本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置以及包括該半導(dǎo)體裝置的顯示裝置。

注意，本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于上述技術(shù)領(lǐng)域。本說(shuō)明書(shū)等所公開(kāi)的發(fā)明的一個(gè)方式的技術(shù)領(lǐng)域涉及一種物體、方法或制造方法。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種工序(process)、機(jī)器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或者組合物(compositionofmatter)。本發(fā)明的一個(gè)方式尤其涉及一種半導(dǎo)體裝置、包括電致發(fā)光(electroluminescence)元件的顯示裝置(以下，也稱(chēng)為el顯示裝置)、液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、存儲(chǔ)裝置、攝像裝置、這些裝置的驅(qū)動(dòng)方法或這些裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

通過(guò)使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜形成晶體管(也稱(chēng)為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)或薄膜晶體管(tft))的技術(shù)受到關(guān)注。該晶體管被廣泛地應(yīng)用于如集成電路(ic)及圖像顯示裝置(顯示裝置)等電子設(shè)備。作為可以應(yīng)用于晶體管的半導(dǎo)體薄膜的材料，以硅為代表的半導(dǎo)體材料被周知。作為其他材料，氧化物半導(dǎo)體受到關(guān)注(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

另外，公開(kāi)了在像素部的外側(cè)設(shè)置監(jiān)控電路的結(jié)構(gòu)。該監(jiān)控電路為了校正設(shè)置在el顯示裝置的各像素中的發(fā)光元件的周?chē)鷾囟?以下，將該周?chē)鷾囟扔涊d為環(huán)境溫度)所導(dǎo)致的特性變化，使用包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管根據(jù)發(fā)光元件的環(huán)境溫度校正發(fā)光元件的陰極的電位(例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

[參考文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)]

[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2006-165529號(hào)公報(bào)

[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2012-78798號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示，發(fā)光元件具有其電阻值(內(nèi)部電阻值)根據(jù)環(huán)境溫度發(fā)生變化的性質(zhì)。具體而言，當(dāng)將室溫看作通常溫度且溫度比通常溫度高時(shí)，電阻值降低，而在溫度比通常溫度低時(shí)，電阻值上升。因此，發(fā)光元件的電流-電壓特性根據(jù)環(huán)境溫度發(fā)生變化。具體而言，當(dāng)溫度上升時(shí)，發(fā)光元件的電流值增加而亮度變得比所希望的亮度高。當(dāng)溫度下降且施加相同電壓時(shí)，發(fā)光元件的電流值降低而亮度變得比所希望的亮度低。因此，由于環(huán)境溫度的變化所引起的流過(guò)發(fā)光元件的電流之值的變動(dòng)，發(fā)光元件的亮度有可能產(chǎn)生不均勻。

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一是抑制因環(huán)境溫度變化所引起的流過(guò)發(fā)光元件的電流之值的變動(dòng)而產(chǎn)生的亮度不均勻。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的其他目的之一是提供一種新穎的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式的其他目的之一是提供一種新穎的顯示裝置。

注意，上述目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發(fā)明的一個(gè)方式并不需要實(shí)現(xiàn)所有目的。其他目的從說(shuō)明書(shū)等的描述中是顯而易見(jiàn)的，并可以從所述描述中抽取。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，利用監(jiān)控電路控制流過(guò)像素部所包括的第一發(fā)光元件的電流的量。監(jiān)控電路包括第二發(fā)光元件、晶體管、電阻器以及放大電路。第二發(fā)光元件的陽(yáng)極與晶體管的源極和漏極中的一個(gè)電連接。第二發(fā)光元件的陰極與電阻器的一個(gè)電極及放大電路的第一輸入端子電連接。電阻器的另一個(gè)電極與第一電源線(xiàn)電連接。放大電路的第二輸入端子與第二電源線(xiàn)電連接。放大電路的輸出端子與晶體管的柵極電連接。晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)與第三電源線(xiàn)電連接。晶體管包括氧化物半導(dǎo)體膜。電阻器包括形成在與氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜。更具體的結(jié)構(gòu)是如下。

本發(fā)明的一個(gè)方式是一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括像素部、設(shè)置在像素部的外側(cè)的監(jiān)控電路。像素部包括第一發(fā)光元件。監(jiān)控電路包括第二發(fā)光元件、晶體管、電阻器以及放大電路。第二發(fā)光元件的陽(yáng)極與晶體管的源極和漏極中的一個(gè)電連接。第二發(fā)光元件的陰極與電阻器的一個(gè)電極及放大電路的第一輸入端子電連接。電阻器的另一個(gè)電極與第一電源線(xiàn)電連接。放大電路的第二輸入端子與第二電源線(xiàn)電連接。放大電路的輸出端子與晶體管的柵極電連接。晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)與第三電源線(xiàn)電連接。晶體管包括氧化物半導(dǎo)體膜。電阻器包括形成在與氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜。利用監(jiān)控電路控制流過(guò)第一發(fā)光元件的電流的量。

另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括像素部、設(shè)置在像素部的外側(cè)的監(jiān)控電路。像素部包括選擇晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管以及第一發(fā)光元件。監(jiān)控電路包括第二發(fā)光元件、晶體管、電阻器以及放大電路。第二發(fā)光元件的陽(yáng)極與晶體管的源極和漏極中的一個(gè)電連接。第二發(fā)光元件的陰極與電阻器的一個(gè)電極及放大電路的第一輸入端子電連接。電阻器的另一個(gè)電極與第一電源線(xiàn)電連接。放大電路的第二輸入端子與第二電源線(xiàn)電連接。放大電路的輸出端子與晶體管的柵極電連接。晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)與第三電源線(xiàn)電連接。晶體管包括氧化物半導(dǎo)體膜。電阻器包括形成在與氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜。利用監(jiān)控電路控制流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管及第一發(fā)光元件的電流的量。

另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括像素部、設(shè)置在像素部的外側(cè)的監(jiān)控電路。像素部包括選擇晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管以及第一發(fā)光元件。選擇晶體管具有控制掃描線(xiàn)和驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管具有控制流過(guò)第一發(fā)光元件的電流的量的功能。監(jiān)控電路包括第二發(fā)光元件、晶體管、電阻器以及放大電路。第二發(fā)光元件的陽(yáng)極與晶體管的源極和漏極中的一個(gè)電連接。第二發(fā)光元件的陰極與電阻器的一個(gè)電極及放大電路的第一輸入端子電連接。電阻器的另一個(gè)電極與第一電源線(xiàn)電連接。放大電路的第二輸入端子與第二電源線(xiàn)電連接。放大電路的輸出端子與晶體管的柵極電連接。晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)與第三電源線(xiàn)電連接。晶體管包括氧化物半導(dǎo)體膜。電阻器包括形成在與氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜。利用監(jiān)控電路控制流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管及第一發(fā)光元件的電流的量。

在上述方式中，選擇晶體管及驅(qū)動(dòng)晶體管優(yōu)選包括氧化物半導(dǎo)體膜。

另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種包括氧化物半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置包括像素部、設(shè)置在像素部的外側(cè)的監(jiān)控電路。像素部包括選擇晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管、第一晶體管以及第一發(fā)光元件。選擇晶體管具有控制掃描線(xiàn)和驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管及第一晶體管具有控制流過(guò)第一發(fā)光元件的電流的量的功能。監(jiān)控電路包括第二發(fā)光元件、第二晶體管、電阻器以及放大電路。第二發(fā)光元件的陽(yáng)極與第二晶體管的源極和漏極中的一個(gè)電連接。第二發(fā)光元件的陰極與電阻器的一個(gè)電極及放大電路的第一輸入端子電連接。電阻器的另一個(gè)電極與第一電源線(xiàn)電連接。放大電路的第二輸入端子與第二電源線(xiàn)電連接。放大電路的輸出端子與第二晶體管的柵極電連接。第二晶體管的源極和漏極中的另一個(gè)與第三電源線(xiàn)電連接。第二晶體管包括氧化物半導(dǎo)體膜。電阻器包括形成在與氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜。利用監(jiān)控電路控制流過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體管及第一發(fā)光元件的電流的量。

在上述方式中，選擇晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管及第一晶體管優(yōu)選包括氧化物半導(dǎo)體膜。

另外，在上述方式中，氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選包含in、zn、m(m是ti、ga、y、zr、la、ce、nd、sn或hf)。另外，在上述方式中，優(yōu)選的是，氧化物半導(dǎo)體膜具有結(jié)晶部，且結(jié)晶部具有c軸取向性。另外，在上述方式中，氧化物導(dǎo)電膜優(yōu)選包含in、zn、m(m是ti、ga、y、zr、la、ce、nd、sn或hf)。

另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種包括上述方式中的任何一個(gè)的半導(dǎo)體裝置和濾色片的顯示裝置。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是一種包括該顯示裝置及觸摸傳感器的顯示模塊。另外，本發(fā)明的另一個(gè)方式是電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括：上述方式中的任何一個(gè)的半導(dǎo)體裝置、上述顯示裝置或上述顯示模塊；以及操作鍵或電池。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式可以抑制因環(huán)境溫度變化所引起的流過(guò)發(fā)光元件的電流之值的變動(dòng)而產(chǎn)生的亮度不均勻。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式可以提供一種新穎的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式可以提供一種新穎的顯示裝置。

注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外，本發(fā)明的一個(gè)方式并不需要具有所有上述效果。其他效果從說(shuō)明書(shū)、附圖、權(quán)利要求書(shū)等的描述中是顯而易見(jiàn)的，并可以從所述描述中抽取。

附圖說(shuō)明

圖1a和圖1b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的方框圖及電路圖；

圖2a和圖2b分別示出發(fā)光元件的l-i特性及發(fā)光元件的i-v特性；

圖3是示出監(jiān)控電路的一個(gè)方式的電路圖；

圖4a至圖4c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖5示出晶體管的溫度特性；

圖6a和圖6b是示出評(píng)價(jià)用樣品的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖7示出評(píng)價(jià)用樣品的電阻的溫度特性；

圖8是示出使用監(jiān)控電路的校正方法的方框圖；

圖9是示出像素電路的一個(gè)方式的電路圖；

圖10a和圖10b是示出像素電路的一個(gè)方式的電路圖及時(shí)序圖；

圖11a和圖11b是示出像素電路的一個(gè)方式的電路圖及時(shí)序圖；

圖12a和圖12b是示出像素電路的一個(gè)方式的電路圖及時(shí)序圖；

圖13a和圖13b是示出像素電路的一個(gè)方式的電路圖及時(shí)序圖；

圖14a和圖14b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的截面圖；

圖15a至圖15c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖16a至圖16c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖17a至圖17c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖18a至圖18c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖19a至圖19c是示出晶體管的一個(gè)方式的俯視圖及截面圖；

圖20a至圖20d是示出晶體管的一個(gè)方式的截面圖；

圖21a和圖21b示出氧化物半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)；

圖22a至圖22d是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖；

圖23a至圖23d是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖；

圖24a至圖24d是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖；

圖25a至圖25d是示出半導(dǎo)體裝置的制造工序的例子的截面圖；

圖26a和圖26b示出氣體焙燒爐中的加熱處理的熱分布；

圖27a和圖27b示出氣體焙燒爐中的加熱處理的熱分布；

圖28a至圖28d是caac-os的截面的cs校正高分辨率tem圖像以及caac-os的截面示意圖；

圖29a至圖29d是caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像；

圖30a至圖30c示出通過(guò)xrd得到的caac-os以及單晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)分析；

圖31a和圖31b示出caac-os的電子衍射圖案；

圖32示出通過(guò)電子照射的in-ga-zn氧化物的結(jié)晶部的變化；

圖33a至圖33c示出caac-os的沉積方法；

圖34示出inmzno4的結(jié)晶；

圖35a至圖35e示出caac-os的沉積方法；

圖36a至圖36c示出caac-os的沉積方法；

圖37示出nc-os的沉積方法；

圖38a和圖38b是示出觸摸面板的例子的立體圖；

圖39a和圖39b是示出顯示裝置及觸摸傳感器的例子的截面圖；

圖40a和圖40b是示出觸摸面板的例子的截面圖；

圖41a和圖41b是觸摸傳感器的方框圖及時(shí)序圖；

圖42是觸摸傳感器的電路圖；

圖43示出顯示模塊；

圖44a至圖44g示出電子設(shè)備；

圖45a和圖45b是顯示裝置的立體圖；

圖46示出沉積裝置的結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)，就是實(shí)施方式可以以多個(gè)不同形式來(lái)實(shí)施，其方式和詳細(xì)內(nèi)容可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在下面的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。

在附圖中，為便于清楚地說(shuō)明，有時(shí)夸大表示大小、層的厚度或區(qū)域。因此，本發(fā)明的一個(gè)方式并不一定限定于上述尺寸。此外，附圖為示出理想的例子的示意圖，因此本發(fā)明不局限于附圖所示的形狀或數(shù)值等。另外，在附圖中，在不同的附圖之間共同使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復(fù)說(shuō)明。此外，當(dāng)表示具有相同功能的部分時(shí)有時(shí)使用相同的陰影線(xiàn)，而不特別附加附圖標(biāo)記。

此外，在本說(shuō)明書(shū)等中，為了方便起見(jiàn)，附加了“第一”、“第二”等序數(shù)詞，而其并不表示工序順序或疊層順序。因此，例如可以將“第一”適當(dāng)?shù)靥鎿Q為“第二”或“第三”等來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。此外，本說(shuō)明書(shū)等所記載的序數(shù)詞不需要與用于指定本發(fā)明的一個(gè)方式的序數(shù)詞一致。

在本說(shuō)明書(shū)中，為方便起見(jiàn)，使用了“上”、“上方”、“下”及“下方”等表示配置的詞句，以參照附圖說(shuō)明構(gòu)成要素的位置關(guān)系。另外，構(gòu)成要素的位置關(guān)系根據(jù)描述各構(gòu)成要素的方向適當(dāng)?shù)馗淖?。因此，位置關(guān)系不局限于本說(shuō)明書(shū)中所說(shuō)明的詞句，可以根據(jù)情況適當(dāng)?shù)馗鼡Q。

此外，在本說(shuō)明書(shū)等中，“半導(dǎo)體裝置”是指能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝置。晶體管等半導(dǎo)體元件、半導(dǎo)體電路、運(yùn)算裝置和存儲(chǔ)裝置都是半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式。攝像裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、電光裝置、發(fā)電裝置(包括薄膜太陽(yáng)能電池、有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池等)及電子設(shè)備有時(shí)包括半導(dǎo)體裝置。

在本說(shuō)明書(shū)等中，晶體管是指至少包括柵極、漏極以及源極這三個(gè)端子的元件。晶體管在漏極(漏極端子、漏區(qū)域或漏電極)與源極(源極端子、源區(qū)域或源電極)之間具有溝道區(qū)域，并且電流能夠流過(guò)漏極、溝道區(qū)域以及源極。注意，在本說(shuō)明書(shū)等中，溝道區(qū)域是指電流主要流過(guò)的區(qū)域。

另外，在使用極性不同的晶體管的情況或電路工作中的電流方向變化的情況等下，源極及漏極的功能有時(shí)相互調(diào)換。因此，在本說(shuō)明書(shū)等中，“源極”和“漏極”的詞句可以相互調(diào)換。

注意，在本說(shuō)明書(shū)等中，氧氮化硅膜是指氧比率多于氮比率的膜，優(yōu)選在55原子％至65原子％、1原子％至20原子％、25原子％至35原子％、0.1原子％至10原子％的濃度范圍內(nèi)分別包含氧、氮、硅和氫。氮氧化硅膜是指氮比率多于氧比率的膜，優(yōu)選在55原子％至65原子％、1原子％至20原子％、25原子％至35原子％、0.1原子％至10原子％的濃度范圍內(nèi)分別包含氮、氧、硅和氫。

另外，在本說(shuō)明書(shū)等中，可以將“膜”和“層”的詞句相互調(diào)換。例如，有時(shí)可以將“導(dǎo)電層”換稱(chēng)為“導(dǎo)電膜”。此外，例如，有時(shí)可以將“絕緣膜”換稱(chēng)為“絕緣層”。

在本說(shuō)明書(shū)中，“平行”是指兩條直線(xiàn)形成的角度大于或等于-10°且小于或等于10°的狀態(tài)。因此，也包括該角度大于或等于-5°且小于或等于5°的狀態(tài)。“大致平行”是指兩條直線(xiàn)形成的角度大于或等于-30°且小于或等于30°的狀態(tài)。另外，“垂直”是指兩條直線(xiàn)的角度大于或等于80°且小于或等于100°的狀態(tài)。因此，也包括該角度大于或等于85°且小于或等于95°的狀態(tài)。“大致垂直”是指兩條直線(xiàn)形成的角度大于或等于60°且小于或等于120°的狀態(tài)。

注意，在本說(shuō)明書(shū)等中，當(dāng)明確地記載有“x與y連接”時(shí)，包括x與y電連接的情況、x與y在功能上連接的情況以及x與y直接連接的情況。因此，也可以包括預(yù)定的連接關(guān)系以外的連接關(guān)系，例如附圖或文中所示的連接關(guān)系以外的連接關(guān)系。

這里，x和y為對(duì)象物(例如，裝置、元件、電路、布線(xiàn)、電極、端子、導(dǎo)電膜等)。

例如，在x與y電連接的情況下，可以在x與y之間連接一個(gè)以上的能夠電連接x與y的元件(例如開(kāi)關(guān)、晶體管、電容器、電感器、電阻器、二極管、顯示元件、發(fā)光元件和/或負(fù)載等)。另外，開(kāi)關(guān)具有控制開(kāi)啟和關(guān)閉的功能。換言之，通過(guò)使開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)(開(kāi)啟狀態(tài))或非導(dǎo)通狀態(tài)(關(guān)閉狀態(tài))來(lái)控制是否使電流流過(guò)?；蛘?，開(kāi)關(guān)具有選擇并切換電流路徑的功能。

例如，在x與y在功能上連接的情況下，可以在x與y之間連接一個(gè)以上的能夠在功能上連接x與y的電路(例如，邏輯電路(反相器、nand電路、nor電路等)、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路(da轉(zhuǎn)換電路、ad轉(zhuǎn)換電路、伽馬校正電路等)、電位電平轉(zhuǎn)換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變信號(hào)的電位電平的電平轉(zhuǎn)移電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大信號(hào)振幅或電流量等的電路、運(yùn)算放大器、差分放大電路、源極跟隨電路、緩沖電路等)、信號(hào)產(chǎn)生電路、存儲(chǔ)電路、控制電路等)。注意，例如，即使在x與y之間夾有其他電路，當(dāng)從x輸出的信號(hào)傳送到y(tǒng)時(shí)，也可以說(shuō)x與y在功能上是連接著的。

此外，當(dāng)明確地記載有“x與y連接”時(shí)，包括如下情況：x與y電連接的情況(換言之，以中間夾有其他元件或其他電路的方式連接x與y的情況)；x與y在功能上連接的情況(換言之，以中間夾有其他電路的方式在功能上連接x與y的情況)；以及x與y直接連接的情況(換言之，以中間不夾有其他元件或其他電路的方式連接x與y的情況)。換言之，當(dāng)明確記載有“電連接”時(shí)，與只明確記載有“連接”的情況相同。

注意，例如，在晶體管的源極(或第一端子等)通過(guò)z1(或沒(méi)有通過(guò)z1)與x電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)通過(guò)z2(或沒(méi)有通過(guò)z2)與y電連接的情況下或者在晶體管的源極(或第一端子等)與z1的一部分直接連接，z1的另一部分與x直接連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與z2的一部分直接連接，z2的另一部分與y直接連接的情況下，可以描述為如下。

例如，可以表達(dá)為“x、y、晶體管的源極(或第一端子等)及晶體管的漏極(或第二端子等)互相電連接，x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)及y依次電連接”以及“晶體管的源極(或第一端子等)與x電連接，晶體管的漏極(或第二端子等)與y電連接，x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)及y依次電連接”。或者，可以表達(dá)為“x通過(guò)晶體管的源極(或第一端子等)及晶體管的漏極(或第二端子等)與y電連接，x、晶體管的源極(或第一端子等)、晶體管的漏極(或第二端子等)、y依次設(shè)置為相互連接”。通過(guò)使用與這種例子相同的表達(dá)方法規(guī)定電路結(jié)構(gòu)中的連接順序，可以區(qū)別晶體管的源極(或第一端子等)與漏極(或第二端子等)而決定技術(shù)范圍。注意，這種表達(dá)方法只是例子而已，不局限于上述表達(dá)方法。在此，x、y、z1及z2為對(duì)象物(例如，裝置、元件、電路、布線(xiàn)、電極、端子、導(dǎo)電膜等)。

實(shí)施方式1

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D1a和圖1b、圖2a和圖2b、圖3、圖4a至圖4c、圖5、圖6a和圖6b以及圖7說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的例子。

圖1a是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的例子的方框圖。

圖1a所示的半導(dǎo)體裝置10包括像素部12、配置在像素部12的周?chē)臇艠O線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16、配置在像素部12的周?chē)男盘?hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18、配置在像素部12的外側(cè)的監(jiān)控電路20、與柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16及信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18電連接的端子部22。像素部12包括多個(gè)像素14。

如圖1a所示，將多個(gè)像素14配置為矩陣狀。根據(jù)從連接到柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16的柵極線(xiàn)(gl1[1]至gl1[n]及gl2[1]至gl2[n]，n表示自然數(shù))供應(yīng)的選擇信號(hào)，在各行中決定各像素14處于選擇狀態(tài)還是非選擇狀態(tài)。從連接到信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18的信號(hào)線(xiàn)(sl[1]至sl[m]，m表示自然數(shù))中的任一對(duì)根據(jù)選擇信號(hào)選擇的像素14供應(yīng)視頻數(shù)據(jù)(也稱(chēng)為vdata、圖像信號(hào)、視頻信號(hào)、視頻電壓)。多個(gè)像素14與陽(yáng)極線(xiàn)(ano)電連接。

注意，在圖1a中例示出柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16及信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18設(shè)置在半導(dǎo)體裝置10上的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此，柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16和信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18中的任一個(gè)也可以設(shè)置在半導(dǎo)體裝置10上?；蛘?，在半導(dǎo)體裝置10中也可以只設(shè)置有像素部12和監(jiān)控電路20，而不設(shè)置有柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路16、信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18及端子部22。

端子部22是設(shè)置有用來(lái)從外部電路對(duì)半導(dǎo)體裝置10輸入電力、控制信號(hào)和圖像信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)的端子的部分。端子部22也可以與時(shí)序控制電路(也稱(chēng)為控制器、控制ic)等電連接。

另外，在圖1a中例示出將像素部12中的多個(gè)像素14配置為矩陣狀(條紋配置)的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此，例如也可以將多個(gè)像素14配置為三角狀、pentile狀。在進(jìn)行彩色顯示時(shí)在像素14中控制的顏色要素不局限于rgb(r是紅色，g是綠色，b是藍(lán)色)的三種顏色，也可以是三種以上的顏色，例如可以是rgbw(w是白色)或者rgb及y(黃色)、c(青色)、m(品紅色)等中的一種以上。另外，各個(gè)顏色要素的點(diǎn)的顯示區(qū)域的大小可以不同。

像素14至少包括發(fā)光元件。在發(fā)光元件中，通過(guò)對(duì)發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從發(fā)光元件的一對(duì)電極分別注入到包含發(fā)光化合物的層中，從而電流流過(guò)。電子和空穴重新結(jié)合，因此發(fā)光化合物形成激發(fā)態(tài)。當(dāng)發(fā)光化合物從激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)發(fā)光。根據(jù)這種機(jī)理，這種發(fā)光元件被稱(chēng)為電流激勵(lì)型發(fā)光元件。

<1-1.發(fā)光元件的特性>

以下對(duì)像素14所包括的發(fā)光元件的特性進(jìn)行說(shuō)明。首先，使用圖2a和圖2b對(duì)發(fā)光元件的特性之例子的l-i(亮度-電流)特性及i-v(電流-電壓)特性進(jìn)行說(shuō)明。

圖2a示出發(fā)光元件的l-i特性。如圖2a所示，發(fā)光元件的亮度與流過(guò)發(fā)光元件的電流成比例地增高。就是說(shuō)，發(fā)光元件的l-i特性沒(méi)有環(huán)境溫度所引起的變化(以下，有時(shí)稱(chēng)為溫度依賴(lài)性)，或者環(huán)境溫度所引起的變化極少。

圖2b示出發(fā)光元件的i-v特性。發(fā)光元件的電阻因溫度而變化，因此在溫度變化時(shí)亮度也變化。例如，如圖2b所示，在施加相同電壓時(shí)，在發(fā)光元件的溫度變得比25℃高的情況下，流過(guò)發(fā)光元件的電流增加。

于是，本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置包括監(jiān)控電路20，以便降低發(fā)光元件的溫度依賴(lài)性。監(jiān)控電路20具有根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整像素14所包括的發(fā)光元件的亮度的功能。在此，對(duì)監(jiān)控電路20的例子進(jìn)行說(shuō)明。

<1-2.監(jiān)控電路的結(jié)構(gòu)>

圖1b是示出本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的監(jiān)控電路20的例子的電路圖。

圖1b所示的監(jiān)控電路20包括放大電路32、晶體管34、發(fā)光元件36和電阻器38。

放大電路32的一個(gè)輸入端子與被供應(yīng)電位vcat的電源線(xiàn)電連接，放大電路32的另一個(gè)輸入端子與發(fā)光元件36的陰極一側(cè)的端子電連接。放大電路32的輸出端子與被供應(yīng)電位vout2的布線(xiàn)及晶體管34的柵極電連接。

晶體管34的源極和漏極中的一個(gè)與被供應(yīng)電位vano的電源線(xiàn)電連接，晶體管34的源極和漏極中的另一個(gè)與發(fā)光元件36的陽(yáng)極及被供應(yīng)電位vout1的布線(xiàn)電連接。

發(fā)光元件36的陰極與電阻器38的一個(gè)電極電連接，電阻器38的另一個(gè)電極與被供應(yīng)電位vss的布線(xiàn)電連接。

例如，在是圖1b所示的監(jiān)控電路20的情況下，可以以下述公式(1)表示從被供應(yīng)電位vano的布線(xiàn)流到被供應(yīng)電位vss的布線(xiàn)的電流之值i。

(vcat-vss)/r(1)

因此，電阻器38的電阻r優(yōu)選沒(méi)有溫度依賴(lài)性且恒定。可從vout2-vout1獲得用來(lái)供應(yīng)電流值i而需要的電壓vgs，可從vout1-vcat獲得供應(yīng)到發(fā)光元件36的電壓。

作為電阻器38，優(yōu)選使用使氧化物半導(dǎo)體(os：oxidesemiconductor)導(dǎo)電體化而成的材料的氧化物導(dǎo)電體(oc：oxideconductor)。氧化物導(dǎo)電體(oc)的環(huán)境溫度所引起的電阻變化少。就是說(shuō)，可以將氧化物導(dǎo)電體(oc)用作溫度依賴(lài)性低的電阻材料。注意，電阻器38不局限于使用氧化物導(dǎo)電體(oc)形成，也可以使用溫度依賴(lài)性低的其他電阻材料。

晶體管34優(yōu)選在活性層中包括氧化物半導(dǎo)體(os)。氧化物半導(dǎo)體(os)可以在與上述氧化物導(dǎo)電體(oc)相同工序中制造。與發(fā)光元件36相同，晶體管34的氧化物半導(dǎo)體(os)的特性有可能因環(huán)境溫度而變化。例如，當(dāng)將使用氧化物半導(dǎo)體(os)的晶體管用作發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)晶體管時(shí)，有時(shí)晶體管的vds因環(huán)境溫度的增高而變大。

注意，圖1b示出監(jiān)控電路20具有作為晶體管34使用n溝道型晶體管的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此，例如也可以采用圖3所示的結(jié)構(gòu)。圖3是示出監(jiān)控電路20的例子的電路圖。如圖3的監(jiān)控電路20所示，也可以作為晶體管34使用p溝道型晶體管且使放大電路32的極性相反。

在此，以下對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體(os)的晶體管的溫度依賴(lài)性及氧化物導(dǎo)電體(oc)的溫度依賴(lài)性進(jìn)行說(shuō)明。

<2-1.包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的溫度依賴(lài)性>

首先，對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管的溫度依賴(lài)性進(jìn)行說(shuō)明。在此，制造相當(dāng)于圖4a至圖4c所示的晶體管600的晶體管，對(duì)該晶體管的溫度特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

<2-2.晶體管的結(jié)構(gòu)>

圖4a是晶體管600的俯視圖，圖4b為沿著圖4a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖4c為沿著圖4a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。注意，在圖4a中，為了方便起見(jiàn)，不示出晶體管600的一些構(gòu)成要素(用作柵極絕緣膜的絕緣膜等)。此外，有時(shí)將點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2方向稱(chēng)為溝道長(zhǎng)度方向，將點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2方向稱(chēng)為溝道寬度方向。注意，有時(shí)在后面的晶體管的俯視圖中也與圖4a同樣地省略一些構(gòu)成要素。

晶體管600包括：襯底602上的用作第一柵電極的導(dǎo)電膜604；襯底602及導(dǎo)電膜604上的絕緣膜606；絕緣膜606上的絕緣膜607；絕緣膜607上的氧化物半導(dǎo)體膜608；與氧化物半導(dǎo)體膜608電連接并用作源電極的導(dǎo)電膜612a；以及與氧化物半導(dǎo)體膜608電連接并用作漏電極的導(dǎo)電膜612b。

在晶體管600上，具體而言，在導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b及氧化物半導(dǎo)體膜608上設(shè)置有絕緣膜614、絕緣膜616及絕緣膜618。在絕緣膜618上設(shè)置有導(dǎo)電膜620。在絕緣膜606、絕緣膜607中形成有到達(dá)導(dǎo)電膜604的開(kāi)口642a，以覆蓋開(kāi)口642a的方式形成導(dǎo)電膜612c。在絕緣膜614、絕緣膜616及絕緣膜618中形成有到達(dá)導(dǎo)電膜612c的開(kāi)口642b。導(dǎo)電膜620通過(guò)開(kāi)口642b與導(dǎo)電膜612c連接。就是說(shuō)，導(dǎo)電膜604與導(dǎo)電膜620電連接。導(dǎo)電膜620用作晶體管600的第二柵電極(也稱(chēng)為背柵電極)。

在本實(shí)施方式中，為了評(píng)價(jià)，作為相當(dāng)于圖4a至圖4c所示的晶體管600的晶體管，制造氧化物半導(dǎo)體膜608的結(jié)構(gòu)互不相同的兩個(gè)樣品(以下，稱(chēng)為樣品a1及樣品a2)。樣品a1及樣品a2都是其溝道長(zhǎng)度l為3μm，其溝道寬度w為5μm的晶體管。

<2-3.晶體管的制造方法>

以下，示出樣品a1及樣品a2的制造方法。

首先，在襯底602上形成導(dǎo)電膜604。作為襯底602使用玻璃襯底。另外，作為導(dǎo)電膜604，通過(guò)使用濺射裝置形成厚度為100nm的鎢膜。

接著，在襯底602及導(dǎo)電膜604上形成絕緣膜606、絕緣膜607。作為絕緣膜606，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氮化硅膜。另外，作為絕緣膜607，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。

接著，在絕緣膜607上形成氧化物半導(dǎo)體膜608。

樣品a1的氧化物半導(dǎo)體膜608具有其組成互不相同的igzo膜的疊層結(jié)構(gòu)。第一igzo膜的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為170℃；將流量為140sccm的氬氣體和流量為60sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為0.6pa；以及對(duì)金屬氧化物濺射靶材(in:ga:zn＝4:2:4.1[原子數(shù)比])供應(yīng)2500w的ac功率。將第一igzo膜的厚度設(shè)定為10nm。第二igzo膜的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為170℃；將流量為100sccm的氬氣體和流量為100sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為0.6pa；以及對(duì)金屬氧化物濺射靶材(in:ga:zn＝1:1:1.2[原子數(shù)比])供應(yīng)2500w的ac功率。將第二igzo膜的厚度設(shè)定為15nm。

樣品a2的氧化物半導(dǎo)體膜608具有igzo膜的單層結(jié)構(gòu)。樣品a2的igzo膜的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為170℃；將流量為100sccm的氬氣體和流量為100sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為0.6pa；以及對(duì)金屬氧化物濺射靶材(in:ga:zn＝1:1:1.2[原子數(shù)比])供應(yīng)2500w的ac功率。將樣品a2的igzo膜的厚度設(shè)定為35nm。

接著，進(jìn)行第一加熱處理。作為該第一加熱處理，在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理，然后在氮與氧的混合氣體氣氛下以450℃進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理。

接著，在絕緣膜607及氧化物半導(dǎo)體膜608上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成到達(dá)導(dǎo)電膜604的開(kāi)口642a。開(kāi)口642a使用干蝕刻裝置形成。在形成開(kāi)口642a之后，去除抗蝕劑掩模。

接著，在絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜608及開(kāi)口642a上形成導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b、導(dǎo)電膜612c。作為導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b、導(dǎo)電膜612c，使用濺射裝置在真空中依次連續(xù)地形成厚度為50nm的鎢膜、厚度為400nm的鋁膜、厚度為100nm的鈦膜。在形成導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b、導(dǎo)電膜612c之后去除抗蝕劑掩模。

接著，從絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜608、導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b上涂敷磷酸溶液(使用純水稀釋85％磷酸水溶液100倍而成的水溶液)，去除從導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b露出的氧化物半導(dǎo)體膜608的表面的一部分。

接著，在絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜608、導(dǎo)電膜612a、導(dǎo)電膜612b上形成絕緣膜614及絕緣膜616。作為絕緣膜614，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。另外，作為絕緣膜616，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氧氮化硅膜。注意，絕緣膜614及絕緣膜616通過(guò)使用pecvd裝置在真空中連續(xù)地形成。

絕緣膜614的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為220℃；將流量為50sccm的硅烷氣體和流量為2000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為20pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)100w的rf功率。另外，絕緣膜616的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為220℃；將流量為160sccm的硅烷氣體和流量為4000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為200pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)1500w的rf功率。

接著，進(jìn)行第二加熱處理。第二加熱處理在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)。

接著，在絕緣膜616上形成保護(hù)膜。作為該保護(hù)膜，使用濺射裝置形成厚度為5nm的itso膜。該itso膜的沉積條件為如下：襯底溫度為室溫；將流量為72sccm的氬氣體、流量為5sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；壓力為0.15pa；以及對(duì)設(shè)置于濺射裝置內(nèi)的金屬氧化物靶材(in2o3:sno2:sio2＝85:10:5[wt.％])供應(yīng)1000w的dc功率。

接著，經(jīng)過(guò)上述保護(hù)膜對(duì)絕緣膜614、絕緣膜616進(jìn)行氧添加處理。在如下條件下使用灰化裝置進(jìn)行氧添加處理：襯底溫度為40℃；將流量為250sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為15pa；以及以對(duì)襯底一側(cè)施加偏壓的方式對(duì)設(shè)置于灰化裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)4500w的rf功率120秒。

接著，去除保護(hù)膜來(lái)使絕緣膜616的表面露出。保護(hù)膜的去除方法為如下：在使用以5％的濃度包含草酸的草酸溶液進(jìn)行處理300秒之后，使用以0.5％的濃度包含氟化氫的氫氟酸溶液進(jìn)行處理15秒。

接著，在絕緣膜616上形成絕緣膜618。作為絕緣膜618，使用pecvd裝置形成厚度為100nm的氮化硅膜。絕緣膜618的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為350℃；將流量為50sccm的硅烷氣體、流量為5000sccm的氮?dú)怏w和流量為100sccm的氨氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為100pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)1000w的rf功率。注意，在形成絕緣膜618之前，沒(méi)有進(jìn)行襯底的預(yù)熱處理。

接著，在絕緣膜618上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成到達(dá)導(dǎo)電膜612c的開(kāi)口642b。開(kāi)口642b使用干蝕刻裝置形成。在形成開(kāi)口642b之后，去除抗蝕劑掩模。

接著，以覆蓋開(kāi)口642b的方式在絕緣膜618上形成導(dǎo)電膜，且對(duì)該導(dǎo)電膜進(jìn)行加工，來(lái)形成導(dǎo)電膜620。作為導(dǎo)電膜620通過(guò)使用濺射裝置形成厚度為100nm的itso膜。該itso膜的沉積條件為如下：襯底溫度為室溫；將流量為72sccm的氬氣體、流量為5sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；壓力為0.15pa；以及對(duì)設(shè)置在濺射裝置內(nèi)的金屬氧化物靶材供應(yīng)3200w的dc功率。用于itso膜的形成的金屬氧化物靶材的組成與用于上述保護(hù)膜的形成的金屬氧化物靶材相同。

接著，進(jìn)行第三加熱處理。第三加熱處理在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)。

通過(guò)上述工序，制造樣品a1及樣品a2。

<2-4.溫度依賴(lài)性的評(píng)價(jià)>

接著，對(duì)所制造的樣品a1及樣品a2的溫度依賴(lài)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

為了評(píng)價(jià)晶體管的溫度依賴(lài)性，在襯底溫度為25℃、40℃、60℃、80℃的條件下，測(cè)量晶體管的通態(tài)電流(ion)。將漏電壓(vd)設(shè)定為20v，將柵電壓(vg)設(shè)定為15v。圖5示出樣品a1及樣品a2的溫度依賴(lài)性的結(jié)果。

如圖5所示，樣品a1和樣品a2的晶體管的ion隨著襯底溫度上升而增高。

如上所述，包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管有溫度依賴(lài)性。

<3-1.氧化物導(dǎo)電體的溫度依賴(lài)性>

接著，對(duì)氧化物導(dǎo)電體的溫度依賴(lài)性進(jìn)行說(shuō)明。在此，制造相當(dāng)于圖6a和圖6b所示的評(píng)價(jià)用樣品650的樣品，對(duì)該樣品的溫度特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

<3-2.評(píng)價(jià)用樣品的結(jié)構(gòu)>

圖6a是評(píng)價(jià)用樣品650的俯視圖，圖6b為沿著圖6a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)m-n的截面圖。

評(píng)價(jià)用樣品650包括：襯底602上的導(dǎo)電膜604a；襯底602上的導(dǎo)電膜604b；覆蓋襯底602、導(dǎo)電膜604a、導(dǎo)電膜604b的絕緣膜606；絕緣膜606上的絕緣膜607；絕緣膜607上的氧化物導(dǎo)電膜609；通過(guò)形成在絕緣膜606、絕緣膜607中的開(kāi)口644a與導(dǎo)電膜604a連接的導(dǎo)電膜612d；通過(guò)形成在絕緣膜606、絕緣膜607中的開(kāi)口644b與導(dǎo)電膜604b連接的導(dǎo)電膜612e；以及覆蓋絕緣膜607、氧化物導(dǎo)電膜609、導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e的絕緣膜618。

導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e與氧化物導(dǎo)電膜609連接。在導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e上的絕緣膜618中形成有開(kāi)口646a、開(kāi)口646b。

在本實(shí)施方式中，制造相當(dāng)于圖6a和圖6b的樣品，對(duì)各樣品的氧化物導(dǎo)電膜609的電阻進(jìn)行評(píng)價(jià)。制造氧化物導(dǎo)電膜609的結(jié)構(gòu)互不相同的兩個(gè)樣品(以下，稱(chēng)為樣品b1及樣品b2)，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。在樣品b1及樣品b2中，氧化物導(dǎo)電膜609的尺寸(w/l)為10μm/1500μm。

<3-3.評(píng)價(jià)用樣品的制造方法>

以下，示出樣品b1及樣品b2的制造方法。

首先，在襯底602上形成導(dǎo)電膜604a、導(dǎo)電膜604b。作為襯底602使用玻璃襯底。另外，作為導(dǎo)電膜604a、導(dǎo)電膜604b，通過(guò)使用濺射裝置形成厚度為100nm的鎢膜。

接著，在襯底602及導(dǎo)電膜604a、導(dǎo)電膜604b上形成絕緣膜606、絕緣膜607。作為絕緣膜606，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氮化硅膜。另外，作為絕緣膜607，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。

接著，在絕緣膜607上形成氧化物半導(dǎo)體膜。

樣品b1的氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)構(gòu)與上述樣品a1相同。另外，樣品b2的氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)構(gòu)與上述樣品a2相同。

接著，進(jìn)行第一加熱處理。作為該第一加熱處理，在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理，然后在氮與氧的混合氣體氣氛下以450℃進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理。

接著，在絕緣膜607及氧化物半導(dǎo)體膜上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成到達(dá)導(dǎo)電膜604a、導(dǎo)電膜604b的開(kāi)口644a、開(kāi)口644b。開(kāi)口644a、開(kāi)口644b使用干蝕刻裝置形成。在形成開(kāi)口644a、開(kāi)口644b之后，去除抗蝕劑掩模。

接著，在絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜及開(kāi)口644a、開(kāi)口644b上形成導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e。作為導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e，使用濺射裝置在真空中依次連續(xù)地形成厚度為50nm的鎢膜、厚度為400nm的鋁膜、厚度為100nm的鈦膜。在形成導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e之后去除抗蝕劑掩模。

接著，從絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜、導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e上涂敷磷酸溶液(使用純水稀釋85％磷酸水溶液100倍而成的水溶液)，去除氧化物半導(dǎo)體膜的表面的一部分。

接著，在絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜、導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e上形成絕緣膜614及絕緣膜616。作為絕緣膜614，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為50nm的氧氮化硅膜。另外，作為絕緣膜616，通過(guò)使用pecvd裝置形成厚度為400nm的氧氮化硅膜。注意，絕緣膜614及絕緣膜616通過(guò)使用pecvd裝置在真空中連續(xù)地形成。

絕緣膜614的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為220℃；將流量為50sccm的硅烷氣體和流量為2000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為20pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)100w的rf功率。另外，絕緣膜616的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為220℃；將流量為160sccm的硅烷氣體和流量為4000sccm的一氧化二氮?dú)怏w引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為200pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)1500w的rf功率。

接著，進(jìn)行第二加熱處理。該第二加熱處理在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)。

接著，在絕緣膜616上形成保護(hù)膜。作為該保護(hù)膜，使用濺射裝置形成厚度為5nm的itso膜。該itso膜的沉積條件為如下：襯底溫度為室溫；將流量為72sccm的氬氣體、流量為5sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；壓力為0.15pa；以及對(duì)設(shè)置于濺射裝置內(nèi)的金屬氧化物靶材(in2o3:sno2:sio2＝85:10:5[wt.％])供應(yīng)1000w的dc功率。

接著，經(jīng)過(guò)上述保護(hù)膜對(duì)絕緣膜614、絕緣膜616進(jìn)行氧添加處理。在如下條件下使用灰化裝置進(jìn)行氧添加處理：襯底溫度為40℃；將流量為250sccm的氧氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為15pa；以及以對(duì)襯底一側(cè)施加偏壓的方式對(duì)設(shè)置于灰化裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)4500w的rf功率120秒。

接著，去除itso膜來(lái)使絕緣膜616的表面露出。保護(hù)膜的去除方法為如下：在使用以5％的濃度包含草酸的草酸溶液進(jìn)行處理300秒后，使用以0.5％的濃度包含氟化氫的氫氟酸溶液進(jìn)行處理15秒。

接著，去除絕緣膜614、絕緣膜616，使絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜、導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e露出。

接著，在絕緣膜607、氧化物半導(dǎo)體膜、導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e上形成絕緣膜618。作為絕緣膜618，使用pecvd裝置形成厚度為100nm的氮化硅膜。絕緣膜618的沉積條件為如下：將襯底溫度設(shè)定為350℃；將流量為50sccm的硅烷氣體、流量為5000sccm的氮?dú)怏w和流量為100sccm的氨氣體引入處理室內(nèi)；將壓力設(shè)定為100pa；以及對(duì)設(shè)置于pecvd裝置內(nèi)的平行板電極之間供應(yīng)1000w的rf功率。注意，在形成絕緣膜618之前，沒(méi)有進(jìn)行襯底的預(yù)熱處理。

通過(guò)形成絕緣膜618，絕緣膜618中的氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體膜中，而氧化物半導(dǎo)體膜成為氧化物導(dǎo)電膜609。

接著，在絕緣膜618上形成抗蝕劑掩模，對(duì)所希望的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，由此形成到達(dá)導(dǎo)電膜612d、導(dǎo)電膜612e的開(kāi)口646a、開(kāi)口646b。開(kāi)口646a、開(kāi)口646b使用干蝕刻裝置形成。在形成開(kāi)口646a、開(kāi)口646b之后，去除抗蝕劑掩模。

接著，進(jìn)行第三加熱處理。第三加熱處理在氮?dú)鈿夥障乱?50℃進(jìn)行1小時(shí)。

通過(guò)上述工序，制造樣品b1及樣品b2。

<3-4.溫度依賴(lài)性的評(píng)價(jià)>

接著，對(duì)上述所制造的樣品b1及樣品b2的電阻的溫度依賴(lài)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

為了評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)用樣品的溫度依賴(lài)性，在襯底溫度為25℃、40℃、60℃、80℃的條件下，測(cè)量評(píng)價(jià)用樣品的薄層電阻。圖7示出樣品b1及樣品b2的電阻的溫度依賴(lài)性的結(jié)果。

如圖7所示，即使襯底溫度變化，樣品b1及樣品b2的薄層電阻的變化也不大。

如上所述，氧化物導(dǎo)電體(oc)沒(méi)有電阻的溫度依賴(lài)性，或者電阻的溫度依賴(lài)性極低。

如上所說(shuō)明那樣，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，利用包括起因于環(huán)境溫度變化的電阻變動(dòng)少的氧化物導(dǎo)電體(oc)的監(jiān)控電路監(jiān)視并校正流過(guò)發(fā)光元件的電流之值的起因于環(huán)境溫度變化的變動(dòng)，由此可抑制發(fā)光元件的亮度不均勻。因此，可以提供一種即使環(huán)境溫度發(fā)生變化也其顯示質(zhì)量良好的半導(dǎo)體裝置及顯示裝置。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式2

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D8、圖9、圖10a和圖10b、圖11a和圖11b、圖12a和圖12b、圖13a和圖13b以及圖14a和圖14b說(shuō)明使用在實(shí)施方式1中說(shuō)明的監(jiān)控電路的校正方法。

<監(jiān)控電路的校正方法>

圖8是示出使用本發(fā)明的一個(gè)方式的監(jiān)控電路的發(fā)光元件的校正方法的方框圖。

在圖8所示的方框圖中，像素14包括電路群62、驅(qū)動(dòng)晶體管54、發(fā)光元件56。發(fā)光元件56的陰極與校正電路60電連接。發(fā)光元件56的陽(yáng)極與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)電連接，驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)與被供應(yīng)電位vano的布線(xiàn)電連接。驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極與電路群62的一個(gè)端子電連接，電路群62的另一個(gè)端子通過(guò)信號(hào)線(xiàn)sl與信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18電連接。信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路18與監(jiān)控電路20電連接。

在圖8所示的方框圖中，固定電位vano控制通過(guò)信號(hào)線(xiàn)sl及電路群62輸入到驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極的視頻數(shù)據(jù)的振幅，或者利用校正電路60控制發(fā)光元件56的陰極一側(cè)的電位，由此可以抑制發(fā)光元件56的溫度依賴(lài)性及驅(qū)動(dòng)晶體管54的vgs的溫度依賴(lài)性。如此，可以使用監(jiān)控電路20調(diào)整視頻數(shù)據(jù)的電位(例如，低電平)和發(fā)光元件56的陰極一側(cè)的電位之間的差異(電位差)。也可以使用溫度傳感器等代替監(jiān)控電路20調(diào)整上述電位差。

輸入到驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極的視頻數(shù)據(jù)的振幅例如被dac(d/a轉(zhuǎn)換器)調(diào)整。例如，通過(guò)參照從監(jiān)控電路20輸出的電位vout1和電位vout2，決定視頻數(shù)據(jù)的振幅。

作為發(fā)光元件56的陰極一側(cè)的電位，以將電位v0(電位v0表示數(shù)據(jù)的最低電位)和電位vout1為一定電位的方式生成電位vcat1。例如，將電位vcat1可以設(shè)定為電位vout1和電位vcat之間的差異。

在電路群62中，可以設(shè)置晶體管(例如，選擇晶體管)、電容器等各種元件。例如可以將以下結(jié)構(gòu)例子1至結(jié)構(gòu)例子5用于電路群62的像素電路。

<像素電路的結(jié)構(gòu)例子1>

在圖9所示的像素電路中，一個(gè)像素包括兩個(gè)n溝道型晶體管以及一個(gè)電容器。

示出作為像素14中的晶體管使用n溝道型晶體管的例子。注意，也可以將通過(guò)與像素14中的晶體管相同的工序形成的晶體管用于驅(qū)動(dòng)電路。圖9所示的像素電路可以應(yīng)用數(shù)字時(shí)間灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)。

說(shuō)明像素電路的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用數(shù)字時(shí)間灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)時(shí)的像素的工作。

像素14包括選擇晶體管81、驅(qū)動(dòng)晶體管54、發(fā)光元件56、電容器82。選擇晶體管81的柵極與柵極線(xiàn)gl連接，選擇晶體管81的源極和漏極中的一個(gè)與信號(hào)線(xiàn)sl連接，選擇晶體管81的源極和漏極中的另一個(gè)與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極連接。驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極通過(guò)電容器82與布線(xiàn)ml連接，驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)與布線(xiàn)ml連接，驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。發(fā)光元件56的陰極與布線(xiàn)cl電連接。

另外，有時(shí)可以使用驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極電容代替電容器82，而可以省略電容器82。驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極電容也可以形成在溝道區(qū)域和柵極之間。

接著，說(shuō)明輸入到驅(qū)動(dòng)晶體管54的信號(hào)。在采用電壓輸入電壓驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管54輸入使驅(qū)動(dòng)晶體管54開(kāi)啟或關(guān)閉的視頻數(shù)據(jù)。另外，為了使驅(qū)動(dòng)晶體管54在線(xiàn)性區(qū)域中工作，對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極供應(yīng)高于供應(yīng)到布線(xiàn)ml的電壓的電壓。此外，對(duì)信號(hào)線(xiàn)sl供應(yīng)高于驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電壓。

當(dāng)進(jìn)行模擬灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極施加對(duì)發(fā)光元件56的正向電壓加上高于或等于驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電壓。另外，輸入視頻數(shù)據(jù)以使驅(qū)動(dòng)晶體管54在飽和區(qū)域中工作，使電流流過(guò)發(fā)光元件56。此外，為了使驅(qū)動(dòng)晶體管54在飽和區(qū)域中工作，使供應(yīng)到布線(xiàn)ml的電位高于驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵電位。通過(guò)采用模擬視頻數(shù)據(jù)，可以根據(jù)視頻數(shù)據(jù)使電流流過(guò)發(fā)光元件56，而進(jìn)行模擬灰度級(jí)驅(qū)動(dòng)。

<像素電路的結(jié)構(gòu)例子2>

在圖10a所示的像素電路中，一個(gè)像素包括四個(gè)n溝道型晶體管以及一個(gè)電容器。

圖10a所示的像素14包括驅(qū)動(dòng)晶體管54、選擇晶體管88、晶體管89、晶體管90、電容器82以及發(fā)光元件56。

根據(jù)輸入到像素14的圖像信號(hào)sig，發(fā)光元件56的陽(yáng)極的電位受到控制。此外，根據(jù)陽(yáng)極和陰極之間的電位差決定發(fā)光元件56的亮度。

選擇晶體管88具有控制信號(hào)線(xiàn)sl與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。晶體管89具有控制布線(xiàn)vl與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。晶體管90具有控制布線(xiàn)ml與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極連接，電容器82的一對(duì)電極中的另一個(gè)電極與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。

根據(jù)與選擇晶體管88的柵極連接的柵極線(xiàn)gla的電位，進(jìn)行選擇晶體管88的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管89的柵極連接的柵極線(xiàn)glb的電位，進(jìn)行晶體管89的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管90的柵極連接的柵極線(xiàn)glc的電位，進(jìn)行晶體管90的開(kāi)關(guān)工作。

下面，說(shuō)明圖10a所示的像素14的外部校正的工作例子。

圖10b例示出與圖10a所示的像素14連接的柵極線(xiàn)gla、柵極線(xiàn)glb以及柵極線(xiàn)glc的電位及供應(yīng)給信號(hào)線(xiàn)sl的圖像信號(hào)sig的電位的時(shí)序圖。注意，在圖10b所示的時(shí)序圖中，包含于圖10a所示的像素14的晶體管都是n溝道型晶體管。

首先，在期間t1，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位。由此，選擇晶體管88及晶體管89成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管90成為關(guān)閉狀態(tài)。信號(hào)線(xiàn)sl被供應(yīng)圖像信號(hào)sig的電位vdata，該電位vdata經(jīng)過(guò)選擇晶體管88供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。電位vano優(yōu)選高于對(duì)電位vcat加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位。布線(xiàn)vl的電位vano經(jīng)過(guò)晶體管89供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)。由此，根據(jù)電位vdata決定驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流的值。并且，通過(guò)將該漏電流供應(yīng)給發(fā)光元件56，決定發(fā)光元件56的亮度。

接著，在期間t2，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位。由此，晶體管89成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管88及晶體管90成為關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)選擇晶體管88處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電位vdata被保持在驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極中。此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。由此，發(fā)光元件56保持在期間t1所規(guī)定的亮度。

接著，在期間t3，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)高電平電位。由此，晶體管90成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管88及晶體管89成為關(guān)閉狀態(tài)。布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。對(duì)布線(xiàn)ml供應(yīng)電位vano。

通過(guò)進(jìn)行上述工作，驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流經(jīng)過(guò)晶體管90供應(yīng)給發(fā)光元件56。并且，也可以將該驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流經(jīng)過(guò)布線(xiàn)ml供應(yīng)給監(jiān)控電路20。監(jiān)控電路20使用流過(guò)布線(xiàn)ml的漏電流而生成包含該漏電流的值的信息的信號(hào)。并且，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，可以使用上述信號(hào)校正供應(yīng)給像素14的圖像信號(hào)sig的電位vdata的值。

在包括圖10a所示的像素14的顯示裝置中，也可以在期間t2的工作之后不進(jìn)行期間t3的工作。例如，也可以在顯示裝置中反復(fù)進(jìn)行期間t1及期間t2的工作，然后進(jìn)行期間t3的工作。另外，也可以在一行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作，然后對(duì)進(jìn)行了該工作的行的像素14寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于最小的灰度值0的圖像信號(hào)，以在使發(fā)光元件56處于非發(fā)光狀態(tài)。然后，也可以在下個(gè)行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作。

<像素電路的結(jié)構(gòu)例子3>

在圖11a所示的像素電路中，一個(gè)像素包括三個(gè)n溝道型晶體管以及一個(gè)電容器。

圖11a所示的像素14包括選擇晶體管86、晶體管87、驅(qū)動(dòng)晶體管54、電容器82以及發(fā)光元件56。

根據(jù)輸入到像素14的圖像信號(hào)sig，發(fā)光元件56的陽(yáng)極的電位受到控制。此外，根據(jù)陽(yáng)極和陰極之間的電位差決定發(fā)光元件56的亮度。

選擇晶體管86具有控制信號(hào)線(xiàn)sl與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管54的源電極和漏電極中的一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接，驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)與布線(xiàn)vl連接。晶體管87具有控制布線(xiàn)ml與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極連接，電容器82的一對(duì)電極中的另一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。

根據(jù)與選擇晶體管86的柵極連接的柵極線(xiàn)gl的電位，進(jìn)行選擇晶體管86的開(kāi)關(guān)工作。同樣，根據(jù)與晶體管87的柵極連接的柵極線(xiàn)gl的電位，進(jìn)行晶體管87的開(kāi)關(guān)工作。

下面，說(shuō)明圖11a所示的像素14的工作例子。

圖11b例示出與圖11a所示的像素14連接的柵極線(xiàn)gl的電位及供應(yīng)給信號(hào)線(xiàn)sl的圖像信號(hào)sig的電位的時(shí)序圖。注意，在圖11b所示的時(shí)序圖中，包含于圖11a所示的像素14的晶體管都是n溝道型晶體管。

首先，在期間t1，柵極線(xiàn)gl被供應(yīng)高電平電位。由此，選擇晶體管86及晶體管87成為導(dǎo)通狀態(tài)。信號(hào)線(xiàn)sl被供應(yīng)圖像信號(hào)sig的電位vdata，該電位vdata經(jīng)過(guò)選擇晶體管86供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。電位vano優(yōu)選高于對(duì)電位vcat加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe和驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電位。通過(guò)在布線(xiàn)vl與布線(xiàn)cl之間提供上述電位差，根據(jù)電位vdata決定驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流的值。并且，通過(guò)將該漏電流供應(yīng)給發(fā)光元件56，決定發(fā)光元件56的亮度。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管54為n溝道型晶體管時(shí)，在期間t1，布線(xiàn)ml的電位優(yōu)選低于對(duì)布線(xiàn)cl的電位加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位，布線(xiàn)vl的電位優(yōu)選高于對(duì)布線(xiàn)ml的電位加以驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電位。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，即使晶體管87處于導(dǎo)通狀態(tài)，也可以使驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流優(yōu)先地流過(guò)布線(xiàn)ml，而不流過(guò)發(fā)光元件56。

接著，在期間t2，柵極線(xiàn)gl被供應(yīng)低電平電位。由此，選擇晶體管86及晶體管87成為關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)選擇晶體管86處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電位vdata被保持在驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極中。此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。由此，發(fā)光元件56根據(jù)在期間t1所規(guī)定的亮度發(fā)光。

接著，在期間t3，柵極線(xiàn)gl被供應(yīng)高電平電位。由此，選擇晶體管86及晶體管87成為導(dǎo)通狀態(tài)。此外，信號(hào)線(xiàn)sl被供應(yīng)使驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵電壓大于閾值電壓vth的電位。布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。并且，布線(xiàn)ml的電位低于對(duì)布線(xiàn)cl的電位加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位，布線(xiàn)vl的電位高于對(duì)布線(xiàn)ml的電位加以驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電位。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以使驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流優(yōu)先地流過(guò)布線(xiàn)ml，而不流過(guò)發(fā)光元件56。

并且，也可以將該驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流經(jīng)過(guò)布線(xiàn)ml供應(yīng)給監(jiān)控電路20。監(jiān)控電路20使用流過(guò)布線(xiàn)ml的漏電流而生成包含該漏電流的值的信息的信號(hào)。并且，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，可以使用上述信號(hào)校正供應(yīng)給像素14的圖像信號(hào)sig的電位vdata的值。

在包括圖11a所示的像素14的顯示裝置中，也可以在期間t2的工作之后不進(jìn)行期間t3的工作。例如，也可以在顯示裝置中反復(fù)進(jìn)行期間t1及期間t2的工作，然后進(jìn)行期間t3的工作。另外，也可以在一行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作，然后對(duì)進(jìn)行了該工作的行的像素14寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于最小的灰度值0的圖像信號(hào)，以在使發(fā)光元件56處于非發(fā)光狀態(tài)。然后，也可以在下個(gè)行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作。

<像素電路的結(jié)構(gòu)例子4>

在圖12a所示的像素電路中，一個(gè)像素包括五個(gè)n溝道型晶體管以及一個(gè)電容器。

圖12a所示的像素14包括驅(qū)動(dòng)晶體管54、晶體管91、選擇晶體管92、晶體管93、晶體管94、電容器82以及發(fā)光元件56。

晶體管91具有控制布線(xiàn)rl與發(fā)光元件56的陽(yáng)極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。選擇晶體管92具有控制信號(hào)線(xiàn)sl與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。晶體管93具有控制布線(xiàn)vl與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。晶體管94具有控制布線(xiàn)ml與驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極連接，電容器82的一對(duì)電極中的另一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極連接。

根據(jù)與選擇晶體管92的柵極連接的柵極線(xiàn)gla的電位，進(jìn)行選擇晶體管92的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管93的柵極連接的柵極線(xiàn)glb的電位，進(jìn)行晶體管93的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管94的柵極連接的柵極線(xiàn)glc的電位，進(jìn)行晶體管94的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管91的柵極連接的柵極線(xiàn)gld的電位，進(jìn)行晶體管91的開(kāi)關(guān)工作。

下面，說(shuō)明圖12a所示的像素14的外部校正的工作例子。

圖12b例示出與圖12a所示的像素14連接的柵極線(xiàn)gla、柵極線(xiàn)glb、柵極線(xiàn)glc以及柵極線(xiàn)gld的電位及供應(yīng)給信號(hào)線(xiàn)sl的圖像信號(hào)sig的電位的時(shí)序圖。注意，在圖12b所示的時(shí)序圖中，包含于圖12a所示的像素14的晶體管都是n溝道型晶體管。

首先，在期間t1，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)gld被供應(yīng)高電平電位。由此，選擇晶體管92、晶體管93以及晶體管91成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管94成為關(guān)閉狀態(tài)。并且，信號(hào)線(xiàn)sl被供應(yīng)圖像信號(hào)sig的電位vdata，該電位vdata經(jīng)過(guò)選擇晶體管92供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極。由此，根據(jù)電位vdata決定驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流的值。并且，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)rl被供應(yīng)電位v1，該漏電流經(jīng)過(guò)晶體管91及晶體管93流過(guò)布線(xiàn)vl與布線(xiàn)rl之間。

電位vano優(yōu)選高于對(duì)電位vcat加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位。布線(xiàn)vl的電位vano經(jīng)過(guò)晶體管93供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的另一個(gè)。供應(yīng)到布線(xiàn)rl的電位v1經(jīng)過(guò)晶體管91供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)晶體管54的源極和漏極中的一個(gè)。布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。

電位v1優(yōu)選足夠低于從電位v0減去驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓vth的電位。由于可以使電位v1足夠低于從電位vcat減去發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位，所以在期間t1發(fā)光元件56不發(fā)射光。

接著，在期間t2，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)gld被供應(yīng)低電平電位。由此，晶體管93成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管92、晶體管94及晶體管91成為關(guān)閉狀態(tài)。通過(guò)選擇晶體管92處于關(guān)閉狀態(tài)，電位vdata被保持在驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極中。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。由此，因?yàn)榫w管91處于關(guān)閉狀態(tài)，所以其值在期間t1中被規(guī)定的驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流供應(yīng)給發(fā)光元件56。并且，通過(guò)將該漏電流供應(yīng)給發(fā)光元件56，發(fā)光元件56的亮度被規(guī)定，在期間t2保持該亮度。

接著，在期間t3，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)gld被供應(yīng)低電平電位。由此，晶體管94成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管92、晶體管93及晶體管91成為關(guān)閉狀態(tài)。布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。對(duì)布線(xiàn)ml供應(yīng)電位vano。

通過(guò)進(jìn)行上述工作，驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流供應(yīng)給發(fā)光元件56。并且，也可以將該驅(qū)動(dòng)晶體管54的漏電流經(jīng)過(guò)布線(xiàn)ml供應(yīng)給監(jiān)控電路20。監(jiān)控電路20使用流過(guò)布線(xiàn)ml的漏電流而生成包含該漏電流的值的信息的信號(hào)。并且，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，可以使用上述信號(hào)校正供應(yīng)給像素14的圖像信號(hào)sig的電位vdata的值。

在包括圖12a所示的像素14的顯示裝置中，也可以在期間t2的工作之后不進(jìn)行期間t3的工作。例如，也可以在顯示裝置中反復(fù)進(jìn)行期間t1及期間t2的工作，然后進(jìn)行期間t3的工作。另外，也可以在一行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作，然后對(duì)進(jìn)行了該工作的行的像素14寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于最小的灰度值0的圖像信號(hào)，以在使發(fā)光元件56處于非發(fā)光狀態(tài)。然后，也可以在下個(gè)行的像素14中進(jìn)行期間t3的工作。

此外，在圖12a所示的像素14中，即使因發(fā)光元件56的劣化等而使發(fā)光元件56的陽(yáng)極與陰極之間的部分的電阻值在各像素之間不均勻，也可以在對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極供應(yīng)電位vdata時(shí)將驅(qū)動(dòng)晶體管54的源電位設(shè)定為規(guī)定的電位v1。由此，可以防止各像素之間的發(fā)光元件56的亮度不均勻。

<像素電路的結(jié)構(gòu)例子5>

在圖13a所示的像素電路中一個(gè)像素包括六個(gè)n溝道型晶體管以及一個(gè)電容器。

圖13a所示的像素14包括驅(qū)動(dòng)晶體管54、選擇晶體管95、晶體管96、晶體管97、晶體管98、晶體管99、電容器82以及發(fā)光元件56。

根據(jù)輸入到像素14的圖像信號(hào)sig，發(fā)光元件56的陽(yáng)極的電位受到控制。此外，根據(jù)陽(yáng)極與陰極之間的電位差決定發(fā)光元件56的亮度。

選擇晶體管95具有控制信號(hào)線(xiàn)sl與電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。電容器82的一對(duì)電極中的另一個(gè)與晶體管98的源極和漏極中的一個(gè)連接。晶體管96具有控制布線(xiàn)vl1與晶體管98的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。晶體管97具有控制電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)與晶體管98的柵極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。驅(qū)動(dòng)晶體管54具有控制晶體管98的源極和漏極中的一個(gè)與發(fā)光元件56的陽(yáng)極之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。晶體管99具有控制晶體管98的源極和漏極中的一個(gè)與布線(xiàn)ml之間的導(dǎo)通狀態(tài)的功能。

根據(jù)與選擇晶體管95的柵極連接的柵極線(xiàn)gla的電位，進(jìn)行選擇晶體管95的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管96的柵極連接的柵極線(xiàn)gla的電位，進(jìn)行晶體管96的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管97的柵極連接的柵極線(xiàn)glb的電位，進(jìn)行晶體管97的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與驅(qū)動(dòng)晶體管54的柵極連接的柵極線(xiàn)glb的電位，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)晶體管54的開(kāi)關(guān)工作。根據(jù)與晶體管99的柵極連接的柵極線(xiàn)glc的電位，進(jìn)行晶體管99的開(kāi)關(guān)工作。

圖13b例示出圖13a所示的與像素14連接的柵極線(xiàn)gla、柵極線(xiàn)glb以及柵極線(xiàn)glc的電位及供應(yīng)給信號(hào)線(xiàn)sl的圖像信號(hào)sig的電位的時(shí)序圖。注意，在圖13b所示的時(shí)序圖中，包含于圖13a所示的像素14的晶體管都是n溝道型晶體管。

首先，在期間t1，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)高電平電位。由此，晶體管97、驅(qū)動(dòng)晶體管54及晶體管99成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管95及晶體管96成為關(guān)閉狀態(tài)。由于驅(qū)動(dòng)晶體管54及晶體管99成為導(dǎo)通狀態(tài)，所以晶體管98的源極和漏極中的一個(gè)及電容器82的一對(duì)電極中的另一個(gè)(表示為節(jié)點(diǎn)a)被供應(yīng)布線(xiàn)ml的電位，即電位v0。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。電位vano優(yōu)選高于對(duì)電位v0加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位。電位v0優(yōu)選低于對(duì)電位vcat加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位。通過(guò)將電位v0設(shè)定為上述范圍，可以防止在期間t1電流流過(guò)發(fā)光元件56。

通過(guò)對(duì)柵極線(xiàn)glb供應(yīng)低電位，使晶體管97及驅(qū)動(dòng)晶體管54成為關(guān)閉狀態(tài)且將節(jié)點(diǎn)a保持為電位v0。

接著，在期間t2，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位。由此，選擇晶體管95及晶體管96成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管97、驅(qū)動(dòng)晶體管54及晶體管99成為關(guān)閉狀態(tài)。

此外，優(yōu)選的是，當(dāng)從期間t1轉(zhuǎn)移至期間t2時(shí)，將供應(yīng)給柵極線(xiàn)gla的電位從低電位切換到高電位，然后將供應(yīng)給柵極線(xiàn)glc的電位從高電位切換到低電位。通過(guò)進(jìn)行上述工作，可以防止因供應(yīng)給柵極線(xiàn)gla的電位的切換而使節(jié)點(diǎn)a的電位變動(dòng)。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。信號(hào)線(xiàn)sl被供應(yīng)圖像信號(hào)sig的電位vdata，布線(xiàn)vl1被供應(yīng)電位v1。電位v1優(yōu)選高于對(duì)電位vcat加以晶體管98的閾值電壓vth且低于對(duì)電位vano加以晶體管98的閾值電壓vth的電位。

在圖13a所示的像素結(jié)構(gòu)中，即使使電位v1高于對(duì)電位vcat加以發(fā)光元件56的閾值電壓vthe的電位，只要驅(qū)動(dòng)晶體管54處于關(guān)閉狀態(tài)，發(fā)光元件56就不發(fā)射光。由此，可以擴(kuò)大電位v0的允許范圍，由此可以擴(kuò)大v1-v0的允許范圍。因此，由于v1-v0的值的自由度得到提高，所以即使在縮短獲得晶體管98的閾值電壓所需的時(shí)間的情況下，或者在獲得閾值電壓的時(shí)間有限制的情況下，也可以準(zhǔn)確地獲得晶體管98的閾值電壓。

經(jīng)過(guò)上述工作，對(duì)晶體管98的柵極(表示為節(jié)點(diǎn)b)輸入比對(duì)節(jié)點(diǎn)a的電位加以閾值電壓的電位高的電位v1，由此晶體管98成為導(dǎo)通狀態(tài)。由此，電容器82中的電荷經(jīng)過(guò)晶體管98釋放出來(lái)，節(jié)點(diǎn)a的電位，即電位v0開(kāi)始上升。最終，節(jié)點(diǎn)a的電位收斂于v1-vth，而晶體管98成為關(guān)閉狀態(tài)。

供應(yīng)給信號(hào)線(xiàn)sl的圖像信號(hào)sig的電位vdata經(jīng)過(guò)選擇晶體管95供應(yīng)到電容器82的一對(duì)電極中的一個(gè)(表示為節(jié)點(diǎn)c)。

接著，在期間t3，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)高電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)低電平電位。由此，晶體管97及驅(qū)動(dòng)晶體管54成為導(dǎo)通狀態(tài)，選擇晶體管95、晶體管96及晶體管99成為關(guān)閉狀態(tài)。

此外，當(dāng)從期間t2轉(zhuǎn)移至期間t3時(shí)，優(yōu)選的是，將供應(yīng)給柵極線(xiàn)gla的電位從高電位切換到低電位，然后將供應(yīng)給柵極線(xiàn)glb的電位從低電位切換到高電位。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以防止因供應(yīng)給柵極線(xiàn)gla的電位的切換而使節(jié)點(diǎn)a的電位變動(dòng)。

此外，布線(xiàn)vl被供應(yīng)電位vano，布線(xiàn)cl被供應(yīng)電位vcat。

通過(guò)進(jìn)行上述工作，節(jié)點(diǎn)b被供應(yīng)電位vdata，由此晶體管98的柵電壓成為vdata-v1+vth。因此，可以將晶體管98的柵電壓設(shè)定為加有閾值電壓vth的值。另外，通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，可以抑制晶體管98的閾值電壓vth的不均勻。由此，可以抑制供應(yīng)給發(fā)光元件56的電流值的不均勻，從而可以降低顯示裝置的亮度不均勻。

在此，通過(guò)增大供應(yīng)到柵極線(xiàn)glb的電位的變化量，可以防止驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓的不均勻影響到供應(yīng)到發(fā)光元件56的電流之值。換言之，通過(guò)將供應(yīng)給柵極線(xiàn)glb的高電平電位設(shè)定為比驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓足夠高，并且，將供應(yīng)給柵極線(xiàn)glb的低電平電位設(shè)定為比驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓足夠低的電位，確保驅(qū)動(dòng)晶體管54的開(kāi)關(guān)工作，由此可以防止驅(qū)動(dòng)晶體管54的閾值電壓的不均勻影響到供應(yīng)到發(fā)光元件56的電流值。

接著，在期間t4，柵極線(xiàn)gla被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glb被供應(yīng)低電平電位，柵極線(xiàn)glc被供應(yīng)高電平電位。由此，晶體管99成為導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管96、選擇晶體管95、晶體管97及驅(qū)動(dòng)晶體管54成為關(guān)閉狀態(tài)。

對(duì)布線(xiàn)vl供應(yīng)電位vano。布線(xiàn)ml也可以與監(jiān)控電路20連接。

通過(guò)進(jìn)行上述工作，可以使晶體管98的漏電流id經(jīng)過(guò)晶體管99流過(guò)布線(xiàn)ml，而不流過(guò)發(fā)光元件56。監(jiān)控電路20使用流過(guò)布線(xiàn)ml的漏電流id而生成包含該漏電流id的值的信息的信號(hào)。由晶體管98的場(chǎng)效應(yīng)遷移率或尺寸(溝道長(zhǎng)度、溝道寬度)決定該漏電流id的大小。由此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，可以使用上述信號(hào)校正供應(yīng)給像素14的圖像信號(hào)sig的電位vdata的值。就是說(shuō)，可以降低晶體管98的場(chǎng)效應(yīng)遷移率的不均勻所帶來(lái)的影響。

在包括圖13a所示的像素14的顯示裝置中，也可以在期間t3的工作之后不進(jìn)行期間t4的工作。例如，也可以在顯示裝置中反復(fù)進(jìn)行期間t1至期間t3的工作，然后進(jìn)行期間t4的工作。另外，也可以在一行的像素14中進(jìn)行期間t4的工作，然后對(duì)進(jìn)行了該工作的行的像素14寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于最小的灰度值0的圖像信號(hào)，以在使發(fā)光元件56處于非發(fā)光狀態(tài)。然后，也可以在下個(gè)行的像素14中進(jìn)行期間t4的工作。

在包括圖13a所示的像素14的顯示裝置中，因?yàn)榫w管98的源極和漏極中的另一個(gè)與晶體管98的柵極電絕緣，所以能夠獨(dú)立地控制各電位。由此，在期間t2，可以將晶體管98的源極和漏極中的另一個(gè)的電位設(shè)定為高于對(duì)晶體管98柵電位加以閾值電壓vth的電位的值。因此，在晶體管98為常導(dǎo)通時(shí)，即閾值電壓vth為負(fù)值時(shí)，直到晶體管98的源電位變高于晶體管98的柵電位v1為止可以在電容器82中積蓄電荷。由此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，即使晶體管98為常導(dǎo)通，也在期間t2可以獲得閾值電壓，并且在期間t3，可以將晶體管98的柵電壓設(shè)定為通過(guò)加上閾值電壓vth來(lái)獲得的值。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，即使晶體管98處于常導(dǎo)通也可以降低顯示不均勻且顯示高質(zhì)量的圖像。

除了晶體管98的特性以外，還可以監(jiān)視發(fā)光元件56的特性。此時(shí)，優(yōu)選的是，通過(guò)控制圖像信號(hào)sig的電位vdata等，不使電流流過(guò)晶體管98。由此，可以取出發(fā)光元件56的電流，也可以獲得發(fā)光元件56的電流特性的劣化或不均勻。

注意，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中的像素電路不局限于圖9、圖10a、圖11a、圖12a及圖13a所示的像素電路。例如，也可以對(duì)圖9、圖10a、圖11a、圖12a及圖13a所示的像素電路還追加開(kāi)關(guān)、電阻器、電容器、傳感器、晶體管或邏輯電路等。

在此，使用圖14a和圖14b對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的晶體管、電容器、電阻器、發(fā)光元件等進(jìn)行說(shuō)明。

圖14a和圖14b是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的截面圖。圖14a是示出半導(dǎo)體裝置所包括的像素部的例子的截面圖，圖14b是示出半導(dǎo)體裝置所包括的監(jiān)控電路的例子的截面圖。

圖14a所示的半導(dǎo)體裝置包括：襯底702上的晶體管770；形成在與晶體管770相同的表面上的電容器772；以及形成在晶體管770及電容器772之上方的發(fā)光元件774。另外，在與襯底702相對(duì)的位置上設(shè)置有襯底760。在襯底760上設(shè)置有遮光膜762、使紅色光透過(guò)的濾色片764r、使綠色光透過(guò)的濾色片764g等。

在晶體管770及電容器772上設(shè)置有絕緣膜742及絕緣膜744。絕緣膜742、絕緣膜744具有使起因于晶體管770、電容器772等的凹凸平坦的功能。在絕緣膜742中形成到達(dá)用作晶體管770的源極和漏極中的一個(gè)的導(dǎo)電膜的開(kāi)口，在該開(kāi)口中設(shè)置連接用導(dǎo)電膜752。在絕緣膜744中形成到達(dá)導(dǎo)電膜752的開(kāi)口，在該開(kāi)口中設(shè)置用作發(fā)光元件774的陽(yáng)極的導(dǎo)電膜754。導(dǎo)電膜754在相鄰的像素之間分離為島狀。

以覆蓋導(dǎo)電膜754的端部的方式設(shè)置分隔壁746，在分隔壁746上設(shè)置隔離體748。隔離體748具有調(diào)整發(fā)光元件774和面對(duì)發(fā)光元件774的襯底760之間的距離的功能、以及防止從發(fā)光元件774發(fā)射的光混入相鄰的像素中的功能。

發(fā)光元件774包括用作陽(yáng)極的導(dǎo)電膜754、導(dǎo)電膜754上的el層756、el層756上的用作陰極的導(dǎo)電膜758。

在圖14a所示的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)中，從發(fā)光元件774發(fā)射的光經(jīng)過(guò)襯底760、濾色片764r及濾色片764g提取到外部。因此，導(dǎo)電膜754具有反射可見(jiàn)光的功能，導(dǎo)電膜758具有使可見(jiàn)光透過(guò)的功能。也可以形成利用導(dǎo)電膜754和導(dǎo)電膜758之間的光的共振效應(yīng)的光學(xué)微腔諧振器(微腔)結(jié)構(gòu)。

電容器772的一對(duì)電極中的一個(gè)是形成在與晶體管770的柵電極相同的表面上的導(dǎo)電膜804，電容器772的另一個(gè)電極是形成在與晶體管770的源電極及漏電極相同的表面上的導(dǎo)電膜812。在導(dǎo)電膜804和導(dǎo)電膜812之間設(shè)置有在與用作晶體管770的柵極絕緣膜的絕緣膜相同的表面上形成的絕緣膜806及絕緣膜807。絕緣膜806及絕緣膜807具有作為電容器772的介電層的功能。

導(dǎo)電膜812上形成有用作晶體管770的保護(hù)絕緣膜的絕緣膜818，在絕緣膜818上形成有在與用作晶體管770的背柵電極的導(dǎo)電膜相同的表面上形成的導(dǎo)電膜820。通過(guò)將導(dǎo)電膜812和導(dǎo)電膜820之間的絕緣膜818用作介電層，可以增大靜電容量而不增大電容器772的面積。

圖14b所示的半導(dǎo)體裝置包括：襯底702上的晶體管770；形成在與晶體管770相同的表面上的電阻器773；以及形成在晶體管770及電阻器773之上方的發(fā)光元件774。另外，在與襯底702相對(duì)的位置上設(shè)置襯底760。在襯底760上設(shè)置有遮光膜762、使紅色光透過(guò)的濾色片764r、使綠色光透過(guò)的濾色片764g等。

電阻器773包括：形成在與晶體管770的柵電極相同的表面上的導(dǎo)電膜804a、導(dǎo)電膜804b；形成在與用作晶體管770的活性層的氧化物半導(dǎo)體膜相同的表面上的氧化物導(dǎo)電膜809；形成在與晶體管770的源電極及漏電極相同的表面上的導(dǎo)電膜812a、導(dǎo)電膜812b；以及用作晶體管770的保護(hù)絕緣膜的絕緣膜818。

也可以在電阻器773上設(shè)置有絕緣膜742、絕緣膜744等。在導(dǎo)電膜812a、導(dǎo)電膜812b上分別設(shè)置有用作連接布線(xiàn)的導(dǎo)電膜752a、導(dǎo)電膜752b。例如，可以使用導(dǎo)電膜752a、導(dǎo)電膜752b電連接電阻器773與用作發(fā)光元件774的陰極的導(dǎo)電膜758。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式3

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D15a至15c、圖16a至16c、圖17a至17c、圖18a至18c、圖19a至19c、圖20a至20d以及圖21a和圖21b說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的晶體管的結(jié)構(gòu)。

<晶體管的結(jié)構(gòu)例子1>

圖15a是本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的晶體管100的俯視圖，圖15b為沿著圖15a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖15c為沿著圖15a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。

晶體管100包括：襯底102上的用作柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；以及與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b。另外，在晶體管100上，具體而言，在導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b及氧化物半導(dǎo)體膜108上設(shè)置有絕緣膜114、絕緣膜116及絕緣膜118。絕緣膜114、絕緣膜116、絕緣膜118具有作為晶體管100的保護(hù)絕緣膜的功能。

當(dāng)氫或水分等雜質(zhì)混入氧化物半導(dǎo)體膜108時(shí)，該雜質(zhì)與被形成在氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷鍵合，而產(chǎn)生作為載流子的電子。上述起因于雜質(zhì)的載流子容易使晶體管100成為常開(kāi)啟(normally-on)。因此，為了得到穩(wěn)定的晶體管特性，減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫或水分等雜質(zhì)以及減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷是很重要的。于是，在晶體管100中，從絕緣膜114及絕緣膜116對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108供應(yīng)氧。

因此，絕緣膜114及絕緣膜116具有含有超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧的區(qū)域(氧過(guò)剩區(qū)域)。換言之，絕緣膜114及絕緣膜116是能夠釋放氧的絕緣膜。例如，通過(guò)對(duì)沉積后的絕緣膜114及絕緣膜116添加氧，來(lái)在絕緣膜114及絕緣膜116中設(shè)置氧過(guò)剩區(qū)域。作為氧的添加方法，可以使用離子注入法、離子摻雜法、等離子體浸沒(méi)式離子注入法、等離子體處理等。注意，在該等離子體處理中，優(yōu)選使用以高頻電力使氧氣體等離子體化的裝置(還稱(chēng)為等離子體蝕刻裝置或等離子體灰化裝置)。

另外，通過(guò)使用熱脫附譜分析法(tds(thermaldesorptionspectroscopy))對(duì)絕緣膜進(jìn)行測(cè)定，可以測(cè)定氧釋放量。例如，通過(guò)tds測(cè)得的絕緣膜114及絕緣膜116的氧分子的釋放量大于或等于8.0×10¹⁴個(gè)/cm²，優(yōu)選大于或等于1.0×10¹⁵個(gè)/cm²，更優(yōu)選大于或等于1.5×10¹⁵個(gè)/cm²。注意，tds中的膜的表面溫度高于或等于100℃且低于或等于700℃，優(yōu)選高于或等于100℃且低于或等于500℃。

另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式中，在絕緣膜116上形成具有抑制氧釋放的功能的保護(hù)膜(也簡(jiǎn)單地稱(chēng)為保護(hù)膜)，并使氧經(jīng)過(guò)該保護(hù)膜而引入絕緣膜114及絕緣膜116中，由此在絕緣膜114及絕緣膜116中形成氧過(guò)剩區(qū)域。

具有抑制氧釋放的功能的保護(hù)膜例如可以使用銦(in)以及含有選自鋅(zn)、錫(sn)、鎢(w)、鈦(ti)和硅(si)中的任一種的材料。尤其是，作為保護(hù)膜，優(yōu)選使用包含銦的導(dǎo)電膜或包含銦的半導(dǎo)體膜。另外，也可以在引入氧之后去除上述保護(hù)膜。作為包含銦的導(dǎo)電膜，可以舉出含有鎢的銦氧化物、含有鎢的銦鋅氧化物、含有鈦的銦氧化物、含有鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(in-sn氧化物：也稱(chēng)為ito)、銦鋅氧化物、含有硅的銦錫氧化物(in-sn-si氧化物：也稱(chēng)為itso)等透光導(dǎo)電材料。在上述材料中，尤其優(yōu)選將itso用于具有抑制氧釋放的功能的保護(hù)膜，因?yàn)閕tso可以在具有凹凸等的絕緣膜上高覆蓋率地被沉積。

接著，對(duì)圖15a至圖15c所示的晶體管100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

(襯底)

只要具有承受后續(xù)的加熱處理的耐熱性，就對(duì)襯底102的材料的性質(zhì)等沒(méi)有特別的限制。例如，作為襯底102，可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底等。另外，作為襯底102，可以使用由硅或碳化硅等制造的單晶半導(dǎo)體襯底或多晶半導(dǎo)體襯底、由硅鍺等制造的化合物半導(dǎo)體襯底、soi(silicononinsulator：絕緣體上硅)襯底等。當(dāng)作為襯底102使用玻璃襯底時(shí)，可以使用具有如下尺寸的任一襯底：第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)。由此，可以制造大型顯示裝置。

另外，作為襯底102，也可以使用柔性襯底，并且可以在柔性襯底上直接形成晶體管100?；蛘?，也可以在襯底102與晶體管100之間設(shè)置剝離層。該剝離層可以在如下情況下使用：將在該剝離層上形成的半導(dǎo)體裝置的一部分或全部從襯底102分離并轉(zhuǎn)置到其他襯底上。此時(shí)，可以將晶體管100轉(zhuǎn)置到耐熱性低的襯底或柔性襯底上。

(導(dǎo)電膜)

用作柵電極的導(dǎo)電膜104和用作源電極及漏電極的導(dǎo)電膜112a、112b的每一個(gè)可以使用選自鉻(cr)、銅(cu)、鋁(al)、金(au)、銀(ag)、鋅(zn)、鉬(mo)、鉭(ta)、鈦(ti)、鎢(w)、錳(mn)、鎳(ni)、鐵(fe)、鈷(co)中的金屬元素、包含上述金屬元素作為成分的合金或者包含上述元素的組合的合金等形成。

導(dǎo)電膜104、112a、112b可以具有單層結(jié)構(gòu)或者兩層以上的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可以舉出包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、在鋁膜上層疊鈦膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鈦膜上層疊鈦膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鈦膜上層疊鎢膜的兩層結(jié)構(gòu)、在氮化鉭膜或氮化鎢膜上層疊鎢膜的兩層結(jié)構(gòu)以及依次層疊鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。另外，還可以使用組合鋁與選自鈦、鉭、鎢、鉬、鉻、釹、鈧中的一種或多種元素的合金膜或氮化膜。

導(dǎo)電膜104、112a、112b可以使用銦錫氧化物、包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、添加有氧化硅的銦錫氧化物等透光導(dǎo)電材料形成。

作為導(dǎo)電膜104、112a、112b，也可以使用cu-x合金膜(x為mn、ni、cr、fe、co、mo、ta或ti)。通過(guò)使用cu-x合金膜，可以使用濕蝕刻對(duì)該膜進(jìn)行加工，從而可以抑制制造成本。

(柵極絕緣膜)

作為用作晶體管100的柵極絕緣膜的絕緣膜106、107，可以使用通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd：plasmaenhancedchemicalvapordeposition)法、濺射法等形成的包括氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉿膜、氧化釔膜、氧化鋯膜、氧化鎵膜、氧化鉭膜、氧化鎂膜、氧化鑭膜、氧化鈰膜和氧化釹膜中的至少一種的絕緣層。注意，也可以使用從上述材料中選擇的材料的單層的絕緣膜或包含三層以上的疊層的絕緣膜代替絕緣膜106、107的疊層結(jié)構(gòu)。

接觸于晶體管100的氧化物半導(dǎo)體膜108的絕緣膜107優(yōu)選為氧化物絕緣膜，并優(yōu)選包括包含超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧的區(qū)域(氧過(guò)剩區(qū)域)。換言之，絕緣膜107是能夠釋放氧的絕緣膜。為了在絕緣膜107中設(shè)置氧過(guò)剩區(qū)域，例如在氧氣氛下形成絕緣膜107?；蛘撸部梢詫?duì)沉積后的絕緣膜107引入氧而形成氧過(guò)剩區(qū)域?？梢酝ㄟ^(guò)離子注入法、離子摻雜法、等離子體浸沒(méi)式離子注入法、等離子體處理等引入氧。

當(dāng)作為絕緣膜107使用氧化鉿時(shí)，發(fā)揮如下效果。氧化鉿具有比氧化硅及氧氮化硅高的相對(duì)介電常數(shù)。因此，通過(guò)使用氧化鉿，與使用氧化硅的情況相比，可以使絕緣膜107的厚度變大，由此，可以減少隧道電流引起的泄漏電流。也就是說(shuō)，可以提供關(guān)態(tài)電流(off-statecurrent)小的晶體管。再者，與包括非晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿相比，包括結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿具有高相對(duì)介電常數(shù)。因此，為了獲得關(guān)態(tài)電流小的晶體管，優(yōu)選使用具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化鉿。結(jié)晶結(jié)構(gòu)的例子包括：?jiǎn)涡本到Y(jié)構(gòu)及立方晶系結(jié)構(gòu)。注意，本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于上述例子。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜106形成氮化硅膜，作為絕緣膜107形成氧化硅膜。與氧化硅膜相比，氮化硅膜的相對(duì)介電常數(shù)較高且為了得到與氧化硅膜相等的靜電容量所需要的厚度較大，因此，當(dāng)晶體管100的柵極絕緣膜包括氮化硅膜時(shí)，可以增加絕緣膜的物理厚度。因此，可以抑制晶體管100的絕緣耐壓的下降并提高絕緣耐壓，從而可以防止晶體管100的靜電破壞。

(氧化物半導(dǎo)體膜)

氧化物半導(dǎo)體膜108包含in、zn及m(m是ti、ga、y、zr、la、ce、nd、sn或hf)。典型的是，作為氧化物半導(dǎo)體膜108可以使用in-ga氧化物、in-zn氧化物、in-m-zn氧化物。尤其是，優(yōu)選使用in-m-zn氧化物作為氧化物半導(dǎo)體膜108。

當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108包含in-m-zn氧化物時(shí)，優(yōu)選的是，用來(lái)形成該in-m-zn氧化物的濺射靶材的金屬元素的原子數(shù)比滿(mǎn)足in≥m、zn≥m。作為這種濺射靶材的金屬元素的原子數(shù)比，優(yōu)選為in:m:zn＝1:1:1、in:m:zn＝1:1:1.2、in:m:zn＝2:1:3、in:m:zn＝3:1:2、in:m:zn＝4:2:4.1。

例如，優(yōu)選使用具有in:ga:zn＝4:2:4.1的原子數(shù)比的濺射靶材形成in-m-zn氧化物作為氧化物半導(dǎo)體膜108，這樣晶體管可以具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率。具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的晶體管優(yōu)選用在以4k×2k像素(水平方向的像素個(gè)數(shù)＝3840像素，垂直方向的像素個(gè)數(shù)＝2160像素)或8k×4k像素(水平方向的像素個(gè)數(shù)＝7680像素，垂直方向的像素個(gè)數(shù)＝4320像素)為代表的清晰度高的顯示裝置的像素電路或驅(qū)動(dòng)電路。

另外，注意，氧化物半導(dǎo)體膜108中的金屬元素的原子數(shù)比與上述濺射靶材中的金屬元素的原子數(shù)比作為誤差在±40％的范圍內(nèi)不一致。例如，當(dāng)使用原子數(shù)比為in:ga:zn＝4:2:4.1的濺射靶材時(shí)，氧化物半導(dǎo)體膜108中的原子數(shù)比有時(shí)為in:ga:zn＝4:2:3或其近似值。此外，當(dāng)使用原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1.2的濺射靶材時(shí)，氧化物半導(dǎo)體膜108中的原子數(shù)比有時(shí)為in:ga:zn＝1:1:1或其近似值。

另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108由in-m-zn氧化物形成時(shí)，除了zn及o之外的in的比例和m的比例優(yōu)選分別為：高于25atomic％及低于75atomic％，更優(yōu)選分別為：高于34atomic％及低于66atomic％。

氧化物半導(dǎo)體膜108的能隙為2.0ev以上，優(yōu)選為2.5ev以上，更優(yōu)選為3.0ev以上。通過(guò)使用具有這種寬能隙的氧化物半導(dǎo)體，可以降低晶體管100的關(guān)態(tài)電流。

氧化物半導(dǎo)體膜108的厚度優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于200nm，更優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于100nm，進(jìn)一步優(yōu)選大于或等于3nm且小于或等于50nm。

注意，不局限于上述組成及材料，可以根據(jù)所需的晶體管的半導(dǎo)體特性及電特性(例如，場(chǎng)效應(yīng)遷移率、閾值電壓)來(lái)使用具有適當(dāng)?shù)慕M成的材料。另外，為了獲得所需的晶體管的半導(dǎo)體特性，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氧化物半導(dǎo)體膜108的載流子密度、雜質(zhì)濃度、缺陷密度、金屬元素與氧的原子數(shù)比、原子間距離、密度等。

高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜的載流子發(fā)生源較少，所以可以實(shí)現(xiàn)低載流子密度。因此，在該氧化物半導(dǎo)體膜中形成溝道區(qū)域的晶體管很少具有負(fù)閾值電壓的特性(很少為常開(kāi)啟特性)。高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜具有較低的缺陷態(tài)密度，所以有時(shí)具有較低的陷阱態(tài)密度。高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜的關(guān)態(tài)電流顯著低，即便是溝道寬度(w)為1×10⁶μm且溝道長(zhǎng)度(l)為10μm的元件，當(dāng)源電極與漏電極間的電壓(漏電壓)在1v至10v的范圍時(shí)，關(guān)態(tài)電流也可以小于或等于半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測(cè)定極限，即小于或等于1×10^-13a。

因此，在上述高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中形成溝道區(qū)域的晶體管可以是電特性變動(dòng)小且可靠性高的晶體管。被氧化物半導(dǎo)體膜中的陷阱態(tài)俘獲的電荷到消失需要較長(zhǎng)的時(shí)間，有時(shí)像固定電荷那樣動(dòng)作。因此，有時(shí)在陷阱態(tài)密度高的氧化物半導(dǎo)體膜中形成溝道區(qū)域的晶體管的電特性不穩(wěn)定。作為雜質(zhì)的例子，可以舉出氫、氮、堿金屬及堿土金屬等。

包含在氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫與鍵合于金屬原子的氧起反應(yīng)生成水，還會(huì)在氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成氧缺陷。由于氫進(jìn)入該氧缺陷，有時(shí)產(chǎn)生作為載流子的電子。另外，有時(shí)由于氫的一部分與鍵合于金屬原子的氧鍵合，產(chǎn)生作為載流子的電子。因此，包括具有氫的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管容易為常開(kāi)啟。由此，優(yōu)選盡可能減少氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫。具體而言，氧化物半導(dǎo)體膜108的利用sims(secondaryionmassspectrometry)測(cè)得的氫濃度低于或等于2×10²⁰atoms/cm³，優(yōu)選低于或等于5×10¹⁹atoms/cm³，更優(yōu)選低于或等于1×10¹⁹atoms/cm³，更優(yōu)選低于或等于5×10¹⁸atoms/cm³，更優(yōu)選低于或等于1×10¹⁸atoms/cm³，更優(yōu)選低于或等于5×10¹⁷atoms/cm³，進(jìn)一步優(yōu)選低于或等于1×10¹⁶atoms/cm³。

當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108包含第14族元素之一的硅或碳時(shí)，在氧化物半導(dǎo)體膜108中氧缺陷增加，由此氧化物半導(dǎo)體膜108成為n型膜。因此，將氧化物半導(dǎo)體膜108中的硅或碳的濃度或者與氧化物半導(dǎo)體膜108的界面附近的硅或碳的濃度(利用sims測(cè)得的濃度)設(shè)定為低于或等于2×10¹⁸atoms/cm³，優(yōu)選低于或等于2×10¹⁷atoms/cm³。

另外，氧化物半導(dǎo)體膜108的利用sims測(cè)得的堿金屬或堿土金屬的濃度低于或等于1×10¹⁸atoms/cm³，優(yōu)選低于或等于2×10¹⁶atoms/cm³。當(dāng)堿金屬及堿土金屬與氧化物半導(dǎo)體鍵合時(shí)有時(shí)生成載流子，此時(shí)，晶體管的關(guān)態(tài)電流會(huì)增大。由此，優(yōu)選降低氧化物半導(dǎo)體膜108中的堿金屬或堿土金屬的濃度。

另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108含有氮時(shí)，產(chǎn)生作為載流子的電子，并載流子密度增加，由此氧化物半導(dǎo)體膜108容易成為n型膜。由此，包括含有氮的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管容易成為常開(kāi)啟。因此，優(yōu)選盡可能地減少氧化物半導(dǎo)體膜中的氮，例如，將利用sims測(cè)得的氮濃度優(yōu)選設(shè)定為低于或等于5×10¹⁸atoms/cm³。

可以用于氧化物半導(dǎo)體膜108的氧化物半導(dǎo)體將在實(shí)施方式4中進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

(保護(hù)絕緣膜)

絕緣膜114、116及118被用作保護(hù)絕緣膜。絕緣膜114及116包含氧，絕緣膜118包含氮。此外，絕緣膜114是能夠使氧透過(guò)的絕緣膜。另外，當(dāng)在后面形成絕緣膜116時(shí)，絕緣膜114還被用作緩和對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108造成的損傷的膜。

作為絕緣膜114，可以使用厚度為大于或等于5nm且小于或等于150nm，優(yōu)選大于或等于5nm且小于或等于50nm的氧化硅膜或氧氮化硅膜。

此外，優(yōu)選使絕緣膜114中的缺陷數(shù)較少，典型的是，通過(guò)電子自旋共振(esr：electronspinresonance)測(cè)得的起因于硅懸空鍵且在g＝2.001處出現(xiàn)的信號(hào)的自旋密度優(yōu)選低于或等于3×10¹⁷spins/cm³。這是因?yàn)椋艚^緣膜114的缺陷密度高，氧則與該缺陷鍵合，而使絕緣膜114中的氧透過(guò)量減少。

從外部進(jìn)入絕緣膜114的氧不是全部移動(dòng)到絕緣膜114的外部，而是其一部分殘留在絕緣膜114內(nèi)部。另外，有時(shí)在氧進(jìn)入絕緣膜114的同時(shí)，絕緣膜114所含有的氧移動(dòng)到絕緣膜114的外部，由此在絕緣膜114中發(fā)生氧的移動(dòng)。在形成能夠使氧透過(guò)的氧化物絕緣膜作為絕緣膜114時(shí)，從設(shè)置在絕緣膜114上的絕緣膜116脫離的氧可以經(jīng)過(guò)絕緣膜114而移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108。

此外，絕緣膜114可以使用起因于氮氧化物的態(tài)密度低的氧化物絕緣膜形成。注意，該起因于氮氧化物的態(tài)密度有時(shí)會(huì)形成在氧化物半導(dǎo)體膜的價(jià)帶頂?shù)哪芰?ev_os)與導(dǎo)帶底的能量(ec_os)之間。作為上述氧化物絕緣膜，可以使用氮氧化物的釋放量少的氧氮化硅膜及氮氧化物的釋放量少的氧氮化鋁膜等。

此外，在熱脫附譜分析法中，氮氧化物的釋放量少的氧氮化硅膜是氨釋放量比氮氧化物的釋放量多的膜，典型的是，氨釋放量大于或等于1×10¹⁸/cm³且小于或等于5×10¹⁹/cm³。注意，該氨釋放量是在進(jìn)行膜表面溫度為高于或等于50℃且低于或等于650℃，優(yōu)選高于或等于50℃且低于或等于550℃的加熱處理時(shí)的氨釋放量。

氮氧化物(nox，x為大于或等于0且小于或等于2，優(yōu)選大于或等于1且小于或等于2)，典型的是no2或no例如在絕緣膜114中形成能級(jí)。該能級(jí)位于氧化物半導(dǎo)體膜108的能隙中。由此，當(dāng)?shù)趸飻U(kuò)散到絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108之間的界面附近時(shí)，有時(shí)電子在絕緣膜114一側(cè)被能級(jí)俘獲。其結(jié)果是，被俘獲的電子留在絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108之間的界面附近，由此，晶體管的閾值電壓向正方向漂移。

在加熱處理中，氮氧化物與氨及氧起反應(yīng)。由于在加熱處理中絕緣膜114所包含的氮氧化物與絕緣膜116所包含的氨起反應(yīng)，所以絕緣膜114所包含的氮氧化物減少。因此，電子在絕緣膜114與氧化物半導(dǎo)體膜108之間的界面附近不容易被俘獲。

通過(guò)使用上述氧化物絕緣膜，該絕緣膜114可以降低晶體管的閾值電壓的漂移，從而可以降低晶體管的電特性變動(dòng)。

通過(guò)進(jìn)行晶體管的制造工序的加熱處理，典型的是高于或等于300℃且低于襯底的應(yīng)變點(diǎn)的加熱處理，在絕緣膜114的100k以下的esr光譜中，觀察到在g值為大于或等于2.037且小于或等于2.039處出現(xiàn)的第一信號(hào)、在g值為大于或等于2.001且小于或等于2.003處出現(xiàn)的第二信號(hào)以及在g值為大于或等于1.964且小于或等于1.966處出現(xiàn)的第三信號(hào)。使用x波段的esr測(cè)定而得到的第一信號(hào)與第二信號(hào)之間的分割寬度(splitwidth)及第二信號(hào)與第三信號(hào)之間的分割寬度大約為5mt。在g值為大于或等于2.037且小于或等于2.039處出現(xiàn)的第一信號(hào)、在g值為大于或等于2.001且小于或等于2.003處出現(xiàn)的第二信號(hào)以及在g值為大于或等于1.964且小于或等于1.966處出現(xiàn)的第三信號(hào)的自旋密度的總和低于1×10¹⁸spins/cm³，典型為高于或等于1×10¹⁷spins/cm³且低于1×10¹⁸spins/cm³。

在100k以下的esr譜中，在g值為大于或等于2.037且小于或等于2.039處出現(xiàn)的第一信號(hào)、在g值為大于或等于2.001且小于或等于2.003處出現(xiàn)的第二信號(hào)以及在g值為大于或等于1.964且小于或等于1.966處出現(xiàn)的第三信號(hào)相當(dāng)于起因于氮氧化物(nox；x大于或等于0且小于或等于2，優(yōu)選大于或等于1且小于或等于2)的信號(hào)。氮氧化物的典型例子包括：一氧化氮及二氧化氮。換言之，g值為大于或等于2.037且小于或等于2.039的第一信號(hào)、g值為大于或等于2.001且小于或等于2.003的第二信號(hào)以及g值為大于或等于1.964且小于或等于1.966的第三信號(hào)的總自旋密度的越低，氧化物絕緣膜所包含的氮氧化物量越少。

利用sims分析對(duì)上述氧化物絕緣膜進(jìn)行測(cè)量而得到的氮濃度低于或等于6×10²⁰atoms/cm³。

通過(guò)在襯底溫度高于或等于220℃、高于或等于280℃或高于或等于350℃的情況下利用使用硅烷及一氧化二氮的pecvd法形成上述氧化物絕緣膜，可以形成致密且硬度高的膜。

絕緣膜116使用其氧含量超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜形成。通過(guò)加熱，氧的一部分從氧含量超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜中脫離。在tds分析中，其氧含量超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧化物絕緣膜的換算為氧分子的氧釋放量大于或等于8.0×10¹⁴atoms/cm³，優(yōu)選大于或等于1.0×10¹⁵atoms/cm³。注意，在上述tds分析中，膜的表面溫度高于或等于100℃且低于或等于700℃，優(yōu)選高于或等于100℃且低于或等于500℃。

作為絕緣膜116可以使用厚度為大于或等于30nm且小于或等于500nm，優(yōu)選大于或等于50nm且小于或等于400nm的氧化硅膜或氧氮化硅膜。

絕緣膜116中的缺陷數(shù)優(yōu)選為少，典型的是，通過(guò)esr測(cè)得的起因于硅懸空鍵且在g＝2.001處出現(xiàn)的信號(hào)的自旋密度低于1.5×10¹⁸spins/cm³，更優(yōu)選低于或等于1×10¹⁸spins/cm³。由于絕緣膜116與絕緣膜114相比離氧化物半導(dǎo)體膜108更遠(yuǎn)，所以絕緣膜116的缺陷密度也可以高于絕緣膜114。

另外，絕緣膜114及116可以使用由相同種類(lèi)材料形成的絕緣膜形成，所以有時(shí)無(wú)法明確地確認(rèn)到絕緣膜114與絕緣膜116之間的界面。因此，在本實(shí)施方式中，以虛線(xiàn)示出絕緣膜114與116之間的界面。雖然在本實(shí)施方式中說(shuō)明絕緣膜114和116的兩層結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用絕緣膜114和116中的任一個(gè)的單層結(jié)構(gòu)。

絕緣膜118包含氮。另外，絕緣膜118包含氮及硅。絕緣膜118具有阻擋氧、氫、水、堿金屬、堿土金屬等的功能。通過(guò)設(shè)置絕緣膜118，能夠防止氧從氧化物半導(dǎo)體膜108擴(kuò)散到外部并能夠防止絕緣膜114、116所包含的氧擴(kuò)散到外部，還能夠抑制氫、水等從外部侵入氧化物半導(dǎo)體膜108中。絕緣膜118例如可以使用氮化物絕緣膜形成。該氮化物絕緣膜使用氮化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氮氧化鋁等形成。另外，也可以設(shè)置對(duì)氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜代替對(duì)氧、氫、水、堿金屬、堿土金屬等具有阻擋效果的氮化物絕緣膜。作為對(duì)氧、氫、水等具有阻擋效果的氧化物絕緣膜，可以舉出氧化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鎵膜、氧氮化鎵膜、氧化釔膜、氧氮化釔膜、氧化鉿膜、氧氮化鉿膜等。

上述導(dǎo)電膜、絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體膜等各種膜可以通過(guò)如下方法形成：濺射法、化學(xué)氣相沉積(cvd)法、真空蒸鍍法、脈沖激光沉積(pld)法等。此外，導(dǎo)電膜、絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體膜等上述各種膜可以通過(guò)如下方法形成：等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)法、熱cvd(chemicalvapordeposition)法或原子層沉積(ald：atomiclayerdeposition)法。作為熱cvd法的例子，可以舉出有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(mocvd：metalorganicchemicalvapordeposition)法。另外，導(dǎo)電膜、絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體膜等上述各種膜可以通過(guò)涂敷法或印刷法形成。

由于熱cvd法在形成膜時(shí)不使用等離子體，因此具有不產(chǎn)生因等離子體損傷引起的缺陷的優(yōu)點(diǎn)。

可以以如下方法利用熱cvd法進(jìn)行沉積：將源氣體及氧化劑同時(shí)供應(yīng)到處理室內(nèi)，將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為大氣壓或減壓，使源氣體和氧化劑在襯底附近或在襯底上產(chǎn)生反應(yīng)。

可以以如下方法進(jìn)行利用ald法的沉積：將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為大氣壓或減壓，將用于反應(yīng)的源氣體依次引入處理室，然后按該順序反復(fù)引入氣體。例如，通過(guò)切換各開(kāi)關(guān)閥(也稱(chēng)為高速閥)來(lái)將兩種以上的源氣體依次供應(yīng)到處理室內(nèi)。例如，引入第一源氣體，為了防止多種源氣體混合在引入第一源氣體的同時(shí)或之后引入惰性氣體(例如，氬或氮)等，然后引入第二源氣體。注意，當(dāng)同時(shí)引入第一源氣體及惰性氣體時(shí)，惰性氣體被用作載流子氣體，此外，可以在引入第二源氣體的同時(shí)引入惰性氣體。另外，也可以通過(guò)真空抽氣將第一源氣體排出而代替惰性氣體的引入，然后引入第二源氣體。第一源氣體附著于襯底表面上，以形成第一層；然后第二源氣體被引入以與該第一層起反應(yīng)；其結(jié)果是，第二層層疊于第一層上，從而形成薄膜。通過(guò)按該順序反復(fù)多次引入氣體直到獲得所希望的厚度為止，可以形成臺(tái)階覆蓋性良好的薄膜。薄膜的厚度可以根據(jù)按順序反復(fù)引入氣體的次數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此，ald法可以精確地調(diào)節(jié)厚度而適用于制造微型fet。

通過(guò)ald法或mocvd法等熱cvd法可以形成本實(shí)施方式的導(dǎo)電膜、絕緣膜、氧化物半導(dǎo)體膜、金屬氧化膜等上述各種膜。例如，當(dāng)形成in-ga-zn-o膜時(shí)，使用三甲基銦、三甲基鎵及二甲基鋅。三甲基銦的化學(xué)式為in(ch3)3。三甲基鎵的化學(xué)式為ga(ch3)3。二甲基鋅的化學(xué)式為zn(ch3)2。不局限于上述組合，也可以使用三乙基鎵(化學(xué)式：ga(c2h5)3)代替三甲基鎵，并使用二乙基鋅(化學(xué)式：zn(c2h5)2)代替二甲基鋅。

例如，在使用利用ald法的沉積裝置形成氧化鉿膜時(shí)，使用如下兩種氣體：用作氧化劑的臭氧(o3)；以及通過(guò)使包含溶劑和鉿前體化合物的液體(鉿醇鹽或四二甲基酰胺鉿(tdmah)等鉿酰胺)氣化而得到的源氣體。四二甲基酰胺鉿的化學(xué)式為hf[n(ch3)2]4。其它材料液的例子包括四(乙基甲基酰胺)鉿。

例如，在使用利用ald法的沉積裝置形成氧化鋁膜時(shí)，使用如下兩種氣體：用作氧化劑的h2o；以及通過(guò)使包含溶劑和鋁前體化合物的液體(例如，三甲基鋁(tma))氣化而得到的源氣體。三甲基鋁的化學(xué)式為al(ch3)3。其它材料液的例子包括三(二甲基酰胺)鋁、三異丁基鋁、鋁三(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮)。

例如，在使用利用ald法的沉積裝置形成氧化硅膜時(shí)，將六氯乙硅烷附著于形成膜的表面上，去除附著物所包含的氯，供應(yīng)氧化性氣體(例如，o2或一氧化二氮)的自由基使其與附著物起反應(yīng)。

例如，在使用利用ald法的沉積裝置形成鎢膜時(shí)，使用wf6氣體和b2h6氣體形成初始鎢膜，然后使用wf6氣體和h2氣體形成鎢膜。此外，也可以使用sih4氣體代替b2h6氣體。

例如，在使用利用ald法的沉積裝置形成氧化物半導(dǎo)體膜如in-ga-zn-o膜時(shí)，使用in(ch3)3氣體和o3氣體形成in-o層，使用ga(ch3)3氣體和o3氣體形成gao層，然后引入zn(ch3)2氣體和o3氣體形成zno層。注意，這些層的順序不局限于上述例子。此外，也可以混合這些氣體來(lái)形成混合化合物層如in-ga-o層、in-zn-o層、ga-zn-o層等。注意，雖然也可以使用利用ar等惰性氣體進(jìn)行鼓泡而得到的h2o氣體代替o3氣體，但是優(yōu)選使用不包含h的o3氣體。另外，也可以使用in(c2h5)3氣體代替in(ch3)3氣體。也可以使用ga(c2h5)3氣體代替ga(ch3)3氣體。此外，也可以使用zn(ch3)2氣體。

<晶體管的結(jié)構(gòu)實(shí)例2>

參照?qǐng)D16a至圖16c說(shuō)明與圖15a至圖15c的晶體管100不同的結(jié)構(gòu)實(shí)例。

圖16a是本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管150的俯視圖。圖16b是沿著圖16a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖16c是沿著圖16a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。

晶體管150包括：襯底102上的用作柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜114；絕緣膜114上的絕緣膜116；通過(guò)設(shè)置在絕緣膜114及116中的開(kāi)口141a與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；以及通過(guò)設(shè)置在絕緣膜114及116中的開(kāi)口141b與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b。在晶體管150上，具體而言，在導(dǎo)電膜112a、112b及絕緣膜116上設(shè)置有絕緣膜118。絕緣膜114及116被用作氧化物半導(dǎo)體膜108的保護(hù)絕緣膜。絕緣膜118被用作晶體管150的保護(hù)絕緣膜。

雖然上述晶體管100具有溝道蝕刻型結(jié)構(gòu)，但是圖16a至圖16c的晶體管150具有溝道保護(hù)型結(jié)構(gòu)。由此，溝道蝕刻型晶體管結(jié)構(gòu)或溝道保護(hù)型晶體管結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置。

<晶體管的結(jié)構(gòu)實(shí)例3>

參照?qǐng)D17a至圖17c說(shuō)明與圖16a至圖16c的晶體管150不同的結(jié)構(gòu)實(shí)例。

圖17a是本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管160的俯視圖。圖17b是沿著圖17a的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖17c是沿著圖17a的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。

晶體管160包括：襯底102上的用作柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜114；絕緣膜114上的絕緣膜116；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；以及與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b。在晶體管160上，具體而言，在導(dǎo)電膜112a、112b及絕緣膜116上設(shè)置有絕緣膜118。絕緣膜114及116被用作氧化物半導(dǎo)體膜108的保護(hù)絕緣膜。絕緣膜118被用作晶體管160的保護(hù)絕緣膜。

晶體管160與圖16a至圖16c所示的晶體管150的不同之處在于絕緣膜114及116的形狀。具體而言，晶體管160的絕緣膜114及116具有島狀形狀且設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道區(qū)域上。其他構(gòu)成要素與晶體管150是同樣的，并且發(fā)揮與晶體管150同樣的效果。

<晶體管的結(jié)構(gòu)實(shí)例4>

接著，參照?qǐng)D18a至圖18c說(shuō)明與圖15a至15c的晶體管100不同的結(jié)構(gòu)實(shí)例。

圖18a是本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管170的俯視圖。圖18b是沿著圖18a的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖18c是沿著圖18a的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。

晶體管170包括：襯底102上的用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104；襯底102及導(dǎo)電膜104上的絕緣膜106；絕緣膜106上的絕緣膜107；絕緣膜107上的氧化物半導(dǎo)體膜108；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作源電極的導(dǎo)電膜112a；與氧化物半導(dǎo)體膜108電連接的用作漏電極的導(dǎo)電膜112b；氧化物半導(dǎo)體膜108、導(dǎo)電膜112a、112b上的絕緣膜114；絕緣膜114上的絕緣膜116；以及絕緣膜116上的絕緣膜118；以及絕緣膜118上的導(dǎo)電膜120a、120b。

絕緣膜106及絕緣膜107被用作晶體管170的第一柵極絕緣膜。絕緣膜114、116及118被用作晶體管170的第二柵極絕緣膜。導(dǎo)電膜120a例如被用作顯示裝置的像素電極。導(dǎo)電膜120a通過(guò)設(shè)置于絕緣膜114、116及118中的開(kāi)口142c與導(dǎo)電膜112b連接。在晶體管170中的導(dǎo)電膜120b被用作第二柵電極(也稱(chēng)為背柵電極)。

如圖18c所示，導(dǎo)電膜120b通過(guò)設(shè)置于絕緣膜106、107、114、116、118中的開(kāi)口142a、142b連接到用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104。因此，導(dǎo)電膜120b和導(dǎo)電膜104被施加相同的電位。

另外，雖然在本實(shí)施方式中示出設(shè)置開(kāi)口142a、142b以使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，也可以采用僅形成開(kāi)口142a和142b中的一個(gè)而使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)，或者，不設(shè)置開(kāi)口142a和142b而不使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用不使導(dǎo)電膜120b與導(dǎo)電膜104連接的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以對(duì)導(dǎo)電膜120b和導(dǎo)電膜104施加不同的電位。

如圖18b所示，氧化物半導(dǎo)體膜108位于與用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的每一個(gè)相反的位置，并被夾在兩個(gè)用作柵電極的導(dǎo)電膜之間。用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的溝道長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度及溝道寬度方向的長(zhǎng)度大于氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度及溝道寬度方向的長(zhǎng)度。導(dǎo)電膜120b隔著絕緣膜114、116及118覆蓋整個(gè)氧化物半導(dǎo)體膜108。因?yàn)橛米鞯诙烹姌O的導(dǎo)電膜120b通過(guò)設(shè)置于絕緣膜106、107、114、116、118中的開(kāi)口142a、142b連接到用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104，所以氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道寬度方向的側(cè)面隔著絕緣膜114、116及118與用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b相對(duì)。

換言之，在晶體管170的溝道寬度方向上，用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104與用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b通過(guò)設(shè)置于用作柵極絕緣膜的絕緣膜106、107及用作第二柵極絕緣膜的絕緣膜114、116及118中的開(kāi)口相互連接，并且，該導(dǎo)電膜104及該導(dǎo)電膜120b隔著用作柵極絕緣膜的絕緣膜106、107及用作第二柵極絕緣膜的絕緣膜114、116及118圍繞氧化物半導(dǎo)體膜108。

通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以利用用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b的電場(chǎng)電圍繞晶體管170所包括的氧化物半導(dǎo)體膜108?？梢詫⑷缇w管170那樣第一柵電極及第二柵電極的電場(chǎng)電圍繞形成溝道區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的裝置結(jié)構(gòu)稱(chēng)為surroundedchannel(s-channel)結(jié)構(gòu)。

因?yàn)榫w管170具有s-channel結(jié)構(gòu)，所以可以通過(guò)利用用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108有效地施加用來(lái)引起溝道的電場(chǎng)。由此，晶體管170的電流驅(qū)動(dòng)能力得到提高，從而可以得到高通態(tài)電流(on-statecurrent)特性。由于可以增加通態(tài)電流，所以可以使晶體管170小型化。另外，由于晶體管170具有氧化物半導(dǎo)體膜108被用作第一柵電極的導(dǎo)電膜104及用作第二柵電極的導(dǎo)電膜120b圍繞的結(jié)構(gòu)，所以可以提高晶體管170的機(jī)械強(qiáng)度。

<晶體管的結(jié)構(gòu)例子5>

接著，參照?qǐng)D19a至圖19c說(shuō)明與圖15a至圖15c所示的晶體管100不同的結(jié)構(gòu)例子。

圖19a是本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的晶體管180的俯視圖，圖19b是沿著圖19a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖，圖19c是沿著圖19a所示的點(diǎn)劃線(xiàn)y1-y2的截面圖。

晶體管180包括：形成在襯底102上的絕緣膜131；絕緣膜131上的絕緣膜132；絕緣膜132上的氧化物半導(dǎo)體膜108；氧化物半導(dǎo)體膜108上的絕緣膜107；絕緣膜107上的絕緣膜106；隔著絕緣膜106及絕緣膜107與氧化物半導(dǎo)體膜108重疊的導(dǎo)電膜104；覆蓋氧化物半導(dǎo)體膜108、絕緣膜132及導(dǎo)電膜104的絕緣膜133；絕緣膜133上的絕緣膜116；通過(guò)形成在絕緣膜133及絕緣膜116中的開(kāi)口140a與氧化物半導(dǎo)體膜108連接的導(dǎo)電膜112a；以及通過(guò)形成在絕緣膜133及絕緣膜116中的開(kāi)口140b與氧化物半導(dǎo)體膜108連接的導(dǎo)電膜112b。另外，也可以在晶體管180上設(shè)置覆蓋絕緣膜116、導(dǎo)電膜104、導(dǎo)電膜112a及導(dǎo)電膜112b的絕緣膜118。

在晶體管180中，導(dǎo)電膜104具有作為柵電極(也稱(chēng)為頂柵電極)的功能，導(dǎo)電膜112a具有作為源電極和漏電極中的一個(gè)的功能，導(dǎo)電膜112b具有作為源電極和漏電極中的另一個(gè)的功能。在晶體管180中，絕緣膜131及絕緣膜132具有作為氧化物半導(dǎo)體膜108的基底膜的功能，絕緣膜107及絕緣膜106具有作為柵極絕緣膜的功能。如圖19a至圖19c所示，晶體管180是具有頂柵結(jié)構(gòu)的單柵型晶體管。如上所述，可以對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用底柵結(jié)構(gòu)、雙柵結(jié)構(gòu)、頂柵結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)的晶體管。

<晶體管的結(jié)構(gòu)實(shí)例6>

參照?qǐng)D20a至圖20d說(shuō)明與圖15a至15c的晶體管100不同的結(jié)構(gòu)實(shí)例。

圖20a至20d是示出圖15b和圖15c的晶體管100的變形例子的截面圖。

圖20a及圖20b的晶體管100a除了氧化物半導(dǎo)體膜108具有三層結(jié)構(gòu)之外具有與圖15b和圖15c的晶體管100相同的結(jié)構(gòu)。具體而言，晶體管100a的氧化物半導(dǎo)體膜108包括氧化物半導(dǎo)體膜108a、氧化物半導(dǎo)體膜108b以及氧化物半導(dǎo)體膜108c。

圖20c及圖20d的晶體管100b除了氧化物半導(dǎo)體膜108具有兩層結(jié)構(gòu)之外具有與圖15b和圖15c的晶體管100相同的結(jié)構(gòu)。具體而言，晶體管100b的氧化物半導(dǎo)體膜108包括氧化物半導(dǎo)體膜108b及氧化物半導(dǎo)體膜108c。

在此，參照?qǐng)D21a和圖21b說(shuō)明包括氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c以及接觸于氧化物半導(dǎo)體膜108b、108c的絕緣膜的能帶圖。

圖21a示出疊層體的膜厚度方向上的能帶圖的例子，該疊層體具有絕緣膜107、氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c以及絕緣膜114。圖21b示出疊層體的膜厚度方向上的能帶圖的例子，該疊層體具有絕緣膜107、氧化物半導(dǎo)體膜108b、108c以及絕緣膜114。為了容易理解，在能帶圖中示出絕緣膜107、氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c及絕緣膜114的導(dǎo)帶底的能級(jí)(ec)。

在圖21a中，作為絕緣膜107、114使用氧化硅膜，作為氧化物半導(dǎo)體膜108a使用利用金屬元素的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:3:2的金屬氧化物靶材而形成的氧化物半導(dǎo)體膜，作為氧化物半導(dǎo)體膜108b使用利用金屬元素的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1的金屬氧化物靶材而形成的氧化物半導(dǎo)體膜，作為氧化物半導(dǎo)體膜108c使用利用金屬元素的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:3:2的金屬氧化物靶材而形成的氧化物半導(dǎo)體膜。

在圖21b的能帶圖中，作為絕緣膜107、114使用氧化硅膜，作為氧化物半導(dǎo)體膜108b使用利用金屬元素的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:1:1的金屬氧化物靶材而形成的氧化物半導(dǎo)體膜，作為氧化物半導(dǎo)體膜108c使用利用金屬元素的原子數(shù)比為in:ga:zn＝1:3:2的金屬氧化物靶材而形成的金屬氧化膜。

如圖21a和圖21b所示，在氧化物半導(dǎo)體膜108a與氧化物半導(dǎo)體膜108b之間以及氧化物半導(dǎo)體膜108b與氧化物半導(dǎo)體膜108c之間，導(dǎo)帶底的能級(jí)平緩地變化。換言之，導(dǎo)帶底的能級(jí)連續(xù)地變化或連續(xù)接合。為了實(shí)現(xiàn)這種能帶結(jié)構(gòu)，使在氧化物半導(dǎo)體膜108a與氧化物半導(dǎo)體膜108b之間的界面或氧化物半導(dǎo)體膜108b與氧化物半導(dǎo)體膜108c之間的界面不存在形成陷阱中心或復(fù)合中心等缺陷能級(jí)的雜質(zhì)。

為了在氧化物半導(dǎo)體膜108a與氧化物半導(dǎo)體膜108b之間及在氧化物半導(dǎo)體膜108b與氧化物半導(dǎo)體膜108c之間形成連續(xù)接合，也可以使用設(shè)置有裝載閉鎖室的多室沉積裝置(濺射裝置)以不暴露于大氣的方式連續(xù)地形成這些膜。

通過(guò)使用圖21a或圖21b的能帶結(jié)構(gòu)，氧化物半導(dǎo)體膜108b被用作阱(well)，并且在具有上述疊層結(jié)構(gòu)的晶體管中，溝道區(qū)域形成在氧化物半導(dǎo)體膜108b中。

此外，通過(guò)采用上述疊層結(jié)構(gòu)，在不形成氧化物半導(dǎo)體膜108a、氧化物半導(dǎo)體膜108c的情況下有可能形成在氧化物半導(dǎo)體膜108b中的陷阱態(tài)形成在氧化物半導(dǎo)體膜108a和/或氧化物半導(dǎo)體膜108c中。由此，可以使陷阱態(tài)從氧化物半導(dǎo)體膜108b離開(kāi)。

另外，有時(shí)與用作溝道區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級(jí)(ec)相比，陷阱態(tài)離真空能級(jí)更遠(yuǎn)，而在陷阱態(tài)中容易積累電子。當(dāng)電子積累在陷阱態(tài)中時(shí)，該電子成為負(fù)固定電荷，導(dǎo)致晶體管的閾值電壓向正方向漂移。因此，優(yōu)選的是，陷阱態(tài)比氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級(jí)(ec)接近于真空能級(jí)。通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，可以抑制電子積累在陷阱態(tài)。其結(jié)果是，能夠增大晶體管的通態(tài)電流及場(chǎng)效應(yīng)遷移率。

在圖21a和圖21b中，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c與氧化物半導(dǎo)體膜108b相比導(dǎo)帶底的能級(jí)更接近于真空能級(jí)。典型的是，氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級(jí)與氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的導(dǎo)帶底能級(jí)之差為0.15ev以上或0.5ev以上，且為2ev以下或1ev以下。換言之，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的電子親和勢(shì)與氧化物半導(dǎo)體膜108b的電子親和勢(shì)之差為0.15ev以上或0.5ev以上，且為2ev以下或1ev以下。

在上述結(jié)構(gòu)中，氧化物半導(dǎo)體膜108b被用作電流的主要路徑并被用作溝道區(qū)域。此外，由于氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c包括形成溝道區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體膜108b所包含的金屬元素中的一種以上，所以在氧化物半導(dǎo)體膜108a與氧化物半導(dǎo)體膜108b之間的界面或在氧化物半導(dǎo)體膜108b與氧化物半導(dǎo)體膜108c之間的界面不容易產(chǎn)生界面散射。由此，在該界面處載流子的移動(dòng)不被阻礙，因此，晶體管可以具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率。

為了防止氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c被用作溝道區(qū)域的一部分，作為氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c使用導(dǎo)電率夠低的材料。或者，作為氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c使用其電子親和勢(shì)(真空能級(jí)與導(dǎo)帶底能級(jí)之差)低于氧化物半導(dǎo)體膜108b且其導(dǎo)帶底能級(jí)與氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級(jí)有差異(能帶偏移)的材料。此外，為了抑制產(chǎn)生起因于漏極電壓值的閾值電壓之間的差異，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c優(yōu)選使用其導(dǎo)帶底能級(jí)比氧化物半導(dǎo)體膜108b的導(dǎo)帶底能級(jí)更接近于真空能級(jí)0.2ev以上，優(yōu)選為0.5ev以上的材料而形成。

優(yōu)選的是，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c不包含尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)椋涸谘趸锇雽?dǎo)體膜108a、108c包含尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素有時(shí)會(huì)在該尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)與其他區(qū)域之間的界面擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108b。另外，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c優(yōu)選為后述的caac-os，此時(shí)，阻擋導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素如銅元素的性質(zhì)得到提高。

氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的厚度大于或等于能夠抑制導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素?cái)U(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108b的厚度且小于從絕緣膜114向氧化物半導(dǎo)體膜108b的氧的供應(yīng)被抑制的厚度。例如，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的厚度大于或等于10nm時(shí)，能夠抑制導(dǎo)電膜112a、112b的構(gòu)成元素?cái)U(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108b。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的厚度小于或等于100nm時(shí)，能夠高效地從絕緣膜114、116向氧化物半導(dǎo)體膜108b供應(yīng)氧。

當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c為in-m-zn氧化物，其中元素m(m是ti、ga、y、zr、la、ce、nd、sn或hf)的原子數(shù)比高于in時(shí)，可以使氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的能隙變大并使其電子親和勢(shì)變小。因此，可以根據(jù)元素m的比率控制氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c與氧化物半導(dǎo)體膜108b之間的電子親和勢(shì)之差。此外，因?yàn)閠i、ga、y、zr、la、ce、nd、sn和hf是與氧的鍵合力強(qiáng)的金屬元素，所以ti、ga、y、zr、la、ce、nd、sn或hf的原子數(shù)比高于in的氧化物半導(dǎo)體膜中不容易產(chǎn)生氧缺陷。

當(dāng)作為氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c使用in-m-zn氧化物時(shí)，除了zn及o之外的in和m的比例優(yōu)選為：in的原子百分比低于50atomic％，m的原子百分比高于50atomic％，更優(yōu)選為：in的原子百分比低于25atomic％，m的原子百分比高于75atomic％。另外，作為氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c，也可以使用氧化鎵膜。

另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c為in-m-zn氧化物時(shí)，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c中的m原子的比例大于氧化物半導(dǎo)體膜108b中的m原子的比例。典型的是，氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c中的m原子的比例為氧化物半導(dǎo)體膜108b中的m原子的比例的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上。

另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c為in-m-zn氧化物時(shí)，在氧化物半導(dǎo)體膜108b的原子數(shù)比為in:m:zn＝x1:y1:z1，并且氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的原子數(shù)比為in:m:zn＝x2:y2:z2的情況下，y2/x2大于y1/x1，y2/x2優(yōu)選為y1/x1的1.5倍以上，y2/x2更優(yōu)選為y1/x1的2倍以上，y2/x2進(jìn)一步優(yōu)選為y1/x1的3倍以上或4倍以上。此時(shí)，在氧化物半導(dǎo)體膜108b中，y1優(yōu)選大于或等于x1，因?yàn)榭梢垣@得包括氧化物半導(dǎo)體膜108b的晶體管的穩(wěn)定電特性。但是，在y1為x1的3倍以上的情況下，包括氧化物半導(dǎo)體膜108b的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率會(huì)降低。因此，y1優(yōu)選小于x1的3倍。

在氧化物半導(dǎo)體膜108b是in-m-zn氧化物，并且，將包含原子數(shù)比為in:m:zn＝x1:y1:z1的金屬元素的靶材用于形成氧化物半導(dǎo)體膜108b的情況下，x1/y1優(yōu)選大于或等于1/3且小于或等于6，更優(yōu)選大于或等于1且小于或等于6，z1/y1優(yōu)選大于或等于1/3且小于或等于6，更優(yōu)選大于或等于1且小于或等于6。注意，當(dāng)z1/y1大于或等于1且小于或等于6時(shí)，容易形成后述的caac-os作為氧化物半導(dǎo)體膜108b。靶材的金屬元素的原子數(shù)比的典型例子是in:m:zn＝1:1:1、in:m:zn＝1:1:1.2、in:m:zn＝3:1:2。

在氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c是in-m-zn氧化物，并且，將包含原子數(shù)比為in:m:zn＝x2:y2:z2的金屬元素的靶材用于形成氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的情況下，x2/y2優(yōu)選小于x1/y1，z2/y2優(yōu)選大于或等于1/3且小于或等于6，更優(yōu)選大于或等于1且小于或等于6。當(dāng)相對(duì)于銦的m的原子數(shù)比高時(shí)，能夠增大氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c的能隙并減小其電子親和勢(shì)，由此y2/x2優(yōu)選大于或等于3或大于或等于4。靶材的金屬元素的原子數(shù)比的典型例子包括：in:m:zn＝1:3:2、in:m:zn＝1:3:4、in:m:zn＝1:3:5、in:m:zn＝1:3:6、in:m:zn＝1:4:2、in:m:zn＝1:4:4、in:m:zn＝1:4:5、in:m:zn＝1:5:5。

另外，在氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c為in-m氧化物的情況下，當(dāng)作為m不包含二價(jià)金屬原子(例如，鋅)時(shí)，能夠形成不具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c。作為氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c，例如可以使用in-ga氧化物膜。例如，通過(guò)使用in-ga金屬氧化物靶材(in:ga＝7:93)的濺射法，可以形成該in-ga氧化物膜。為了通過(guò)使用dc放電的濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜108a、108c，在假設(shè)原子數(shù)比為in:m＝x:y時(shí)，y/(x+y)優(yōu)選小于或等于0.96，更優(yōu)選小于或等于0.95，例如為0.93。

在氧化物半導(dǎo)體膜108a、108b、108c中，上述原子數(shù)比中的各原子的比例在±40％的范圍內(nèi)變動(dòng)作為誤差。

本實(shí)施方式的晶體管的結(jié)構(gòu)可以自由地相互組合。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法1>

接著，參照?qǐng)D22a至圖22d以及圖23a至圖23d詳細(xì)地說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的晶體管100的制造方法。此外，圖22a至圖22d以及圖23a至圖23d是示出半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖。

(形成柵電極的工序)

首先，在襯底102上形成導(dǎo)電膜，通過(guò)光刻工序及蝕刻工序進(jìn)行加工，來(lái)形成用作柵電極的導(dǎo)電膜104(參照?qǐng)D22a)。

在本實(shí)施方式中，作為襯底102使用玻璃襯底。作為用作柵電極的導(dǎo)電膜104，通過(guò)濺射法形成100nm厚的鎢膜。

(形成柵極絕緣膜的工序)

然后，在導(dǎo)電膜104上形成用作柵極絕緣膜的絕緣膜106、107(參照?qǐng)D22b)。

在本實(shí)施方式中，通過(guò)pecvd法形成400nm厚的氮化硅膜作為絕緣膜106以及50nm厚的氧氮化硅膜作為絕緣膜107。

絕緣膜106可以具有氮化硅膜的疊層結(jié)構(gòu)。具體而言，絕緣膜106可以具有第一氮化硅膜、第二氮化硅膜及第三氮化硅膜的三層結(jié)構(gòu)。該三層結(jié)構(gòu)的例子為如下。

例如，可以以如下條件形成厚度為50nm的第一氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷、流量為2000sccm的氮以及流量為100sccm的氨氣體供應(yīng)給pe-cvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

可以以如下條件形成厚度為300nm的第二氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷、流量為2000sccm的氮以及流量為2000sccm的氨氣體供應(yīng)給pecvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

可以以如下條件形成厚度為50nm的第三氮化硅膜：作為源氣體將流量為200sccm的硅烷以及流量為5000sccm的氮供應(yīng)給pecvd裝置的反應(yīng)室內(nèi)，將反應(yīng)室內(nèi)的壓力控制為100pa，使用27.12mhz的高頻電源供應(yīng)2000w的功率。

另外，可以以350℃的襯底溫度形成上述第一氮化硅膜、第二氮化硅膜及第三氮化硅膜。

當(dāng)絕緣膜106具有氮化硅膜的三層結(jié)構(gòu)時(shí)，例如在作為導(dǎo)電膜104使用包含銅(cu)的導(dǎo)電膜的情況下，能夠獲得如下效果。

第一氮化硅膜可以抑制銅(cu)元素從導(dǎo)電膜104擴(kuò)散。第二氮化硅膜具有釋放氫的功能，可以改善用作柵極絕緣膜的絕緣膜的耐壓。第三氮化硅膜的氫釋放量少，并且其可以抑制從第二氮化硅膜釋放的氫擴(kuò)散。

為了提高與后面形成的氧化物半導(dǎo)體膜108之間的界面特性，絕緣膜107優(yōu)選為包含氧的絕緣膜。

(形成氧化物半導(dǎo)體膜的工序)

接著，在絕緣膜107上形成氧化物半導(dǎo)體膜108(參照?qǐng)D22c)。

在本實(shí)施方式中，利用使用in-ga-zn金屬氧化物靶材(具有in:ga:zn＝1:1:1.2的原子數(shù)比)的濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜，通過(guò)光刻工序在該氧化物半導(dǎo)體膜上形成掩模，將該氧化物半導(dǎo)體膜加工為所希望的區(qū)域，來(lái)形成島狀的氧化物半導(dǎo)體膜108。

在形成氧化物半導(dǎo)體膜108之后也可以以高于或等于150℃且低于襯底應(yīng)變點(diǎn)，優(yōu)選以高于或等于200℃且低于或等于450℃，更優(yōu)選以高于或等于300℃且低于或等于450℃進(jìn)行加熱處理。在此的加熱處理是提高氧化物半導(dǎo)體膜的純度的處理之一，可以減少氧化物半導(dǎo)體膜108所包括的氫、水等。此外，以減少氫、水等為目的的該加熱處理也可以在將氧化物半導(dǎo)體膜108加工為島狀之前進(jìn)行。

可以將氣體焙燒爐(gasbakingfurnace)、電爐、rta裝置等用于對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行的加熱處理。通過(guò)使用rta裝置，如果加熱時(shí)間短，就可以以高于或等于襯底的應(yīng)變點(diǎn)的溫度進(jìn)行加熱處理。由此，可以縮短加熱處理時(shí)間。

可以在氮?dú)怏w、氧氣體、清潔干燥空氣(也稱(chēng)為cda(cleandryair)。cda是水含量為20ppm以下，優(yōu)選為1ppm以下，更優(yōu)選為10ppb以下的空氣)或者稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理。上述氮?dú)怏w、氧氣體、cda或稀有氣體的氣氛優(yōu)選不包含氫、水等。

例如，優(yōu)選提高上述氮?dú)怏w、氧氣體或cda的純度。具體而言，氮?dú)怏w、氧氣體或cda的純度優(yōu)選為6n(99.9999％)或7n(99.99999％)。當(dāng)作為上述氮?dú)怏w、氧氣體或cda使用露點(diǎn)為-60℃以下，優(yōu)選為-100℃以下的高純度氣體時(shí)，可以盡可能地減小混入氧化物半導(dǎo)體膜108中的水分等。

此外，在氮?dú)夥栈蛳∮袣怏w氣氛下對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理之后，也可以在氧氣氛或cda氣氛下進(jìn)行另一加熱處理。其結(jié)果是，在可以從氧化物半導(dǎo)體膜108釋放氫、水等的同時(shí)，可以將氧供應(yīng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中。其結(jié)果是，可以降低氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷的量。

在此，參照?qǐng)D26a和圖26b以及圖27a和圖27b說(shuō)明在氣體焙燒爐中對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行的加熱處理的熱分布。圖26a和圖26b以及圖27a和圖27b示出氣體焙燒爐中的加熱處理的熱分布。

圖26a和圖26b以及圖27a和圖27b是如下情況的熱分布：將溫度上升到預(yù)定的溫度(在此，450℃，以下將該溫度稱(chēng)為第一溫度)，然后將溫度降低到預(yù)定的溫度(在此，高于或等于室溫且低于或等于150℃，將該溫度稱(chēng)為第二溫度)的情況。

在對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理時(shí)，可以如圖26a所示那樣使用兩種氣體分兩步進(jìn)行處理。例如，在第一步驟中，對(duì)氣體焙燒爐引入氮?dú)怏w。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理1小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。在第二步驟中，將氮?dú)怏w置換成氮和氧的混合氣體。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理1小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。

或者，在對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理時(shí)，可以如圖26b所示那樣使用兩種氣體以一個(gè)步驟進(jìn)行處理。例如，首先對(duì)氣體焙燒爐引入氮?dú)怏w。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理1小時(shí)，然后將氮?dú)怏w置換成cda。在改變氣體種類(lèi)之后，進(jìn)一步進(jìn)行處理1小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。

注意，圖26b所示的氣體焙燒爐中的加熱處理的熱分布的處理時(shí)間比圖26a所示的氣體焙燒爐中的加熱處理的熱分布短。因此，能夠提供生產(chǎn)率高的半導(dǎo)體裝置。

或者，在對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理時(shí)，可以如圖27a所示那樣使用兩種氣體分兩步進(jìn)行處理。例如，在第一步驟中，首先對(duì)氣體焙燒爐引入氮?dú)怏w。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理1小時(shí)，然后將氮?dú)怏w置換成cda。在改變氣體種類(lèi)之后，進(jìn)一步進(jìn)行處理1小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。在第二步驟中，使用將cda置換成氮?dú)怏w。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理1小時(shí)，然后將氮?dú)怏w置換成cda。在改變氣體種類(lèi)之后，進(jìn)一步進(jìn)行處理1小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。

或者，在對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理時(shí)，可以如圖27b所示那樣使用兩種氣體分兩步進(jìn)行處理。例如，在第一步驟中，首先對(duì)氣體焙燒爐引入氮?dú)怏w。然后，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理2小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。在第二步驟中，用1小時(shí)將溫度上升到第一溫度，以第一溫度進(jìn)行處理2小時(shí)，然后將氮?dú)怏w置換成cda。在改變氣體種類(lèi)之后，進(jìn)一步進(jìn)行處理2小時(shí)，然后用1小時(shí)將溫度降低到第二溫度。

如圖26a和圖26b以及圖27a和圖27b所示，作為對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱處理時(shí)的氣體焙燒爐中的熱分布，優(yōu)選首先在氮?dú)怏w中對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱。

當(dāng)首先在氮?dú)怏w中對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱時(shí)，氧化物半導(dǎo)體膜108中的主要成分之一的氧與氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫起反應(yīng)而形成oh基。然后，該oh基作為h2o從氧化物半導(dǎo)體膜108的表面脫離。就是說(shuō)，可以利用最初引入的氮?dú)怏w俘獲氧化物半導(dǎo)體膜108中的氫。

但是，在只使用氮?dú)怏w對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108進(jìn)行加熱時(shí)，氧作為h2o從氧化物半導(dǎo)體膜108脫離，因此有時(shí)在氧化物半導(dǎo)體膜108中形成氧缺陷。于是，如圖26a和圖26b以及圖27a和圖27b所示，通過(guò)將氮?dú)怏w種類(lèi)改變?yōu)榈脱醯幕旌蠚怏w或cda，可以用氣體中的氧填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷。

在圖26a和圖26b以及圖27a和圖27b中，在溫度在預(yù)定的溫度下穩(wěn)定之后，進(jìn)行1小時(shí)或2小時(shí)的處理，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于此。例如，將圖26b所示的第一步驟中的使用氮?dú)怏w的處理時(shí)間設(shè)定為1小時(shí)至10小時(shí)。通過(guò)延長(zhǎng)圖26b所示的第一步驟的處理時(shí)間，可以使較多的氫從氧化物半導(dǎo)體膜108脫離，所以是優(yōu)選的。

另外，根據(jù)需要，也可以延長(zhǎng)使用氮和氧的混合氣體或cda的焙燒時(shí)間，例如是1小時(shí)至10小時(shí)。通過(guò)延長(zhǎng)包含氧氣體的氣氛中的加熱時(shí)間，可以適當(dāng)?shù)靥钛a(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷。

另外，在通過(guò)濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，作為濺射氣體，適當(dāng)?shù)厥褂孟∮袣怏w(典型的是氬)、氧、或者稀有氣體和氧的混合氣體。此外，當(dāng)采用稀有氣體和氧的混合氣體時(shí)，優(yōu)選增高相對(duì)于稀有氣體的氧氣體比例。另外，需要進(jìn)行濺射氣體的高純度化。例如，作為用作濺射氣體的氧氣體或氬氣體，使用露點(diǎn)為-60℃以下，優(yōu)選為-100℃以下的高純度氣體，由此可以盡可能地防止水分等混入氧化物半導(dǎo)體膜108中。

另外，在通過(guò)濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜108的情況下，優(yōu)選使用低溫泵等吸附式真空抽氣泵對(duì)濺射裝置的處理室進(jìn)行高真空抽氣(抽空到5×10^-7pa至1×10^-4pa左右)以盡可能地去除對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108來(lái)說(shuō)是雜質(zhì)的水等?；蛘?，優(yōu)選組合渦輪分子泵和冷阱來(lái)防止氣體，尤其是包含碳或氫的氣體從抽氣系統(tǒng)倒流到處理室內(nèi)。

(形成源電極及漏電極的工序)

接著，在絕緣膜107及氧化物半導(dǎo)體膜108上形成導(dǎo)電膜，將該導(dǎo)電膜加工為所希望的形狀，由此形成導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b(參照?qǐng)D22d)。

在本實(shí)施方式中，作為導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b，依次形成厚度為50nm的鎢膜、厚度為400nm的鋁膜、厚度為100nm的鈦膜。作為導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b的形成方法，可以使用濺射法。

此外，也可以進(jìn)行在形成導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b后洗滌氧化物半導(dǎo)體膜108的表面的工序。作為洗滌氧化物半導(dǎo)體膜108的表面的方法，例如可以使用磷酸溶液等。在形成導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b的工序中或上述洗滌氧化物半導(dǎo)體膜108的表面的工序中，有時(shí)凹部被形成在氧化物半導(dǎo)體膜108的表面的一部分中。

通過(guò)上述步驟，形成晶體管100。

(形成氧化物絕緣膜的工序)

接著，在晶體管100上，具體而言，在氧化物半導(dǎo)體膜108及導(dǎo)電膜112a、112b上形成用作晶體管100的保護(hù)絕緣膜的絕緣膜114、116(參照?qǐng)D23a)。

在形成絕緣膜114之后，優(yōu)選在不暴露于大氣的狀態(tài)下連續(xù)地形成絕緣膜116。在形成絕緣膜114之后，在不暴露于大氣的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)源氣體的流量、壓力、高頻功率和襯底溫度中的至少一個(gè)而連續(xù)地形成絕緣膜116，由此可以減少絕緣膜114與絕緣膜116之間的界面的來(lái)源于大氣成分的雜質(zhì)濃度，并且可以使絕緣膜114、116中的氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108，從而可以降低氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷的量。

例如，作為絕緣膜114，通過(guò)pecvd法可以形成氧氮化硅膜。此時(shí)，作為源氣體，優(yōu)選使用含有硅的沉積氣體及氧化性氣體。含有硅的沉積氣體的典型例子包括：硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅烷。氧化性氣體的例子包括：一氧化二氮、二氧化氮?？梢栽谌缦聴l件下利用pecvd法形成包含氮且缺陷量少的絕緣膜作為絕緣膜114：氧化性氣體的流量大于沉積氣體的流量的20倍且小于100倍，優(yōu)選高于或等于40倍且低于或等于80倍，并且，處理室內(nèi)的壓力低于100pa，優(yōu)選低于或等于50pa。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜114，在如下條件下利用pecvd法形成氧氮化硅膜：保持襯底102的溫度為220℃，作為源氣體使用流量為50sccm的硅烷及流量為2000sccm的一氧化二氮，處理室內(nèi)的壓力為20pa，并且，以13.56mhz將100w(功率密度為1.6×10^-2w/cm²)的高頻功率供應(yīng)給平行板電極。

作為絕緣膜116，在如下條件下形成氧化硅膜或氧氮化硅膜：將設(shè)置于進(jìn)行了真空抽氣的pecvd裝置的處理室內(nèi)的襯底溫度保持為高于或等于180℃且低于或等于280℃，優(yōu)選高于或等于200℃且低于或等于240℃，將源氣體引入處理室中并將壓力設(shè)定為大于或等于100pa且小于或等于250pa，優(yōu)選大于或等于100pa且小于或等于200pa，并且，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)大于或等于0.17w/cm²且小于或等于0.5w/cm²，優(yōu)選大于或等于0.25w/cm²且小于或等于0.35w/cm²的高頻功率。

作為絕緣膜116的沉積條件，對(duì)具有上述壓力的反應(yīng)室中供應(yīng)具有上述功率密度的高頻功率，由此在等離子體中源氣體的分解效率得到提高，氧自由基增加，源氣體的氧化促進(jìn)，因此，絕緣膜116中的含氧量超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成。另一方面，在以上述溫度范圍內(nèi)的襯底溫度形成的膜中，硅與氧的鍵合力較弱，因此，通過(guò)后面工序的加熱處理，膜中的氧的一部分脫離。由此，可以形成包含超過(guò)化學(xué)計(jì)量組成的氧且因加熱而氧的一部分脫離的氧化物絕緣膜。

在絕緣膜116的形成工序中，絕緣膜114被用作氧化物半導(dǎo)體膜108的保護(hù)膜。因此，可以在減少對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜108造成的損傷的同時(shí)使用功率密度高的高頻功率形成絕緣膜116。

另外，在絕緣膜116的沉積條件中，當(dāng)增加相對(duì)于氧化性氣體的包含硅的沉積氣體的流量時(shí)，可以減少絕緣膜116中的缺陷量。典型的是，能夠形成缺陷量較少的氧化物絕緣層，亦即，通過(guò)esr測(cè)得的起因于硅懸空鍵且在g＝2.001處出現(xiàn)的信號(hào)的自旋密度低于6×10¹⁷spins/cm³，優(yōu)選低于或等于3×10¹⁷spins/cm³，更優(yōu)選低于或等于1.5×10¹⁷spins/cm³。其結(jié)果是，能夠提高晶體管的可靠性。

可以在形成絕緣膜114、116之后進(jìn)行加熱處理。該加熱處理可以降低包含于絕緣膜114、116的氮氧化物。通過(guò)該加熱處理，可以將絕緣膜114、116中的氧的一部分移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體膜108中以降低包含在氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷的量。

將對(duì)絕緣膜114、116進(jìn)行的加熱處理的溫度典型為高于或等于150℃且低于或等于400℃，優(yōu)選高于或等于300℃且低于或等于400℃，更優(yōu)選高于或等于320℃且低于或等于370℃。加熱處理可以在氮、氧、cda或稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下進(jìn)行。可以將氣體焙燒爐、電爐、rta裝置等用于加熱處理，在該加熱處理中，優(yōu)選在上述氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體中不包含氫、水等。

在本實(shí)施方式中，在氮及氧的氣氛下以350℃進(jìn)行加熱處理1小時(shí)。

(對(duì)氧化物絕緣膜添加氧的工序)

接著，在絕緣膜116上形成抑制氧釋放的保護(hù)膜130(參照?qǐng)D23b)。

保護(hù)膜130可以使用含有銦的導(dǎo)電膜或含有銦的半導(dǎo)體膜形成。在本實(shí)施方式中，作為保護(hù)膜130，通過(guò)使用濺射裝置形成5nm厚的itso膜。此外，保護(hù)膜130的厚度優(yōu)選大于或等于1nm且小于或等于20nm或大于或等于2nm且小于或等于10nm，此時(shí)，可以適當(dāng)?shù)厥寡跬高^(guò)且抑制氧釋放。

接著，將氧140經(jīng)過(guò)保護(hù)膜130而添加到絕緣膜114、116中(參照?qǐng)D23c)。

作為將氧140經(jīng)過(guò)保護(hù)膜130而添加到絕緣膜114、116中的方法的例子，有離子摻雜法、離子注入法(例如，離子注入、等離子體基離子注入、等離子體浸沒(méi)離子注入及等離子體源離子注入)、等離子體處理法。在等離子體處理法中，可以通過(guò)使用微波激發(fā)鹵素及氧而產(chǎn)生高密度的等離子體。

當(dāng)添加氧140時(shí)，通過(guò)對(duì)襯底一側(cè)施加偏壓，可以有效地將氧140添加到絕緣膜114、116中。偏壓的條件例如為：使用灰化裝置，并且，施加到該灰化裝置的襯底一側(cè)的偏壓的功率密度可以大于或等于0.5w/cm²且小于或等于5w/cm²。添加氧140時(shí)的襯底溫度高于或等于室溫且低于或等于300℃，優(yōu)選高于或等于100℃且低于或等于250℃，由此可以高效地對(duì)絕緣膜114、116添加氧140。

在本實(shí)施方式中，使用灰化裝置。將氧氣體引入灰化裝置內(nèi)，對(duì)襯底一側(cè)施加偏置，由此將氧140添加到絕緣膜114、116中。

在絕緣膜116上設(shè)置保護(hù)膜130，然后添加氧140，由此，保護(hù)膜130用作抑制從絕緣膜116釋放氧的保護(hù)膜。因此，可以對(duì)絕緣膜114及絕緣膜116添加大量的氧。

接著，去除保護(hù)膜130，在絕緣膜116上形成絕緣膜118(參照?qǐng)D23d)。

可以使用化學(xué)溶液或蝕刻氣體去除保護(hù)膜130。在本實(shí)施方式中，在使用以5％的濃度包含草酸的草酸溶液后還使用以0.5％的濃度包含氟化氫的氫氟酸溶液，去除保護(hù)膜130。

在通過(guò)pecvd法形成絕緣膜118的情況下，將襯底溫度設(shè)定為高于或等于300℃且低于或等于400℃，優(yōu)選高于或等于320℃且低于或等于370℃，由此可以形成致密的膜。

例如，當(dāng)作為絕緣膜118利用pecvd法形成氮化硅膜時(shí)，作為源氣體優(yōu)選使用包含硅的沉積氣體、氮及氨。通過(guò)使用其量比氮量少的氨，在等離子體中氨離解而產(chǎn)生活性種。該活性種切斷包括在包含硅的沉積氣體中的硅與氫之間的鍵合及氮分子之間的三鍵。其結(jié)果是，可以促進(jìn)硅與氮之間的鍵合，而可以形成硅與氫之間的鍵合少、缺陷少且致密的氮化硅膜。另一方面，在相對(duì)于氮的氨量多時(shí)，包含硅的沉積氣體及氮的分解不進(jìn)展，由此導(dǎo)致形成硅與氫之間的鍵合殘留下來(lái)且缺陷增加的不致密的氮化硅膜。由此，在源氣體中，將相對(duì)于氨的氮流量比優(yōu)選設(shè)定為大于或等于5且小于或等于50，更優(yōu)選大于或等于10且小于或等于50。

在本實(shí)施方式中，作為絕緣膜118，通過(guò)利用pecvd裝置并使用硅烷、氮及氨作為源氣體，形成50nm厚的氮化硅膜。硅烷的流量為50sccm，氮的流量為5000sccm，氨的流量為100sccm。處理室的壓力為100pa，襯底溫度為350℃，用27.12mhz的高頻電源對(duì)平行板電極供應(yīng)1000w的高頻功率。pecvd裝置是電極面積為6000cm²的平行板型pecvd裝置，并且，將所供應(yīng)的功率的換算為每單位面積的功率(功率密度)為1.7×10^-1w/cm²。

在利用加熱形成絕緣膜118時(shí)，優(yōu)選不進(jìn)行形成絕緣膜118之前的預(yù)熱處理。例如，在形成絕緣膜118之前進(jìn)行預(yù)熱處理時(shí)，有時(shí)絕緣膜114及絕緣膜116中的過(guò)剩氧釋放到外部。于是，在形成絕緣膜118時(shí)，不進(jìn)行預(yù)熱處理，具體而言，在被進(jìn)行加熱的處理室中搬入襯底之后，優(yōu)選在3分鐘以?xún)?nèi)，更優(yōu)選為在1分鐘以?xún)?nèi)在絕緣膜116上形成絕緣膜118，由此可以抑制絕緣膜114及絕緣膜116中的過(guò)剩氧釋放到外部。

在形成絕緣膜118之前或之后可以進(jìn)行加熱處理，由此可以使絕緣膜114、116所包含的過(guò)剩氧擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中，而填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷?；蛘?，通過(guò)進(jìn)行加熱形成絕緣膜118，由此可以將絕緣膜114、116所包含的過(guò)剩氧擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜108中，而填補(bǔ)氧化物半導(dǎo)體膜108中的氧缺陷。在形成絕緣膜118之前或之后可以進(jìn)行的加熱處理的溫度典型為高于或等于150℃且低于或等于400℃，優(yōu)選高于或等于300℃且低于或等于400℃，優(yōu)選高于或等于320℃且低于或等于370℃。

通過(guò)上述工序，能夠制造晶體管100。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法2>

接著，使用圖24a至圖24d說(shuō)明晶體管150的制造方法。圖24a至圖24d是示出半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖。

首先，進(jìn)行到圖22c所示的工序，然后在絕緣膜107及氧化物半導(dǎo)體膜108上形成絕緣膜114及絕緣膜116及保護(hù)膜130(參照?qǐng)D24a)。

接著，將氧140經(jīng)過(guò)保護(hù)膜130而添加到絕緣膜114、絕緣膜116及氧化物半導(dǎo)體膜108中(參照?qǐng)D24b)。

接著，去除保護(hù)膜130。然后，通過(guò)光刻工序在絕緣膜116上形成掩模，并在絕緣膜114及絕緣膜116的所希望的區(qū)域中形成開(kāi)口141a及開(kāi)口141b。注意，開(kāi)口141a及開(kāi)口141b到達(dá)氧化物半導(dǎo)體膜108(參照?qǐng)D24c)。

接著，以覆蓋開(kāi)口141a及開(kāi)口141b的方式在氧化物半導(dǎo)體膜108及絕緣膜116上沉積導(dǎo)電膜，通過(guò)光刻工序在該導(dǎo)電膜上形成掩模并將該導(dǎo)電膜加工為所希望的形狀，由此形成導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b。接著，在絕緣膜116及導(dǎo)電膜112a、導(dǎo)電膜112b上形成絕緣膜118(參照?qǐng)D24d)。

通過(guò)上述工序，能夠制造晶體管150。

注意，當(dāng)形成開(kāi)口141a及開(kāi)口141b時(shí)，使絕緣膜114及絕緣膜116殘留在氧化物半導(dǎo)體膜108的溝道區(qū)域上，由此可以制造晶體管160。

<半導(dǎo)體裝置的制造方法3>

下面，參照?qǐng)D25a至圖25d說(shuō)明晶體管170的制造方法。圖25a至圖25d是示出半導(dǎo)體裝置的制造方法的截面圖。

首先，進(jìn)行到圖23d的工序(參照?qǐng)D25a)。

接著，通過(guò)光刻工序在絕緣膜118上形成掩模，在絕緣膜114、116及118的所希望的區(qū)域中形成開(kāi)口142c。此外，通過(guò)光刻工序在絕緣膜118上形成掩模，在絕緣膜106、107、114、116、118的所希望的區(qū)域中形成開(kāi)口142a、142b。開(kāi)口142c到達(dá)導(dǎo)電膜112b。此外，開(kāi)口142a、142b到達(dá)導(dǎo)電膜104(參照?qǐng)D25b)。

另外，開(kāi)口142a、142b及開(kāi)口142c既可以同時(shí)形成又可以以不同工序形成。當(dāng)同時(shí)形成開(kāi)口142a、142b及開(kāi)口142c時(shí)，例如可以使用灰色調(diào)掩?；虬肷{(diào)掩模。

接著，以覆蓋開(kāi)口142a、142b、142c的方式在絕緣膜118上形成導(dǎo)電膜120(參照?qǐng)D25c)。

作為導(dǎo)電膜120，例如可以使用包含選自銦(in)、鋅(zn)和錫(sn)中的一種的材料。尤其是，作為導(dǎo)電膜120，可以使用包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、包含氧化硅的銦錫氧化物等透光導(dǎo)電材料。另外，優(yōu)選使用與可以抑制氧釋放的保護(hù)膜130相同種類(lèi)的材料形成導(dǎo)電膜120，此時(shí)可以降低制造成本。

例如可以通過(guò)濺射法形成導(dǎo)電膜120。在本實(shí)施方式中，通過(guò)濺射法形成110nm厚的itso膜。

接著，通過(guò)光刻工序在導(dǎo)電膜120上形成掩模，將導(dǎo)電膜120加工為所希望的區(qū)域，來(lái)形成導(dǎo)電膜120a、120b(參照?qǐng)D25d)。

通過(guò)上述步驟，可以制造晶體管170。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式4

在本實(shí)施方式中，以下詳細(xì)說(shuō)明說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置所包括的氧化物半導(dǎo)體。

<氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)>

首先，對(duì)氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

氧化物半導(dǎo)體被分為單晶氧化物半導(dǎo)體和非單晶氧化物半導(dǎo)體。作為非單晶氧化物半導(dǎo)體有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c軸取向結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體)、多晶氧化物半導(dǎo)體、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：納米晶氧化物半導(dǎo)體)、a-likeos(amorphouslikeoxidesemiconductor)以及非晶氧化物半導(dǎo)體等。

從其他觀點(diǎn)看來(lái)，氧化物半導(dǎo)體被分為非晶氧化物半導(dǎo)體和結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。作為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體有單晶氧化物半導(dǎo)體、caac-os、多晶氧化物半導(dǎo)體以及nc-os等。

作為非晶結(jié)構(gòu)的定義，一般而言，已知：它處于亞穩(wěn)態(tài)并沒(méi)有被固定化，具有各向同性而不具有不均勻結(jié)構(gòu)等。也可以換句話(huà)說(shuō)為非晶結(jié)構(gòu)的鍵角不固定，具有短程有序性而不具有長(zhǎng)程有序性。

這意味著不能將實(shí)質(zhì)上穩(wěn)定的氧化物半導(dǎo)體稱(chēng)為完全非晶(completelyamorphous)氧化物半導(dǎo)體。另外，不能將不具有各向同性(例如，在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu))的氧化物半導(dǎo)體稱(chēng)為完全非晶氧化物半導(dǎo)體。注意，a-likeos在微小區(qū)域中具有周期結(jié)構(gòu)，但是同時(shí)具有空洞(也稱(chēng)為void)，并具有不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。因此，a-likeos在物性上近乎于非晶氧化物半導(dǎo)體。

〈caac-os〉

首先，對(duì)caac-os進(jìn)行說(shuō)明。

caac-os是包含多個(gè)c軸取向的結(jié)晶部(也稱(chēng)為顆粒)的氧化物半導(dǎo)體之一。

在利用透射電子顯微鏡(tem：transmissionelectronmicroscope)觀察所得到的caac-os的明視場(chǎng)圖像與衍射圖案的復(fù)合分析圖像(也稱(chēng)為高分辨率tem圖像)中，觀察到多個(gè)顆粒。然而，在高分辨率tem圖像中，觀察不到顆粒與顆粒之間的明確的邊界，即晶界(grainboundary)。因此，可以說(shuō)在caac-os中，不容易發(fā)生起因于晶界的電子遷移率的降低。

下面，對(duì)利用tem觀察的caac-os進(jìn)行說(shuō)明。圖28a示出從大致平行于樣品面的方向觀察的caac-os的截面的高分辨率tem圖像。利用球面像差校正(sphericalaberrationcorrector)功能得到高分辨率tem圖像。將利用球面像差校正功能所得到的高分辨率tem圖像特別稱(chēng)為cs校正高分辨率tem圖像。例如可以使用日本電子株式會(huì)社制造的原子分辨率分析型電子顯微鏡jem-arm200f等得到cs校正高分辨率tem圖像。

圖28b示出將圖28a中的區(qū)域(1)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖28b可以確認(rèn)到在顆粒中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層

具有反映了形成caac-os的面(也稱(chēng)為被形成面)或caac-os的頂面的凸凹的配置并以平行于caac-os的被形成面或頂面的方式排列。

如圖28b所示，caac-os具有特有的原子排列。圖28c是以輔助線(xiàn)示出特有的原子排列的圖。由圖28b和圖28c可知，一個(gè)顆粒的尺寸為1nm以上，由顆粒與顆粒之間的傾斜產(chǎn)生的空隙的尺寸為0.8nm左右。因此，也可以將顆粒稱(chēng)為納米晶(nc：nanocrystal)。注意，也可以將caac-os稱(chēng)為具有canc(c-axisalignednanocrystals：c軸取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體。

在此，根據(jù)cs校正高分辨率tem圖像，將襯底5120上的caac-os的顆粒5100的配置示意性地表示為推積磚塊或塊體的結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D28d)。在圖28c中觀察到的在顆粒與顆粒之間產(chǎn)生傾斜的部分相當(dāng)于圖28d所示的區(qū)域5161。

此外，圖29a示出從大致垂直于樣品面的方向觀察的caac-os的平面的cs校正高分辨率tem圖像。圖29b、圖29c和圖29d分別示出將圖29a中的區(qū)域(1)、區(qū)域(2)和區(qū)域(3)放大的cs校正高分辨率tem圖像。由圖29b、圖29c和圖29d可知在顆粒中金屬原子排列為三角形狀、四角形狀或六角形狀。但是，在不同的顆粒之間金屬原子的排列沒(méi)有規(guī)律性。

接著，說(shuō)明使用x射線(xiàn)衍射(xrd：x-raydiffraction)進(jìn)行分析的caac-os。例如，當(dāng)利用out-of-plane法分析包含ingazno4結(jié)晶的caac-os的結(jié)構(gòu)時(shí)，如圖30a所示，在衍射角(2θ)為31°附近時(shí)出現(xiàn)峰值。由于該峰值來(lái)源于ingazno4結(jié)晶的(009)面，由此可知caac-os中的結(jié)晶具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于被形成面或頂面的方向。

注意，當(dāng)利用out-of-plane法分析caac-os的結(jié)構(gòu)時(shí)，除了2θ為31°附近的峰值以外，有時(shí)在2θ為36°附近時(shí)也出現(xiàn)峰值。2θ為36°附近的峰值表示caac-os中的一部分包含不具有c軸取向性的結(jié)晶。優(yōu)選的是，在利用out-of-plane法分析的caac-os中，在2θ為31°附近時(shí)出現(xiàn)峰值而在2θ為36°附近時(shí)不出現(xiàn)峰值。

另一方面，當(dāng)利用從大致垂直于c軸的方向使x射線(xiàn)入射到樣品的in-plane法分析caac-os的結(jié)構(gòu)時(shí)，在2θ為56°附近時(shí)出現(xiàn)峰值。該峰值來(lái)源于ingazno4結(jié)晶的(110)面。在caac-os中，即使將2θ固定為56°附近并在以樣品面的法線(xiàn)向量為軸(φ軸)旋轉(zhuǎn)樣品的條件下進(jìn)行分析(φ掃描)，也如圖30b所示的那樣觀察不到明確的峰值。相比之下，在ingazno4的單晶氧化物半導(dǎo)體中，在將2θ固定為56°附近來(lái)進(jìn)行φ掃描時(shí)，如圖30c所示的那樣觀察到來(lái)源于相等于(110)面的結(jié)晶面的六個(gè)峰值。因此，由使用xrd的結(jié)構(gòu)分析可以確認(rèn)到caac-os中的a軸和b軸的取向沒(méi)有規(guī)律性。

接著，說(shuō)明利用電子衍射進(jìn)行分析的caac-os。例如，當(dāng)對(duì)包含ingazno4結(jié)晶的caac-os在平行于樣品面的方向上入射束徑為300nm的電子束時(shí)，可能會(huì)獲得圖31a所示的衍射圖案(也稱(chēng)為選區(qū)透射電子衍射圖案)。在該衍射圖案中包含起因于ingazno4結(jié)晶的(009)面的斑點(diǎn)。因此，由電子衍射也可知caac-os所包含的顆粒具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于被形成面或頂面的方向。另一方面，圖31b示出對(duì)相同的樣品在垂直于樣品面的方向上入射束徑為300nm的電子束時(shí)的衍射圖案。由圖31b觀察到環(huán)狀的衍射圖案。因此，由電子衍射也可知caac-os所包含的顆粒的a軸和b軸不具有取向性?？梢哉J(rèn)為圖31b中的第一環(huán)起因于ingazno4結(jié)晶的(010)面和(100)面等。另外，可以認(rèn)為圖31b中的第二環(huán)起因于(110)面等。

如上所述，caac-os是結(jié)晶性高的氧化物半導(dǎo)體。因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體的結(jié)晶性有時(shí)因雜質(zhì)的混入或缺陷的生成等而降低。這意味著caac-os是雜質(zhì)或缺陷(氧缺陷等)少的氧化物半導(dǎo)體。

另外，雜質(zhì)是指氧化物半導(dǎo)體的主要成分以外的元素，諸如氫、碳、硅和過(guò)渡金屬元素等。例如，與氧的鍵合力比構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體的金屬元素強(qiáng)的硅等元素會(huì)奪取氧化物半導(dǎo)體中的氧，由此打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。另外，由于鐵或鎳等的重金屬、氬、二氧化碳等的原子半徑(或分子半徑)大，所以會(huì)打亂氧化物半導(dǎo)體的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。

當(dāng)氧化物半導(dǎo)體包含雜質(zhì)或缺陷時(shí)，其特性有時(shí)因光或熱等會(huì)發(fā)生變動(dòng)。例如，包含于氧化物半導(dǎo)體的雜質(zhì)有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱或載流子發(fā)生源。另外，氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱或因俘獲氫而成為載流子發(fā)生源。

雜質(zhì)及氧缺陷少的caac-os是載流子密度低的氧化物半導(dǎo)體。具體而言，載流子密度可以低于8×10¹¹/cm³，優(yōu)選低于1×10¹¹/cm³，更優(yōu)選低于1×10¹⁰/cm³且高于或等于1×10^-9/cm³。將這樣的氧化物半導(dǎo)體稱(chēng)為高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體。caac-os的雜質(zhì)濃度和缺陷態(tài)密度低。即，可以說(shuō)caac-os是具有穩(wěn)定特性的氧化物半導(dǎo)體。

〈nc-os〉

接著說(shuō)明nc-os。

在nc-os的高分辨率tem圖像中有能夠觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和觀察不到明確的結(jié)晶部的區(qū)域。nc-os所包含的結(jié)晶部的尺寸大多大于或等于1nm。注意，有時(shí)將其結(jié)晶部的尺寸大于10nm且小于或等于100nm的氧化物半導(dǎo)體稱(chēng)為微晶氧化物半導(dǎo)體。例如，在nc-os的高分辨率tem圖像中，有時(shí)無(wú)法明確地觀察到晶界。注意，納米晶的來(lái)源有可能與caac-os中的顆粒相同。因此，下面有時(shí)將nc-os的結(jié)晶部稱(chēng)為顆粒。

在nc-os中，微小的區(qū)域(例如大于或等于1nm且小于或等于10nm的區(qū)域，特別是大于或等于1nm且小于或等于3nm的區(qū)域)中的原子排列具有周期性。另外，nc-os在不同的顆粒之間觀察不到結(jié)晶取向的規(guī)律性。因此，在膜整體中觀察不到取向性。所以，有時(shí)nc-os在某些分析方法中與a-likeos或非晶氧化物半導(dǎo)體沒(méi)有差別。例如，當(dāng)利用使用其束徑比顆粒大的x射線(xiàn)的out-of-plane法對(duì)nc-os進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，檢測(cè)不到表示結(jié)晶面的峰值。在使用其束徑比顆粒大(例如，50nm以上)的電子射線(xiàn)對(duì)nc-os進(jìn)行電子衍射時(shí)，觀察到類(lèi)似光暈圖案的衍射圖案。另一方面，在使用其束徑近于顆?；蛘弑阮w粒小的電子射線(xiàn)對(duì)nc-os進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，觀察到斑點(diǎn)。另外，在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時(shí)觀察到如圓圈那樣的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域。而且，在nc-os的納米束電子衍射圖案中，有時(shí)還觀察到環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斑點(diǎn)。

如此，由于在顆粒(納米晶)之間結(jié)晶取向都沒(méi)有規(guī)律性，所以也可以將nc-os稱(chēng)為包含ranc(randomalignednanocrystals：無(wú)規(guī)取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體或包含nanc(non-alignednanocrystals：無(wú)取向納米晶)的氧化物半導(dǎo)體。

nc-os是規(guī)律性比非晶氧化物半導(dǎo)體高的氧化物半導(dǎo)體。因此，nc-os的缺陷態(tài)密度比a-likeos或非晶氧化物半導(dǎo)體低。但是，在nc-os中的不同的顆粒之間觀察不到結(jié)晶取向的規(guī)律性。所以，nc-os的缺陷態(tài)密度比caac-os高。

〈a-likeos〉

a-likeos是具有介于nc-os與非晶氧化物半導(dǎo)體之間的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體。

在a-likeos的高分辨率tem圖像中有時(shí)觀察到空洞。另外，在高分辨率tem圖像中，有能夠明確地觀察到結(jié)晶部的區(qū)域和不能觀察到結(jié)晶部的區(qū)域。

由于a-likeos包含空洞，所以其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。為了證明與caac-os及nc-os相比a-likeos具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，下面示出電子照射所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化。

作為進(jìn)行電子照射的樣品，準(zhǔn)備a-likeos(記載為樣品a)、nc-os(記載為樣品b)和caac-os(記載為樣品c)。每個(gè)樣品都是in-ga-zn氧化物。

首先，取得各樣品的高分辨率截面tem圖像。由高分辨率截面tem圖像可知，每個(gè)樣品都具有結(jié)晶部。

注意，如下那樣決定將哪個(gè)部分作為一個(gè)結(jié)晶部。例如，已知ingazno4結(jié)晶的單位晶格具有包括三個(gè)in-o層和六個(gè)ga-zn-o層的九個(gè)層在c軸方向上以層狀層疊的結(jié)構(gòu)。這些彼此靠近的層的間隔與(009)面的晶格表面間隔(也稱(chēng)為d值)是幾乎相等的，由結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析求出其值為0.29nm。由此，可以將晶格條紋的間隔大于或等于0.28nm且小于或等于0.30nm的部分作為ingazno4結(jié)晶部。每個(gè)晶格條紋對(duì)應(yīng)于ingazno4結(jié)晶的a-b面。

圖32示出調(diào)查了各樣品的結(jié)晶部(22個(gè)部分至45個(gè)部分)的平均尺寸的例子。注意，結(jié)晶部尺寸對(duì)應(yīng)于上述晶格條紋的長(zhǎng)度。由圖32可知，在a-likeos中，結(jié)晶部根據(jù)電子的累積照射量逐漸變大。具體而言，如圖32中的(1)所示，可知在利用tem的觀察初期尺寸為1.2nm左右的結(jié)晶部(也稱(chēng)為初始晶核)在累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²時(shí)生長(zhǎng)到2.6nm左右。另一方面，可知nc-os和caac-os在開(kāi)始電子照射時(shí)到電子的累積照射量為4.2×10⁸e^-/nm²的范圍內(nèi)，結(jié)晶部的尺寸都沒(méi)有變化。具體而言，如圖32中的(2)及(3)所示，可知無(wú)論電子的累積照射量如何，nc-os及caac-os的平均結(jié)晶部尺寸都分別為1.4nm左右及2.1nm左右。

如此，有時(shí)電子照射引起a-likeos中的結(jié)晶部的生長(zhǎng)。另一方面，可知在nc-os和caac-os中，幾乎沒(méi)有電子照射所引起的結(jié)晶部的生長(zhǎng)。也就是說(shuō)，a-likeos與caac-os及nc-os相比具有不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

另外，由于a-likeos包含空洞，所以其密度比nc-os及caac-os低。具體而言，a-likeos的密度為具有相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的高于或等于78.6％且小于92.3％。nc-os的密度及caac-os的密度高于或等于具有相同組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的92.3％且低于100％。注意，難以形成其密度小于單晶氧化物半導(dǎo)體的密度的78％的氧化物半導(dǎo)體。

例如，在原子數(shù)比滿(mǎn)足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，具有菱方晶系結(jié)構(gòu)的單晶ingazno4的密度為6.357g/cm³。因此，例如，在原子數(shù)比滿(mǎn)足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，a-likeos的密度高于或等于5.0g/cm³且小于5.9g/cm³。另外，例如，在原子數(shù)比滿(mǎn)足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半導(dǎo)體中，nc-os的密度和caac-os的密度高于或等于5.9g/cm³且小于6.3g/cm³。

注意，有時(shí)不存在相同組成的單晶。此時(shí)，通過(guò)以任意比例組合組成不同的單晶氧化物半導(dǎo)體，可以估計(jì)出相當(dāng)于所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度。根據(jù)組成不同的單晶氧化物半導(dǎo)體的組合比例使用加權(quán)平均計(jì)算出相當(dāng)于所希望的組成的單晶氧化物半導(dǎo)體的密度即可。注意，優(yōu)選盡可能減少所組合的單晶氧化物半導(dǎo)體的種類(lèi)來(lái)計(jì)算密度。

如上所述，氧化物半導(dǎo)體具有各種結(jié)構(gòu)及各種特性。注意，氧化物半導(dǎo)體例如可以是包括非晶氧化物半導(dǎo)體、a-likeos、nc-os和caac-os中的兩種以上的疊層。

<caac-os及nc-os的成膜方法>

接著，對(duì)caac-os的成膜方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖33a是成膜室內(nèi)的示意圖。caac-os膜可以利用濺射法形成。

如圖33a所示，襯底5220與靶材5230彼此相對(duì)地配置。在襯底5220與靶材5230之間產(chǎn)生等離子體5240。另外，在襯底5220下部設(shè)置有加熱機(jī)構(gòu)5260。雖然未圖示，但是靶材5230被貼合到墊板上。在隔著墊板與靶材5230相對(duì)的位置配置有多個(gè)磁鐵。利用磁鐵的磁場(chǎng)提高沉積速度的濺射法被稱(chēng)為磁控濺射法。

襯底5220與靶材5230的距離d(也稱(chēng)為靶材與襯底之間的距離(t-s間距離))大于或等于0.01m且小于或等于1m，優(yōu)選大于或等于0.02m且小于或等于0.5m。沉積室內(nèi)幾乎被沉積氣體(例如，氧氣體、氬氣體或包含5vol％以上的氧的混合氣體)充滿(mǎn)，并且沉積室內(nèi)的壓力被控制為高于或等于0.01pa且低于或等于100pa，優(yōu)選為高于或等于0.1pa且低于或等于10pa。在此，通過(guò)對(duì)靶材5230施加一定值以上的電壓，開(kāi)始放電且觀察到等離子體5240。由磁場(chǎng)在靶材5230附近形成高密度等離子體區(qū)域。在高密度等離子體區(qū)域中，因沉積氣體的離子化而產(chǎn)生離子5201。離子5201例如是氧的陽(yáng)離子(o⁺)和氬的陽(yáng)離子(ar⁺)等。

靶材5230具有包括多個(gè)晶粒的多晶結(jié)構(gòu)，其中任一晶粒包括劈開(kāi)面。作為例子，圖34示出靶材5230所包含的inmzno4(元素m例如是ga或sn)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。圖34是從平行于b軸的方向觀察時(shí)的inmzno4的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在inmzno4結(jié)晶中，由于氧原子具有負(fù)電荷，在靠近的兩個(gè)m-zn-o層之間產(chǎn)生斥力。因此，inmzno4結(jié)晶在靠近的兩個(gè)m-zn-o層之間具有劈開(kāi)面。

在高密度等離子體區(qū)域產(chǎn)生的離子5201被電場(chǎng)向靶材5230一側(cè)被加速而碰撞到靶材5230。此時(shí)，作為平板狀或顆粒狀的濺射粒子的顆粒5200從劈開(kāi)面剝離(參照?qǐng)D33a)。

顆粒5200是被圖34所示的兩個(gè)劈開(kāi)面夾著的部分。因此，可知若觀察顆粒5200，其截面則成為如圖33b所示的那樣，其頂面則成為如圖33c所示的那樣。另外，顆粒5200的結(jié)構(gòu)有時(shí)會(huì)因離子5201碰撞的沖擊而產(chǎn)生畸變。此外，顆粒5200的剝離使粒子5203從靶材5230被彈出。粒子5203具有一個(gè)原子或幾個(gè)原子的集合體。由此，粒子5203也可以稱(chēng)為原子狀粒子(atomicparticle)。

顆粒5200是具有三角形(例如正三角形)的平面的平板狀(顆粒狀)的濺射粒子。或者，顆粒5200是具有六角形(例如正六角形)的平面的平板狀(顆粒狀)的濺射粒子。注意，顆粒5200的平面的形狀不局限于三角形或六角形。例如，有時(shí)為組合多個(gè)三角形的形狀。例如，有時(shí)也成為組合兩個(gè)三角形(例如，正三角形)而成的四角形(例如，菱形)。

顆粒5200的厚度取決于沉積氣體的種類(lèi)等。例如，顆粒5200的厚度大于或等于0.4nm且小于或等于1nm，優(yōu)選大于或等于0.6nm且小于或等于0.8nm。另外，例如，顆粒5200的寬度大于或等于1nm。例如，離子5201碰撞到具有in-m-zn氧化物的靶材5230。由此，具有m-zn-o層、in-o層及m-zn-o層的三層的顆粒5200剝離。此外，顆粒5200的剝離使粒子5203從靶材5230被彈出。

顆粒5200有時(shí)在經(jīng)過(guò)等離子體5240時(shí)接收電荷，其表面帶負(fù)電或正電。例如，顆粒5200從等離子體5240中的o^2-接收負(fù)電荷。其結(jié)果是，有時(shí)顆粒5200的表面的氧原子帶負(fù)電。此外，顆粒5200有時(shí)在經(jīng)過(guò)等離子體5240時(shí)，通過(guò)與等離子體5240中的銦、元素m、鋅或氧等鍵合而生長(zhǎng)。

經(jīng)過(guò)等離子體5240的顆粒5200及粒子5203到達(dá)襯底5220的表面。此外，粒子5203的一部分由于質(zhì)量小所以有時(shí)通過(guò)真空泵等排出到外部。

接著，參照?qǐng)D35a至圖35e說(shuō)明在襯底5220的表面沉積的顆粒5200及粒子5203。

首先，第一個(gè)顆粒5200沉積在襯底5220上。由于顆粒5200是平板狀，所以以其平面朝向襯底5220的表面的方式沉積(參照?qǐng)D35a)。此時(shí)，顆粒5200的襯底5220一側(cè)的表面的電荷穿過(guò)襯底5220釋放。

接著，第二個(gè)顆粒5200到達(dá)襯底5220。此時(shí)，由于第一個(gè)顆粒5200的表面及第二個(gè)顆粒5200的表面帶電荷，所以互相排斥(參照?qǐng)D35b)。

其結(jié)果是，第二個(gè)顆粒5200避免沉積在第一個(gè)顆粒5200上，而沉積在襯底5220的表面的離第一個(gè)顆粒5200較遠(yuǎn)的部分(參照?qǐng)D35c)。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述沉積，在襯底5220的表面沉積無(wú)數(shù)個(gè)顆粒5200，該沉積的厚度相當(dāng)于一層。此外，在顆粒5200與另一個(gè)顆粒5200之間產(chǎn)生未沉積顆粒5200的區(qū)域。

接著，粒子5203到達(dá)襯底5220的表面(參照?qǐng)D35d)。

粒子5203不能沉積在顆粒5200的表面等活性區(qū)域。由此，粒子5203以填入未沉積顆粒5200的區(qū)域的方式沉積。在顆粒5200之間粒子5203在橫向方向上生長(zhǎng)(也稱(chēng)為橫向生長(zhǎng))，由此將顆粒5200之間連接。如此，粒子5203沉積到填滿(mǎn)未沉積顆粒5200的區(qū)域?yàn)橹?。該機(jī)理類(lèi)似于原子層沉積(ald：atomiclayerdeposition)法的沉積機(jī)理。

此外，粒子5203在顆粒5200之間橫向生長(zhǎng)的機(jī)理有可能有多個(gè)。例如，如圖35e所示，顆粒5200可從第一m-zn-o層的側(cè)面連接。此時(shí)，在第一m-zn-o層連接之后，in-o層及第二m-zn-o層依次連接(第一機(jī)理)。

或者，如圖36a所示，首先粒子5203連接到第一m-zn-o層的側(cè)面而使第一m-zn-o層的各側(cè)面都具有一個(gè)粒子5203。接著，如圖36b所示，粒子5203連接到in-o層的各側(cè)面。接著，如圖36c所示，粒子5203連接到第二m-zn-o層的各側(cè)面(第二機(jī)理)。

此外，有時(shí)由于同時(shí)發(fā)生圖36a、圖36b及圖36c所示的沉積而發(fā)生連接(第三機(jī)理)。

如上所述，顆粒5200間的粒子5203的橫向生長(zhǎng)機(jī)理有上述三種。注意，粒子5203有可能根據(jù)其他機(jī)理在顆粒5200間橫向生長(zhǎng)。

因此，當(dāng)多個(gè)顆粒5200朝向彼此不同的方向時(shí)，通過(guò)粒子5203橫向生長(zhǎng)以填入多個(gè)顆粒5200間，可以抑制晶界的形成。此外，由于在多個(gè)顆粒5200間粒子5203平滑地連接，所以形成與單晶及多晶都不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。換言之，形成在微小的結(jié)晶區(qū)域(顆粒5200)間具有應(yīng)變的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。如此，由于填入結(jié)晶區(qū)域間的區(qū)域?yàn)閼?yīng)變的結(jié)晶區(qū)域，所以認(rèn)為該區(qū)域具有非晶結(jié)構(gòu)是不適當(dāng)?shù)摹?/p>

在粒子5203結(jié)束填入顆粒5200間時(shí)，形成具有與顆粒5200大致相同的厚度的第一層。在第一層上沉積新的第一個(gè)顆粒5200。然后，形成第二層。并且，通過(guò)反復(fù)上述周期，形成疊層薄膜結(jié)構(gòu)。

此外，顆粒5200的沉積方式根據(jù)襯底5220的表面溫度等而變化。例如，在襯底5220的表面溫度較高時(shí)，顆粒5200在襯底5220的表面發(fā)生遷移。其結(jié)果是，由于以不夾著粒子5203的方式直接連接的顆粒5200的比例增加，所以成為取向性高的caac-os。在形成caac-os時(shí)的襯底5220的表面溫度高于或等于100℃且低于500℃，優(yōu)選高于或等于140℃且低于450℃，更優(yōu)選高于或等于170℃且低于400℃。因此，即使作為襯底5220使用第八世代以上的大面積襯底，也幾乎不產(chǎn)生翹曲等。

另一方面，在襯底5220的表面溫度較低時(shí)，顆粒5200在襯底5220的表面不容易發(fā)生遷移。其結(jié)果是，由于顆粒5200的重疊而成為取向性低的nc-os等(參照?qǐng)D37)。在nc-os中，由于顆粒5200帶負(fù)電，有可能顆粒5200以彼此隔有一定間隔的方式沉積。因此，雖然nc-os膜的取向性較低，但因其略有規(guī)律性，所以與非晶氧化物半導(dǎo)體相比具有致密的結(jié)構(gòu)。

當(dāng)在caac-os中顆粒之間的間隙極小時(shí)，有時(shí)形成有一個(gè)大顆粒。在一個(gè)大顆粒內(nèi)具有單晶結(jié)構(gòu)。例如，從頂面看來(lái)該顆粒的尺寸有時(shí)大于或等于10nm且小于或等于200nm、大于或等于15nm且小于或等于100nm或大于或等于20nm且小于或等于50nm。

根據(jù)上述模型，可以認(rèn)為顆粒5200沉積于襯底5220的表面。即使被形成面不具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)，也能夠沉積caac-os，由此可知這是與外延生長(zhǎng)不同的生長(zhǎng)機(jī)理。此外，caac-os及nc-os在大面積的玻璃襯底等上也能夠均勻地進(jìn)行成膜。例如，即使襯底5220的表面(被形成面)具有非晶結(jié)構(gòu)(例如非晶氧化硅)，也能夠形成caac-os。

此外，可知即使被形成面為凹凸?fàn)睿w粒5200也根據(jù)襯底5220的表面形狀排列。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)、方法適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式5

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D38a和圖38b、圖39a和圖39b、圖40a和圖40b、圖41a和圖41b以及圖42說(shuō)明包括本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的顯示裝置以及在該顯示裝置安裝輸入裝置的電子設(shè)備。

<觸摸面板>

在本實(shí)施方式中，作為電子設(shè)備的例子，對(duì)包括顯示裝置和輸入裝置的觸摸面板2000進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)作為輸入裝置使用觸摸傳感器時(shí)的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖38a及圖38b是觸摸面板2000的立體圖。為了明確起見(jiàn)，圖38a及圖38b僅示出觸摸面板2000的主要構(gòu)成要素。

觸摸面板2000包括顯示裝置2501及觸摸傳感器2595(參照?qǐng)D38b)。觸摸面板2000還包括襯底2510、襯底2570以及襯底2590。襯底2510、襯底2570以及襯底2590都具有柔性。注意，襯底2510、襯底2570和襯底2590中的一個(gè)或全部也可以不具有柔性。

顯示裝置2501包括襯底2510上的多個(gè)像素以及向該像素供應(yīng)信號(hào)的多個(gè)布線(xiàn)2511。多個(gè)布線(xiàn)2511被引導(dǎo)在襯底2510的外周部，并且，多個(gè)布線(xiàn)2511的一部分形成端子2519。端子2519與fpc2509(1)電連接。

襯底2590包括觸摸傳感器2595以及與觸摸傳感器2595電連接的多個(gè)布線(xiàn)2598。多個(gè)布線(xiàn)2598被引導(dǎo)在襯底2590的外周部，并且，多個(gè)布線(xiàn)2598的一部分形成端子。該端子與fpc2509(2)電連接。另外，為了明確起見(jiàn)，在圖38b中以實(shí)線(xiàn)示出設(shè)置在襯底2590的背面一側(cè)(與襯底2510相對(duì)的面一側(cè))的觸摸傳感器2595的電極以及布線(xiàn)等。

作為觸摸傳感器2595，可以使用電容式觸摸傳感器。電容式觸摸傳感器的例子是表面電容式觸摸傳感器及投影電容式觸摸傳感器。

投影電容式觸摸傳感器的例子是自電容式觸摸傳感器及互電容式觸摸傳感器，它們的主要不同點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)方法。優(yōu)選使用互電容式，因?yàn)槠淇梢酝瑫r(shí)檢測(cè)出多個(gè)點(diǎn)。

圖38b所示的觸摸傳感器2595是使用投影電容式觸摸傳感器的例子。

另外，作為觸摸傳感器2595可以使用可檢測(cè)出手指等檢測(cè)對(duì)象的靠近或接觸的各種傳感器。

投影電容式觸摸傳感器2595包括電極2591及電極2592。電極2591電連接于多個(gè)布線(xiàn)2598之任一個(gè)，而電極2592電連接于多個(gè)布線(xiàn)2598之其他的一個(gè)。

如圖38a及圖38b所示，電極2592具有在一個(gè)方向上配置的多個(gè)四邊形的形狀，其中一個(gè)四邊形的一個(gè)角部與另一個(gè)四邊形的一個(gè)角部相互連接。

電極2591是四邊形且在與電極2592延伸的方向交叉的方向上配置。

布線(xiàn)2594與其間夾著電極2592的兩個(gè)電極2591電連接。電極2592與布線(xiàn)2594的交叉部面積優(yōu)選為盡可能小。該結(jié)構(gòu)可以減少?zèng)]有設(shè)置電極的區(qū)域的面積，從而可以降低透過(guò)率的偏差。其結(jié)果是，可以降低透過(guò)觸摸傳感器2595的光的亮度的偏差。

注意，電極2591及電極2592的形狀不局限于此，可以具有各種形狀。例如，也可以采用如下結(jié)構(gòu)：將多個(gè)電極2591配置為其間盡量沒(méi)有間隙，并隔著絕緣層間隔開(kāi)地設(shè)置該電極2592，以具有不重疊于電極2591的區(qū)域。此時(shí)，優(yōu)選在相鄰的兩個(gè)電極2592之間設(shè)置與這些電極電絕緣的虛擬電極，因?yàn)榭梢詼p少透過(guò)率不同的區(qū)域的面積。

作為用于電極2591、電極2592、布線(xiàn)2598等導(dǎo)電膜的材料，即為形成觸摸面板的布線(xiàn)及電極的材料，可以舉出含有氧化銦、氧化錫或氧化鋅等(例如，ito)的透明導(dǎo)電膜。例如，作為可用于形成觸摸面板的布線(xiàn)及電極的材料，優(yōu)選使用低電阻材料。例如，可以使用銀、銅、鋁、碳納米管、石墨烯、鹵化金屬(鹵化銀等)。此外，也可以使用包括多個(gè)極細(xì)(例如，直徑為幾納米)的導(dǎo)電體的金屬納米線(xiàn)?；蛘?，也可以使用具有導(dǎo)電體的網(wǎng)狀的金屬絲網(wǎng)(metalmesh)。例如，可以使用ag納米線(xiàn)、cu納米線(xiàn)、al納米線(xiàn)、ag絲網(wǎng)、cu絲網(wǎng)以及al絲網(wǎng)。例如，在將ag納米線(xiàn)用于形成觸摸面板的布線(xiàn)及電極的情況下，可見(jiàn)光透過(guò)率可以為89％以上，薄層電阻值可以為40ω/cm²以上且100ω/cm²以下。由于作為可用于上述形成觸摸面板的布線(xiàn)及電極的材料的例子舉出的金屬納米線(xiàn)、金屬絲網(wǎng)、碳納米管、石墨烯等具有高可見(jiàn)光透過(guò)率，所以它們可以被用作顯示元件的電極(例如，像素電極或公共電極)。

<顯示裝置>

接著，參照?qǐng)D39a說(shuō)明顯示裝置2501的詳細(xì)內(nèi)容。圖39a對(duì)應(yīng)于沿著圖38b中的點(diǎn)劃線(xiàn)x1-x2的截面圖。

顯示裝置2501包括多個(gè)配置為矩陣狀的像素。該像素包括顯示元件以及驅(qū)動(dòng)該顯示元件的像素電路。

(作為顯示元件使用el元件的結(jié)構(gòu))

參照?qǐng)D39a對(duì)作為顯示元件使用el元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。在以下說(shuō)明中，示出使用發(fā)射白色光的el元件的例子，但是el元件不局限于該元件。例如，可以以從相鄰的像素射出不同的顏色的光的方式包括發(fā)光顏色不同的el元件。

作為襯底2510及襯底2570，例如可以適當(dāng)?shù)厥褂盟魵馔高^(guò)率低于或等于10^-5g/(m²·day)，優(yōu)選低于或等于10^-6g/(m²·day)的柔性材料?；蛘撸瑑?yōu)選將其熱膨脹率大致相同的材料用于襯底2510及襯底2570。例如，該材料的線(xiàn)性膨脹系數(shù)優(yōu)選低于或等于1×10^-3/k，更優(yōu)選低于或等于5×10^-5/k，進(jìn)一步優(yōu)選低于或等于1×10^-5/k。

注意，襯底2510是疊層體，該疊層體包括防止雜質(zhì)擴(kuò)散到el元件的絕緣層2510a、柔性襯底2510b以及貼合絕緣層2510a與柔性襯底2510b的粘合層2510c。襯底2570是疊層體，該疊層體包括防止雜質(zhì)擴(kuò)散到el元件的絕緣層2570a、柔性襯底2570b以及貼合絕緣層2570a與柔性襯底2570b的粘合層2570c。

作為粘合層2510c及粘合層2570c，例如可以使用包含聚酯、聚烯烴、聚酰胺(例如，尼龍、芳族聚酰胺)、聚酰亞胺、聚碳酸酯、聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或具有硅氧烷鍵合的樹(shù)脂的材料。

在襯底2510與襯底2570之間設(shè)置有密封層2560。密封層2560優(yōu)選具有比空氣大的折射率。如圖39a所示，當(dāng)向密封層2560一側(cè)提取光時(shí)，密封層2560可以還被用作光學(xué)元件。

可以在密封層2560的外周部形成密封劑。通過(guò)使用該密封劑，可以在由襯底2510、襯底2570、密封層2560及密封劑圍繞的區(qū)域中設(shè)置el元件2550。此外，也可以使用惰性氣體(氮或氬等)代替密封層2560?？梢栽谠摱栊詺怏w內(nèi)設(shè)置干燥劑以吸收水分等。例如，作為密封劑，優(yōu)選使用環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂或玻璃粉。作為用于密封劑的材料，優(yōu)選使用不使水分或氧透過(guò)的材料。

圖39a所示的顯示裝置2501包括像素2505。像素2505包括發(fā)光模塊2580、el元件2550以及可以向該el元件2550供應(yīng)電力的晶體管2502t。晶體管2502t被用作像素電路的一部分。

發(fā)光模塊2580包括el元件2550以及著色層2567。el元件2550包括下部電極、上部電極以及下部電極與上部電極之間的el層。

在密封層2560設(shè)置于提取光一側(cè)的情況下，密封層2560接觸于el元件2550及著色層2567。

著色層2567位于與el元件2550重疊的區(qū)域。由此，從el元件2550發(fā)射的光的一部分透過(guò)著色層2567，而如圖39a中的箭頭所示射出到發(fā)光模塊2580的外部。

顯示裝置2501在提取光的一側(cè)包括遮光層2568。遮光層2568以圍繞著色層2567的方式設(shè)置。

著色層2567具有使特定波長(zhǎng)區(qū)的光透過(guò)的功能，例如，可以使用使紅色波長(zhǎng)區(qū)的光透過(guò)的濾色片、使綠色波長(zhǎng)區(qū)的光透過(guò)的濾色片、使藍(lán)色波長(zhǎng)區(qū)的光透過(guò)的濾色片以及使黃色波長(zhǎng)區(qū)的光透過(guò)的濾色片等。每個(gè)濾色片可以通過(guò)印刷法、噴墨法、利用光刻技術(shù)的蝕刻法等并使用各種材料形成。

在顯示裝置2501中設(shè)置有絕緣層2521。絕緣層2521覆蓋晶體管2502t等。此外，絕緣層2521具有覆蓋起因于像素電路的凹凸以提供平坦表面的功能。絕緣層2521也可以具有抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的功能。由此，能夠抑制由于雜質(zhì)擴(kuò)散而晶體管2502t等的可靠性降低。

el元件2550被形成于絕緣層2521上。以與el元件2550的下部電極的端部重疊的方式設(shè)置分隔壁2528。此外，可以在分隔壁2528上形成控制襯底2510與襯底2570的間隔的間隔物。

掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路2504包括晶體管2503t及電容器2503c?？梢詫Ⅱ?qū)動(dòng)電路與像素電路經(jīng)同一工序形成在同一襯底上。

在襯底2510上設(shè)置有能夠供應(yīng)信號(hào)的布線(xiàn)2511。在布線(xiàn)2511上設(shè)置有端子2519。fpc2509(1)電連接到端子2519。fpc2509(1)具有供應(yīng)視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起始信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等的功能。另外，fpc2509(1)也可以設(shè)置有印刷線(xiàn)路板(pwb)。

可以將前面的實(shí)施方式所示的晶體管用作晶體管2502t和2503t中的一個(gè)或兩個(gè)。在本實(shí)施方式中使用的晶體管包括被高度純化且氧缺陷的形成被抑制的氧化物半導(dǎo)體膜。在該晶體管中，可以降低關(guān)閉狀態(tài)下的電流(關(guān)態(tài)電流)。因此，可以長(zhǎng)期間保持圖像信號(hào)等電信號(hào)，在開(kāi)啟狀態(tài)下還可以延長(zhǎng)寫(xiě)入間隔。因此，可以降低刷新工作的頻度，從而可以發(fā)揮降低功耗的效果。另外，在本實(shí)施方式中使用的晶體管能夠具有較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，因此能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)。例如，通過(guò)將這種能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的晶體管用于顯示裝置2501，可以在一個(gè)襯底上形成像素電路的開(kāi)關(guān)晶體管和驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)晶體管。亦即，作為驅(qū)動(dòng)電路不需要另行使用由硅片等形成的半導(dǎo)體裝置，由此可以減少半導(dǎo)體裝置的部件數(shù)。另外，通過(guò)在像素電路中也使用能夠進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)的晶體管，能夠提供質(zhì)量高的圖像。

<觸摸傳感器>

接著，參照?qǐng)D39b說(shuō)明觸摸傳感器2595的詳細(xì)內(nèi)容。圖39b相當(dāng)于沿著圖38b的點(diǎn)劃線(xiàn)x3-x4的截面圖。

觸摸傳感器2595包括：在襯底2590上配置為交錯(cuò)形狀的電極2591及電極2592；覆蓋電極2591及電極2592的絕緣層2593；以及使相鄰的電極2591電連接的布線(xiàn)2594。

電極2591及電極2592使用透光性導(dǎo)電材料形成。作為透光性導(dǎo)電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等導(dǎo)電氧化物。此外，還可以使用含有石墨烯的膜。含有石墨烯的膜例如可以通過(guò)使包含氧化石墨烯的膜還原而形成。作為還原方法，可以采用進(jìn)行加熱的方法等。

例如，通過(guò)濺射法將透光性導(dǎo)電材料沉積在襯底2590上，然后通過(guò)光刻法等各種圖案化技術(shù)去除無(wú)需的部分，來(lái)可以形成電極2591及電極2592。

用于絕緣層2593的材料的例子是丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等樹(shù)脂、具有硅氧烷鍵的樹(shù)脂、氧化硅、氧氮化硅、氧化鋁等無(wú)機(jī)絕緣材料。

達(dá)到電極2591的開(kāi)口形成在絕緣層2593中，并且布線(xiàn)2594與相鄰的電極2591電連接。由于透光導(dǎo)電材料可以提高觸摸面板的開(kāi)口率，因此適用于布線(xiàn)2594。另外，因?yàn)槠鋵?dǎo)電性高于電極2591及電極2592的材料可以減少電阻，所以適用于布線(xiàn)2594。

電極2592延在一個(gè)方向上，多個(gè)電極2592設(shè)置為條紋狀。布線(xiàn)2594與電極2592交叉。

夾著一個(gè)電極2592設(shè)置有相鄰電極2591。布線(xiàn)2594電連接相鄰電極2591。

另外，多個(gè)電極2591并不一定要設(shè)置在與一個(gè)電極2592正交的方向上，也可以設(shè)置為以大于0°且小于90°的角度與一個(gè)電極2592交叉。

電極2591和2592中的任一個(gè)與布線(xiàn)2598電連接。布線(xiàn)2598的一部分被用作端子。作為布線(xiàn)2598，可以使用金屬材料諸如鋁、金、鉑、銀、鎳、鈦、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀、或者包含該金屬材料的合金材料。

另外，可以設(shè)置覆蓋絕緣層2593及布線(xiàn)2594的絕緣層，以保護(hù)觸摸傳感器2595。

連接層2599電連接布線(xiàn)2598與fpc2509(2)。

作為連接層2599，可以使用各向異性導(dǎo)電膜(acf：anisotropicconductivefilm)或各向異性導(dǎo)電膏(acp：anisotropicconductivepaste)等。

<觸摸面板>

接著，參照?qǐng)D40a說(shuō)明觸摸面板2000的詳細(xì)內(nèi)容。圖40a相當(dāng)于沿著圖38a中的點(diǎn)劃線(xiàn)x5-x6的截面圖。

在圖40a所示的觸摸面板2000中，圖39a所說(shuō)明的顯示裝置2501與圖39b所說(shuō)明的觸摸傳感器2595貼合在一起。

圖40a所示的觸摸面板2000除了圖39a所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)之外還包括粘合層2597及抗反射層2569。

粘合層2597以與布線(xiàn)2594接觸的方式設(shè)置。粘合層2597以使觸摸傳感器2595重疊于顯示裝置2501的方式將襯底2590貼合到襯底2570。粘合層2597優(yōu)選具有透光性。作為粘合層2597，可以使用熱固化樹(shù)脂或紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂。例如，可以使用丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、氨酯類(lèi)樹(shù)脂、環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂或硅氧烷類(lèi)樹(shù)脂。

抗反射層2569位于與像素重疊的區(qū)域中。作為抗反射層2569，例如可以使用圓偏振片。

接著，參照?qǐng)D40b對(duì)與圖40a所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)的觸摸面板進(jìn)行說(shuō)明。

圖40b是觸摸面板2001的截面圖。圖40b所示的觸摸面板2001與圖40a所示的觸摸面板2000的不同之處是相對(duì)于顯示裝置2501的觸摸傳感器2595的位置。下面，對(duì)不同的部分進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，將上述觸摸面板2000的說(shuō)明援用于其它相同的部分。

著色層2567位于el元件2550的下方。圖40b所示的el元件2550向設(shè)置有晶體管2502t的一側(cè)發(fā)射光。由此，從el元件2550發(fā)射的光的一部分透過(guò)著色層2567，而如圖40b中的箭頭所示被射出到發(fā)光模塊2580的外部。

觸摸傳感器2595被設(shè)置于顯示裝置2501的襯底2510一側(cè)。

粘合層2597設(shè)置在襯底2510與襯底2590之間，并將觸摸傳感器2595貼合到顯示裝置2501。

如圖40a及圖40b所示，從發(fā)光元件射出的光可以射出到襯底的頂面和底面中的一面或雙面。

<觸摸面板的驅(qū)動(dòng)方法>

接著，參照?qǐng)D41a及圖41b對(duì)觸摸面板的驅(qū)動(dòng)方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖41a是示出互電容式觸摸傳感器的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖41a示出脈沖電壓輸出電路2601及電流檢測(cè)電路2602。另外，在圖41a中，6個(gè)布線(xiàn)x1至x6表示被施加有脈沖電壓的電極2621，并且，6個(gè)布線(xiàn)y1至y6表示檢測(cè)電流的變化的電極2622。圖41a示出形成在電極2621與2622彼此重疊的區(qū)域中的電容器2603。電極2621與電極2622的功能可以互相調(diào)換。

脈沖電壓輸出電路2601是用來(lái)依次將脈沖電壓施加到布線(xiàn)x1至x6的電路。通過(guò)對(duì)布線(xiàn)x1至x6施加脈沖電壓，在電容器2603的電極2621與2622之間產(chǎn)生電場(chǎng)。例如當(dāng)該電極之間的電場(chǎng)被遮蔽時(shí)，電容器2603中產(chǎn)生變化(互電容)。通過(guò)利用該變化可以檢測(cè)出被檢測(cè)體的靠近或接觸。

電流檢測(cè)電路2602是用來(lái)檢測(cè)電容器2603的互電容變化所引起的布線(xiàn)y1至y6的電流變化的電路。當(dāng)沒(méi)有被檢測(cè)體的靠近或接觸時(shí)，在布線(xiàn)y1至y6中所檢測(cè)的電流值沒(méi)有變化，另一方面，當(dāng)由于被檢測(cè)體的靠近或接觸而互電容減少時(shí)，檢測(cè)到電流值的減少。另外，可以將積分電路等用于電流檢測(cè)。

圖41b是示出圖41a所示的互電容式觸摸傳感器中的輸入/輸出波形的時(shí)序圖。在圖41b中，在一個(gè)幀期間進(jìn)行各行列中的被檢測(cè)體的檢測(cè)。圖41b示出沒(méi)有檢測(cè)出被檢測(cè)體(未觸摸)的期間和檢測(cè)出被檢測(cè)體(觸摸)的期間。此外，布線(xiàn)y1至y6的所檢測(cè)出的電流值以電壓值的波形而表示。

依次對(duì)布線(xiàn)x1至x6施加脈沖電壓，布線(xiàn)y1至y6的波形根據(jù)該脈沖電壓而變化。當(dāng)沒(méi)有被檢測(cè)體的靠近或接觸時(shí)，布線(xiàn)y1至y6的波形根據(jù)布線(xiàn)x1至x6的電壓變化而產(chǎn)生變化。在有被檢測(cè)體靠近或接觸的部位電流值減少，因而電壓電平的波形也產(chǎn)生變化。

如此，通過(guò)檢測(cè)互電容的變化，可以檢測(cè)出被檢測(cè)體的靠近或接觸。

<傳感器電路>

雖然圖41a示出在布線(xiàn)的交叉部只設(shè)置電容器2603的無(wú)源矩陣方式觸摸傳感器作為觸摸傳感器，但是也可以使用包括晶體管和電容器的有源矩陣方式觸摸傳感器。圖42示出有源矩陣方式觸摸傳感器所包括的傳感器電路的例子。

圖42的傳感器電路包括電容器2603、晶體管2611、2612及2613。

對(duì)晶體管2613的柵極施加信號(hào)g2。對(duì)晶體管2613的源極和漏極中的一個(gè)施加電壓vres，并且晶體管2613的源極和漏極中的另一個(gè)與電容器2603的一個(gè)電極及晶體管2611的柵極電連接。晶體管2611的源極和漏極中的一個(gè)與晶體管2612的源極和漏極中的一個(gè)電連接，并且，對(duì)晶體管2611的源極和漏極中的另一個(gè)施加電壓vss。對(duì)晶體管2612的柵極施加信號(hào)g1，并且，晶體管2612的源極和漏極中的另一個(gè)與布線(xiàn)ml電連接。對(duì)電容器2603的另一個(gè)電極施加電壓vss。

接下來(lái)，對(duì)圖42的傳感器電路的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)使晶體管2613成為開(kāi)啟狀態(tài)的電位供應(yīng)到信號(hào)g2，由此，與晶體管2611的柵極連接的節(jié)點(diǎn)n被施加對(duì)應(yīng)于電壓vres的電位。然后，作為信號(hào)g2施加使晶體管2613成為關(guān)閉狀態(tài)的電位，由此節(jié)點(diǎn)n的電位被保持。

然后，由于手指等被檢測(cè)體的靠近或接觸，電容器2603的互電容產(chǎn)生變化，而節(jié)點(diǎn)n的電位隨其從vres變化。

在讀出工作中，對(duì)使晶體管2612成為開(kāi)啟狀態(tài)的電位供應(yīng)到信號(hào)g1。流過(guò)晶體管2611的電流，即流過(guò)布線(xiàn)ml的電流根據(jù)節(jié)點(diǎn)n的電位而產(chǎn)生變化。通過(guò)檢測(cè)該電流，可以檢測(cè)出被檢測(cè)體的靠近或接觸。

在晶體管2611、2612及2613中，可以使用前面的實(shí)施方式所示的晶體管。尤其是，優(yōu)選將前面的實(shí)施方式所示的晶體管用作晶體管2613，因?yàn)槟軌蜷L(zhǎng)期間保持節(jié)點(diǎn)n的電位，從而可以減少對(duì)節(jié)點(diǎn)n再次供應(yīng)vres的工作(刷新工作)的頻度。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

實(shí)施方式6

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D43、圖44a至圖44g及圖45a和圖45b對(duì)包括本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的顯示模塊、電子設(shè)備及顯示裝置進(jìn)行說(shuō)明。

<顯示模塊>

在圖43所示的顯示模塊8000中，在上蓋8001與下蓋8002之間設(shè)置有連接于fpc8003的觸摸面板8004、連接于fpc8005的顯示面板8006、背光8007、框架8009、印刷電路板8010、電池8011。

例如可以將本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置用于顯示面板8006。

上蓋8001及下蓋8002可以根據(jù)觸摸面板8004及顯示面板8006的尺寸可以適當(dāng)?shù)馗淖冃螤詈统叽纭?/p>

觸摸面板8004可以是電阻膜式觸摸面板或電容式觸摸面板，且可以被形成為與顯示面板8006重疊。顯示面板8006的對(duì)置襯底(密封襯底)可以具有觸摸面板的功能。另外，也可以在顯示面板8006的各像素內(nèi)設(shè)置光傳感器，而形成光學(xué)觸摸面板。

背光8007包括光源8008。注意，雖然圖43示出在背光8007上配置光源8008的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)方式不局限于該結(jié)構(gòu)。例如，可以采用在背光8007的端部設(shè)置光源8008并還設(shè)置光擴(kuò)散板的結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用有機(jī)el元件等自發(fā)光型發(fā)光元件時(shí)，或者當(dāng)采用反射式面板等時(shí)，不一定必須設(shè)置背光8007。

框架8009保護(hù)顯示面板8006，并被用作遮斷因印刷電路板8010的工作而產(chǎn)生的電磁波的電磁屏蔽?？蚣?009也可以被用作散熱板。

印刷電路板8010設(shè)置有電源電路以及用來(lái)輸出視頻信號(hào)及時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)處理電路。作為對(duì)電源電路供應(yīng)電力的電源，可以使用外部的商業(yè)電源或使用另行設(shè)置的電池8011的電源。當(dāng)使用商業(yè)電源時(shí)，可以省略電池8011。

顯示模塊8000還可以設(shè)置有偏振片、相位差板、棱鏡片等構(gòu)件。

<電子設(shè)備>

圖44a至圖44g示出電子設(shè)備。這些電子設(shè)備可以包括框體9000、顯示部9001、揚(yáng)聲器9003、操作鍵9005(包括電源開(kāi)關(guān)或操作開(kāi)關(guān))、連接端子9006、傳感器9007(該傳感器具有測(cè)量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)速、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時(shí)間、硬度、電場(chǎng)、電流、電壓、電力、輻射線(xiàn)、流量、濕度、傾斜度、振動(dòng)、氣味或紅外線(xiàn))、麥克風(fēng)9008等。

圖44a至圖44g所示的電子設(shè)備可以具有各種功能，例如，可以具有如下功能：將各種信息(靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)顯示在顯示部上的功能；觸控面板的功能；顯示日歷、日期或時(shí)間等的功能；通過(guò)利用各種軟件(程序)控制處理的功能；無(wú)線(xiàn)通信功能；通過(guò)利用無(wú)線(xiàn)通信功能來(lái)連接到各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能；通過(guò)利用無(wú)線(xiàn)通信功能進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收的功能；讀出儲(chǔ)存在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部上的功能；等。注意，圖44a至圖44g所示的電子設(shè)備的功能不局限于此，而可以具有各種功能。雖然在圖44a至圖44g中未圖示，但是電子設(shè)備可以包括多個(gè)顯示部。電子設(shè)備可以包括照相機(jī)等并具有如下功能：拍攝靜態(tài)圖像的功能；拍攝動(dòng)態(tài)圖像的功能；將所拍攝的圖像儲(chǔ)存在存儲(chǔ)介質(zhì)(外部存儲(chǔ)介質(zhì)或內(nèi)置于照相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì))中的功能；將所拍攝的圖像顯示在顯示部上的功能；等。

下面，詳細(xì)地說(shuō)明圖44a至圖44g所示的電子設(shè)備。

圖44a是便攜式信息終端9100的立體圖。便攜式信息終端9100的顯示部9001具有柔性，因此，可以沿著框體9000的彎曲面組裝該顯示部9001。另外，顯示部9001包括觸摸傳感器，而可以用手指或觸屏筆等觸摸屏幕來(lái)進(jìn)行操作。例如，通過(guò)觸摸顯示于顯示部9001上的圖標(biāo)，可以啟動(dòng)應(yīng)用程序。

圖44b是便攜式信息終端9101的立體圖。便攜式信息終端9101例如被用作電話(huà)機(jī)、電子筆記本和信息閱讀系統(tǒng)等中的一種或多種。具體而言，可以將該便攜式信息終端9101用作智能手機(jī)。雖然圖44b未圖示，但是揚(yáng)聲器9003、連接端子9006、傳感器9007等也可以設(shè)置在便攜式信息終端9101中的與圖44a所示的便攜式信息終端9100同樣的位置上。便攜式信息終端9101可以將文字及圖像信息顯示在其多個(gè)面上。例如，可以將三個(gè)操作按鈕9050(還稱(chēng)為操作圖標(biāo)或只稱(chēng)為圖標(biāo))顯示在顯示部9001的一個(gè)面上。另外，可以將由虛線(xiàn)矩形表示的信息9051顯示在顯示部9001的其他的面上。信息9051的例子包括：提示電子郵件的接收、社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(sns：socialnetworkingservices)的信息或電話(huà)的通知；電子郵件或sns等的標(biāo)題及發(fā)送者；日期；時(shí)間；電池余量；以及信號(hào)接收強(qiáng)度?？梢栽陲@示有信息9051的位置上顯示操作按鈕9050等代替信息9051。

圖44c是便攜式信息終端9102的立體圖。便攜式信息終端9102具有將信息顯示在顯示部9001的三個(gè)以上的面上的功能。在此，信息9052、信息9053、信息9054顯示于不同的面上。例如，便攜式信息終端9102的使用者能夠在將便攜式信息終端9102放在上衣口袋里的狀態(tài)下確認(rèn)其顯示(這里是信息9053)。具體而言，將打來(lái)電話(huà)的人的電話(huà)號(hào)碼或姓名等顯示在能夠從便攜式信息終端9102的上方觀看這些信息的位置。由此，使用者可以確認(rèn)到該顯示而無(wú)需從口袋里拿出便攜式信息終端9102，能夠判斷是否接電話(huà)。

圖44d是手表型便攜式信息終端9200的立體圖。便攜式信息終端9200可以執(zhí)行移動(dòng)電話(huà)、電子郵件、文章的閱讀及編輯、音樂(lè)播放、網(wǎng)絡(luò)通信、電腦游戲等各種應(yīng)用程序。顯示部9001的顯示面被彎曲，能夠在所彎曲的顯示面上進(jìn)行顯示。便攜式信息終端9200可以采用被通信標(biāo)準(zhǔn)化的近距離通信。例如，通過(guò)利用便攜式信息終端9200與可進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的耳麥之間相互通信，可以進(jìn)行免提通話(huà)。此外，便攜式信息終端9200包括連接端子9006，可以通過(guò)連接器直接與其他信息終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。另外，也可以通過(guò)連接端子9006進(jìn)行充電。此外，充電工作也可以利用無(wú)線(xiàn)供電進(jìn)行，而不通過(guò)連接端子9006。

圖44e、圖44f和圖44g是能夠折疊的便攜式信息終端9201的立體圖。圖44e示出展開(kāi)狀態(tài)下的便攜式信息終端9201的立體圖。圖44f示出展開(kāi)或折疊的中途狀態(tài)下的便攜式信息終端9201的立體圖。圖44g示出折疊狀態(tài)下的便攜式信息終端9201的立體圖。當(dāng)便攜式信息終端9201處于折疊狀態(tài)時(shí)可攜帶性好。當(dāng)便攜式信息終端9201處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，無(wú)縫拼接的大顯示區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高一覽性。便攜式信息終端9201的顯示部9001由鉸鏈9055所連接的三個(gè)框體9000來(lái)支撐。通過(guò)使用鉸鏈9055在兩個(gè)框體9000之間彎折便攜式信息終端9201，可以從便攜式信息終端9201的展開(kāi)狀態(tài)可逆性地變?yōu)檎郫B狀態(tài)。例如，可以以大于或等于1mm且小于或等于150mm的曲率半徑使便攜式信息終端9201彎曲。

圖45a和圖45b是包括多個(gè)顯示面板的顯示裝置的立體圖。圖45a是多個(gè)顯示面板被卷繞時(shí)的立體圖，圖45b是展開(kāi)多個(gè)顯示面板時(shí)的立體圖。

圖45a和圖45b所示的顯示裝置9500包括多個(gè)顯示面板9501、軸部9511、軸承部9512。多個(gè)顯示面板9501都包括顯示區(qū)域9502、透光區(qū)域9503。

多個(gè)顯示面板9501的每一個(gè)具有柔性。以其一部分互相重疊的方式設(shè)置相鄰的兩個(gè)顯示面板9501。例如，可以使相鄰的兩個(gè)顯示面板9501的透光區(qū)域9503彼此重疊。通過(guò)使用多個(gè)顯示面板9501，可以實(shí)現(xiàn)屏幕大的顯示裝置。另外，根據(jù)使用情況可以卷繞顯示面板9501，所以可以實(shí)現(xiàn)通用性高的顯示裝置。

圖45a和圖45b示出相鄰的顯示面板9501的顯示區(qū)域9502彼此分開(kāi)的情況，但是不局限于此，例如，也可以通過(guò)沒(méi)有間隙地重疊相鄰的顯示面板9501的顯示區(qū)域9502，實(shí)現(xiàn)連續(xù)的顯示區(qū)域9502。

通過(guò)使用本發(fā)明的一個(gè)方式的監(jiān)控電路，可以降低相鄰的顯示面板9501的亮度不均勻，所以觀看者可以將多個(gè)顯示區(qū)域9502看作一個(gè)顯示區(qū)域。

本實(shí)施方式所示的電子設(shè)備包括用來(lái)顯示某些數(shù)據(jù)的顯示部。注意，本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置也可以應(yīng)用于不包括顯示部的電子設(shè)備。另外，雖然在本實(shí)施方式中示出了電子設(shè)備的顯示部具有柔性且可以在所彎曲的顯示面上進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)或能夠使電子設(shè)備的顯示部折疊的結(jié)構(gòu)，但不局限于此，也可以采用不具有柔性且在平面部上進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。

實(shí)施方式7

在本實(shí)施方式中，使用圖46對(duì)可用于本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示模塊的制造的沉積裝置進(jìn)行說(shuō)明。

圖46示出可用于本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示模塊的制造的沉積裝置3000。沉積裝置3000是成批式(batch-type)ald裝置的例子。

<沉積裝置的結(jié)構(gòu)例子>

本實(shí)施方式中說(shuō)明的沉積裝置3000包括沉積室3180及與沉積室3180連接的控制部3182(參照?qǐng)D46)。

控制部3182包括供應(yīng)控制信號(hào)的控制單元(未圖示)以及被供應(yīng)控制信號(hào)的流量控制器3182a、流量控制器3182b及流量控制器3182c。例如，可以將高速閥用于流量控制器。具體而言，通過(guò)使用ald用閥等可以精密地控制流量。另外，還包括控制流量控制器及管道的溫度的加熱機(jī)構(gòu)3182h。

流量控制器3182a被供應(yīng)控制信號(hào)、第一原料及惰性氣體，并具有根據(jù)控制信號(hào)供應(yīng)第一原料或惰性氣體的功能。

流量控制器3182b被供應(yīng)控制信號(hào)、第二原料及惰性氣體，并具有根據(jù)控制信號(hào)供應(yīng)第二原料或惰性氣體的功能。

流量控制器3182c被供應(yīng)控制信號(hào)，并具有根據(jù)控制信號(hào)連接到排氣單元3185的功能。

<原料供應(yīng)部>

另外，原料供應(yīng)部3181a具有供應(yīng)第一原料的功能，并與流量控制器3182a連接。

原料供應(yīng)部3181b具有供應(yīng)第二原料的功能，并與流量控制器3182b連接。

可以將汽化器或加熱單元等用于原料供應(yīng)部。由此，可以由固體原料或液體原料生成氣體原料。

另外，原料供應(yīng)部的個(gè)數(shù)不局限于兩個(gè)，也可以為三個(gè)以上。

<原料>

作為第一原料可以使用各種物質(zhì)。例如，可以將有機(jī)金屬化合物、金屬醇鹽等用于第一原料。可以將與第一原料起反應(yīng)的各種物質(zhì)用于第二原料。例如，可以將有助于氧化反應(yīng)的物質(zhì)、有助于還原反應(yīng)的物質(zhì)、有助于付加反應(yīng)的物質(zhì)、有助于分解反應(yīng)的物質(zhì)或有助于加水分解反應(yīng)的物質(zhì)等用于第二原料。

另外，可以使用自由基等。例如，可以使用通過(guò)將原料供應(yīng)給等離子體源而獲得的等離子體。具體而言，可以使用氧自由基、氮自由基等。

另外，與第一原料組合使用的第二原料優(yōu)選為在接近室溫的溫度下起反應(yīng)的原料。例如，優(yōu)選為在高于或等于室溫且低于或等于200℃，更優(yōu)選高于或等于50℃且低于或等于150℃的溫度下起反應(yīng)的原料。

<排氣單元>

排氣單元3185具有排氣功能并與流量控制器3182c連接。另外，可以在排出口3184與流量控制器3182c之間設(shè)置捕捉所排出的原料的陷阱。另外，利用去除單元去除排出的氣體等。

<控制部>

控制部3182供應(yīng)控制流量控制器的控制信號(hào)或控制加熱機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)等。例如，在第一步驟中，將第一原料供應(yīng)至加工構(gòu)件的表面。并且，在第二步驟中，供應(yīng)與第一原料起反應(yīng)的第二原料。由此，第一原料與第二原料的反應(yīng)生成物可沉積于加工構(gòu)件3010的表面。

另外，沉積于加工構(gòu)件3010的表面的反應(yīng)生成物的量可以通過(guò)反復(fù)進(jìn)行第一步驟和第二步驟來(lái)控制。

另外，供應(yīng)至加工構(gòu)件3010的第一原料的量受限于加工構(gòu)件3010的表面能夠吸附的最大量。例如，以第一原料的單分子層形成于加工構(gòu)件3010的表面上的方式選擇條件，通過(guò)使形成的第一原料的單分子層與第二原料發(fā)生反應(yīng)，可以形成含有第一原料與第二原料的反應(yīng)生成物的極為均勻的層。

由此，即使在加工構(gòu)件3010的表面具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的情況下，也可以在其表面上沉積各種材料。例如，可以在加工構(gòu)件3010上形成厚度大于或等于3nm且小于或等于200nm的膜。

例如，當(dāng)加工構(gòu)件3010的表面形成有被稱(chēng)為針孔的小孔等時(shí)，通過(guò)將材料沉積到針孔內(nèi)可以填埋針孔。

另外，利用排氣單元3185將剩余的第一原料或第二原料從沉積室3180排出。例如，可以邊導(dǎo)入氬或氮等惰性氣體邊進(jìn)行排氣。

<沉積室>

沉積室3180包括供應(yīng)第一原料、第二原料及惰性氣體的導(dǎo)入口3183以及排出第一原料、第二原料及惰性氣體的排出口3184。

沉積室3180包括：具有支撐一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010的功能的支撐部3186、具有加熱一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010的功能的加熱機(jī)構(gòu)3187、能夠打開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010的搬入及搬出區(qū)域的門(mén)3188。

例如，可以將電阻加熱器或紅外線(xiàn)燈等用于加熱機(jī)構(gòu)3187。加熱機(jī)構(gòu)3187具有例如加熱至80℃以上，100℃以上或150℃以上的功能。加熱機(jī)構(gòu)3187例如將一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010加熱為高于或等于室溫且低于或等于200℃，優(yōu)選高于或等于50℃且低于或等于150℃的溫度。

另外，沉積室3180也可以具有壓力調(diào)整器及壓力檢測(cè)器。

<支撐部>

支撐部3186支撐一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010。由此，例如可以在每次處理中在一個(gè)或多個(gè)加工構(gòu)件3010上形成絕緣膜。

<膜的例子>

對(duì)能夠利用本實(shí)施方式中說(shuō)明的沉積裝置3000形成的膜進(jìn)行說(shuō)明。

例如，可以形成含有氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金屬或聚合物的膜。

例如，可以使用含有氧化鋁、氧化鉿、鋁硅酸鹽、硅酸鉿、氧化鑭、氧化硅、鈦酸鍶、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈮、氧化鋯、氧化錫、氧化釔、氧化鈰、氧化鈧、氧化鉺、氧化釩或氧化銦等材料形成膜。

例如，可以使用含有氮化鋁、氮化鉿、氮化硅、氮化鉭、氮化鈦、氮化鈮、氮化鉬、氮化鋯或氮化鎵等材料形成膜。

例如，可以使用含有銅、鉑、釕、鎢、銥、鈀、鐵、鈷或鎳等材料形成膜。

例如，可以使用含有硫化鋅、硫化鍶、硫化鈣、硫化鉛、氟化鈣、氟化鍶或氟化鋅等材料形成膜。

例如，可以使用含有如下材料形成膜：含有鈦及鋁的氮化物；含有鈦及鋁的氧化物；含有鋁及鋅的氧化物；含有錳及鋅的硫化物；含有鈰及鍶的硫化物；含有鉺及鋁的氧化物；含有釔及鋯的氧化物；等等。

本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10：半導(dǎo)體裝置，12：像素部，14：像素，16：柵極線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路，18：信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路，20：監(jiān)控電路，22：端子部，32：放大電路，34：晶體管，36：發(fā)光元件，38：電阻器，54：驅(qū)動(dòng)晶體管，56：發(fā)光元件，60：校正電路，62：電路群，81：選擇晶體管，82：電容器，86：選擇晶體管，87：晶體管，88：選擇晶體管，89：晶體管，90：晶體管，91：晶體管，92：選擇晶體管，93：晶體管，94：晶體管，95：選擇晶體管，96：晶體管，97：晶體管，98：晶體管，99：晶體管，100：晶體管，100a：晶體管，100b：晶體管，102：襯底，104：導(dǎo)電膜，106：絕緣膜，107：絕緣膜，108：氧化物半導(dǎo)體膜，108a：氧化物半導(dǎo)體膜，108b：氧化物半導(dǎo)體膜，108c：氧化物半導(dǎo)體膜，112a：導(dǎo)電膜，112b：導(dǎo)電膜，114：絕緣膜，116：絕緣膜，118：絕緣膜，120：導(dǎo)電膜，120a：導(dǎo)電膜，120b：導(dǎo)電膜，130：保護(hù)膜，131：絕緣膜，132：絕緣膜，133：絕緣膜，140：氧，140a：開(kāi)口，140b：開(kāi)口，140c：開(kāi)口，141a：開(kāi)口，141b：開(kāi)口，142a：開(kāi)口，142b：開(kāi)口，142c：開(kāi)口，150：晶體管，160：晶體管，170：晶體管，180：晶體管，180b：氧化物半導(dǎo)體膜，600：晶體管，602：襯底，604：導(dǎo)電膜，604a：導(dǎo)電膜，604b：導(dǎo)電膜，606：絕緣膜，607：絕緣膜，608：氧化物半導(dǎo)體膜，609：氧化物導(dǎo)電膜，612a：導(dǎo)電膜，612b：導(dǎo)電膜，612c：導(dǎo)電膜，612d：導(dǎo)電膜，612e：導(dǎo)電膜，614：絕緣膜，616：絕緣膜，618：絕緣膜，620：導(dǎo)電膜，642a：開(kāi)口，642b：開(kāi)口，644a：開(kāi)口，644b：開(kāi)口，646a：開(kāi)口，646b：開(kāi)口，650：評(píng)價(jià)用樣品，702：襯底，742：絕緣膜，744：絕緣膜，746：分隔壁，748：隔離體，752：導(dǎo)電膜，752a：導(dǎo)電膜，752b：導(dǎo)電膜，754：導(dǎo)電膜，756：el層，758：導(dǎo)電膜，760：襯底，762：遮光膜，764g：濾色片，764r：濾色片，770：晶體管，772：電容器，773：電阻器，774：發(fā)光元件，804：導(dǎo)電膜，804a：導(dǎo)電膜，804b：導(dǎo)電膜，806：絕緣膜，807：絕緣膜，809：氧化物導(dǎo)電膜，812：導(dǎo)電膜，812a：導(dǎo)電膜，812b：導(dǎo)電膜，818：絕緣膜，820：導(dǎo)電膜，2000：觸摸面板，2001：觸摸面板，2501：顯示裝置，2502t：晶體管，2503c：電容器，2503t：晶體管，2504：掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路，2505：像素，2509：fpc，2510：襯底，2510a：絕緣層，2510b：柔性襯底，2510c：粘合層，2511：布線(xiàn)，2519：端子，2521：絕緣層，2528：分隔壁，2550：el元件，2560：密封層，2567：著色層，2568：遮光層，2569：抗反射層，2570：襯底，2570a：絕緣層，2570b：柔性襯底，2570c：粘合層，2580：發(fā)光模塊，2590：襯底，2591：電極，2592：電極，2593：絕緣層，2594：布線(xiàn)，2595：觸摸傳感器，2597：粘合層，2598：布線(xiàn)，2599：連接層，2601：脈沖電壓輸出電路，2602：電流檢測(cè)電路，2603：電容器，2611：晶體管，2612：晶體管，2613：晶體管，2621：電極，2622：電極，3000：沉積裝置，3010：加工構(gòu)件，3180：沉積室，3181a：原料供應(yīng)部，3181b：原料供應(yīng)部，3182：控制部，3182a：流量控制器，3182b：流量控制器，3182c：流量控制器，3182h：加熱機(jī)構(gòu)，3183：導(dǎo)入口，3184：排出口，3185：排氣單元，3186：支撐部，3187：加熱機(jī)構(gòu)，3188：門(mén)，5100：顆粒，5120：襯底，5161：區(qū)域，5200：顆粒，5201：離子，5203：粒子，5220：襯底，5230：靶材，5240：等離子體，5260：加熱機(jī)構(gòu)，8000：顯示模塊，8001：上蓋，8002：下蓋，8003：fpc，8004：觸摸面板，8005：fpc，8006：顯示面板，8007：背光，8008：光源，8009：框架，8010：印刷電路板，8011：電池，9000：框體，9001：顯示部，9003：揚(yáng)聲器，9005：操作鍵，9006：連接端子，9007：傳感器，9008：麥克風(fēng)，9050：操作按鈕，9051：信息，9052：信息，9053：信息，9054：信息，9055：鉸鏈，9100：便攜式信息終端，9101：便攜式信息終端，9102：便攜式信息終端，9200：便攜式信息終端，9201：便攜式信息終端，9500：顯示裝置，9501：顯示面板，9502：顯示區(qū)域，9503：區(qū)域，9511：軸部，9512：軸承部。

本申請(qǐng)基于2014年12月29日由日本專(zhuān)利局受理的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2014-266969號(hào)及2014年12月29日由日本專(zhuān)利局受理的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2014-266973號(hào)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文。