專利名稱：晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如薄膜晶體管，其中在每一場(chǎng)效應(yīng)晶體管中使用氧化物半導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜來構(gòu)成薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)引人注目。薄膜晶體管已經(jīng)用于以液晶電視機(jī)為代表的顯示裝置。作為可以應(yīng)用于薄膜 晶體管中的半導(dǎo)體薄膜已知硅類半導(dǎo)體材料，除此以外，作為其他材料，氧化物半導(dǎo)體受到關(guān)注。作為用于氧化物半導(dǎo)體的材料，已知氧化鋅或含有氧化鋅的物質(zhì)。分別使用電子載流子濃度低于IO1Vcm3的非晶氧化物(氧化物半導(dǎo)體)形成的薄膜晶體管已公開在專利文獻(xiàn)I至3中。[專利文獻(xiàn)I]日本專利申請(qǐng)公開2006-165527號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開2006-165528號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本專利申請(qǐng)公開2006-165529號(hào)公報(bào)當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體被形成為薄膜時(shí)發(fā)生了在氧化物半導(dǎo)體和化學(xué)計(jì)算成分之間的偏離。例如，因氧過?；蛉狈Χ趸锇雽?dǎo)體的導(dǎo)電率變化。另外，在薄膜形成過程中混入氧化物半導(dǎo)體的氫形成氧(0)-氫(H)鍵并且OH鍵充當(dāng)電子給體，這成為使導(dǎo)電率變化的因素。再者，由于OH基是極性分子，所以對(duì)于諸如使用氧化物半導(dǎo)體制造的薄膜晶體管那樣的有源器件成為使其特性變動(dòng)的因素。即使當(dāng)電子載流子濃度低于IO1Vcm3時(shí)，氧化物半導(dǎo)體實(shí)際上是n型氧化物半導(dǎo)體，在所述專利文獻(xiàn)中公開了的薄膜晶體管的開關(guān)比僅為103。上述薄膜晶體管的低開關(guān)比是由大截止電流弓I起的。在顯示裝置中，在制造階段或工作期間有如下問題，即在元件、電極或布線等中蓄積了不需要的電荷。例如，在薄膜晶體管的情況下，這樣的電荷蓄積可能引起產(chǎn)生寄生溝道而導(dǎo)致泄漏電流流過。另外，在底柵型晶體管的情況下，在半導(dǎo)體層中的背溝道部(即形成在半導(dǎo)體層的上部的夾在源電極及漏電極之間的半導(dǎo)體層的區(qū)域)的表面或內(nèi)部可能蓄積電荷使得可能產(chǎn)生寄生溝道，并且可能容易產(chǎn)生泄漏電流，這引起閾值電壓的變動(dòng)。為了提高薄膜晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，可減小載流子沿其移動(dòng)的溝道長(zhǎng)度，但是減小溝道長(zhǎng)度，則引起薄膜晶體管的截止電流的上升。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目的是提供一種具有高速工作的薄膜晶體管，其中在薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，并在薄膜晶體管截止時(shí)截止電流非常低。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種縱向薄膜晶體管，其中通過去除氧化物半導(dǎo)體中會(huì)成為電子給體(供體)的雜質(zhì)，使用本征或基本上本征的半導(dǎo)體的、其具有大于硅半導(dǎo)體的能隙的氧化物半導(dǎo)體形成溝道形成區(qū)。換言之，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種縱向薄膜晶體管，其中使用氧化物半導(dǎo)體膜形成溝道形成區(qū)，在該氧化物半導(dǎo)體膜中去除氧化物半導(dǎo)體所包含的氫或OH基，使得氧化物半導(dǎo)體所包含的氫濃度低于或等于5X IO1Vcm3，優(yōu)選為低于或等于5X1018/cm3，更優(yōu)選為低于或等于5 X IO1Vcm3,并且載流子濃度低于或等于5 X IO1Vcm3，優(yōu)選為低于或等于5X1012/cm3。氧化物半導(dǎo)體的能隙為大于或等于2eV，優(yōu)選為大于或等于2. 5eV,更優(yōu)選為大于或等于3eV，使形成供體的諸如氫等的雜質(zhì)盡量降低，使得載流子濃度為低于或等于I X IO1Vcm3,優(yōu)選為低于或等于I X 1012/cm3。另外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中薄膜晶體管的多個(gè)柵電極隔著源電極、氧化物半導(dǎo)體膜以及覆蓋漏電極的柵極絕緣膜彼此相對(duì)。換言之，柵電極隔著柵極絕緣膜與源電極、、氧化物半導(dǎo)體膜以及漏電極的側(cè)面相對(duì)。由此，溝道寬度大。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通過使用氫濃度降低了純度提高了的氧化物半導(dǎo)體，使得有可能極大降低截止電流，以及提高薄膜晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率及導(dǎo)通電流。


圖IA和IB是說明薄膜晶體管的俯視圖及截面圖；圖2是使用氧化物半導(dǎo)體的反交錯(cuò)型薄膜晶體管的縱截面圖；圖3A和3B是沿著圖2所示的A-A'截面的薄膜晶體管的層的能帶圖(示意圖)；圖4A是示出對(duì)柵極(GE1、GE2)施加正電位(+Ve)的狀態(tài)的圖，圖4B是示出柵極(GE1、GE2)施加負(fù)電位(_VG)的狀態(tài)的圖；圖5是示出真空能級(jí)和金屬的功函數(shù)(CtM)之間的關(guān)系以及真空能級(jí)和氧化物半導(dǎo)體的電子親和力(X)之間的關(guān)系的圖；圖6A和6B是說明薄膜晶體管的俯視圖及截面圖；圖7A和7B是說明薄膜晶體管的俯視圖及截面圖；圖8A至SE是說明薄膜晶體管的制造方法的截面圖；圖9A和9B是說明薄膜晶體管的制造方法的截面圖；圖10是說明顯示裝置的像素的俯視圖；圖11是說明顯示裝置的像素的截面圖；圖12A1、12A2以及12B是半導(dǎo)體裝置的平面圖及截面圖；圖13是半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖14A和14B是半導(dǎo)體裝置的平面圖及截面圖；圖15A至15C是示出電子設(shè)備的圖；圖16A至16C是示出電子設(shè)備的圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下的說明，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，其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以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以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，不同附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而有時(shí)省略其重復(fù)說明。另外，本說明書所說明的每一個(gè)附圖所示的每一個(gè)結(jié)構(gòu)的大小、層的厚度或區(qū)域有時(shí)為了清晰可見而可能被夸大。因此，比例并不必然限于附圖中的比例。另外，在本說明書中使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)是為了避免結(jié)構(gòu)要素的混同的，而不在數(shù)目方面上進(jìn)行限定。因此，可以將“第一”適當(dāng)?shù)卮妗暗诙被颉暗谌钡榷f明。另外，電壓是指兩個(gè)點(diǎn)電位之間的差，而電位是指靜電場(chǎng)中的單位電荷在某一個(gè)點(diǎn)具有的靜電能(電位能量)。但是，一般來說，在很多情況下，當(dāng)將某一個(gè)點(diǎn)上的電位和成為標(biāo)準(zhǔn)的電位(例如，接地電位)之間的電位差僅稱為電位或電壓，將電位和電壓看作同義 詞而使用。由此，在本說明書中，除了在特別指定的情況下之外，既可以將電位稱為電壓，又可以將電壓稱為電位。實(shí)施方式I在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)DIA和IB說明場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。圖IA是薄膜晶體管133的俯視圖，圖IB是相當(dāng)于沿著圖IA的鏈條線A-B的截面圖。如圖IB所示，在形成在襯底101上的絕緣膜103上層疊有第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109。另外，覆蓋第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109地設(shè)置有柵極絕緣膜111。在柵極絕緣膜111上設(shè)置有第三電極113、115。在柵極絕緣膜111、第三電極113、115上設(shè)置有用作層間絕緣膜的絕緣膜117。在絕緣膜117中形成有開口，通過該開口形成有與第一電極105連接的布線131 (參照?qǐng)D1A)，通過該開口形成有與第二電極109連接的布線129，通過該開口形成有與第三電極113連接的布線125，通過該開口形成有與第三電極115連接的布線127。第一電極105用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的一方。第二電極109用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的另一方。第三電極113、115用作薄膜晶體管的柵電極。本實(shí)施方式的薄膜晶體管是縱向薄膜晶體管，其特征在于用作柵電極的第三電極113與第三電極115分離，并隔著第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109相對(duì)。另外，薄膜晶體管是指至少具有包括柵極、漏極以及源極的三個(gè)端子的元件，并在漏區(qū)和源區(qū)之間具有溝道形成區(qū)，并且電流可以通過漏區(qū)、溝道形成區(qū)以及源區(qū)流過。在此，因?yàn)樵礃O和漏極根據(jù)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)或工作條件等而更換，所以很難限定哪個(gè)是源極哪個(gè)是漏極。因此，有時(shí)不將用作源極及漏極的區(qū)域稱為源極或漏極。在此情況下，作為一個(gè)例子，有時(shí)將用作源極及漏極的區(qū)域分別記為第一端子、第二端子?；蛘?，有時(shí)將用作源極及漏極的區(qū)域分別記為第一電極、第二電極?；蛘撸袝r(shí)將用作源極及漏極的區(qū)域分別記為第一區(qū)、第二區(qū)。襯底101需要至少具有耐受后面的加熱處理的耐熱性。作為襯底101，可以使用鋇
硼硅酸鹽玻璃、硼硅酸鋁玻璃等玻璃襯底。另外，作為玻璃襯底，在后面的加熱處理的溫度高時(shí)，優(yōu)選使用應(yīng)變點(diǎn)為730°C以上的襯底。另外，作為玻璃襯底，例如使用鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、或鋇硼硅酸鹽玻璃等的玻璃材料。另外，一般通過使其包含的氧化鋇(BaO)多于使其包含的氧化硼(B2O3),可以獲得更實(shí)用的耐熱玻璃襯底。因此，優(yōu)選使用包含比B2O3多的BaO的玻璃襯底。另外，也可以使用陶瓷襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底等由絕緣體構(gòu)成的襯底代替上述玻璃襯底。此外，可以使用晶化玻璃襯底等。絕緣膜103由如氧化硅膜、或氧氮化硅膜等氧化物絕緣膜或者如氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、或氮氧化鋁膜等的氮化物絕緣膜形成。另外，絕緣膜103也可以具有疊層結(jié)構(gòu)，例如，可以采用從襯底101 —側(cè)按順序?qū)盈B上述氮化物絕緣膜的任一個(gè)以上和上述氧化物絕緣膜的任一個(gè)以上的結(jié)構(gòu)。第一電極105及第二電極109由選自鋁、鉻、銅、鉭、鈦、鑰、鎢、釔中的元素；或以上述元素為成分的合金；或組合上述元素的合金等形成。另外，可以使用選自錳、鎂、鋯、鈹中 的一種或多種的材料。另外，第一電極105可以具有單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的疊層結(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)；在鎢膜上層疊鈦膜的兩層結(jié)構(gòu)；鈦膜、層疊在鈦膜上的鋁膜、層疊在其上的鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。另外，也可以使用組合鋁與選自鈦、鉭、鎢、鑰、鉻、釹、鈧中的一個(gè)或多個(gè)元素的膜、合金膜或氮化物膜。另外，氧化物半導(dǎo)體膜107可以使用以InMO3 (ZnO) m(m>0且m不局限于整數(shù))表不的薄膜。在此，M表不選自Ga、Fe、Ni、Mn和Co中的一種金屬兀素或多種金屬兀素。例如，作為M可以舉出Ga、Ga和Ni或Ga和Fe等。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體膜中，除作為M包含的金屬元素以外，作為雜質(zhì)元素也可以包含其他過渡金屬元素或該過渡金屬的氧化物。在以InMO3 (ZnO) m (m > 0且m不局限于整數(shù))表示的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層中，作為M包含Ga的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體稱為In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體，其薄膜也稱為In-Ga-Zn-O類膜。作為氧化物半導(dǎo)體膜107,除了上述In-Ga-Zn-O類膜外,還可以使用In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O 類、Sn-Ga-Zn-O 類、Al-Ga-Zn-O 類、Sn-Al-Zn-O 類、In-Zn-O 類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體膜。另外，也可以上述氧化物半導(dǎo)體膜包含Si。在本實(shí)施方式所使用的氧化物半導(dǎo)體膜107中，包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫被除去，使得包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫的密度為5X1019/cm3以下，優(yōu)選為5X1018/cm3以下，更優(yōu)選為5X IO1Vcm3以下。換言之，以盡量不含有氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的雜質(zhì)的方式使氧化物半導(dǎo)體膜高純度化。另外，氧化物半導(dǎo)體膜107的載流子濃度為5X IO14/cm3以下，優(yōu)選為IXlO1Vcm3以下，更優(yōu)選為5X1012/cm3以下，更進(jìn)一步優(yōu)選為IXlO1Vcm3以下。換言之，氧化物半導(dǎo)體膜的載流子濃度非常接近O。另外，能隙為2eV以上，優(yōu)選為2. 5eV以上,更優(yōu)選為3eV以上。另外,可以通過利用二次離子質(zhì)譜分析法(SIMS SecondaryIon Mass Spectroscopy)來測(cè)定氧化物半導(dǎo)體膜中的氫濃度。另外，可以通過利用霍爾效應(yīng)測(cè)定來測(cè)定載流子密度。氧化物半導(dǎo)體膜107的厚度優(yōu)選為30nm以上且3000nm以下。通過使氧化物半導(dǎo)體膜107的厚度減薄，可以使薄膜晶體管的溝道長(zhǎng)度變小，并可以制造導(dǎo)通電流及場(chǎng)效應(yīng)遷移率高的薄膜晶體管。另一方面，通過使氧化物半導(dǎo)體膜107的厚度變厚，典型地為IOOnm以上且3000nm以下,可以制造大功率用的半導(dǎo)體裝置。
柵極絕緣膜111可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜或氧化鋁膜的單層或疊層形成。柵極絕緣膜111與氧化物半導(dǎo)體膜107接觸的部分優(yōu)選含有氧，更優(yōu)選的是，由氧化硅膜形成。通過使用氧化硅膜，可以對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜107供應(yīng)氧，并可以使其特性良好。另外，作為柵極絕緣膜111，使用硅酸鉿(HfSiOx)、添加有N的HfSiOxNy、鋁酸鉿(HfAlOx)、氧化鉿、或氧化釔等的高k材料可以降低柵極泄漏電流。再者，可以使用高k材料與氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜和氧化鋁膜中的任一個(gè)以上的疊層結(jié)構(gòu)。柵極絕緣膜111的厚度設(shè)定為50nm以上且500nm以下。通過使柵極絕緣膜111的厚度減薄，可以制造場(chǎng)效應(yīng)遷移率高的薄膜晶體管，并可以在薄膜晶體管的同一襯底上制造驅(qū)動(dòng)電路。另一方面，通過使柵極絕緣膜111的厚度變厚，可以降低柵極泄漏電流。用作柵電極的第三電極113、115可以使用選自鋁、鉻、銅、鉭、鈦、鑰、鎢中的元素；以上述元素為成分的合金；組合上述元素的合金膜等來形成。另外，也可以使用選自錳、鎂、鋯、鈹中的一種或多種材料。另外，第三電極113、115可以采用單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的疊層 結(jié)構(gòu)。例如，具有如下結(jié)構(gòu)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)；鈦膜、層疊在鈦膜上的鋁膜、層疊在其上的鈦膜的三層結(jié)構(gòu)等。另外，也可以使用含有鋁與選自鈦、鉭、鎢、鑰、鉻、釹、鈧中的元素的膜、合金膜或氮化物膜。接著，參照能帶圖說明具有氧化物半導(dǎo)體膜107的薄膜晶體管的工作。圖2是示出使用本實(shí)施方式所示的氧化物半導(dǎo)體膜的反交錯(cuò)型薄膜晶體管的縱截面圖。在漏電極(D)上層疊有氧化物半導(dǎo)體膜(OS)及源電極(S)，在漏電極、氧化物半導(dǎo)體膜以及源電極上設(shè)置有柵極絕緣膜(GI)，在其上設(shè)置有被分離的柵電極(GE1、GE2)。圖3A和3B是示出沿著圖2所示的A-A'截面的能帶圖(示意圖)。圖3A示出將源極和漏極之間的電壓設(shè)定為OV(VD = 0V)的情況，圖3B示出在對(duì)漏極施加正電壓(Vd >0)的情況下，虛線示出不對(duì)柵極施加電壓的情況(\ = 0)，而實(shí)線示出對(duì)柵極施加正電壓(Vg > 0)的情況。在不對(duì)柵極施加電壓的情況下因能勢(shì)壘高而不從電極將載流子(電子)注入到氧化物半導(dǎo)體一側(cè)，因此示出電流不流過的截止?fàn)顟B(tài)。另一方面，通過對(duì)柵極施加正電壓，降低能勢(shì)壘，因此示出電流流過的導(dǎo)通狀態(tài)。圖4A和4B是沿著圖2的B-B'截面的薄膜晶體管的層的能帶圖(示意圖)。圖4A示出對(duì)柵極(GE1、GE2)施加正電位(+Vg)的狀態(tài)，即在源極和漏極之間載流子(電子)流過的ON狀態(tài)(導(dǎo)通狀態(tài))。另外，圖4B示出對(duì)柵極(GE1、GE2)施加負(fù)電位(-Ve)的狀態(tài)，即截止?fàn)顟B(tài)(非導(dǎo)通狀態(tài)，少數(shù)載流子不流過的狀態(tài))的情況。圖5示出真空能級(jí)和金屬的功函數(shù)0M)、氧化物半導(dǎo)體膜的電子親和力(X )的關(guān)系。在室溫下金屬的自由電子處于簡(jiǎn)并態(tài)(degenerate state),并且費(fèi)米能級(jí)位于傳導(dǎo)帶內(nèi)。另一方面，現(xiàn)有的氧化物半導(dǎo)體膜一般為n型，此時(shí)的費(fèi)米能級(jí)(Ef)從位于帶隙中間的本征費(fèi)米能級(jí)(Ei)離開而位于接近于傳導(dǎo)帶的部分。另外，已知氧化物半導(dǎo)體膜所含有的氫的一部分成為供體而成為n型化的原因之一。針對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施方式的氧化物半導(dǎo)體膜是如下半導(dǎo)體膜，即通過從氧化物半導(dǎo)體膜去除n型雜質(zhì)的氫，并以盡量不包含氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的雜質(zhì)的方式實(shí)現(xiàn)高純度化，來實(shí)現(xiàn)本征(i型)，或接近于本征型。換言之，具有如下特征，即不是添加雜質(zhì)實(shí)現(xiàn)i型化，而是通過盡量去除氫、水、羥基或氫化物等的雜質(zhì)來實(shí)現(xiàn)高純度化了的i型(本征半導(dǎo)體)或接近于i型。因此，費(fèi)米能級(jí)(Ef)可以得到與本征費(fèi)米能級(jí)(Ei)相同的能級(jí)。一般認(rèn)為在氧化物半導(dǎo)體膜的帶隙(Eg)為3. 15eV的情況下，電子親和力(x )為4.3eV。構(gòu)成源電極及漏電極的鈦(Ti)的功函數(shù)大致等于氧化物半導(dǎo)體膜的電子親和力(X)0在鈦用作源電極及漏電極時(shí)，在金屬-氧化物半導(dǎo)體膜界面，不對(duì)電子形成肖特基勢(shì)壘。換言之，在金屬的的功函數(shù)(C^M)與氧化物半導(dǎo)體膜的電子親和力(X )大致相同的情況下，在金屬與氧化物半導(dǎo)體膜接觸時(shí)示出如圖3A所示那樣的能帶圖(示意圖)。在圖3B中，黑色圓點(diǎn)( )示出電子，在對(duì)漏極施加正電位時(shí)，電子越過勢(shì)壘(h)并注入到氧化物半導(dǎo)體膜，而流向漏極。此時(shí)，勢(shì)壘(h)的高度根據(jù)柵電壓和漏電壓變化，但是在施加正漏電壓時(shí)，勢(shì)壘(h)的高度小于沒有施加電壓的圖3A的勢(shì)壘(h)的高度，SP勢(shì)壘(h)的高度小于帶隙(Eg)的1/2。此時(shí)，如圖4A所示那樣，電子遷移沿柵極絕緣膜和高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜之間的界面的在能方面上穩(wěn)定的氧化物半導(dǎo)體膜的最低部移動(dòng)。另外,在圖4B中，在對(duì)柵電極(GE1、GE2)施加負(fù)電位(反偏壓)時(shí)，由于基本上沒有少數(shù)載流子的空穴，所以電流值非常接近于O。例如，即使使用溝道寬度W為I X 104ii m，溝道長(zhǎng)度為3 iim的薄膜晶體管，截止電流也極度低，即為10_13A以下，并可以得到0. lV/dec.(柵極絕緣膜的厚度為IOOnm)的閾值(S 值)。像這樣，通過以盡量不包含氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的雜質(zhì)，典型地是氫、水、羥基或氫化物等的方式實(shí)現(xiàn)高純度化，可以使薄膜晶體管進(jìn)行良好的工作。尤其是可以降低截止電流。在溝道形成為與襯底大致平行的橫向薄膜晶體管中，由于除溝道以外還需要設(shè)置源極及漏極，襯底中的薄膜晶體管的占有面積變大，所以阻礙微型化。然而，在縱向薄膜晶體管中，由于層疊源極、溝道及漏極，所以可以減小襯底表面上的占有面積。其結(jié)果是可以實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的微型化。另外，由于縱向薄膜晶體管的溝道長(zhǎng)度由氧化物半導(dǎo)體膜的厚度而控制，所以通過使氧化物半導(dǎo)體膜107的厚度薄，可以形成溝道長(zhǎng)度小的薄膜晶體管。由于通過使溝道長(zhǎng)度小，可以降低源極、溝道及漏極的串聯(lián)電阻，所以可以使薄膜晶體管的導(dǎo)通電流及場(chǎng)效應(yīng)遷移率上升。另外，具有氫濃度降低并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管的截止電流極度低，并且在截止時(shí)該薄膜晶體管成為電流幾乎沒流過的絕緣狀態(tài)。由此，即使氧化物半導(dǎo)體膜的厚度減薄，縱向薄膜晶體管的溝道長(zhǎng)度變小，也可以實(shí)現(xiàn)在非導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)幾乎沒流過截止電流的薄膜晶體管。像這樣，通過使用氫濃度降低并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。
實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D6A和6B說明與實(shí)施方式I不同的結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。圖6A是薄膜晶體管141、143的俯視圖，圖6B是相當(dāng)于沿著圖6A的鏈條線A-B的截面圖。如圖6B所示，在形成在襯底101上的絕緣膜103上層疊有第一電極105、106、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109。另外，覆蓋第一電極105、106、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109地設(shè)置有柵極絕緣膜111。在柵極絕緣膜111上設(shè)置有第三電極113、115。在柵極絕緣膜111、第三電極113、115上設(shè)置有用作層間絕緣膜的絕緣膜117。在絕緣膜117中形成有開口，通過開口之一形成有與第一電極105連接的布線131(參照?qǐng)D6A)，通過開口之一形成有與第一電極106連接的布線132 (參照?qǐng)D6A)，通過開口之一形成有與第二電極109連接的布線129，通過開口之一形成有與第三電極113連接的布線125，通過開口之一形成有與第三電極115連接的布線127。第一電極105用作薄膜晶體管141的源電極及漏電極中的一方。第一電極106用 作薄膜晶體管143的源電極及漏電極中的一方。第二電極109用作薄膜晶體管141、143的源電極及漏電極中的另一方。第三電極113用作薄膜晶體管141的柵電極。第三電極115用作薄膜晶體管143的柵電極。本實(shí)施方式的特征是第一電極105和第一電極106被彼此分離。并且，本實(shí)施方式的特征是使薄膜晶體管141和薄膜晶體管143通過第二電極109及布線129串聯(lián)連接。此時(shí)，第一電極105用作薄膜晶體管141的源電極及漏電極中的一方(例如用作源極)。第二電極109用作薄膜晶體管141的源電極及漏電極中的另一方(例如用作漏極)。第三電極113用作薄膜晶體管141的柵電極。另外，第二電極109用作薄膜晶體管143的源電極及漏電極中的一方(例如用作源極)。第一電極106用作薄膜晶體管143的源電極及漏電極中的另一方(例如用作漏極)。第三電極115用作薄膜晶體管143的柵電極。換言之，使薄膜晶體管141和薄膜晶體管143通過第二電極109串聯(lián)連接。此時(shí)，也可以不設(shè)置布線129。另外，也可以使薄膜晶體管141和薄膜晶體管143并聯(lián)連接。此時(shí)，設(shè)置用于連接第一電極105及第一電極106的導(dǎo)電層。本實(shí)施方式的薄膜晶體管141、143與實(shí)施方式I類似地使用氫濃度降低并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜。由此，可以實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的良好工作。尤其是可以減少截止電流。其結(jié)果是，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中對(duì)與上述實(shí)施方式不同的本發(fā)明的一個(gè)方式的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如薄膜晶體管進(jìn)行說明。圖7A和7B示出本實(shí)施方式的薄膜晶體管的一個(gè)例子。圖7A和7B所示的薄膜晶體管具有與實(shí)施方式I所示的薄膜晶體管同樣的疊層結(jié)構(gòu)。即，在形成在襯底101上的絕緣膜103上層疊有第一電極105A至105D、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109。另外，覆蓋第一電極105A至10 、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109地設(shè)置有柵極絕緣膜111。在柵極絕緣膜111上設(shè)置有第三電極113A至113D。在柵極絕緣膜111、第三電極113A至113D上設(shè)置有用作層間絕緣膜的絕緣膜117。在絕緣膜117中形成有開口，通過對(duì)應(yīng)的開口之一形成有與第一電極105A至10 連接的布線125A至12 以及通過對(duì)應(yīng)的開口之一形成有與第二電極109連接的布線129。第一電極105A至10 用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的一方。第二電極109用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的另一方。第三電極113A至113D用作薄膜晶體管的柵電極。本 實(shí)施方式的薄膜晶體管是縱向薄膜晶體管，用作柵電極的第三電極113A至113D互相被分離，并且通過隔著第一電極105A和105C、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109而將第三電極113A與第三電極113C相對(duì)，并通過隔著第一電極105B和105D、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109而將第三電極113B與第三電極113D相對(duì)。圖7A和7B所示的薄膜晶體管133包括多個(gè)薄膜晶體管。具體而言，薄膜晶體管133具有四個(gè)薄膜晶體管141A至141D。薄膜晶體管141A的柵極由第三電極113A構(gòu)成，其源極及漏極中的一方由第一電極105A構(gòu)成，并且其源極及漏極中的另一方由第二電極109構(gòu)成。薄膜晶體管141B的柵極由第三電極113B構(gòu)成，其源極及漏極中的一方由第一電極105B構(gòu)成，并且其源極及漏極中的另一方由第二電極109構(gòu)成。薄膜晶體管141C的柵極由第三電極113C構(gòu)成，其源極及漏極中的一方由第一電極105C構(gòu)成，并且其源極及漏極中的另一方由第二電極109構(gòu)成。薄膜晶體管141D的柵極由第三電極113D構(gòu)成，其源極及漏極中的一方由第一電極10 構(gòu)成，并且其源極及漏極中的另一方由第二電極109構(gòu)成。另外，由于本實(shí)施方式所示的各層的材料及形成方法與實(shí)施方式I同樣，所以省略與實(shí)施方式I相同的說明。本實(shí)施方式的薄膜晶體管133與實(shí)施方式I類似地使用氫濃度降低并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜。由此，可以實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的良好工作。尤其是可以減少截止電流。其結(jié)果是，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中參照?qǐng)D8A至8E說明圖IA和IB所示的薄膜晶體管的制造工序。如圖8A所示，在襯底101上形成絕緣膜103，在絕緣膜103上形成第一電極105。第一電極105用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的一方。絕緣膜103可以通過濺射法、CVD法、涂敷法等來形成。另外，在通過濺射法形成絕緣膜103的情況下，優(yōu)選去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等來形成絕緣膜103。這是因?yàn)椴皇菇^緣膜103包含氫、水、羥基或氫化物等的緣故。為了去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等，優(yōu)選使用吸附型真空泵。作為吸附型真空泵，例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵。另外，作為排氣單元，也可以使用具有冷阱的渦輪泵。在通過使用低溫泵進(jìn)行排氣的處理室中，由于雜質(zhì)，尤其是氫、水、羥基或氫化物等排出，所以在該處理室中形成絕緣膜103時(shí)，可以降低絕緣膜103所含有的雜質(zhì)的濃度。另外，在形成絕緣膜103時(shí)使用的濺射氣體優(yōu)選使用高純度氣體，該高純度氣體是氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)被去除得使其濃度為用ppm的單位或ppb的單位來表達(dá)的氣體。在濺射法中，有作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、使用直流電源的DC濺射法，并且還有以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。RF濺射法主要用于絕緣膜的形成，而DC濺射法主要用于金屬膜的形成。另外，也有可以設(shè)置材料不同的多個(gè)靶材的多源濺射裝置。多源濺射裝置能夠在同一個(gè)處理室中層疊形成不同的材料膜或在同一個(gè)的處理室中同時(shí)使多種材料放電來進(jìn)行成膜。另外，有利用如下濺射法的濺射裝置即在處理室內(nèi)具備磁體機(jī)構(gòu)的磁控管濺射法；以及不使用輝光放電而利用使用微波來產(chǎn)生等離子體的ECR濺射法。
另外，作為濺射法，還有在沉積時(shí)使靶材物質(zhì)與濺射氣體成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而形成它們的化合物薄膜的反應(yīng)濺射法以及在沉積時(shí)對(duì)襯底也施加電壓的偏壓濺射法。在本說明書中的濺射工藝中，可以適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜鰹R射裝置以及濺射方法。在本實(shí)施方式中，將襯底101傳送到處理室,在處理室中引入包含氫、水、輕基或氫化物等被去除的高純度氧的濺射氣體，使用硅靶材，并在襯底101上作為絕緣膜103形成氧化硅膜。另外，在形成絕緣膜103時(shí)，也可以將襯底101加熱。例如，使用石英(優(yōu)選為合成石英)，襯底溫度為108°C，襯底和靶材之間的距離(T-S之間的距離)為60mm，壓力為0.4Pa，高頻電源為1.5kW，在含氧及氬(氧與氬流量率為I : 1，(每個(gè)流量率為25sCCm)的氣氛下通過RF濺射法形成氧化硅膜。膜厚度優(yōu)選為IOOnm0另外，可以使用硅靶材代替石英(優(yōu)選為合成石英)。另外，作為濺射氣體使用氧或氧和氬的混合氣體來進(jìn)行濺射。另外，在絕緣膜103形成為疊層結(jié)構(gòu)的情況下，例如在氧化硅膜和襯底之間使用包含氫、水、羥基或氫化物等被去除的高純度氮的濺射氣體及硅靶材來形成氧化硅膜。在此情況下，與氧化硅膜同樣，優(yōu)選去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等來形成氮化硅膜。另外，在該工序中，也可以將襯底101加熱。在作為絕緣膜103層疊氮化硅膜和氧化硅膜的情況下，可以在同一處理室中使用相同的硅靶材來形成氮化硅膜和氧化硅膜。首先，引入包含氮的濺射氣體，使用安裝在處理室內(nèi)的硅靶材來形成氮化硅層，然后轉(zhuǎn)換包含氮的濺射氣體并使用同一硅靶材來形成氮化硅膜。由于可以不暴露到大氣地連續(xù)形成氮化硅膜及氧化硅膜，所以可以防止氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)吸附在氮化硅層的表面上?？梢栽诮^緣膜103上通過濺射法、CVD法或真空蒸鍍法形成導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上通過光刻工序形成抗蝕劑掩模，使用該抗蝕劑掩模對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻來形成第一電極105?；蛘?，通過不使用光刻工序而使用印刷法、噴墨法等形成第一電極105，可以減少工序數(shù)。另夕卜，第一電極105的端部的形狀形成為錐形，由此提高后面形成的柵極絕緣膜的覆蓋性，因此這是優(yōu)選的。通過將第一電極105的端部與絕緣膜103之間形成的角度設(shè)定為30°以上且60°以下，優(yōu)選為40°以上且50°以下，可以提高后面形成的柵極絕緣膜的覆蓋性。在本實(shí)施方式中，作為第一電極105的導(dǎo)電膜,通過派射法形成50nm厚的鈦膜,形成IOOnm厚的鋁膜，并形成50nm厚的鈦膜。接著，使用通過光刻工序形成的抗蝕劑掩模進(jìn)行蝕刻來形成島狀的第一電極105。接著，如圖8B所示，在第一電極105上形成氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109。氧化物半導(dǎo)體膜107用作薄膜晶體管的溝道形成區(qū)，第二電極109用作薄膜晶體管的源電極及漏電極中的另一方。
在此說明氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109的制造方法。在襯底101及第一電極105上通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜。接著，在氧化物半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜。為了在氧化物半導(dǎo)體膜107中盡量不包含氫，優(yōu)選作為預(yù)處理，在濺射裝置的預(yù)熱室中對(duì)形成有第一電極105的襯底101進(jìn)行預(yù)熱，使吸附到襯底101的氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)脫離并排出。另外，設(shè)置在預(yù)熱室的排氣單元優(yōu)選是低溫泵。另外，也可以省略該預(yù)熱處理。另外，該預(yù)熱既可以對(duì)后面形成的柵極絕緣膜111的形成之前的襯底101進(jìn)行，又可以對(duì)后面形成的第三電極113、115的形成之前的襯底101進(jìn)行。另外，在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，進(jìn)行引入氬氣并產(chǎn)生等離子體的反濺射，使第一電極105的表面凈化，由此可以使第一電極105及氧化物半導(dǎo)體膜的界面的電阻降低，因此這是優(yōu)選的。反濺射是指如下方法不對(duì)靶材一側(cè)施加電壓，而在氬氣氛下 使用高頻電源對(duì)襯底一側(cè)施加電壓，在襯底附近產(chǎn)生等離子體來對(duì)表面進(jìn)行改性。另外，也可以使用氮?dú)夥?、氦氣氛等代替氬氣氛。在本?shí)施方式中，通過使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體成膜用靶材的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。另外，氧化物半導(dǎo)體膜可以在稀有氣體(典型地是氬)氣氛下、氧氣氛下或稀有氣體(典型地是氬)及氧混合氣氛下通過濺射法形成。另外，在使用濺射法的情況下，可以包含2wt%以上且10wt%以下的SiO2的靶材形成氧化物半導(dǎo)體膜。在形成氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)使用的濺射氣體優(yōu)選使用高純度氣體，該高純度氣體是氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)被去除得使其濃度為用PPm的單位或ppb的單位來表達(dá)的氣體。作為用于使用濺射法來制造氧化物半導(dǎo)體膜的靶材，可以使用以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物的靶材。另外，作為金屬氧化物的靶材的其他例子，可以使用包含IruGa以及Zn的氧化物半導(dǎo)體成膜用祀材(作為組成比，In2O3 Ga2O3 : ZnO=I I I [mol% ] >In : Ga : Zn = I : I : 0. 5 [atom*% ])。另外,作為包含In、Ga以及Zn的氧化物半導(dǎo)體成膜用祀材，也可以使用具有In : Ga : Zn = I : I : I [atom% ]或者In : Ga : Zn =1:1: 2[atom% ]的組成比的靶材。氧化物半導(dǎo)體成膜用靶材的填充率為90%以上且100%以下，優(yōu)選為95%以上且99. 9%以下。使用填充率高的氧化物半導(dǎo)體成膜用靶材形成的氧化物半導(dǎo)體膜為致密的膜。氧化物半導(dǎo)體膜在保持為減壓狀態(tài)的處理室內(nèi)保持襯底，去除殘留在處理室內(nèi)的濕氣，引入氫、水、羥基或氫化物等被去除的濺射氣體，作為靶材使用金屬氧化物在絕緣膜103及第二電極109上形成氧化物半導(dǎo)體膜。為了去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、鈦升華泵。另外，作為排氣單元，也可以使用具有冷阱的渦輪泵。在通過使用低溫泵排氣的處理室中，由于例如氫、水、羥基或氫化物等(更優(yōu)選的是包含碳原子的化合物)排出，所以可以降低氧化物半導(dǎo)體膜所含有的雜質(zhì)的濃度。另外，也可以一邊使襯底加熱一邊形成氧化物半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體膜的成膜條件的一個(gè)例子，應(yīng)用如下條件襯底溫度為室溫；襯底和靶材之間的距離為IlOmm ;壓力為0. 4Pa ;直流(DC)電源為0. 5kff ;在含氧及氬(氧流量15SCCm 氬流量30sCCm)的氣氛下。另外，通過使用脈沖直流(DC)電源，可以減少在進(jìn)行成膜時(shí)產(chǎn)生的粉狀物質(zhì)(也稱為微粒、塵屑等)，并且膜厚分布也變得均勻，所以這是優(yōu)選的。氧化物半導(dǎo)體膜的厚度優(yōu)選為30nm以上且3000nm以下。另外，根據(jù)所應(yīng)用的氧化物半導(dǎo)體膜材料，適當(dāng)?shù)暮穸炔煌?，根?jù)材料適當(dāng)?shù)剡x擇厚度既可。另外，形成氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)的濺射法及濺射裝置可以適當(dāng)?shù)厥褂媒^緣膜103所示的濺射法及濺射裝置。成為第二電極109的導(dǎo)電膜可以適當(dāng)?shù)厥褂眯纬傻谝浑姌O105的材料及方法。在此，作為成為第二電極109的導(dǎo)電膜，按順序?qū)盈B50nm厚的鈦膜、IOOnm厚的鋁膜以及50nm
厚的鈦膜。接著，通過光刻工序在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，使用該抗蝕劑掩模對(duì)成為第二電極109的導(dǎo)電膜及成為氧化物半導(dǎo)體膜107的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，形成島狀的第 二電極109及島狀的氧化物半導(dǎo)體膜107。另外，通過噴墨法制造抗蝕劑掩模代替通過光刻工序形成的抗蝕劑掩模，可以減少工序數(shù)。通過該蝕刻，通過將第二電極109及氧化物半導(dǎo)體膜107的端部與第一電極105之間形成的角度設(shè)定為30°以上且60°以下，優(yōu)選為40°以上且50°以下，可以提高后面形成的柵極絕緣膜的覆蓋性。另外，此時(shí)的導(dǎo)電膜及氧化物半導(dǎo)體膜的蝕刻可以使用干蝕刻及濕蝕刻中的一種或兩種。為了形成所希望的形狀的氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109，根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(蝕刻劑、蝕刻時(shí)間、溫度等)。另外，在成為第二電極109的導(dǎo)電膜及氧化物半導(dǎo)體膜與第一電極105的蝕刻速率不同時(shí)，選擇如下條件第一電極105的蝕刻速率低且成為第二電極109的導(dǎo)電膜及氧化物半導(dǎo)體膜的蝕刻速率高?；蛘撸x擇氧化物半導(dǎo)體膜的蝕刻速率低且成為第二電極109的導(dǎo)電膜的蝕刻速率高的條件，來對(duì)成為第二電極109的導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，然后選擇第一電極105的蝕刻速率低且氧化物半導(dǎo)體膜的蝕刻速率高的條件。作為對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行濕蝕刻的蝕刻劑，可以使用將磷酸、醋酸以及硝酸混合的溶液；或氨水-過氧化氫混合液(過氧化氫氨水水=5 : 2 : 2)等。此外,還可以使用IT007N(關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造)。另外，通過清洗去除濕蝕刻后的蝕刻劑以及被蝕刻掉的材料。也可以提純包括該被蝕刻掉的材料的蝕刻劑的廢液，來重復(fù)使用所含的材料。通過從該蝕刻后的廢液收集包含在氧化物半導(dǎo)體層中的銦等的材料并將其重復(fù)使用，可以高效地使用資源且實(shí)現(xiàn)低成本化。另外，作為對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行干蝕刻時(shí)使用的蝕刻氣體，優(yōu)選使用含有氯的氣體(氯類氣體，例如氯(Cl2)、氯化硼(BCl3)、氯化硅(SiCl4)、四氯化碳(CCl4)等)。另外，還可以使用包含氟的氣體(氟類氣體，例如四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)、三氟甲烷(CHF3)等)、溴化氫(HBr)、氧(O2)、對(duì)上述氣體添加氦(He)或氬(Ar)等的稀有氣體的氣體等。作為干蝕刻法，可以使用平行平板型RIE (反應(yīng)性離子蝕刻)法或ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(施加到線圈形電極層的電力量、施加到襯底一側(cè)的電極的電力量、襯底一側(cè)的電極溫度等)，以便將氧化物半導(dǎo)體膜蝕刻為所希望加工的形狀。在本實(shí)施方式中，作為蝕刻劑使用氨水-過氧化氫混合液(氨、水、過氧化氫的混合液)，在對(duì)成為第二電極109的導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻之后，使用磷酸、醋酸以及硝酸混合的溶液對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻來形成氧化物半導(dǎo)體膜107。接著，在本實(shí)施方式中進(jìn)行第一加熱處理。第一加熱處理的溫度設(shè)定為400°C以上且750°C以下，優(yōu)選為400°C以上且低于襯底的應(yīng)變點(diǎn)。在此，將襯底引入到加熱處理裝置之一的電爐中，在對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜在氮、稀有氣體等惰性氣體氣氛下以450°C加熱I小時(shí)之后，通過不接觸到大氣，可以防止對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜再次侵入的氫、水、羥基或氫化物等，氫濃度被降低并高純度化，可以得到i型化或基本上i型化了的氧化物半導(dǎo)體膜。換言之，通過該第一加熱處理可以進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體膜107的脫水化及脫氫化的至少一種。另外，在第一加熱處理中，優(yōu)選不使氮或氦、氖、氬等稀有氣體包含氫、水、羥基或氫化物等?；蛘?，優(yōu)選將引入在加熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等稀有氣體的純度設(shè)定為6N(99. 9999% )以上，優(yōu)選設(shè)定為7N(99. 99999% )以上(即雜質(zhì)濃度為Ippm以下，優(yōu)選為0. Ippm 以下)。另外，根據(jù)第一加熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體膜的材料，有時(shí)氧化物半導(dǎo)體膜晶化并成為微晶膜或多晶膜。例如，有時(shí)成為晶化率為90%以上或80%以上的微晶氧化物 半導(dǎo)體膜。另外，根據(jù)第一加熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體膜的材料，有時(shí)成為不包含結(jié)晶成分的非晶氧化物半導(dǎo)體膜。另外，有時(shí)在非晶的氧化物半導(dǎo)體膜中混有微晶部(粒徑為Inm以上且20nm以下(典型地是2nm以上且4nm以下))的氧化物半導(dǎo)體膜。另外，氧化物半導(dǎo)體膜的第一加熱處理也可以對(duì)形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜之前的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行。在此情況下，在進(jìn)行第一加熱處理之后，從加熱裝置取出襯底，并進(jìn)行光刻工序。另外，對(duì)氧化物半導(dǎo)體膜起脫水化、脫氫化的作用的加熱處理可以在如下任一個(gè)情況下進(jìn)行在形成氧化物半導(dǎo)體膜之后；在氧化物半導(dǎo)體膜上層疊成為第二電極的導(dǎo)電膜之后；在第一電極、氧化物半導(dǎo)體膜以及第二電極上形成柵極絕緣膜之后；或者在形成柵電極之后。接著，如圖SC所示，第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107、第二電極109上形成柵極絕緣膜111。由于通過去除雜質(zhì)，i型化或基本上i型化了的氧化物半導(dǎo)體膜(氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜)對(duì)界面態(tài)、界面電荷非常敏感，所以與柵極絕緣膜111的界面很重要。由此，與高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜接觸的柵極絕緣膜111被要求高品質(zhì)化。例如，通過使用微波(2. 45GHz)的高密度等離子體CVD，可以形成致密且耐壓性高的高品質(zhì)的絕緣膜，因此這是優(yōu)選的。這是因?yàn)闅錆舛冉档土瞬⒏呒兌然说难趸锇雽?dǎo)體膜與高品質(zhì)的柵極絕緣膜密接，可以使界面態(tài)密度降低并界面特性良好。當(dāng)然，只要作為柵極絕緣膜可以形成良好品質(zhì)的絕緣膜，就可以適當(dāng)?shù)厥褂脼R射法或等離子體CVD法等其他成膜方法。另外，也可以使用通過柵極絕緣膜的形成之后的加熱處理使柵極絕緣膜的膜質(zhì)量、與氧化物半導(dǎo)體膜的界面特性改性的絕緣膜。無論在上述任何情況下，使用如下絕緣膜即可，該絕緣膜作為柵極絕緣膜具有良好的膜質(zhì)量，而且使與氧化物半導(dǎo)體膜的界面態(tài)密度降低，并可以形成良好的界面。再者，對(duì)含有雜質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體膜，在85°C、柵極施電壓2X106V/cm、12小時(shí)的柵極偏壓 溫度測(cè)試(BT測(cè)試)下，雜質(zhì)和氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分的鍵合由強(qiáng)電場(chǎng)(B 偏壓)和高溫(T :溫度)斷開，所產(chǎn)生的懸空鍵引起閾值電壓(Vth)的漂移。針對(duì)于此，盡量去除氧化物半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)，尤其是氫或水等，如上述那樣使與柵極絕緣膜的界面特性良好，因此本發(fā)明的一個(gè)方式可以得到對(duì)BT測(cè)試穩(wěn)定的薄膜晶體管。通過濺射法形成柵極絕緣膜111，可以降低柵極絕緣膜111中的氫濃度。在通過濺射法形成氧化硅膜的情況下，作為靶材使用硅靶材或石英靶材，作為濺射氣體使用氧或氧及氬的混合氣體來進(jìn)行濺射法。另外，也可以通過使與氧化物半導(dǎo)體膜接觸地設(shè)置的絕緣膜包含鹵素(例如，氟或氯)或者在使氧化物半導(dǎo)體膜露出的狀態(tài)下通過在包含鹵素的氣體氣氛中進(jìn)行的等離子體處理使氧化物半導(dǎo)體膜包含鹵素，去除雜質(zhì)，該雜質(zhì)是在氧化物半導(dǎo)體膜中或與該氧化物半導(dǎo)體膜接觸地設(shè)置的絕緣膜的界面存在有的氫、水、羥基或氫化物(也稱為氫化合、物)等。在使絕緣膜包含鹵素的情況下，該絕緣膜中的鹵素濃度為5X1018atomS/Cm3至I X 102Clatoms/cm3 左右即可。另外，如上所述，當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體膜中或氧化物半導(dǎo)體膜和與其接觸的絕緣膜的界面包含鹵素，與氧化物半導(dǎo)體膜接觸地設(shè)置的絕緣膜是氧化物絕緣膜時(shí)，優(yōu)選由氮化物絕緣膜覆蓋不與氧化物半導(dǎo)體膜接觸一側(cè)的氧化物絕緣膜。換言之，設(shè)置接觸于與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的氧化物絕緣膜上的氮化硅膜等即可。通過采用這樣的結(jié)構(gòu)，可以降低氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)侵入到氧化物絕緣膜中。柵極絕緣膜111也可以采用在第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109上順序?qū)盈B氧化硅膜和氮化硅膜的結(jié)構(gòu)。例如，也可以作為第一柵極絕緣膜形成5nm以上且300nm以下的氧化硅膜(SiOx (x > 0))，在第一柵極絕緣膜上作為第二柵極絕緣膜通過濺射法層疊50nm以上且200nm以下的氮化硅膜(SiNy (y > 0))，由此來形成IOOnm厚的柵極絕緣膜。在本實(shí)施方式中，壓力為0.4Pa，高頻電源為1.5kW，在含氧及氬(氧與氬流量率為I : 1，(每個(gè)流量率為25SCCm)氣氛下通過RF濺射法形成IOOnm厚的氧化硅膜。接著，也可以在惰性氣體氣氛下或在氧氣體氣氛下進(jìn)行第二加熱處理(優(yōu)選為2000C以上且400°C以下，例如250°C以上且350°C以下)。另外，該第二加熱處理也可以在后面形成第三電極113、115、絕緣膜117以及布線125、127及129中的任一個(gè)之后進(jìn)行。通過該加熱處理，可以使包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫或水?dāng)U散到氧化物半導(dǎo)體膜。接著，在柵極絕緣膜111上形成用作柵電極的第三電極113、115。可以在柵極絕緣膜111上通過濺射法、CVD法或真空蒸鍍法形成成為第三電極113、115的導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上通過光刻工序形成抗蝕劑掩模，并使用該抗蝕劑掩模對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻來形成第三電極113、115。在本實(shí)施方式中在通過濺射法形成150nm厚的鈦膜之后，使用通過光刻工序形成的抗蝕劑掩模對(duì)鈦膜進(jìn)行蝕刻來形成第三電極113、115。通過上述工序，可以形成具有氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜107的薄膜晶體管133。接著，如圖8D所示，在柵極絕緣膜111及第三電極113、115上形成絕緣膜117之后，形成接觸孔119、121、123。絕緣膜117使用如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜等氧化物絕緣膜、或者如氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜或氮氧化鋁等氮化物絕緣膜形成?；蛘?，可以使用氧化物絕緣膜及氮化物絕緣膜的疊層。絕緣膜117通過濺射法、CVD法等形成。另外，在通過濺射法形成絕緣膜117的情況下，也可以將襯底101加熱到100°C至400°C，并引入包含氫、水、羥基或氫化物等被去除的高純度氮的濺射氣體使用硅靶材來形成絕緣膜。在此情況下，也優(yōu)選一邊去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等一邊形成絕緣膜。另外，在形成絕緣膜117之后，還可以在大氣中以100°C以上且200°C以下進(jìn)行I小時(shí)以上且30小時(shí)以下的加熱處理。通過該加熱處理,可以得到常截止(normally off)狀態(tài)的薄膜晶體管。由此，可以提高顯示裝置或半導(dǎo)體裝置的可靠性。通過光刻工序形成抗蝕劑掩模，選擇性地進(jìn)行蝕刻去除柵極絕緣膜111及絕緣膜117的一部分，來形成到達(dá)第一電極105、第二電極109以及第三電極113、115的接觸孔119、121、123。
接著，在柵極絕緣膜111上以及接觸孔119、121、123中形成導(dǎo)電膜之后，使用通過光刻工序形成的抗蝕劑掩模對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻來形成布線125、127、129、131。另外，也可以通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。由于若通過噴墨法形成抗蝕劑掩模則不使用光掩模，所以可以減少制造成本。布線125、127、129及131可以與第一電極105類似方法地形成。另外，在第三電極113、115以及布線125、127、129及131之間也可以設(shè)置用于平坦化的平坦化絕緣膜。作為平坦化絕緣膜的典型例子，可以使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂等具有耐熱性的有機(jī)材料來形成。此外，除了這些有機(jī)材料以夕卜，還可以使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷類樹酯、PSG(磷硅酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)等。另外，也可以層疊使用這些材料而形成的多個(gè)絕緣膜，來形成平坦化絕緣膜。另外，硅氧烷類樹脂相當(dāng)于以硅氧烷類材料為起始材料而形成的包含Si-O-Si鍵的樹脂。作為硅氧烷類樹脂的取代基，也可以使用有機(jī)基(例如烷基、芳基)、氟基團(tuán)。另夕卜，有機(jī)基也可以具有氟基團(tuán)。對(duì)平坦化絕緣膜的形成方法沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料利用如下方法及設(shè)備溉射法、SOG法、旋涂、浸潰、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)等的方法；刮片、輥涂機(jī)、幕涂機(jī)、刮刀涂布機(jī)等的設(shè)備。如上所述，可以降低在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫濃度，并實(shí)現(xiàn)高純度化。由此，可以實(shí)現(xiàn)氧化物半導(dǎo)體膜的穩(wěn)定化。另外，通過玻璃轉(zhuǎn)移溫度以下的加熱處理可以形成少數(shù)載流子的數(shù)量極少，帶隙寬的氧化物半導(dǎo)體膜。由此，由于可以使用大面積襯底制造薄膜晶體管，所以可以提高產(chǎn)量。另外，通過使用該氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D8A和8B及圖9A和9B說明具有與實(shí)施方式4不同的氧化物半導(dǎo)體膜的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，例如薄膜晶體管。與實(shí)施方式4類似地，如圖8A所示，在襯底101上形成絕緣膜103及第一電極105。接著，如圖SB所示，在第一電極105上形成氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109。接著，進(jìn)行第一加熱處理。本實(shí)施方式中的第一加熱處理與上述實(shí)施方式中的第一加熱處理不同，通過該加熱處理，如圖9B所示，可以形成在其表面中形成有晶粒的氧化物半導(dǎo)體膜151。在本實(shí)施方式中，使用由從電阻發(fā)熱體等的發(fā)熱體的熱傳導(dǎo)和熱輻射的至少一種來加熱被處理物的裝置而進(jìn)行第一加熱處理。在此，加熱處理的溫度為500°C以上且7000C以下，優(yōu)選為650°C以上且700°C以下。另外，雖然對(duì)于加熱處理溫度的上限從發(fā)明的本質(zhì)的部分沒有要求，但是加熱處理溫度的上限需要在襯底101的耐熱性的范圍內(nèi)。另外，加熱處理的時(shí)間優(yōu)選為I分鐘以上且10分鐘以下。由于通過對(duì)第一加熱處理應(yīng)用RTA處理來可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行加熱處理，所以可以減少對(duì)于襯底101的熱影響。換言之，與進(jìn)行很長(zhǎng)時(shí)間的加熱處理的情況相比，可以上升加熱處理溫度的上限。另外，在氧化物半導(dǎo)體膜的表面附近可以選擇性地形成所指定的結(jié)構(gòu)的晶粒。作為在本實(shí)施方式中可以使用的加熱裝置，有GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal 氣體快速熱退火)裝置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal :燈快速熱退火)裝置等的 RTA (Rapid Thermal Anneal :快速熱退火)裝置。LRTA裝置是通過齒素?zé)?、金齒燈、氣弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或者高壓汞燈等的燈發(fā)射的光(電磁波)輻射來加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是使用高溫的氣體進(jìn)行加熱處理的裝置。作為氣體，使用即使進(jìn)行加熱處理也不與被處理物產(chǎn)生反應(yīng)的惰性氣體如氬等的稀有氣體或氮。例如，作為第一加熱處理，也可以進(jìn)行GRTA，該GRTA是如下處理將襯底移動(dòng)到加熱到650°C至700°C的高溫的氮或稀有氣體等的惰性氣體氣氛中，在進(jìn)行幾分鐘的加熱之后，從在加熱到高溫的惰性氣體中取出襯底。通過使用GRTA，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高溫加熱處理。另外，在第一加熱處理中，優(yōu)選不使氮或氦、氖、氬等稀有氣體包含氫、水、羥基或氫化物等?；蛘撸瑑?yōu)選將引入在加熱處理裝置中的氮或氦、氖、氬等稀有氣體的純度設(shè)定為6N(99. 9999% )以上，優(yōu)選設(shè)定為7N(99. 99999% )以上(即雜質(zhì)濃度為Ippm以下，優(yōu)選為0. Ippm 以下)。另外，上述加熱處理只要在形成氧化物半導(dǎo)體膜107之后就可以隨時(shí)進(jìn)行，但是為了促進(jìn)脫水化或脫氫化，優(yōu)選在氧化物半導(dǎo)體膜107的表面上設(shè)置其他結(jié)構(gòu)要素之前進(jìn)行上述加熱處理。另外，上述加熱處理不局限于進(jìn)行一次，而可以進(jìn)行多次。在此，圖9B示出圖9A的虛線部153的放大圖。氧化物半導(dǎo)體膜151具有以非晶氧化物半導(dǎo)體為主要結(jié)構(gòu)的非晶區(qū)155和形成在氧化物半導(dǎo)體膜151的表面中的晶粒157。另外，晶粒157形成在離氧化物半導(dǎo)體膜151的表面的深度為20nm以下的區(qū)域(即表面附近)。但是，在氧化物半導(dǎo)體膜151的厚度變厚的情況下不局限于此。例如，在氧化物半導(dǎo)體膜151的厚度為200nm以上的情況下，“表面的附近(表面附近)”是指離氧化物半導(dǎo)體膜151的表面的厚度(深度)為氧化物半導(dǎo)體膜的厚度的10%以下的區(qū)域。在此，非晶區(qū)155主要包含非晶氧化物半導(dǎo)體膜。另外，“主要”是指例如占有50%以上區(qū)域的狀態(tài)。在此情況下，非晶氧化物半導(dǎo)體膜在非晶區(qū)155中以volume^ (或weight%)占有50%以上的狀態(tài)。換言之，非晶區(qū)在某些情況下除非晶氧化物半導(dǎo)體膜以外還包含氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶等，其含有率優(yōu)選以volume% (或weights)小于50%,但是不局限于這些范圍內(nèi)。在作為氧化物半導(dǎo)體膜的材料使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體時(shí)，上述非晶區(qū)155的組成優(yōu)選為Zn的含量(atomic % )小于In或Ga的含量(atomic % )。這是因?yàn)橥ㄟ^具有上述組成，可以容易形成所指定的組成的晶粒157的緣故。然后，與實(shí)施方式4類似地，形成柵極絕緣膜和用作柵電極的第三電極來制造薄
膜晶體管。由于氧化物半導(dǎo)體膜151的表面附近與柵極絕緣膜接觸，所以成為溝道。通過成為溝道的區(qū)域具有晶粒，在源極、溝道以及漏極之間的電阻減少的同時(shí)，載流子遷移率上升。由此，具有該氧化物半導(dǎo)體膜151的薄膜晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率上升，并可以實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的良好的電特性。另外，由于晶粒157與非晶區(qū)155相比穩(wěn)定，所以當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體膜151的表面 附近具有晶粒157時(shí)，可以降低在非晶區(qū)155中引入雜質(zhì)(例如，氫、水、羥基或氫化物等)。由此，可以提高氧化物半導(dǎo)體膜151的可靠性。通過上述步驟，可以降低在氧化物半導(dǎo)體膜中的氫濃度，并實(shí)現(xiàn)高純度化。由此，可以實(shí)現(xiàn)氧化物半導(dǎo)體膜的穩(wěn)定化。另外，通過玻璃轉(zhuǎn)移溫度以下的加熱處理可以形成少數(shù)載流子的數(shù)量極少，帶隙寬的氧化物半導(dǎo)體膜。由此，由于可以使用大面積襯底制造薄膜晶體管，所以可以提高產(chǎn)量，另外，通過使用該氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(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)D8A至8E說明圖IA和IB所示的薄膜晶體管的制造工序。與實(shí)施方式4類似地，如圖8A所示，在襯底101上形成第一電極105。接著，如圖8B所示，在第一電極105上形成氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109。另外，在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，進(jìn)行引入氬氣體并產(chǎn)生等離子體的反濺射，去除附著在第一電極105的表面上的塵屑或氧化膜，由此可以使第一電極105及氧化物半導(dǎo)體膜的界面的電阻降低，因此這是優(yōu)選的。另外，也可以使用氮?dú)夥?、氦氣氛等代替氬氣氛。在襯底101及第一電極105上通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜。接著，在氧化物半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜。在本實(shí)施方式中，通過使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體成膜用靶材的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施方式中，在保持為減壓狀態(tài)的處理室內(nèi)保持襯底，將襯底加熱到室溫或低于400°C。然后，去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等，引入氫、水、羥基或氫化物等被去除的濺射氣體，在絕緣膜103及第一電極105上形成氧化物半導(dǎo)體膜。為了去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、鈦升華泵。另外，作為排氣單元，也可以使用具有冷阱的渦輪泵。在通過使用低溫泵排氣的處理室中，由于例如氫、水、羥基或氫化物等(更優(yōu)選的是包含碳原子的化合物)排出，所以可以降低氧化物半導(dǎo)體膜所含有的雜質(zhì)的濃度。另外，通過一邊通過低溫泵去除殘留在處理室內(nèi)的氫、水、羥基或氫化物等一邊進(jìn)行濺射形成，在襯底溫度為室溫至低于400°C的情況下也可以形成減少氫原子、水等雜質(zhì)的氧化物半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施方式中，應(yīng)用如下成膜條件襯底和靶材之間的距離為100mm;壓力為0. 6Pa ;直流(DC)電源為0. 5kff ;在氧(氧流量比率為100% )的氣氛下。另外，通過使用脈沖直流(DC)電源，可以減少在進(jìn)行成膜時(shí)產(chǎn)生的粉狀物質(zhì)(也稱為微粒、塵屑等)，并且膜厚分布也變得均勻，所以這是優(yōu)選的。氧化物半導(dǎo)體膜的厚度優(yōu)選為30nm以上且3000nm以下。另外，由于根據(jù)所應(yīng)用的氧化物半導(dǎo)體膜材料，適當(dāng)?shù)暮穸炔煌愿鶕?jù)材料適當(dāng)?shù)剡x擇厚度既可。另外，形成氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)的濺射法及濺射裝置可以適當(dāng)?shù)厥褂媒^緣膜103所示的濺射法及濺射裝置。接著，成為第二電極109的導(dǎo)電膜可以適當(dāng)?shù)厥褂眯纬傻谝浑姌O105的材料及方 法。接著，與實(shí)施方式4類似地，對(duì)成為第二電極109的導(dǎo)電膜及氧化物半導(dǎo)體膜107的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，形成島狀的第二電極109及島狀的氧化物半導(dǎo)體膜107。為了形成所希望的形狀的氧化物半導(dǎo)體膜107及第二電極109，根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻條件(蝕刻劑、蝕刻時(shí)間、溫度等)。接著，如圖8C所示，與實(shí)施方式4類似地，在第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107、第二電極109上形成柵極絕緣膜111。優(yōu)選使柵極絕緣膜111與氧化物半導(dǎo)體膜107的界面特性為良好，通過使用微波(2.45GHz)的高密度等離子體CVD法形成柵極絕緣膜111，可以形成致密且具有高耐壓性和高品質(zhì)的絕緣膜，因此這是優(yōu)選的。另外，只要使作為柵極絕緣膜可以形成良好的絕緣膜，則可以應(yīng)用濺射法或等離子體CVD法等其他形成方法。另外，優(yōu)選在形成柵極絕緣膜111之前進(jìn)行反濺射，使得至少去除附著在氧化物半導(dǎo)體膜107的表面上的抗蝕劑殘?jiān)?。另外，也可以在形成柵極絕緣膜111之前，通過使用N20、N2*Ar等的氣體的等離子體處理，去除附著在被露出的氧化物半導(dǎo)體膜的表面上的氫、水、羥基或氫化物等。另外，也可以使用氧和氬的混合氣體進(jìn)行等離子體處理。在進(jìn)行等離子體處理的情況下，優(yōu)選以不接觸到大氣的方式形成與氧化物半導(dǎo)體膜的一部分接觸的柵極絕緣膜111。另外，為了在柵極絕緣膜111中盡量不包含氫、水、羥基或氫化物等，優(yōu)選作為預(yù)處理，在濺射裝置的預(yù)熱室中對(duì)形成有第一電極105至第二電極109的襯底101進(jìn)行預(yù)熱，使吸附到襯底101的氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)脫離并排出。或者，優(yōu)選在形成柵極絕緣膜111之后，對(duì)襯底101在濺射裝置的預(yù)熱室進(jìn)行預(yù)熱，使吸附到襯底101的氫、水、羥基或氫化物等雜質(zhì)脫離并排出。另外預(yù)熱的溫度為100°C以上且400°C以下，優(yōu)選為150°C以上且300°C以下。另外，設(shè)置在預(yù)熱室的排氣單元優(yōu)選是低溫泵。另外，也可以省略該預(yù)熱處理。柵極絕緣膜111也可以采用從第一電極105、氧化物半導(dǎo)體膜107以及第二電極109上順序?qū)盈B氧化硅膜和氮化硅膜的結(jié)構(gòu)。例如，也可以作為第一柵極絕緣膜通過濺射法形成5nm以上且300nm以下的氧化硅膜(SiOx (x > 0))，在第一柵極絕緣膜上作為第二柵極絕緣膜層疊50nm以上且200nm以下的氮化娃膜(SiNy (y > 0)),由此形成柵極絕緣膜111。接著，如圖SC所示，與實(shí)施方式4類似地，在柵極絕緣膜111上形成用作柵電極的第三電極113、115。
通過上述步驟，可以形成具有氫濃度降低了的氧化物半導(dǎo)體膜107的薄膜晶體管133。在如上所述那樣形成氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)，通過去除殘留在反應(yīng)氣氛中的氫、水、羥基或氫化物等，可以降低該氧化物半導(dǎo)體膜中的氫濃度。由此，可以實(shí)現(xiàn)氧化物半導(dǎo)體膜的
穩(wěn)定化。
接著，如圖8D所示，與實(shí)施方式4類似地，在柵極絕緣膜111及第三電極113、115上形成絕緣膜117之后，形成接觸孔119、121、123。接著，如圖8E所示，與實(shí)施方式4類似地，形成布線125、127、129。另外，在形成絕緣膜117之后，與實(shí)施方式4類似地，還可以在大氣中以100°C以上且200°C以下進(jìn)行I小時(shí)以上且30小時(shí)以下的加熱處理。通過該加熱處理，可以得到常截止?fàn)顟B(tài)的薄膜晶體管。由此，可以提高顯示裝置或半導(dǎo)體裝置的可靠性。另外，還可以在第三電極113、115及布線125、127、129之間設(shè)置用于平坦化的平坦化絕緣膜。如上所述那樣形成氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)，通過去除殘留在反應(yīng)氣氛中的氫、水、羥基或氫化物等，可以降低該氧化物半導(dǎo)體膜中的氫濃度，并可以實(shí)現(xiàn)高純度化。由此，可以實(shí)現(xiàn)氧化物半導(dǎo)體膜的穩(wěn)定化。另外，通過玻璃轉(zhuǎn)移溫度以下的加熱處理可以形成少數(shù)載流子的數(shù)量極少，帶隙寬的氧化物半導(dǎo)體膜。由此，由于可以使用大面積襯底制造薄膜晶體管，所以可以提高產(chǎn)量，另外，通過使用該氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜，可以制造適合于高清晰化，工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)幾乎不流過電流的薄膜晶體管。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D10及圖11說明使用上述實(shí)施方式所示的薄膜晶體管的顯示裝置的元件襯底及像素結(jié)構(gòu)。圖10示出顯示裝置的顯示部中的像素160的俯視圖，圖11示出沿著圖10的虛線A-B及C-D的截面圖。在本實(shí)施方式中，作為控制像素電極的電位的像素薄膜晶體管，使用實(shí)施方式I所示的薄膜晶體管133而說明，但是可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌麑?shí)施方式所示的薄膜晶體管。用作薄膜晶體管133的源電極和漏電極中的一方的第一電極105與像素電極167連接。用作薄膜晶體管133的源電極和漏電極中的另一方的第二電極109通過導(dǎo)電膜165與信號(hào)線161連接。另外，使用與形成第一電極105相同的層形成電容布線163。導(dǎo)電膜165及像素電極167形成在用于平坦化的平坦化絕緣膜171上。另外，實(shí)施方式I至6所示的薄膜晶體管由于使用氫濃度降低了并高純度化了的氧化物半導(dǎo)體膜，所以截止電流低。由此，不需要設(shè)置保持對(duì)像素電極施加的信號(hào)電壓的電容元件。換言之，由于不需要追加設(shè)置電容布線163，所以可以提高像素的開口率。平坦化絕緣膜171可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式4所示的平坦化絕緣膜的材料。像素電極167根據(jù)各顯示裝置使用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電膜來形成。本實(shí)施方式所示的元件襯底可以適當(dāng)?shù)厥褂糜谝壕э@示裝置、發(fā)光顯示裝置、電泳顯示裝置等其他顯示裝置。另外，像素的結(jié)構(gòu)不局限于圖10及圖11，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置薄膜晶體管、二極管、電容元件。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式8在本實(shí)施方式中，說明如下情況制造薄膜晶體管，并將該薄膜晶體管應(yīng)用于像素部和外圍電路部(驅(qū)動(dòng)電路等)來制造具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(顯示裝置)。通過將外圍電路部的一部或全部一體形成在與像素部相同的襯底上，可以形成系統(tǒng)整合型面板(system-on-panel)。顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件,可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)等。在發(fā)光元件的范圍內(nèi)包括利用電流或電壓控制亮度的元件，具體而言，包括無機(jī)EL(Electro Luminescence :電致發(fā)光)元件、有機(jī)EL元件等。此外，也可以應(yīng)用電子墨水等對(duì)比度因電作用而變化的顯示介質(zhì)。此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模塊。再者，構(gòu)成顯示裝置的元件襯底在各像素部中具備用于將電流供給到顯示元件的單元。具體而言，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是形成成為像素電極的導(dǎo)電層之后且進(jìn)行蝕刻之前的狀態(tài)。以下，在本實(shí)施方式中示出液晶顯示裝置的一個(gè)例子。圖12A1、12A2及12B是一種面板的平面圖及截面圖，其中使用第二襯底4006和密封材料4005將形成在第一襯底4001上的薄膜晶體管4010及薄膜晶體管4011和液晶元件4013密封。這里，圖12A1和12A2相當(dāng)于平面圖，而圖12B相當(dāng)于沿著圖12A1和12A2的M-N線的截面圖。以圍繞設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004的方式設(shè)置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。換言之，像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004與液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封材料4005和第二襯底4006密封。此外，在第一襯底4001上的與由密封材料4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003，該信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003使用單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成在另外準(zhǔn)備的襯底上。另外，對(duì)于分開形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒有特別的限制，可以適當(dāng)?shù)夭捎肅OG方法、引線鍵合方法、TAB方法等。圖12A1是通過COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的例子，而圖12A2是通過TAB方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的例子。此外，設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004的每一個(gè)包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖12B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004所包括的薄膜晶體管4011。薄膜晶體管4010及薄膜晶體管4011上設(shè)置有絕緣膜 4020。例如，薄膜晶體管4010及薄膜晶體管4011可以應(yīng)用上述實(shí)施方式等所示的任何
薄膜晶體管。另外，液晶元件4013所具有的像素電極4030與薄膜晶體管4010電連接。而且，液晶元件4013的對(duì)置電極4031形成在第二襯底4006上。液晶元件4013由上述像素電極4030、對(duì)置電極4031和液晶層4008形成。另外，像素電極4030、對(duì)置電極4031分別設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜4032及絕緣膜4033，且像素電極4030、對(duì)置電極4031隔著該絕緣膜4032及絕緣膜4033夾有液晶層4008。、
另外，作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式I所示的襯底101。另外，可以使用金屬(典型是不銹鋼)、陶瓷、塑料等。作為塑料，可以使用FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics :纖維增強(qiáng)塑料)襯底、PVF (聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜等。另外，也可以使用具有將鋁箔夾在PVF膜或聚酯膜之間的結(jié)構(gòu)的薄片。此外，柱狀隔離物4035是為控制像素電極4030和對(duì)置電極4031之間的距離(單元間隙)而設(shè)置的。柱狀隔離物4035是通過對(duì)絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而獲得的。另外，還可以使用球狀隔離物代替柱狀隔離物。另外，對(duì)置電極4031電連接于設(shè)置在與薄膜晶體管4010同一襯底上的共同電位線。例如，能夠通過配置在一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電粒子電連接對(duì)置電極4031和共同電位線。另外，導(dǎo)電粒子優(yōu)選包含在密封材料4005中。另外，還可以使用不需要取向膜的顯示藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相的一種，是指因升溫而即將從膽留相轉(zhuǎn)變到均質(zhì)相之前出現(xiàn)的相。由于藍(lán)相只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)，所以優(yōu)選使用混合有5wt%以上的手性試劑的液晶組成物。由此，能夠改善溫度范圍。包含顯示藍(lán)相的液晶和手性試劑的液晶組成物具有如下特征響應(yīng)時(shí)間短，即為IOy s至 IOOu s ;具有光學(xué)各向同性而不需要取向處理；視角依賴性小。另外，雖然在本實(shí)施方式中示出透過型液晶顯示裝置的一個(gè)例子，但是不局限于此，既可為反射型液晶顯示裝置又可為半透過型液晶顯示裝置。另外，雖然在本實(shí)施方式所示的液晶顯示裝置中示出在襯底的外側(cè)(觀看一側(cè))設(shè)置偏振片，并在內(nèi)側(cè)設(shè)置著色層、用于顯示元件的電極的例子，但是也可以在襯底的內(nèi)側(cè)設(shè)置偏振片。另外，偏振片和著色層的疊層結(jié)構(gòu)也不局限于本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，只要根據(jù)偏振片和著色層的材料或制造工序條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。另外，還可以設(shè)置黑掩模(黑矩陣)作為遮光膜。另外，在本實(shí)施方式中，為減少起因于薄膜晶體管的表面凹凸，利用絕緣膜4020覆蓋上述實(shí)施方式中獲得的薄膜晶體管，但是所公開的發(fā)明不局限于此。作為絕緣膜4020，可以適當(dāng)?shù)厥褂脤?shí)施方式4所示的平坦化絕緣膜的材料。像素電極4030和對(duì)置電極4031可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為IT0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。另外，像素電極4030和對(duì)置電極4031還可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物。使用導(dǎo)電組成物而形成的像素電極的薄層電阻優(yōu)選為I. OXIO4Q/sq.以下,且波長(zhǎng)優(yōu)選為550nm時(shí)的透光率為70%以上。另外,包含在導(dǎo)電組成物中的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為0. I Q cm以下。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的電子共軛類導(dǎo)電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者上述材料中的兩種以上的共聚物等。另外，供給信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004、像素部4002等的各種信號(hào)是從FPC4018供給的。另外，連接端子電極4015由與液晶元件4013所具有的像素電極4030相同的導(dǎo)電膜形成，并且端子電極4016由與薄膜晶體管4010及薄膜晶體管4011的源電極或漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。此外，雖然在圖12A1U2A2以及12B中示出分開形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003并將該信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003安裝在第一襯底4001上的例子，但是本實(shí)施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以分開地形成掃描線驅(qū)動(dòng)電路而安裝，又可以分開地僅形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分而安裝。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式9 在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D13說明作為半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的有源矩陣型電子紙。能夠與上述實(shí)施方式所示的晶體管類似地制造用于半導(dǎo)體裝置的薄膜晶體管650。圖13所示的電子紙是采用旋轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置的一個(gè)例子。旋轉(zhuǎn)球顯示方式是指一種方法，其中將一個(gè)半球表面為黑色而另一個(gè)半球表面為白色的球形粒子配置在第一電極與第二電極之間，并且在第一電極與第二電極之間產(chǎn)生電位差來控制旋轉(zhuǎn)球的方向，以進(jìn)行顯示。設(shè)置在襯底600上的薄膜晶體管650是所公開的發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管，其結(jié)構(gòu)中氧化物半導(dǎo)體膜被該氧化物半導(dǎo)體膜上方的源電極或漏電極與該氧化物半導(dǎo)體膜下方的源電極或漏電極夾持。另外，源電極或漏電極通過形成在絕緣膜中的接觸孔電連接于第一電極660。在襯底602上設(shè)置有第二電極670,并且在第一電極660和第二電極670之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)球680，該旋轉(zhuǎn)球680具有黑色區(qū)680a和白色區(qū)680b。另外，在旋轉(zhuǎn)球680的周圍充滿有樹脂等的填料682 (參照?qǐng)D13)。在圖13中，第一電極660相當(dāng)于像素電極，并且第二電極670相當(dāng)于公共電極。第二電極670與設(shè)置在與薄膜晶體管650同一個(gè)襯底上的公共電位線電連接。還可以使用電泳顯示元件而代替旋轉(zhuǎn)球。在此情況下，例如使用直徑為大約10 m至200 左右的微膠囊，該微膠囊封入有透明的液體、帶正電的白色微粒和帶負(fù)電的黑色微粒。當(dāng)由第一電極和第二電極施加電場(chǎng)時(shí)，白色微粒和黑色微粒移動(dòng)到相反方向，從而顯示白色或黑色。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈。此外，即使在亮度不夠的地方也可以辨別顯示部。另外，還有如下優(yōu)點(diǎn)即使不向顯示部供應(yīng)電源，也可以保持顯示過一次的圖像。如上所述，通過使用所公開的發(fā)明，可以制造高性能的電子紙。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式10在本實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體裝置示出發(fā)光顯示裝置的例子。在此，使用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件而示出顯示裝置所具有的顯示元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件是根據(jù)其發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無機(jī)化合物而區(qū)分的，一般來說，前者被稱為有機(jī)EL元件，而后者被稱為無機(jī)EL元件。在有機(jī)EL元件中，通過對(duì)發(fā)光元件施加電壓，電子及空穴從一對(duì)電極分別注入到包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，而流過電流。然后，由于這些載流子(電子及空穴)重新結(jié)合，而獲得發(fā)光。根據(jù)這種機(jī)理，該發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。無機(jī)EL元件根據(jù)其元件的結(jié)構(gòu)而分類為分散型無機(jī)EL元件和薄膜型無機(jī)EL元件。分散型無機(jī)EL元件包括在粘合劑中分散有發(fā)光材料的粒子的發(fā)光層，且其發(fā)光機(jī)理是利用供體能級(jí)和受體能級(jí)的供體-受體重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機(jī)EL元件具有利用電介質(zhì)層夾持發(fā)光層并進(jìn)一歩利用電極夾持該夾有發(fā)光層的電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，且其發(fā)光機(jī)理是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的定域型發(fā)光。另外，在此作為發(fā)光元件使用有機(jī)EL元件而進(jìn)行說明。接著，參照?qǐng)D14A和14B說明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的ー個(gè)方式的發(fā)光顯示面板(也稱為發(fā)光面板)的外觀及截面。圖14A和14B是ー種面板的平面圖及截面圖，其中使用第ニ襯底4506和密封材料4505密封形成在第一襯底4501上的薄膜晶體管4509、薄膜晶體管4510及發(fā)光元件4511。這里，圖14A示出平面圖，而圖14B相當(dāng)于沿著圖14A的H-I線的截面圖。以圍繞設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b的方式設(shè)置有密封材料4505。另外，在像素部4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b上設(shè)置有第二襯底4506。就是說，像素部4502、信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b由第ー襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506與填料4507 —起密封。像這樣，優(yōu)選使用氣密性高且脫氣少的保護(hù)薄膜(貼合薄膜、紫外線固化樹脂薄膜等)或覆蓋材料等進(jìn)行封裝(封入)。此外，設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b的姆ー個(gè)包括多個(gè)薄膜晶體管，在圖14B中，例示包括在像素部4502中的薄膜晶體管4510和包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a中的薄膜晶體管4509。作為薄膜晶體管4509及薄膜晶體管4510，可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的任何薄膜晶體管。此外，發(fā)光兀件4511所具有的作為像素電極的第一電極4517與薄膜晶體管4510的源電極或漏電極電連接。另外，發(fā)光兀件4511的結(jié)構(gòu)是由第一電極4517、發(fā)光層4513、第二電極4514構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)，但是不局限于本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)。可以根據(jù)從發(fā)光元件4511取出的光的方向等而適當(dāng)?shù)馗淖兩鲜鼋Y(jié)構(gòu)。在第一電極4517、第二電極4514中，作為用作陰極的電極，可以使用功函數(shù)低且反射光的導(dǎo)電膜。例如，優(yōu)選地使用諸如Ca、Al、MgAg、或AlLi等的材料來形成用作陰極的電極。用作陽極的電極使用透過光的導(dǎo)電材料形成。例如，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料，諸如含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。使用有機(jī)樹脂膜、無機(jī)絕緣膜或有機(jī)聚硅氧烷等來形成分隔壁4520。特別優(yōu)選的是，使用感光材料，在第一電極4517上形成開ロ，并且將該開ロ的側(cè)壁形成為具有連續(xù)的曲率的傾斜面來形成分隔壁4520。發(fā)光層4513既可以由單層構(gòu)成，又可以由多層的疊層構(gòu)成。也可以在第二電極4514及分隔壁4520上形成保護(hù)膜，以防止氧、氫、水、ニ氧化碳等侵入到發(fā)光元件4511中。作為保護(hù)膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。
另外，供給到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b及像素部4502等的各種信號(hào)是從FPC4518a、FPC4518b供給的。在本實(shí)施方式中，不出如下例子連接端子電極4515由與發(fā)光兀件4511的第一電極4517相同的導(dǎo)電膜形成，并且端子電極4516由與薄膜晶體管4509、薄膜晶體管4510的源電極或漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4515通過各向異性導(dǎo)電膜4519電連接到FPC4518a所具有的端子。位于從發(fā)光元件4511取出光的方向上的襯底需要具有透光性。作為具有透光性的襯底，有玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜等。作為填料4507，除了氮、氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固 化樹脂等。例如，可以使用PVC(聚氯こ烯)、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、PVB(聚こ烯醇縮丁醛)、EVA(こ烯-醋酸こ烯酷)等。在本實(shí)施方式中，示出作為填料使用氮的例子。若有需要，則還可以在發(fā)光元件的發(fā)射面上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、或?yàn)V色片等的光學(xué)薄膜。另外，也可以對(duì)表面進(jìn)行抗反射處理。例如，可以進(jìn)行抗眩光處理，該處理可以通過利用表面的凹凸來擴(kuò)散反射光，降低眩光。信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504b也可以由分開準(zhǔn)備的襯底上的單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。此外，也可以分開地僅形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路或其一部分、或者掃描線驅(qū)動(dòng)電路或其一部分而安裝。本實(shí)施方式不局限于圖14A和14B的結(jié)構(gòu)。通過上述エ序，可以制造高性能的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式11在本實(shí)施方式中，對(duì)具備上述實(shí)施方式所說明的顯示裝置的電子設(shè)備的例子進(jìn)行說明。圖15A是便攜式游戲機(jī)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、記錄媒體插入部9672等。圖15A所示的便攜式游戲機(jī)可以有如下功能讀出儲(chǔ)存在記錄媒體中的程序或數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部上；通過與其他便攜式游戲機(jī)進(jìn)行無線通信而實(shí)現(xiàn)信息共享；等。另外，圖15A所示的便攜式游戲機(jī)可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖15B是數(shù)碼相機(jī)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、快門按鈕9676、圖像接收部9677等。圖15B所示的具有電視圖像接收功能的數(shù)碼相機(jī)可以具有如下功能拍攝靜止圖像；拍攝動(dòng)態(tài)圖像；對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)校正；由天線接收各種信息；對(duì)所拍攝的圖像或由天線接收到的信息進(jìn)行儲(chǔ)存；將所拍攝的圖像或由天線接收到的信息顯示在顯示部上；等。另外，圖15B所示的具有電視圖像接收功能的數(shù)碼相機(jī)可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖15C是電視圖像接收機(jī)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636等。圖15C所示的電視圖像接收機(jī)可以具有如下功能對(duì)電視電波進(jìn)行處理而將其轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)；對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理并將其轉(zhuǎn)換為適于顯示的信號(hào)；對(duì)圖像信號(hào)的幀頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換；等。另外，圖15C所示的電視圖像接收機(jī)可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖16A是計(jì)算機(jī)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子9636、定位裝置9681、外部連接端ロ 9680等。圖16A所示的計(jì)算機(jī)可以具有如下功能將各種信息(靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)顯示在顯示部上；利用各種軟件(程序)控制處理；無線通信或有線通信等的通信；利用通信功能而連接到各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；利用通信功能進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收；等。另外，圖16A所示的計(jì)算機(jī)可以具有各種功能，而不局限于這些功能。接著，圖16B是手機(jī)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、麥克風(fēng)9638等。圖16B所示的手機(jī)可以具有如下功能顯示各種信息(靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)；將日歷、日期或時(shí)刻等顯示在顯示部上；對(duì)顯示在顯示部上的信息進(jìn)行操作或編輯；利用各種軟件(程序)控制處理；等。另外，圖16B所示的手機(jī)可以具有各種功能，而不局限于這些功能。接著，圖16C是電子紙(也稱為電子閱讀器)，其可以包括殼體9630、顯示部9631、操作鍵9635等。圖16C所示的電子閱讀器可以具有如下功能顯示各種信息(靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)；將日歷、日期或時(shí)刻等顯示在顯示部上；對(duì)顯示在顯示部上的信息進(jìn)行操作或編輯；利用各種軟件(程序)控制處理；等。另外，圖16C所示的電子紙可以具有各種功能，而不局限于這些功能。本實(shí)施方式所述的電子設(shè)備在顯示部所包含的多個(gè)像素中可以減少截止電流。由此，可以保持使用存儲(chǔ)電容器能夠保持電壓的期間長(zhǎng)，可以形成具備可以實(shí)現(xiàn)顯示靜止圖像等時(shí)的低功耗化的顯示裝置的電子設(shè)備。另外，通過實(shí)現(xiàn)開ロ率的提高，可以形成具有高 清晰度的顯示部的顯示裝置。本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。本說明書根據(jù)2009年10月30日在日本專利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào)2009-251060而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括 襯底； 所述襯底上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的第一電極； 所述第一電極上的氧化物半導(dǎo)體膜； 所述氧化物半導(dǎo)體膜上的第二電極； 覆蓋所述第一電極、所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二電極的柵極絕緣膜；以及隔著所述柵極絕緣膜與所述氧化物半導(dǎo)體膜的側(cè)表面相鄰的第三電極，所述第三電極與所述柵極絕緣膜接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，還包括設(shè)置在所述第三電極上的第二絕緣膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二絕緣膜具有疊層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一絕緣膜具有疊層結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述柵極絕緣膜包含氮化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一電極用作源電極和漏電極中的一方，所述第二電極用作所述源電極和所述漏電極中的另一方，并且所述第三電極用作柵電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的載流子濃度為.5 X IO14/cm3 以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的氫濃度為5X1019/cm3以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的溝道區(qū)包含晶粒。
10.一種半導(dǎo)體裝置，包括 襯底； 所述襯底上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的第一電極； 所述第一電極上的氧化物半導(dǎo)體膜； 所述氧化物半導(dǎo)體膜上的第二電極； 覆蓋所述第一電極、所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二電極的柵極絕緣膜；以及隔著所述柵極絕緣膜與所述氧化物半導(dǎo)體膜的側(cè)表面相鄰的多個(gè)第三電極，所述多個(gè)第三電極與所述柵極絕緣膜接觸。
11.一種半導(dǎo)體裝置，包括 襯底； 所述襯底上的第一絕緣膜； 所述第一絕緣膜上的多個(gè)第一電極； 所述多個(gè)第一電極上的氧化物半導(dǎo)體膜； 所述氧化物半導(dǎo)體膜上的第二電極； 覆蓋所述多個(gè)第一電極、所述氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二電極的柵極絕緣膜；以及隔著所述柵極絕緣膜與所述氧化物半導(dǎo)體膜的側(cè)表面相鄰的多個(gè)第三電極，所述多個(gè)第三電極與所述柵極絕緣膜接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，還包括設(shè)置在所述多個(gè)第三電極上的第二絕緣膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第二絕緣膜具有疊層結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一絕緣膜具有疊層結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述柵極絕緣膜包含氮化硅。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述多個(gè)第一電極用作源電極和漏電極中的一方，所述第二電極用作所述源電極和所述漏電極中的另一方，并且所述多個(gè)第三電極用作柵電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的載流子濃度為5 X IO14/cm3 以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的氫濃度為5 X IO19/cm3 以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜的溝道區(qū)包含晶粒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管是工作速度快，在導(dǎo)通時(shí)能夠流過大電流，在截止時(shí)截止電流非常降低的晶體管。本發(fā)明是一種縱向薄膜晶體管，其中使用氧化物半導(dǎo)體膜形成溝道形成區(qū)，該氧化物半導(dǎo)體膜是氧化物半導(dǎo)體所包含的氫為5×1019/cm3以下，優(yōu)選為5×1018/cm3以下，更優(yōu)選為5×1017/cm3以下，去除氧化物半導(dǎo)體所包含的氫或OH基來使載流子濃度為5×1014/cm3以下，優(yōu)選為5×1012/cm3以下。
文檔編號(hào)H01L29/786GK102668095SQ201080047999
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所