JP6360580B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
ているため、水素元素を含む物質は酸化物半導体層を高純度化してI型に近づけることを
妨げる元素であるといえる」と記載されている。
化物、水素化物等である」と記載されている。
しきい値電圧がマイナス側にシフトすることが記載されている。
型に近づけることを妨げる分子である。
ると考えた。
提供することを第1の目的とする。
てI型に近づけることを妨げる元素である。
考えた。
することを第4の目的とする。
れば良い。
2の酸化物半導体層と接触させる。
中へ容易に移動してしまう。
Oの含有量と比較して多くすることができる。
ることによって、第2の酸化物半導体層中にH2Oを含有させることができるようになる
。
体層である。
電圧がマイナス側にシフトすることを防止することができる。
物半導体層中のH2Oの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の抵抗
率を下げることができる。
物半導体層中のH2Oの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の抵抗
率を下げることができる。
酸化物半導体層中のH2Oの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の
抵抗率を下げることができる。
物半導体層中のH2Oの含有量を増やすことができるので、第1の酸化物半導体層を有す
るトランジスタのしきい値電圧の値と、第2の酸化物半導体層を有するトランジスタのし
きい値電圧の値と、を異なる値にすることができる。
る。
れないことは明らかである。
体層を電極の少なくとも一部として用いる場合は、第2の酸化物半導体層中のH(水素)
の含有量を増やすために、Hを含む物質を第2の酸化物半導体層中に含有させても良い。
抵抗率を下げることができる。
オンドーピング又はイオン注入する方法等があるが限定されない。
法がある。
の下側を移動して第1の酸化物半導体層に到達してしまうことがある。
半導体層を有するトランジスタの電気的特性に影響を与えてしまう場合がある。
設けることが好ましい。
達するH2Oの量を減少することができる。
れたH2Oが第1の酸化物半導体層に到達する場合がある。
シリコンを有する層等を用いても良い。
スペースを有効利用することができる。
。
としてシリコンを有する層等を用いても良い。
酸化物半導体層と接触させる。
を含む物質を含有させることにより、水素を含む層を形成することができる。
ない。
を形成することができる。
ない。
半導体層中へ容易に移動してしまう。
量と比較して多くすることができる。
接触することによって、第2の酸化物半導体層中にHを含有させることができるようにな
る。
体層である。
きい値電圧がマイナス側にシフトすることを防止することができる。
物半導体層中のHの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の抵抗率を
下げることができる。
物半導体層中のHの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の抵抗率を
下げることができる。
酸化物半導体層中のHの含有量を増やすことができるので、第2の酸化物半導体層の抵抗
率を下げることができる。
物半導体層中のHの含有量を増やすことができるので、第1の酸化物半導体層を有するト
ランジスタのしきい値電圧の値と、第2の酸化物半導体層を有するトランジスタのしきい
値電圧の値と、を異なる値にすることができる。
れないことは明らかである。
Oと結合した状態で放出される場合がある。
の下側を移動して第1の酸化物半導体層に到達してしまうことがある。
半導体層を有するトランジスタの電気的特性に影響を与えてしまう場合がある。
設けることが好ましい。
達するH2Oの量を減少することができる。
放出されたH2Oが第1の酸化物半導体層に到達する場合がある。
の例を示す。
層上に第1の酸化物半導体層を有し、前記絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、前記
第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を有し、前記第1の酸化物半導体層上に第3の導
電層を有し、前記第2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、前記無機
絶縁層上に樹脂層を有し、前記第1の酸化物半導体層は、前記第1の導電層と重なる領域
を有し、前記樹脂層は、前記第1の酸化物半導体層と接触せず、前記樹脂層は、前記無機
絶縁層の有する孔の内側において、前記第2の酸化物半導体層と接触する部分を有するこ
とを特徴とする半導体装置である。
層上に第1の酸化物半導体層を有し、前記絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、前記
絶縁層上に第3の酸化物半導体層を有し、前記第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を
有し、前記第1の酸化物半導体層上に第3の導電層を有し、前記第2の導電層上及び前記
第3の導電層上に無機絶縁層を有し、前記無機絶縁層上に樹脂層を有し、前記第1の酸化
物半導体層は、前記第1の導電層と重なる領域を有し、前記樹脂層は、前記第1の酸化物
半導体層と接触せず、前記樹脂層は、前記無機絶縁層の有する孔の内側において、前記第
2の酸化物半導体層と接触する部分を有し、前記樹脂層は、前記第3の酸化物半導体層と
接触せず、前記基板は、第1の領域と第2の領域と第3の領域とを有し、前記第1の酸化
物半導体層は、前記第1の領域と重なる領域を有し、前記第2の酸化物半導体層は、前記
第2の領域と重なる領域を有し、前記第3の酸化物半導体層は、前記第3の領域と重なる
領域を有し、前記第3の領域は、前記第1の領域と前記第2の領域の間に位置することを
特徴とする半導体装置である。
層上に第1の層を有し、前記絶縁層上に第2の層を有し、前記第1の層上に第2の導電層
を有し、前記第1の層上に第3の導電層を有し、前記第2の導電層上及び前記第3の導電
層上に無機絶縁層を有し、前記無機絶縁層上に樹脂層を有し、前記第1の層は、インジウ
ムとガリウムと亜鉛と酸素とを有し、前記第2の層は、インジウムとガリウムと亜鉛と酸
素とを有し、前記第1の層は、前記第1の導電層と重なる領域を有し、前記樹脂層は、前
記第1の層と接触せず、前記樹脂層は、前記無機絶縁層の有する孔の内側において、前記
第2の層と接触する部分を有することを特徴とする半導体装置である。
層上に第1の層を有し、前記絶縁層上に第2の層を有し、前記絶縁層上に第3の層を有し
、前記第1の層上に第2の導電層を有し、前記第1の層上に第3の導電層を有し、前記第
2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、前記無機絶縁層上に樹脂層を
有し、前記第1の層は、インジウムとガリウムと亜鉛と酸素とを有し、前記第2の層は、
インジウムとガリウムと亜鉛と酸素とを有し、前記第3の層は、インジウムとガリウムと
亜鉛と酸素とを有し、前記第1の層は、前記第1の導電層と重なる領域を有し、前記樹脂
層は、前記第1の層と接触せず、前記樹脂層は、前記無機絶縁層の有する孔の内側におい
て、前記第2の層と接触する部分を有し、前記樹脂層は、前記第3の層と接触せず、前記
基板は、第1の領域と第2の領域と第3の領域とを有し、前記第1の層は、前記第1の領
域と重なる領域を有し、前記第2の層は、前記第2の領域と重なる領域を有し、前記第3
の層は、前記第3の領域と重なる領域を有し、前記第3の領域は、前記第1の領域と前記
第2の領域の間に位置することを特徴とする半導体装置である。
、酸化物半導体層中にH2Oを含有させることができる。
って、活性層の形成されていないスペースを有効利用することができる。
よって、酸化物半導体層中にHを含有させることができる。
当業者であれば容易に理解される。
ない。
符号又は同一のハッチングを異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略す
る。
図1は酸化物半導体層31と酸化物半導体層32とを有する半導体装置の一例である。
る。
きる。
できる。
して機能することができる。
して機能することができる。
ジスタの活性層等として機能することができる。
層等に限定されない。
0を有する。
中のH2Oの含有量を、酸化物半導体層32中のH2Oの含有量と比較して少なくするこ
とができる。
ジスタのしきい値電圧がマイナス側にシフトすることを防止することができる。
層32中のH2Oの含有量を、酸化物半導体層31の含有量と比較して多くすることがで
きる。
くすることによって、酸化物半導体層32の性質を酸化物半導体層31の性質と異なるも
のにすることができる。
ことができるので、酸化物半導体層32を配線、電極、抵抗素子の少なくとも一部として
用いることができる。
層32を有するトランジスタのしきい値電圧と酸化物半導体層31を有するトランジスタ
のしきい値電圧とを異なる値にすることができる。
ト電極として機能することができる領域と重ならない。
ル形成領域と重なる領域である。
2はチャネル形成領域を有さない。
できる。
る。
である。
できる。
る。
して機能することができる。
して機能することができる。
分を有する。
とができる。
として機能することができる。
上に導電層70を設けた例である。
る。
に設けても良い。
に設けても良い。
るので好ましい。
い。
せ、無機絶縁層50上及び樹脂層60上に導電層70を設けた例である。
層32と接触している。
できる。
50のかわりに、絶縁層56を設けた例である。無機絶縁層50の有する孔の内側に絶縁
層56を設け、絶縁層56上及び無機絶縁層50上に樹脂層60を設け、樹脂層60上及
び絶縁層56上に導電層70を設けた例ともいえる。
るので好ましい。
い。
容量素子を作製することができる。
、容量素子に蓄積できる容量を増やすことができる。
層60よりも薄くすることができる。
くすることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
例えば、酸化物半導体層31中へのH2Oの侵入を防止することが好ましい。
の間を移動して酸化物半導体層31に侵入してしまう場合がある。
層31を有するトランジスタの電気的特性に影響を与えてしまう場合がある。
層30と無機絶縁層50の界面近傍)をH2Oが移動してしまうことがある。
半導体層31に侵入してしまう場合がある。
ジスタの電気的特性に影響を与えてしまう場合がある。
特に絶縁層30と無機絶縁層50の界面近傍)をH2Oが移動してしまうことがある。
化物半導体層31に侵入してしまう場合がある。
ランジスタの電気的特性に影響を与えてしまう場合がある。
体層33を有する構成とすることが好ましい。
関係について詳しく説明する。
H2Oを酸化物半導体層33に吸収させることにより、酸化物半導体層31に到達するH
2Oの量を減少することができる。
酸化物半導体層33は樹脂層60と接触しないことが好ましい。
状態、電気的に孤立した状態)であっても良い。
ト電極として機能することができる領域と重ならない。
ル形成領域と重なる領域である。
3はチャネル形成領域を有さない。
ジスタ(トランジスタ(A))の活性層として酸化物半導体層33を用いることができる
。
ジスタの活性層(トランジスタ(B))として酸化物半導体層32を用いることができる
。
(B)をアナログ回路に用いるトランジスタとすることができる。
トランジスタ(B)をトランジスタTr2とすることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
半導体装置の作製方法の一例を説明する(図3〜図13)。
同士を電気的に接続する配線として機能することができる。
同士を電気的に接続する配線として機能することができる。
、酸化物半導体層301、酸化物半導体層302、酸化物半導体層303、酸化物半導体
層304、酸化物半導体層305、酸化物半導体層306、酸化物半導体層311、酸化
物半導体層312、酸化物半導体層313、酸化物半導体層314、酸化物半導体層31
5、酸化物半導体層316、酸化物半導体層317、酸化物半導体層318、酸化物半導
体層319を形成する(図5、図6)。
機能を有する領域を有する。
ことができる領域と重なる領域を有する。
て機能することができる領域を有する。
電層413、導電層414、導電層415、導電層416を形成する(図7、図8)。
できる領域を有する。
の一方として機能することができる領域を有する。
できる領域を有する。
の他方として機能することができる領域を有する。
は酸化物半導体層314と接する領域を有する。
体層314は電流を流すことができる程度の抵抗率を有するので、酸化物半導体層314
は配線の少なくとも一部として機能することができる。
半導体層319は、酸化物半導体層314と同様の機能を有する。
能することができる。
酸化物半導体層以外の半導体層を用いても良い。
。
等があるが限定されない。
とが好ましい。
い。
の方向と定義する。
ある。
である。
ましい。
積を増やすことができる。
す角度が0度以上35度未満であると定義する。
他方との間に位置することによって、2つの活性層の一方と2つの活性層の他方とを電気
的に接続する配線の抵抗値を低減することができる。
61、孔562、孔563、孔564、孔565、孔566、孔567、孔568、孔5
69、コンタクトホール551、コンタクトホール552、コンタクトホール553、コ
ンタクトホール554、コンタクトホール555、コンタクトホール556を形成する(
図9、図10)。
をイオンドーピング又はイオン注入しても良い。
ホールを形成する(図9、図11)。
を形成し、複数の島状の無機絶縁層がそれぞれ複数のトランジスタを覆う構成としても良
い。
脂層が剥離してしまう場合がある。
状の無機絶縁層を形成する構成よりも、図9〜図11の構成の方が好ましいといえる。
564の内側において、樹脂層600は、酸化物半導体層314と接触する部分を有する
。
、樹脂層600と接触しない。
導電層705、導電層706、導電層707、導電層708、導電層709、導電層71
0、導電層711、導電層712を形成する(図12、図13)。
る。
れない。
等があるが限定されない。
極を酸化物半導体層と重ねることによって、開口率を増やすことができるので好ましい。
導電層705の少なくとも一部と酸化物半導体層314の少なくとも一部とが重なってお
り、導電層706の少なくとも一部と酸化物半導体層314の少なくとも一部とが重なっ
ている。
製することができる。
きる。
限定されない。
しい。
域)、駆動回路領域(少なくとも素子を駆動するための回路が配置される領域)、素子領
域と駆動回路領域の間の領域、素子領域の外側の領域、駆動回路領域の外側の領域等)と
重なる位置に配置することが好ましい。
直上の樹脂層は外気(大気)と接触していない。
御することができる。
含まれているH2Oが樹脂層に移動し、樹脂層中のH2Oの量が大きく変動してしまうこ
とがある。
とによって、外気(大気)の影響により樹脂層中のH2Oの量が大きく変動してしまうこ
とを防止することができる。
良い。
層の側面が外気(大気)と接触するが、樹脂層の側面と酸化物半導体層との距離が離れて
いるので大きな問題とはならない。
の領域と重なる位置に設ければ、樹脂層が外気(大気)と接触しないようにすることがで
きるので好ましい。
るH2Oの量は多いほど良いので、酸化物半導体層の直上の樹脂層が外気(大気)と接触
していても問題はない。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
表示装置の一例について説明する。
構成である。
。
に接続されている。
することができる。
能することができる。
機能することができる。
ンの一方の電極として機能することができる。
ン電極の他方として機能することができる。
ことができる。
ができる。
ことができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
表示装置の一例について説明する。
置(半導体装置の一種)の一例である。
10を追加した構成である。
る。
。
に接続されている。
に接続されている。
することができる。
能することができる。
機能することができる。
ン電極の一方として機能することができる。
ン電極の他方として機能することができる。
ことができる。
ことができる。
ができる。
ことができる。
ことができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
表示装置の一例について説明する。
置(半導体装置の一種)の一例である。
10を追加した構成である。
る。
。
に接続されている。
に接続されている。
することができる。
能することができる。
機能することができる。
ン電極の一方として機能することができる。
ン電極の他方として機能することができる。
ことができる。
ことができる。
ができる。
ことができる。
ことができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図19は図12において酸化物半導体層321、酸化物半導体層322、酸化物半導体
層323、酸化物半導体層324、酸化物半導体層325、酸化物半導体層326、酸化
物半導体層327、酸化物半導体層328、酸化物半導体層329、酸化物半導体層33
0、酸化物半導体層331、酸化物半導体層332を追加した図面の一例である。
。
。
で、樹脂層600と接触していない。
動するH2Oを酸化物半導体層321〜酸化物半導体層332に吸収することができるの
で、トランジスタの活性層としての機能を有する酸化物半導体層に到達するH2Oの量を
減少することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図21は図12において酸化物半導体層311〜酸化物半導体層319に孔を設けた図
面の一例である。
孔と重なる領域を有する。
孔と重なる領域を有する。
の温度が高くなる。
導体層の温度が高くなる。
る。
えてしまう場合がある。
部の面積を小さくすることができる。
半導体層の温度上昇を抑えることができるので、樹脂層からのガスの放出を抑制すること
ができる。
ジスタの動作に影響が現れる場合がある。
スタの温度上昇を抑えることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図23は図9の無機絶縁層500の孔の形状を変更した図面の一例である。
離してしまう場合がある。
ような形状としている。
樹脂層600とを接触しないようにすることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図9では孔564の面積はコンタクトホール551の面積よりも大きい。
きい。
層の表面がエッチングされる。
薄くなる。
る場合がある。
傾向がある。
がある。
26に示す。
4f、孔564g、孔564h、孔564i、孔564j、孔564k、孔564lを有
する。
ため、孔564c〜孔564lの内側において酸化物半導体層が消失してしまう確率を低
減することができる。
すことができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図27は図9の無機絶縁層500に形成された孔の形状を変更した図面の一例である。
化物半導体層314の側面からH2Oが侵入する。
良いし、小さくしても良い。
によって、例えば、酸化物半導体層314の上面及び側面からH2Oを侵入させることが
できる。
によって、例えば、酸化物半導体層314の一部の消失を防止することができる。
00から酸化物半導体層314に移動するH2Oの量を増やすことができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図11(A)では、樹脂層600のコンタクトホールが無機絶縁層500のコンタクト
ホールよりも大きい。
クトホールよりも小さくしても良い。
て、素子の一方の電極とトランジスタとの距離を離すことができる。
辺で生じる電界がトランジスタの動作に及ぼす影響を低減することができる。
比較して大きくすることができる。
の一部が露出している。
を露出させるための領域がある。
間に樹脂層600と導電層411とが接する領域が位置している。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
樹脂層と接触する酸化物半導体層を容量素子の一方の電極として用いる例を図31、図
32に示す。
、酸化物半導体層350、導電層450等を設けた例である。
層450等を全て設けても良い。
いて酸化物半導体層350と接触する部分を有する。
に接続されている。
に接続されている。
に接続されている。この場合、配線G2はゲート配線として機能する。なお、配線G2を
容量配線としてのみ機能させる場合は、配線G2をゲート配線として機能させなくても良
い。
ことができる。
機能することができる。
ことができる。
動の液晶表示装置に適用した場合の回路図の一例を図34に示す。
に接続されている。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図35は図31において、酸化物半導体層350の端部を導電層450で覆った場合の
一例である。
樹脂層600が酸化物半導体層350と接触する部分を有する。
0の補助配線として機能させることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図37は、図31において酸化物半導体層351、酸化物半導体層352等を追加した
場合の一例である。
て機能することができる導電層(例えば、導電層202等)と重なる領域を有する。
活性層として機能することができる酸化物半導体層と、の間に、樹脂層と接触しない酸化
物半導体層を有することによって、トランジスタの活性層として機能することができる酸
化物半導体層に到達するH2Oの量を低減することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
表示装置の一例について説明する。
1405上に無機絶縁層1500を有する。
402と電気的に接続されている。
の有するコンタクトホールを介して、導電層1202と電気的に接続されている。
404と電気的に接続されている。
302と接触する部分を有する。
いるので、樹脂層1600は、酸化物半導体層1301及び酸化物半導体層1303と接
触していない。
。
る。
気的に接続されている。
に接続されている。
的に接続されている。
機能することができる。
機能することができる。
ことができる。
て機能することができる。
て機能することができる。
機能することができる。
して機能することができる。
機能することができる。
して機能することができる。
レイン電極の一方として機能することができる。
レイン電極の他方として機能することができる。
レイン電極の他方として機能することができる。
レイン電極の一方として機能することができる。
レイン電極の他方とトランジスタTr2のゲート電極とを電気的に接続するための配線と
して機能することができる。
レイン電極の他方と容量素子Cの他方の電極とを電気的に接続するための配線として機能
することができる。
ることができる。
て機能することができる。
ることができる。
導体層1302と接触する部分を有することによって、酸化物半導体層1302にH2O
を含有させることができる。
を適用することによって、発光装置以外の半導体装置を作製することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図44は図38において、導電層1404を、導電層1406、酸化物半導体層130
4、及び導電層1407に置換した図面の一例である。
に接続されている。
することができる。
きる。
きる。
導体層1304に接触する部分を有するので、抵抗素子Rの抵抗体にH2Oを含有させる
ことができる。
いことが好ましい。
いことにより、発光素子に流れる電流量を抵抗素子Rの抵抗値に依存して決定することが
できるようになる。
る。
に高い。
ができる。
することによって、発光装置以外の半導体装置を作製することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図47は図38において、導電層1404をトランジスタに置換した図面の一例である
。
。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
的に接続されている。
機能することができる。
て機能することができる。
して機能することができる。
極の一方として機能することができる。
極の他方として機能することができる。
導体層1305に接触する部分を有するのでトランジスタTr3の活性層にH2Oを含有
させることができる。
をノーマリーオンとすることができる。
しないので、トランジスタTr1及びトランジスタTr2をノーマリーオフとすることが
できる。
、発光素子ELに流れる電流の値をトランジスタTr3と発光素子ELとの関係によって
定めることができる。
3を飽和領域で動作させる際に、トランジスタTr3のゲートに印加する電圧を低くする
ことができる。
に印加する電圧を低くすることが目的であるので、トランジスタTr3のしきい値電圧が
トランジスタTr2のしきい値電圧よりも低ければ良い。
することによって、発光装置以外の半導体装置を作製することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
図50は図38において、酸化物半導体層1351、酸化物半導体層1352等を追加
した図面の一例である。
活性層として機能することができる酸化物半導体層と、の間に、樹脂層と接触しない酸化
物半導体層を有することによって、トランジスタの活性層として機能することができる酸
化物半導体層に到達するH2Oの量を低減することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
発光装置の画素回路はどのような回路でも適用することができる。
線S、配線G1〜配線G3、配線RE、配線V、容量素子C1、容量素子C2、発光素子
ELを有する。
。
る。
。
ている。
的に接続されている。
。
的に接続されている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
ドレインの一方と電気的に接続されている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
通状態として画素回路のリセットを行う。
ランジスタTr4が導通状態となり、配線Sから映像信号が書き込まれる。
ジスタTr3、トランジスタTr5を介して配線Vから発光素子ELに電流が供給される
。
半導体層とすることができる。
半導体層とすることができる。
ることができる。
活性層、トランジスタTr2の活性層、トランジスタTr3の活性層、トランジスタTr
4の活性層、及びトランジスタTr6の活性層は樹脂層と接触させないことが好ましい。
することによって、発光装置以外の半導体装置を作製することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
発光装置の画素回路はどのような回路でも適用することができる。
線S、配線G1〜配線G3、配線V1、配線V2、容量素子C、発光素子ELを有する。
。
る。
る。
る。
ている。
ている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
に接続されている。
気的に接続されている。
に接続されている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
ドレインの他方と電気的に接続されている。
ジスタTr2、トランジスタTr6を導通状態とする。
を導通状態として表示を行う。
子を配線G2と電気的に接続することが好ましい。
又は配線G3と電気的に接続しても良い。
半導体層とすることができる。
ることができる。
活性層、トランジスタTr2の活性層、トランジスタTr3の活性層、トランジスタTr
5の活性層、及びトランジスタTr6の活性層は樹脂層と接触させないことが好ましい。
することによって、発光装置以外の半導体装置を作製することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
開示する発明は画素回路以外の回路にも適用することができる。
配線Vdd、配線Vssを有する。
いる。
いる。
気的に接続されている。
いる。
いる。
ると、配線OUTから第2の電圧(例えばVss)が出力される。
ると、配線OUTから第1の電圧(例えばVdd)が出力される。
電圧よりも小さいことが好ましい。
ノーマリーオフであることがより好ましい。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
トランジスタとして、ボトムゲート型のトランジスタを適用しても良いし、トップゲー
ト型のトランジスタを適用しても良い。
上に配置されていても良いし、ソース電極及びドレイン電極が活性層の下に配置されてい
ても良い。
層(活性層)とを有する。ソース電極及びドレイン電極をトランジスタの構成要素として
扱っても良い。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
各層の材料について説明する。
)等を用いることができるがこれらに限定されない。
ミニウムを有する膜、酸化アルミニウムを有する膜、酸化ハフニウムを有する膜等がある
が限定されない。
れない。
で好ましい。
限定されない。
金、銀、銅、アルカリ金属、アルカリ土類金属等があるが限定されない。
限定されない。
は酸化物半導体層として機能することができる。
が限定されない。
−Zn系酸化物膜、Zn−Mg系酸化物膜、Sn−Mg系酸化物膜、In−Mg系酸化物
膜、In−Ga系酸化物膜等があるが限定されない。
化物膜、Sn−Ga−Zn系酸化物膜、In−Al−Zn系酸化物膜、In−Hf−Zn
系酸化物膜、In−La−Zn系酸化物膜、In−Ce−Zn系酸化物膜、In−Pr−
Zn系酸化物膜、In−Nd−Zn系酸化物膜、In−Sm−Zn系酸化物膜、In−E
u−Zn系酸化物膜、In−Gd−Zn系酸化物膜、In−Tb−Zn系酸化物膜、In
−Dy−Zn系酸化物膜、In−Ho−Zn系酸化物膜、In−Er−Zn系酸化物膜、
In−Tm−Zn系酸化物膜、In−Yb−Zn系酸化物膜、In−Lu−Zn系酸化物
膜、Al−Ga−Zn系酸化物膜、Sn−Al−Zn系酸化物膜等があるが限定されない
。
味する。
a−Zn系酸化物膜、In−Al−Ga−Zn系酸化物膜、In−Sn−Al−Zn系酸
化物膜、In−Sn−Hf−Zn系酸化物膜、In−Hf−Al−Zn系酸化物膜等があ
るが限定されない。
有する膜を意味する。
しい。
好ましい。
−Axis Aligned Crystal)と呼ぶ。
度以上100度以下であっても良い。
るに際して、成膜時の基板温度を200℃以上450℃以下とする第1の方法がある。
0℃以上3分以上の加熱処理を施す第2の方法がある。
法のパターンA)。
CAACを形成することができる(第2の方法のパターンB)。
物半導体層上に第2の酸化物半導体層を形成する第3の方法がある。
定されない。
以上100度以下である結晶を形成することができる。
形成することができる。
る。
プラズマ処理を施すことによって、樹脂層と接触する酸化物半導体層の表面の少なくとも
一部を非晶質化することができる。
触しない酸化物半導体層にはプラズマ処理を施さない方が好ましい。
理等があるが限定されない。
状態と、第2の酸化物半導体層(樹脂層、水素を含む層等と接触する酸化物半導体層)の
結晶状態と、が異なることが好ましい。
侵入しやすい結晶状態とすることによって、第2の酸化物半導体層の抵抗率を第1の酸化
物半導体層の抵抗率よりも下げることができる。
多結晶酸化物半導体層等の非単結晶酸化物半導体層とし、第1の酸化物半導体層をCAA
Cを有する酸化物半導体層とすると、第2の酸化物半導体層の結晶状態を第1の酸化物半
導体層よりもH2O、Hが侵入しやすい結晶状態にすることができる。
することによって、第2の酸化物半導体層の抵抗率を第1の酸化物半導体層の抵抗率より
も下げることができる。
第2の酸化物半導体層を単結晶酸化物半導体層とすることができる。
は、第1の酸化物半導体層よりもH2O、Hが侵入しやすい結晶状態とすることが好まし
い。
物半導体層の結晶状態と、が異なっていても良い。
、第1の酸化物半導体層又は第2の酸化物半導体層の一方の結晶を破壊することにより、
第1の酸化物半導体層の結晶状態と第2の酸化物半導体層の結晶状態とを異なるものにす
ることができる。
るが限定されない。
を異なる方法にすることによって、第1の酸化物半導体層の結晶状態と第2の酸化物半導
体層の結晶状態とを異なるものにすることができる。
せても良い。
物半導体層の長所と電子親和力が小さい酸化物半導体層の長所との双方を利用できるので
好ましい。
置しても良いし、電子親和力が大きい酸化物半導体層を電子親和力が小さい酸化物半導体
層下に配置しても良い。
酸化物半導体層を配置し、第2の電子親和力を有する第2の酸化物半導体層上に第3の電
子親和力を有する第3の酸化物半導体層を配置しても良い。
半導体層の表面及び裏面でのリーク電流の発生を抑制することができる。
いても良い。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
に限定されない点を説明した。
する層99を形成することができる。
導体層32で生じる熱を放熱することができる。
層上に放熱性を有する層99を設けても良い。
ランジスタとの距離が近くなり、トランジスタが加熱される場合がある。
有する層99の距離を離すことができる。
良い。
窒化アルミニウム、シリコン、金属等があるが限定されない。
があるが限定されない。
である。
に好ましい。
アルミニウム、又はアルミニウム合金等)を有する膜と酸化物半導体層が接触すると、所
定の材料を有する膜と酸化物半導体層が反応して腐食が生じる場合がある。
の放熱性を有する層99を挟むと好ましい。
ルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、窒化アルミニウム、シリコン、白金、鉄、モ
リブデン、チタン、タングステン等が好ましいが限定されない。
ステン等が特に好ましい。
Hを供給することができる。
とにより形成することができる。例えば、成膜雰囲気にHが含まれていれば良い。例えば
、スパッタリング法を用いる場合はスパッタガスにHを含有させる。例えば、プラズマC
VD法を用いる場合はCVDガスにHを含有させる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
半導体装置とは、半導体を有する素子を有する装置である。
ある。
、RFID、プロセッサ等があるが限定されない。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
本発明の一態様は、新規な構造を有する半導体装置を提供することを第2の目的として
いる。
9等を樹脂層600と接触させなくても良い。
酸化物半導体層311〜酸化物半導体層319を樹脂層600等と接触させるための孔を
設けなければ良い。
ことができるので、活性層の形成されていないスペースを有効利用しているため、第3の
目的も達成することができる。
接触させなくても良い。
を樹脂層600と接触させるための孔を設けなければ良い。
されていないスペースを有効利用しているため、第3の目的も達成することができる。
1304、酸化物半導体層1305等を樹脂層1600と接触させなくても良い。
層1600と接触させない場合、酸化物半導体層1302、酸化物半導体層1304、酸
化物半導体層1305等を樹脂層1600と接触させるための孔を設けなければ良い。
成されていないスペースを有効利用しているため、第3の目的も達成することができる。
の形成されていないスペースを有効利用しているため、第3の目的も達成することができ
る。
形成されていないスペースを有効利用しているため、第3の目的も達成することができる
。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
他の実施の形態において、無機絶縁層と酸化物半導体層との間に所定の導電層を配置す
る例を示した。
た例を示した。
電層42を形成した例である。
電層42を形成した例である。
電層42、及び導電層43を形成した例である。
電層42、及び導電層43を形成した例である。
電層42、及び導電層43を形成した例である。
導電層42を形成した例である。
電層42、導電層43、及び導電層44を形成した例である。
電層42、導電層43、及び導電層44を形成した例である。
電層42、導電層43、及び導電層44を形成した例である。
電層42、導電層43、及び導電層44を形成した例である。
介して、酸化物半導体層31と電気的に接続されている。
介して、酸化物半導体層31と電気的に接続されている。
樹脂層60と接触する部分を有し、且つ、無機絶縁層50に設けられた他の孔の内側に導
電層43と接触する部分を有する。
樹脂層60と接触する部分と導電層43と接触する部分とを有する。
樹脂層60と接触する部分と導電層43と接触する部分とを有し、且つ、無機絶縁層50
に設けられた他の孔の内側に樹脂層60と接触する部分と導電層43と接触する部分とを
有する。
電層43との接触箇所と、が異なる例である。
32と導電層43との接触箇所と、が同じ例である。
酸化物半導体層32と導電層43との接触箇所が複数箇所の例である。
44を有する。
の内側に樹脂層60と接触する部分を有し、且つ、無機絶縁層50に設けられた他の孔の
内側に導電層43と接触する部分を有する。
の内側に樹脂層60と接触する部分を有し、且つ、無機絶縁層50に設けられた他の孔の
内側に導電層44と接触する部分を有する。
の内側に樹脂層60と接触する部分と導電層43と接触する部分と導電層44と接触する
部分とを有する。
32と導電層43との接触箇所と、が異なる例である。
32と導電層44との接触箇所と、が異なる例である。
32と導電層43との接触箇所と、酸化物半導体層32と導電層44との接触箇所と、が
同じ例である。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
無機絶縁層を介して微量のH2Oが酸化物半導体層へ侵入してしまう場合がある。
ができる。
も上方に存在する気体がH2Oを含む場合、酸化物半導体層へH2Oが侵入しやすい。
層31上及び保護層51上に導電層41を有し、酸化物半導体層31上及び保護層51上
に導電層42を有し、導電層41上及び導電層42上に無機絶縁層50を有する。
層50を有する。
に保護層51を有し、保護層51上に無機絶縁層50を有する。
層50を有する。
脂層60を有する。
有する。
一つの保護層としても良い。
半導体層31と重なる領域と、酸化物半導体層33と重なる領域を有する。
いることができる。
1が導電層41と接触する部分を有する場合、又は、保護層51が導電層42と接触する
部分を有する場合、保護層が無機絶縁層であることが好ましい。
。
1と保護層52とを同じ層に同じ材料で形成することができる。
一方を無機絶縁層50よりも上側に配置し、保護層51又は保護層52の他方を無機絶縁
層50よりも下側に配置することができる。
。
ことができるので、酸化物半導体層の上部からのH2Oの侵入を抑制することができる。
が配置された例である。
が配置された例である。
護層51が配置された例である。
なる層に形成しても良い。
別の材料で形成しても良い。
削減することができるので好ましい。
側に配置し、保護層51又は保護層52の他方を無機絶縁層50よりも下側に配置するこ
とができる。
に孤立した状態)であると、回路動作への影響が少ないので好ましい。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
他の実施の形態では樹脂層を基板全面に設けた例を示したが、樹脂層を局所的に設けて
も良い。
。
領域と、を有していても良い。
領域と、を有していても良い。
0を介して酸化物半導体層31に侵入するH2Oの量を減少させることができる。
化物半導体層31に侵入するH2Oの量を格段に減少させることができる。
0を介して酸化物半導体層33に侵入するH2Oの量を減少させることができる。
化物半導体層33に侵入するH2Oの量を格段に減少させることができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
樹脂層のかわりに水素を含む層を用いても良い。
である。
である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
例である。
た例である。
た例である。
た例である。
た例である。
た例である。
た例である。
。
いることができる。
ことができる。
を含む物質を含有させることにより、水素を含む層を形成することができる。
ない。
含む物質を添加することにより、水素を含む層を形成することができる。
方法、CVD法で所定の層を形成する際に成膜ガスにHを含む物質を用いる方法等がある
が限定されない。
ない。
した状態で放出される場合がある。
配置することが好ましい。
達するHの量を抑制することができる。
達するHの量を抑制することができる。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
樹脂層又は水素を含む層を局所的に設ける場合、樹脂層又は水素を含む層を無機絶縁層
の下に設けることができる。
無機絶縁層に設けなくても良い。
消失してしまう場合がある。
導体層が消失してしまう可能性を低減することができるので好ましい。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
脂層60を設けた例である。
素を含む層88を設けた例である。
素を含む層88を設けた例である。
素を含む層88を設けた例である。
素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
水素を含む層88を設けた例である。
。
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
21 導電層
22 導電層
30 絶縁層
31 酸化物半導体層
32 酸化物半導体層
33 酸化物半導体層
41 導電層
42 導電層
43 導電層
44 導電層
50 無機絶縁層
51 保護層
52 保護層
55 機能層
56 絶縁層
60 樹脂層
70 導電層
88 水素を含む層
99 放熱性を有する層
100 基板
110 基板
201 導電層
202 導電層
300 絶縁層
301 酸化物半導体層
302 酸化物半導体層
303 酸化物半導体層
304 酸化物半導体層
305 酸化物半導体層
306 酸化物半導体層
311 酸化物半導体層
312 酸化物半導体層
313 酸化物半導体層
314 酸化物半導体層
315 酸化物半導体層
316 酸化物半導体層
317 酸化物半導体層
318 酸化物半導体層
319 酸化物半導体層
321 酸化物半導体層
322 酸化物半導体層
323 酸化物半導体層
324 酸化物半導体層
325 酸化物半導体層
326 酸化物半導体層
327 酸化物半導体層
328 酸化物半導体層
329 酸化物半導体層
330 酸化物半導体層
331 酸化物半導体層
332 酸化物半導体層
350 酸化物半導体層
351 酸化物半導体層
352 酸化物半導体層
401 導電層
402 導電層
403 導電層
411 導電層
412 導電層
413 導電層
414 導電層
415 導電層
416 導電層
450 導電層
500 無機絶縁層
510 絶縁層
561 孔
562 孔
563 孔
564 孔
564a 孔
564b 孔
564c 孔
564d 孔
564e 孔
564f 孔
564g 孔
564h 孔
564i 孔
564j 孔
564k 孔
564l 孔
564m 孔
564n 孔
565 孔
566 孔
567 孔
568 孔
569 孔
551 コンタクトホール
552 コンタクトホール
553 コンタクトホール
554 コンタクトホール
555 コンタクトホール
556 コンタクトホール
600 樹脂層
701 導電層
702 導電層
703 導電層
704 導電層
705 導電層
706 導電層
707 導電層
708 導電層
709 導電層
710 導電層
711 導電層
712 導電層
800 液晶層
900 導電層
1100 基板
1201 導電層
1202 導電層
1203 導電層
1300 絶縁層
1301 酸化物半導体層
1302 酸化物半導体層
1303 酸化物半導体層
1304 酸化物半導体層
1305 酸化物半導体層
1351 酸化物半導体層
1352 酸化物半導体層
1401 導電層
1402 導電層
1403 導電層
1404 導電層
1405 導電層
1406 導電層
1407 導電層
1408 導電層
1409 導電層
1500 無機絶縁層
1701 導電層
1702 導電層
1600 樹脂層
1800 有機化合物を含む層
1900 導電層
Tr トランジスタ
Tr1 トランジスタ
Tr2 トランジスタ
Tr3 トランジスタ
Tr4 トランジスタ
Tr5 トランジスタ
Tr6 トランジスタ
CL 配線
G 配線
G1 配線
G2 配線
G3 配線
IN 配線
OUT 配線
S 配線
RE 配線
V 配線
V1 配線
V2 配線
Vdd 配線
Vss 配線
LC 液晶素子
EL 発光素子
R 抵抗素子
C 容量素子
C1 容量素子
C2 容量素子
Claims (4)
- 基板上に第1の導電層を有し、
前記第1の導電層上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上に第1の酸化物半導体層を有し、
前記第1の絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第3の導電層を有し、
前記第2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、
前記無機絶縁層上に第2の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層上に第4の導電層を有し、
前記第1の導電層は、前記第1の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層は、前記第1の酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第2の絶縁層は、前記無機絶縁層の有する開口部において前記第2の酸化物半導体層と接する領域を有し、
前記第4の導電層は、前記第2の絶縁層を介して前記第2の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層に含まれる水素は、前記無機絶縁層に含まれる水素よりも多いことを特徴とする半導体装置。 - 基板上に第1の導電層を有し、
前記第1の導電層上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上に第1の酸化物半導体層を有し、
前記第1の絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第3の導電層を有し、
前記第2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、
前記無機絶縁層上に第2の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層上に第4の導電層を有し、
前記第1の導電層は、前記第1の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層は、前記第1の酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第2の絶縁層は、前記無機絶縁層の有する開口部において前記第2の酸化物半導体層と接する領域を有し、
前記第4の導電層は、前記第2の絶縁層を介して前記第2の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層は、前記無機絶縁層を介して前記第1の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層に含まれる水素は、前記無機絶縁層に含まれる水素よりも多いことを特徴とする半導体装置。 - 基板上に第1の導電層を有し、
前記第1の導電層上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上に第1の酸化物半導体層を有し、
前記第1の絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第3の導電層を有し、
前記第2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、
前記無機絶縁層上に第2の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層上に第4の導電層を有し、
前記第1の導電層は、前記第1の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層は、前記第1の酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第2の絶縁層は、前記無機絶縁層の有する開口部において前記第2の酸化物半導体層と接する領域を有し、
前記第4の導電層は、前記第2の絶縁層を介して前記第2の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第2の酸化物半導体層は、前記チャネル形成領域よりも抵抗の低い領域を有することを特徴とする半導体装置。 - 基板上に第1の導電層を有し、
前記第1の導電層上に第1の絶縁層を有し、
前記第1の絶縁層上に第1の酸化物半導体層を有し、
前記第1の絶縁層上に第2の酸化物半導体層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第2の導電層を有し、
前記第1の酸化物半導体層上に第3の導電層を有し、
前記第2の導電層上及び前記第3の導電層上に無機絶縁層を有し、
前記無機絶縁層上に第2の絶縁層を有し、
前記第2の絶縁層上に第4の導電層を有し、
前記第1の導電層は、前記第1の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる領域を有し、
前記第2の絶縁層は、前記第1の酸化物半導体層と接する領域を有さず、
前記第2の絶縁層は、前記無機絶縁層の有する開口部において前記第2の酸化物半導体層と接する領域を有し、
前記第4の導電層は、前記第2の絶縁層を介して前記第2の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第4の導電層は、前記無機絶縁層を介して前記第1の酸化物半導体層と重なる領域を有し、
前記第2の酸化物半導体層は、前記チャネル形成領域よりも抵抗の低い領域を有することを特徴とする半導体装置。
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