TW201203549A

TW201203549A - Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number: TW201203549A
Application number: TW100110176A
Authority: TW
Inventors: Shunpei Yamazaki; Hiromichi Godo
Original assignee: Semiconductor Energy Lab
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2011-03-24
Publication date: 2012-01-16
Also published as: JP6846549B2; CN105789321A; KR102112065B1; JP2013123065A; KR20130062919A; JP5728034B2; CN105789321B; JP6291014B2; JP2015165572A; DE112011101069T5; CN102834921B; CN102834921A; JP2011222982A; JP2020065091A; JP2017073558A; JP2018078346A; KR20190031344A; WO2011118510A1; JP5228072B2; TWI527222B

Description

201203549 六、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明關於一種半導體裝置及半導體裝置的製造方法。另外’在本發明說明中半導體裝置是指能夠藉由利用半導體特性而工作的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路以及電子設備都是半導體裝置。【先前技術】藉由利用形成在具有絕緣表面的基板上的半導體薄膜來構成電晶體（也稱爲薄膜電晶體（TFT))的技術引人注目。該電晶體在諸如積體電路（1C )、影像顯示裝置 (顯示裝置）的電子裝置中被廣泛地應用。作爲可以應用於電晶體的半導體薄膜，矽類半導體材料是公知的。但是，作爲其他材料，氧化物半導體受到關注。例如，作爲電晶體的啓動層，公開有使用包括電子載子濃度低於l〇18/cm3的銦（In)、鎵（Ga)、鋅（Zn) 的非晶氧化物的電晶體（參照專利文獻1 )。 [專利文獻1]日本專利申請公開第2006-1 6 5 52 8號公報然而，氧化物半導體當在形成薄膜的步驟中發生由於氧的過多或過少而引起的化學計量組成的偏離以及形成電子給體的氫、水分的混入等時，其導電率變化。這種現象成爲使用氧化物半導體的電晶體的電特性變動的主要原 -5- 201203549 因。【發明內容】鑒於這種問題，本發明的目的之一是對使用氧化物半導體的半導體裝置賦予穩定的電特性，以實現高可靠性化。此外，本發明的目的之一是防止在氧化物半導體膜的背通道側產生寄生通道。爲了抑制使用氧化物半導體膜的電晶體的電特性變動而從氧化物半導體膜意圖性地排除成爲變動的主要原因的氫、水分、羥基或者氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質，並且，供給在排除雜質的同時減少的構成氧化物半導體的主要成分材料的氧，來使氧化物半導體膜高純度化及在電性上i型（本征）化。 i型（本征）的氧化物半導體是指如下一種氧化物半導體，即藉由以從氧化物半導體去除n型雜質的氫並儘量不包含氧化物半導體的主要成分以外的雜質的方式進行高純度化，實現i型（本征）或無限接近i型（本征）。也就是說’其特徵是不藉由添加雜質進行i型化，而藉由儘量去除氫、水等的雜質，實現高純度化的i型（本徵半導體）或近於高純度化的i型。由此，可以使費密能級 (E f)成爲與本征費密能級（e i )相同的程度。在包括氧化物半導體膜的電晶體中，與氧化物半導體膜上接觸地形成具有帶電防止功能的金屬氧化膜，在金屬 -6- 201203549 氧化膜上形成絕緣層，並進行加熱處理。藉由該加熱步驟，從氧化物半導體膜意圖性地排除氫、水分、羥基或者氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質，來實現氧化物半導體膜的高純度化。藉由該加熱處理，可以使雜質的氫、羥基成爲水而容易脫離。此外，在包含氧的金屬氧化膜與氧化物半導體膜接觸的狀態下進行加熱處理，所以可以從包含氧的金屬氧化膜將在排除雜質的同時減少的構成氧化物半導體的主要成分材料之一的氧供給到氧化物半導體膜中。因此，氧化物半導體膜被更高純度化，而在電性上實現i型（本征）化。在包括氧化物半導體膜的電晶體中，與氧化物半導體膜上接觸地形成具有帶電防止功能的氧化物層，並進行加熱處理。較佳將具有帶電防止功能的氧化物層設置在氧化物半導體膜，較佳是高純度化的氧化物半導體膜的背通道一側 (與閘極絕緣膜相反一側）。此外，具有帶電防止功能的氧化物層的介電常數較佳小於氧化物半導體的介電常數。例如’使用介電常數爲8以上且20以下的氧化物層。將該氧化物層的厚度設定爲厚於氧化物半導體膜的厚度。例如’較佳的是，將氧化物半導體膜的厚度設定爲 3nm以上且30nm以下，並且，將該氧化物層的厚度設定爲大於1 Oiim，即設定爲氧化物半導體膜的厚度以上。作爲上述氧化物層，可以使用金屬氧化物。作爲金屬氧化物’例如可以使用氧化鎵、添加有〇.〇1 at. %至5 201203549 at.%的銦、鋅的氧化鎵。此外，也可以在加熱處理後，爲了防止水分、氫等雜質再度混入到氧化物半導體膜，而在絕緣層上還形成阻擋這些水分、氫等雜質從外部侵入的保護絕緣層。在具有高純度化的氧化物半導體膜的電晶體中，幾乎觀察不到臨界値電壓、導通電流等的電特性的溫度依賴性。此外，由於光退化而發生的電晶體特性的變動也少。如此，具有高純度化且在電性上實現了 i型（本征）化的氧化物半導體膜的電晶體的電特性變動被抑制，所以該電晶體在電性上穏定。因此，可以提供具有穩定的電特性的使用氧化物半導體的可靠性高的半導體裝置。將加熱處理的溫度設定爲2 5 0 °C以上且6 5 0 °C以下， 45 0 °C以上且600 °C以下，或者低於基板的應變點。加熱處理在氣、氧、超乾燥空氣（水的含量爲20ppm以下，較佳爲lppm以下，更佳爲lOppb以下的空氣）、或者稀有氣體（氬、氦等）的氣圍下進行，即可。本發明說明所公開的發明的結構之一個方式是一種半導體裝置，包括：閘極電極；覆蓋閘極電極的閘極絕緣膜；閘極絕緣膜上的重疊於閘極電極的區域中的氧化物φ 導體膜；接觸於氧化物半導體膜的源極電極及汲極電極；接觸於氧化物半導體膜並覆蓋源極電極及汲極電極的金_ 氧化膜；以及覆蓋金屬氧化膜的絕緣膜。在上述結構中，金屬氧化膜有時包含鎵氧化物。g 外，金屬氧化膜有時包含0·01 at. %至5 at. %的銦或鋅。 201203549 此外，在上述結構中，氧化物半導體膜較佳包括銦及鎵。此外，在上述結構中，源極電極及汲極電極有時包括功函數爲3.9eV以上的導電材料。另外，功函數爲3.9eV 以上的導電材料例如可以爲氮化鎢或氮化鈦。本發明說明所公開的發明的結構的另一個方式是一種半導體裝置的製造方法，包括如下步驟：在基板上形成閘極電極；形成覆蓋閘極電極的閘極絕緣膜；在隔著閘極絕緣膜而重疊於閘極電極的區域中形成氧化物半導體膜；在氧化物半導體膜上形成源極電極及汲極電極：形成覆蓋氧化物半導體膜、源極電極及汲極電極的金屬氧化膜；形成覆蓋金屬氧化膜的絕緣膜；以及進行加熱處理。在上述結構中’作爲金屬氧化膜有時形成包括鎵氧化物的膜。此外’作爲金屬氧化膜有時形成包括0.0 1 a t. % 至5 at. %的銦或鋅的膜。此外’可以將加熱處理的溫度設定爲 450°C 至 600°C。較佳在上述結構中，作爲金屬氧化膜，使用氧化鎵膜。氧化鎵膜可以藉由濺射法、CVD法、蒸鍍法等來得到。氧化錄膜雖然也要根據氧和嫁的組成比，但是通常具有大約4.9eV的能隙，並且，在可見光區域中具有透光性。在本發明說明中，有時將氧化鎵記載爲Ga〇x (x>〇)。例如，當GaOx具有結晶結構時，已知χ=1·5 的 G a 2 〇 3。 201203549 在上述結構中，也可以在將金屬氧化膜形成在氧化物半導體膜上之前，對氧化物半導體膜進行加熱處理。接觸於氧化物半導體膜上地形成金屬氧化膜，並進行加熱處理。可以藉由該加熱處理，從氧化物半導體膜意圖性地排除氫、水分、羥基或者氫化物等雜質，使氧化物半導體膜高純度化。具有高純度化且在電性上實現了 i型 (本征）化的氧化物半導體膜的電晶體的電特性變動被抑制，所以該電晶體在電性上穩定。因此’根據本發明的一個方式，可以製造具有穩定電特性的電晶體。此外，根據本發明的一個方式，可以製造具有電特性良好且可靠性高的電晶體的半導體裝置。【實施方式】下面，關於本發明的實施方式將參照附圖給予詳細的說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明的方式及詳細內容可以被變換爲各種各樣的形式而不侷限於以下說明。此外，本發明不應該被解釋爲僅限定在下面所示的實施方式所記載的內容中。另外，作爲第一、第二附加的序數詞是爲了方便起見使用的，而不表示步驟順序或疊層順序。另外，該序數詞在本發明說明中不是爲了作爲特定發明的事項的固有的名稱而示出的。 -10- 201203549 實施方式1 在本實施方式中，參照圖1A至ID而說明半導體裝置及半導體裝置的製造方法的一個方式。在本實施方式中，作爲半導體裝置的一例而示出具有氧化物半導體膜的電晶體。如圖1D所示，電晶體410在具有絕緣表面的基板 4 00上包括閘極電極401、閘極絕緣膜402、氧化物半導體膜403、源極電極405a、汲極電極405b。在氧化物半導體膜403上依次層疊有具有防止帶電功能的金屬氧化膜 407，其用來防止在氧化物半導體膜403的背通道側產生帶電、以及絕緣膜409。圖1A至1D示出電晶體410的製造方法的一例。首先’在具有絕緣表面的基板400上形成導電膜後，藉由第一光刻步驟形成閘極電極4 0 1。注意，也可以利用噴墨法形成抗蝕劑掩罩。當利用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時’不使用光掩罩，所以可以降低製造成本。對可用於具有絕緣表面的基板40 0的基板沒有很大的限制，但是至少需要具有能夠承受後面的加熱處理程度的耐熱性。例如，可以使用玻璃基板、陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板等。另外’只要具有絕緣表面，就也可以應用矽或碳化矽等的單晶半導體基板、多晶半導體基板、矽鍺等的化合物半導體基板、SOI基板等，並且也可以在這些基板上設置有半導體元件。 -11 - 201203549 此外，也可以作爲基板400使用撓性基板。當使用撓性基板時，既可以在撓性基板上直接製造包括氧化物半導體膜403的電晶體410，又可以在其他製造基板上製造包括氧化物半導體膜403的電晶體410，然後進行剝離將該電晶體4 1 0轉置在撓性基板上。注意，爲了從製造基板剝離電晶體並轉置到撓性基板上，較佳在製造基板和包括氧化物半導體膜的電晶體之間設置分離層。也可以將成爲基底膜的絕緣膜設置在基板400和閘極電極401之間。基底膜具有防止雜質元素從基板400擴散的功能，並且，該基底膜可以藉由使用選自氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧氮化矽膜中的一個膜或者多個膜的疊層結構來形成。此外，閘極電極401可以藉由使用鉬、鈦、耝、鎢、鋁、銅、鈸、航等的金屬材料或者以這些金屬材料爲主要成分的合金材料的單層或疊層形成。接著，在閘極電極401上形成閘極絕緣膜402。閘極絕緣膜402可以藉由電漿CVD法或者濺射法等使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層、氮氧化矽層、氧化鋁層、氮化鋁層、氧氮化鋁層、氮氧化鋁層、氧化給層的單層或疊層形成。此外，作爲本實施方式的氧化物半導體膜403,使用藉由實現去掉雜質並儘量不包含氧化物半導體的主要成分以外的載子給體的雜質的高純度化來實現本征（i型）化或者實質上本征（i型）化了的氧化物半導體。明確地 -12- 201203549 說，例如將氧化物半導體膜403的氫濃度設定爲 5xl019atoms/cm3 以下，較佳爲 5xl018atoms/cm3 以下，更佳爲5xl017atoms/cm3以下。另外，上述氧化物半導體膜 4 0 3中的氬濃度是藉由二次離子質譜測定技術（S IM S : Secondary Ion Mass Spectroscopy )來測量的。如让匕 > 在氫濃度被充分降低而被高純度化，並藉由供應足夠的氧來降低起因於氧缺乏的能隙中的缺陷能級的氧化物半導體膜 4〇3中，載子濃度爲低於 lxl012/cm3，較佳爲低於 lxl0"/cm3，更佳爲低於 l_45xl01()/cm3。例如’室溫（25 t )下的截止電流（在此，每單位通道寬度（Ιμπι)的値）爲100zA(lzA (仄普托安培）爲1χ1〇_21Α)以下，較佳爲1 0ζΑ以下。如此，藉由使用i型化（本征化）或實質上i型化的氧化物半導體，可以得到截止電流特性極爲優良的電晶體410。這種高純度化的氧化物半導體對介面能級或者介面電荷極爲敏感，所以氧化物半導體膜和閘極絕緣膜的介面是很重要的。因此，對接觸於高純度化的氧化物半導體的閘極絕緣膜要求具有高品質。例如’因爲當利用使用μ波（例如，頻率爲 2_45GHz)的高密度電漿CVD法時，可以形成細緻且絕緣耐壓高的高品質的絕緣層，所以適於用作閘極絕緣膜的製造方法。藉由使高純度化的氧化物半導體膜和高品質的閘極絕緣膜密切接觸，可以降低介面能級，而得到良好的介面特性。 -13- 201203549 當然，若作爲閘極絕緣膜可以形成優質的絕緣可以應用其他成膜方法諸如濺射法、電漿CVD法外，也可以使用藉由成膜後的熱處理改變閘極絕緣質以及閘極絕緣膜與氧化物半導體之間的介面特性膜。總之，使用如下閘極絕緣膜即可：作爲閘極絕膜質不僅良好，而且降低與氧化物半導體之間的介度，而可以形成良好的介面。此外，爲使閘極絕緣膜402、氧化物半導體膜包含氫、羥基及水分，較佳作爲氧化物半導體膜的預處理，在濺射裝置的預熱室中對形成有閘極電極基板400、或者形成到閘極絕緣膜402的基板400 熱，使吸附在基板400的氫、水分等雜質脫離並氣。注意，作爲設置在預熱室內的排氣單元，較佳溫泵。注意，也可以省略該預熱處理。此外，該預以在後面的步驟中對形成到源極電極405a及汲 40 5b的基板400(金屬氧化膜407的成膜之前）同行。接著，藉由濺射法在閘極絕緣膜402上形成 3nm以上且30nm以下的氧化物半導體膜。當氧化體膜的厚度過厚（例如，厚度爲5 0nm以上）時，有可能會成爲常開啓型，所以較佳採用上述厚度。另外，較佳在利用濺射法形成氧化物半導體膜進行引入氬氣產生電漿的反濺射來去除附著在閘極 402表面的粉狀物質（也稱爲微粒、塵屑）。反濺膜，則等。另膜的膜的絕緣緣膜的面態密儘量不成膜的 401的進行預進行排採用低熱也可極電極樣地進厚度爲物半導電晶體之刖，絕緣膜射是指 -14- 201203549 不對靶材一側施加電壓而使用RF電源在氬氣圍中對基板一側施加電壓來在基板附近形成電漿以改變表面性質的方法。另外，也可以使用氮、氦、氧等代替氬氣圍。作爲用於氧化物半導體膜的氧化物半導體，可以使用：四元金屬氧化物的In-Sn-Ga-Zn-Ο類氧化物半導體；三元金屬氧化物的In-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導體、In-Sn-Ζη-0類氧化物半導體、In-Al-Zn-Ο類氧化物半導體、Sn-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導體、Al-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導體、 Sn-Al-Zn-O類氧化物半導體；二元金屬氧化物的Ιη-Ζη-0 類氧化物半導體、Sn-Zn-Ο類氧化物半導體、Al-Ζη-Ο類氧化物半導體、Zn-Mg-Ο類氧化物半導體、Sn-Mg-0類氧化物半導體、In-Mg-Ο類氧化物半導體、In- Ga-Ο類氧化物半導體；以及In-Ο類氧化物半導體、Sn-Ο類氧化物半導體、Ζη-0類氧化物半導體等。另外，上述氧化物半導體也可以包含Si02。這裏’例如In-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導體是指包含銦（In)、鎵（Ga)、鋅（Zn)的氧化物膜，並且，對其組成比沒有特別的限制。此外’也可以包含In、Ga、Zn以外的元素。另外，作爲氧化物半導體膜，可以使用以化學式 InM03(Zn0) m(m>0)表示的薄膜。這裏，Μ表示選自 Ga、Α1、Μη及Co中的一種或多種金屬元素。例如，作爲 Μ，有 Ga、Ga 及 Al、Ga 及 Mn、Ga 及 Co 等。在使用In-Ga-Zn-Ο類材料作爲氧化物半導體時，作爲所使用的靶材，例如可以使用組成比爲In2〇3 : Ga203 : -15- 201203549

ZnO = l ： 1 : 1[摩爾數比]的氧化物靶材。另外，不侷限於該氧化物靶材的材料及組成，例如，也可以使用Ιη203 : Ga203 : ZnO=l : 1 : 2[摩爾數比]的氧化物靶材。另外，當作爲氧化物半導體使用In-Zn-O類材料時，將所使用的靶材的組成比設定爲原子數比爲In: Zn = 5 0:1 至1 :2 (換算爲摩爾數比則爲In203:Zn0 = 25: 1至1 :4 )，較佳爲 In:Zn = 20:l至 1 :1 (換算爲摩爾數比則爲

In2〇3:ZnO = 10:l 至 1:2)，更佳爲 In:Zn=15:l 至 1.5:1 (換算爲摩爾數比則爲In2〇3:ZnO=l 5:2至3:4 )。例如，作爲用於形成Ιη-Ζη-0類氧化物半導體的靶材，當原子數比爲Ιη:Ζη:0 = Χ:Υ:Ζ時，將其設定爲Ζ>1·5Χ + Υ。另外’靶材的塡充率爲90%以上且100%以下，較佳爲95 %以上且99.9%以下。藉由採用塡充率高的靶材，可以形成緻密的氧化物半導體膜。在本實施方式中，藉由使用In-Ga-Zn-Ο類氧化物靶材的濺射法形成氧化物半導體膜。另外，氧化物半導體膜可以在稀有氣體（典型爲氬）氣圍下、氧氣圍下或稀有氣體和氧的混合氣圍下利用濺射法形成。較佳使用氫、水、羥基或氫化物等的雜質被去除了的高純度氣體作爲形成氧化物半導體膜時的濺射氣體。在維持減壓狀態的沉積室內保持基板400，並且將基板溫度設定爲100°C以上且600°C以下，較佳爲200°C以上且400 °C以下，來形成氧化物半導體膜。藉由邊加熱基板400邊進行成膜，可以降低形成了的氧化物半導體膜中 -16- 201203549 含有的雜質濃度。另外，可以減輕濺射帶來的損傷。另外，邊去除殘留在沉積室內的水分邊引入去除了氫及水分的濺射氣體並使用上述靶材在基板400上形成氧化物半導體膜。較佳使用吸附型真空泵，例如，低溫泵、離子泵、鈦昇華泵來去除殘留在沉積室內的水分。另外，作爲排氣單元，也可以使用配備有冷阱的渦輪分子泵。由於在利用低溫泵進行了排氣的沉積室中，如氫原子、水（H2o )等的包含氫原子的化合物（更佳的也是包含碳原子的化合物）等被排出，由此可以降低利用該沉積室形成的氧化物半導體膜中含有的雜質濃度。作爲成膜條件的一個例子，可以採用如下條件：基板與靶材之間的距離爲l〇〇mm ;壓力爲0.6P a;直流（DC) 電源爲〇.5kW ;氧（氧流量比率爲100% )氣圍。另外，當使用脈衝直流電源時，可以減少成膜時產生的粉狀物質 (也稱爲微粒、塵屑），並且膜厚度分佈也變均勻，所以是較佳的。接著，利用第二光刻步驟將氧化物半導體膜加工爲島狀的氧化物半導體膜441(參照圖1A)。另外，也可以利用噴墨法形成用來形成島狀氧化物半導體膜441的抗蝕劑掩罩。當利用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時不使用光掩罩，由此可以降低製造成本。注意，作爲在此進行的氧化物半導體膜的蝕刻，可以採用乾蝕刻及濕蝕刻中的一方或者兩者。例如，作爲用於氧化物半導體膜的濕蝕刻的蝕刻液，可以使用混合有磷 -17- 201203549 酸、醋酸、硝酸的溶液等。此外，還可以使用ITO07N (由日本關東化學株式會社製造）。接著，在閘極絕緣膜402及氧化物半導體膜441上形成用來形成源極電極及汲極電極（包括由與該源極電極及汲極電極相同的層形成的佈線）的導電膜。作爲用於源極電極及汲極電極的導電膜，例如可以使用包括選自 A1、 Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素的金屬膜或者以上述元素爲成分的金屬氮化物膜（氮化鈦膜、氮化鉬膜、氮化鎢膜）等。此外，也可以採用在Al、Cu等金屬膜的下側和上側中的一方或兩者層疊Ti、Mo、W等難熔金屬膜或者它們的金屬氮化物膜（氮化鈦膜、氮化鉬膜、氮化鎢膜）的結構。此外，用於源極電極及汲極電極的導電膜也可以使用導電金屬氧化物形成。作爲導電金屬氧化物，可以使用氧化銦（Ιη2 03 )、氧化錫（Sn02 )、氧化鋅 (ZnO)、氧化銦氧化錫合金（In203-Sn02，縮寫爲 ITO)、氧化銦氧化鋅合金（In2O3-Zn0)或在這些金屬氧化物材料中包含氧化矽的材料。此外，源極電極及汲極電極的材料較佳根據使用的氧化物半導體的電子親和力和金屬氧化膜的電子親和力來決定。就是說，當將源極電極及汲極電極的材料的功函數設定爲 W[eV]，將氧化物半導體的電子親和力設定爲 <!>i[eV]，並且將金屬氧化膜的電子親和力設定爲（|)2[ev] 時，較佳滿足（Φ2 + Ο.Ο <W< ( φι+0.5)，更佳滿足 (φ2 + 0.9 ) <W< ( φι+0.4 )的關係。例如，如果作爲氧化 • 18 - 201203549 物半導體和金屬氧化膜使用電子親和力分別爲4.5eV、 3-5eV的材料，則作爲源極電極及汲極電極的材料，較佳使用其功函數爲3.9eV以上且5.0eV以下的材料，更佳使用其功函數爲大於4.4eV且小於4.9eV的金屬或者金屬化合物材料。其結果，在電晶體4 10中可以防止電子從源極電極405a及汲極電極405b注入到金屬氧化膜407，而可以抑制漏電流，並且，在氧化物半導體膜和源極電極及汲極電極的結合中可以得到良好的電特性。作爲具有這種功函數的材料，例如可以舉出氮化鉬、氮化鎢等。注意，這些材料在耐熱性方面上也優越，所以是較佳的。注意，根據上述關係式，得出φ2< ( (j^+0.1)，較佳爲φ2< (Φ!-〇-5 )的關係式，但是，更佳的是，滿足φ2< («h-0.9 )的關係。在利用第三光刻步驟在導電膜上形成抗蝕劑掩罩，選擇性地進行蝕刻來形成源極電極405a、汲極電極405b 後，去除抗蝕劑掩罩（參照圖1B)。作爲當利用第三光刻步驟形成抗蝕劑掩罩時的曝光，較佳使用紫外線、KrF雷射或ArF雷射。由氧化物半導體膜441上相鄰的源極電極的下端部與汲極電極的下端部之間的間隔寬度決定後面形成的電晶體的通道長度L。另外，當通道長度L短於25nm時，較佳使用波長極短的幾 nm 以上且幾十 nm 以下的超紫外線（Extreme Ultraviolet)進行在第三光刻步驟中形成抗蝕劑掩罩時的曝光。利用超紫外線的曝光的解析度高且景深大。從而， -19· 201203549 也可以將後面形成的電晶體的通道長度L設定爲1 Onm以上且lOOOnm以下，可以實現電路的工作速度的高速化。此外，爲了縮減用於光刻步驟的光掩罩數及步驟數，也可以使用由透過的光成爲多種強度的曝光掩罩的多色調掩罩形成的抗蝕劑掩罩進行蝕刻步驟。由於使用多色調掩罩形成的抗蝕劑掩罩成爲具有多種厚度的形狀，並且可以藉由蝕刻進一步改變形狀，因此可以用於加工爲不同圖案的多個蝕刻步驟。由此，可以使用一個多色調掩罩形成至少對應於兩種以上的不同圖案的抗蝕劑掩罩。從而，可以縮減曝光掩罩數，並還可以縮減與其對應的光刻步驟，所以可以實現步驟的簡化。注意，當對導電膜進行蝕刻時，較佳使蝕刻條件最適化以防止氧化物半導體膜44 1被蝕刻而斷開。但是，很難僅蝕刻導電膜而完全不蝕刻氧化物半導體膜44 1，所以有時當對導電膜進行蝕刻時只有氧化物半導體膜441的一部分被蝕刻，而成爲具有槽部（凹部）的氧化物半導體膜。在本實施方式中，由於使用Ti膜作爲導電膜，並使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導體作爲氧化物半導體膜 44 1，所以作爲蝕刻劑而使用過氧化氫氨水（氨、水以及過氧化氫水的混合液）。接著，也可以進行使用N20、N2或Ar等的氣體的電漿處理，來去除附著在露出的氧化物半導體膜的表面的吸附水等。在進行電漿處理的情況下，與該電漿處理連續地不接觸於大氣而形成與氧化物半導體膜44 1的一部分接觸 -20- 201203549 的金屬氧化膜407。接著，形成覆蓋源極電極405a及汲極電極405b並且接觸於氧化物半導體膜441的一部分的金屬氧化膜407。注意，將金屬氧化膜407的厚度設定爲厚於氧化物半導體膜44 1的厚度。金屬氧化膜407是接觸於氧化物半導體膜 441的背通道側即源極電極405a和汲極電極405b之間的氧化物半導體膜44 1並且去除蓄積在其介面的電荷的膜。由於蓄積在源極電極405a或汲極電極405b中的電荷，正電荷有可能會從源極電極405a或汲極電極405b移動到氧化物半導體膜，而在氧化物半導體膜的背通道側的介面產生帶電。尤其是，當氧化物半導體膜的導電率與接觸於氧化物半導體膜的背通道側的材料層的導電率不同時，電荷流向氧化物半導體膜，電荷在介面上被俘獲，並且，電荷與氧化物半導體膜中的氫結合，而成爲介面的施體中心。由此，產生電晶體的特性變動的問題。從而，減少氧化物半導體膜中的氫和防止氧化物半導體膜中的帶電都是很重要的。此外，氧化物半導體膜的帶隙和金屬氧化膜的帶隙之差較佳小於 3 eV。例如，當作爲氧化物半導體膜使用 In-Ga-Zn-Ο類氧化物半導體’並且，作爲金屬氧化膜使用氧化矽、氧化鋁時，In-Ga-Ζη-Ο類氧化物半導體的帶隙爲3.15eV，並且氧化矽、氧化鋁的帶隙爲8eV，所以有· 可能會產生上述問題。此外’當使用包括氮化物的膜（例如，氮化矽膜）代替金屬氧化膜時，由於包括氮化物的膜 -21 - 201203549 和氧化物半導體膜接觸，所以氧化物半導體膜的可能變動。金顧氧化膜407爲具有即使在背通道側帶正時去除該電荷的性質的膜。但是，作爲用於金 407的材料，較佳採用其氫的含量不比氧化物半氫的含量多一位數以上且其能隙等於或大於用於導體膜的材料的能隙的材料。如此，藉由使用具有帶電防止功能的金 4〇7’可以抑制電荷蓄積於氧化物半導體膜403 側。此外，藉由將金屬氧化膜407設置在氧化物 403的上表面上，即使在氧化物半導體膜403的帶正電荷，也可以及時去除該電荷。此外，藉由氧化膜407，可以防止在氧化物半導體膜403的產生寄生通道。由此，可以抑制氧化物半導體膜電率等電特性的變動，而可以提高電晶體410的在本實施方式中，作爲金屬氧化膜407，使用脈衝直流（DC )電源的濺射法得到的氧化意，作爲用於濺射法的靶材，較佳使用氧化鎵外，也可以根據所使用的氧化物半導體膜的導電地將In、Zn添加到金屬氧化膜407，以調整導如，藉由利用添加有銦或鋅的氧化鎵的靶材的濺弁多成包括〇·〇1 at.%至5 at·%的銦或鋅的膜。藉或鋅，提高金屬氧化膜407的導電率，並使其導氧化物半導體膜403的導電率，而可以進一步降導電率有電荷也及屬氧化膜導體膜的氧化物半屬氧化膜的背通道半導體膜背通道側使用金屬背通道側 403的導可靠性。用藉由利鎵膜。注靶材。此率而適當電率。例射法，來由添加銦電率接近低蓄積的 -22- 201203549 電荷。氧化鎵的帶隙爲3.0eV以上且5.2eV以下左右（例如爲4.9eV)，介電常數爲8以上且20以下左右，並且電子親和力爲3.5eV，而In-Ga-Zn-Ο類氧化物半導體的帶隙爲3.15 eV，介電常數爲15，並且電子親和力爲 4.3 eV ’從而它們之間的差小，所以是較佳的。此外，因爲氧化鎵具有大約4.9eV的寬頻隙，所以在可見光區域中具有透光性。此外，藉由將氧化鎵用於金屬氧化膜，可以降低In-Ga-Zn-O類氧化物半導體膜和氧化鎵膜的接觸電阻，所以是較佳的。當作爲金屬氧化膜使用氧化鎵時，作爲氧化物半導體材料，除了 In-Ga-Zn-O類氧化物半導體以外，還較佳使用In-Ga-O類氧化物半導體、Ga-Zn-O 類氧化物半導體。尤其是，當作爲氧化物半導體膜而使用In-Ga-Zn-O 膜、In-Ga-Ο類氧化物半導體或Ga-Zn-O類氧化物半導體時，該氧化物半導體膜包含與用作金屬氧化膜407的 GaOx共同的鎵元素，所以材料的匹配性好。較佳藉由利用不混入水、氫等的雜質的方法形成金屬氧化膜407。當金屬氧化膜407包括氫時，該氫侵入到氧化物半導體膜，或者該氫抽出氧化物半導體膜中的氧，而使氧化物半導體膜的背通道低電阻化（η型化），其結果是有可能形成寄生通道。因此，爲了使金屬氧化膜407儘量不包括氫，在其成膜方法中不使用氫是很重要的。在本實施方式中，藉由濺射法形成其厚度超過10nm -23- 201203549 並爲氧化物半導體膜441的厚度以上的氧化鎵膜作爲金屬氧化膜407。這是因爲藉由這樣使金屬氧化膜407的厚度厚而可以使金屬氧化膜407高效地釋放電荷的緣故。將成膜時的基板溫度設定爲室溫以上且300°C以下，即可。可以利用濺射法在稀有氣體（典型爲氬）氣圍下、氧氣圍下或者稀有氣體和氧的混合氣圍下形成氧化鎵膜。爲了與形成氧化物半導體膜時同樣地去除金屬氧化膜

I 407的沉積室內的殘留水分，較佳使用吸附型真空泵（低溫泵等）。這樣可以降低在使用低溫栗進行排氣的沉積室內形成的金屬氧化膜407所包括的雜質的濃度。此外，作爲用來去除金屬氧化膜4〇 7的沉積室內的殘留水分的排氣單元，也可以採用配備有冷阱的渦輪分子泵。作爲當形成金屬氧化膜407時使用的濺射氣體，較佳使用去除了氫、水、羥基或者氫化物等雜質的高純度氣體。此外，金屬氧化膜407只要至少覆蓋氧化物半導體膜的通道形成區域、源極電極405a、汲極電極405b即可，並且，如果有需要，則也可以選擇性地去除金屬氧化膜 407。注意，作爲在本實施方式中使用的氧化鎵膜的蝕刻，可以採用已知的濕蝕刻或乾蝕刻。例如，使用氟酸溶液或硝酸進行濕蝕刻。接著，在金屬氧化膜407上形成絕緣膜409 (參照圖 1C)。作爲絕緣膜409，使用無機絕緣膜，只要使用氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜、氧氮化鋁膜等氧化絕緣 -24- 201203549 膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜、氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等氮化絕緣膜的單層或疊層，即可。例如，使用濺射法，從金屬氧化膜407 —側依次形成氧化矽膜和氮化矽膜的疊層。接著，在氧化物半導體膜441的一部分（通道形成區域）和金屬氧化膜407接觸的狀態下對氧化物半導體膜 441進行加熱處理。將加熱處理的溫度設定爲250°C以上且65(TC以下，較佳爲450 °C以上且600 °C以下，或者低於基板的應變點。例如，將基板引入加熱處理裝置之一的電爐，並且，在氮氣圍下以450°C對氧化物半導體膜進行一個小時的加熱處理。注意，加熱處理裝置不偈限於電爐，還可以使用利用電阻發熱體等的發熱體所產生的熱傳導或熱輻射對被處理物進行加熱的裝置。例如，可以使用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裝置是利用從燈如鹵素燈、金鹵燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈等發出的光（電磁波）的輻射加熱被處理物的裝置。GRT A裝置是使用高溫的氣體進行加熱處理的裝置。作爲高溫的氣體，使用如氬等的稀有氣體或氮那樣的即使進行加熱處理也不與被處理物產生反應的惰性氣體。注意，當作爲加熱處理裝置使用GRTA裝置時，其熱處理時間很短，所以也可以在加熱到650°C以上且700°C以下 -25- 201203549 的高溫的惰性氣體中加熱基板。加熱處理在氮、氧、超乾燥空氣（水的含量爲2 Oppm 以下，較佳爲lppm以下，更佳爲1 〇ppb以下的空氣）、或者稀有氣體（氬、氦等）的氣圍下進行，即可。但是，上述氮、氧、超乾燥空氣、稀有氣體等的氣圍較佳不包括水、氫等。此外’較佳將引入加熱處理裝置中的氮、氧或稀有氣體的純度設定爲6N (99.9999%)以上，更佳爲7N (99.99 999% )以上（即，將雜質濃度設定爲lppm以下，較佳爲0.lppm以下）。像這樣’藉由在氧化物半導體膜和包括氧的金屬氧化膜4〇7接觸的狀態下進行加熱處理，可以從包括氧的金屬氧化膜4〇7將由於雜質的排除步驟而同時減少的構成氧化物半導體的主要成分材料之一的氧供給到氧化物半導體膜。由此，可以降低氧化物半導體膜中的電荷俘獲中心。藉由上述步驟，得到高純度化且在電性上i型（本征）化的氧化物半導體膜403。此外，藉由該加熱處理，金屬氧化膜407中的雜質也同時被去除，而有可能實現高純度化。高純度化的氧化物半導體膜403中的由施體產生的載子極少（近零），其載子濃度低於lxl014/cm3，較佳低於 lxl012/cm3，更佳低於 lxl0"/cm3。藉由上述步驟形成電晶體4 1 0 (參照圖1 D )。電晶體410是包括從氧化物半導體膜意圖性地排除氫、水分、羥基或者氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質而實現高純度 -26- or 1 ί 釋 201203549 化的氧化物半導體膜403的電晶體。電特性的變動被抑制，而在電性上是另外，也可以在形成絕緣膜409 在此情況下，在進行加熱處理後，在成絕緣膜409。此外，除了上述加熱處理以外，處理。例如，也可以在形成氧化物半熱處理（第一加熱處理），並在形成再次進行加熱處理（第二加熱處理）第一加熱處理，例如可以在惰性氣體且，在氧氣圍下（至少包括氧的氣圍應用這種第一加熱處理，可以同時實脫水化及加氧化。此外，在圖1 D的步驟後還可以？例如，也可以在大氣中以1 〇〇°C以上個小時以上且3 0個小時以下的加熱虔可以在保持一定的加熱溫度的情況下廷溫升溫到1 00°C以上且 200°c以下的力I 溫度降溫到室溫的步驟反復進行多次。此外，使用氧化物半導體膜403 ^ 高的場效應遷移率，所以可以進行高运將上述電晶體用於像素部，可以提供fl 此外，可以在同一個基板上形成具有令物半導體膜的電晶體的驅動電路部和信此，電晶體4 1 0的定的。前進行加熱處理。屬氧化膜407上形可以進行其他加熱體膜441後進行加屬氧化膜407之後在此情況下，作爲圍下進行加熱，並 )進行冷卻。藉由氧化物半導體膜的次進行加熱處理。 200°C以下進行1 理。該加熱處理既行，又可以將從室熱溫度以及從加熱電晶體4 1 0具有較驅動。因此，藉由圖像品質的圖像。括高純度化的氧化素部，而可以削減 -27- 201203549 半導體裝置的零部件數。此外，在包括金屬氧化膜407的電晶體410中，可以防止氧化物半導體膜403的背通道側的寄生通道的產生。再者，藉由防止在電晶體4 1 0中的氧化物半導體膜403的背通道側產生寄生通道，可以抑制臨界値電壓的變動，所以可以得到可靠性提高了的電晶體。在圖1D所示的電晶體410中，將兩層電介質即氧化物半導體膜403和金屬氧化膜407彼此接觸地設置。在層疊有不同的兩層電介質的情況下，當將第一層（電晶體 410中的氧化物半導體膜403 )的介電常數設定爲以，將導電率設定爲σ,，並且將厚度設定爲d,，而將第二層（電晶體410中的金屬氧化膜407 )的介電常數設定爲ε2，將導電率設定爲σ2，並且將厚度設定爲d2時，可以將兩個層的疊層表示於圖9A的模型圖。注意，在圖9A中，S表示面積。此外，圖9A所示的模型圖可以替換爲圖9B所示的等效電路。圖中的C,表示第一層的電容値，Gi表示第一層的電阻値，C2表示第二層的電容値，G2表示第二層的電阻値。在此，當對兩個層施加電壓V時，在t秒後在兩個層的介面中蓄積由下面的算式（1)表示的電荷 Q。

在圖1D所示的電晶體410中，上述蓄積電荷Q的介面相當於氧化物半導體膜403的背通道側，藉由適當地設 -28- 201203549 定金屬氧化膜407的介電常數、導電率或者厚度’可以降低蓄積於背通道側的介面中的電荷Q。在此，當改變算式（1 )的形式時’得到下面的算式 (2)及算式（3)。 .II τ!‘ c,v2·

Q 1-exp --- 1 (2) V Ti Jj V2=—^—V (3) G丨+(?2 (注意，C2=$S，G、=寸S，，τ、=士，’ αλ «2 «1 α2 °\ °2

Cj + C2 τ, =—-L)

G'+G2J 根據算式（2)及算式（3) ’爲了降低電荷Q’而可以設想下面的（A )至（D )的四個條件。條件（A )爲使^成爲非常大。條件（B )爲使V2近零，即，使G2成爲比G,大出很多0 條件（C )爲使C2近零° 條件（D )爲使τ 1近τ 2 ° 在條件（Α)下，爲了使〜成爲極大’因 C2) / (Gi+G2)，所以使（Cl+C2)成爲比（Gl+G2)大出很多即可。這裏，C,、G!是氧化物半導體膜403的參數，所以爲了利用金屬氧化膜407來降低電荷Q ’需要使 C2增大。然而，當根據C2 = s2S/d2，藉由使ε2增大而使C2 增大時，根據算式（2) Q也變大’於是產生矛盾。就是說，不能由〜調整電荷Q。在條件（B )下，爲了使V2近零’根據算式3滿足 -29- 201203549 G2>>G, ’即可。Gi是氧化物半導體膜403的參數，所以爲了利用金屬氧化膜407來降低電荷Q，需要使G2增大。明確而言，由於G2 = a2S/d2，所以需要使d2變小或者選擇σ：2較大的材料。然而，不能採用使d2變小，因爲根據C2 = hS/d2 ’如果d2縮小了則C2變大，這樣就會與條件（A )同樣地使Q變大。此外，如果大，則意味著金屬氧化膜4〇7的導電率高於氧化物半導體膜403的導電率，這樣發生漏電流 '短路的可能性升高，所以也不能採用。在條件（C )下，爲了使c2成爲極小，根據 Cp^S/d2 ’需要使d2變大，或者選擇ε2較小的材料。此外，在條件（D )下，爲了使τι接近τ2，由於 τ] = ει/σ丨、τ2 = ε2/σ2 ’所以選擇£丨/<1丨与ε2/σ2的膜，即可。其與CJG^C^/Ga相等。從而，爲了有效地防止電荷q 的蓄積’較佳使金屬氧化膜407的厚度（d2)厚，或者，作爲金屬氧化膜407的材料選擇介電常數（ε2 )小的材料，較佳選擇其介電常數小於氧化物半導體膜40 3的介電常數的材料（例如’介電常數£爲8以上且20以下的材料）。或者’較佳作爲金屬氧化膜選擇其物性値近於氧化物半導體膜的物性値的材料，以得到£1/〇1与62/〇2(51爲氧化物半導體的介電常數，且<71爲氧化物半導體的導電率）。如此’在使用具有帶電防止功能的金屬氧化膜407的電晶體4 1 0中’可以抑制電荷蓄積於氧化物半導體膜的背 -30- 201203549 通道側。此外，藉由將金屬氧化膜設置在氧化物半導體膜的上表面上，即使在氧化物半導體膜的背通道側帶正電荷，也可以及時去除該電荷。此外，在具有金屬氧化膜 4〇7的電晶體410中，可以防止在氧化物半導體膜403的背通道側產生寄生通道。再者，藉由在電晶體中防止在氧化物半導體膜的背通道側產生寄生通道，可以抑制臨界値電壓的變動。由此，可以抑制氧化物半導體膜的導電率等變動，而可以提高電晶體的可靠性。如上所述，可以提供具有穩定電特性的使用氧化物半導體的半導體裝置。由此，可以提供可靠性高的半導體裝置。如上所述，本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所示的結構、方法等適當地組合來使用。實施方式2 在本實施方式中，將說明半導體裝置的製造方法的其他一種方式。與上述實施方式相同的部分或者具有與上述實施方式相同的功能的部分以及步驟可以與上述實施方式同樣地進行，並且，省略反復說明。此外，省略對相同的部分的詳細說明。在本實施方式中，示出在實施方式1所示的電晶體 410的製造方法中，在形成與氧化物半導體膜接觸的金屬氧化膜407之前對氧化物半導體膜進行加熱處理的實例。該加熱處理只要在形成氧化物半導體膜後並且在形成 -31 - 201203549 金屬氧化膜4〇 7之前就也可以應用於加工爲島狀氧化物半導體膜之前的氧化物半導體膜，而且，也可以應用於形成源極電極405a及汲極電極405b之前或者形成源極電極 405a及汲極電極405b之後。將加熱處理的溫度設定爲2 5 0°C以上且65 0 °C以下，較佳爲450°C以上且600°C以下。例如，將基板引入加熱處理裝置之一的電爐，在氮氣圍下以450t對氧化物半導體膜進行1個小時的加熱處理。較佳在加熱處理後，不接觸大氣地形成金屬氧化膜，以防止水、氫再度混入到氧化物半導體膜中。注意，加熱處理裝置不侷限於電爐，還可以使用利用電阻發熱體等的發熱體所產生的熱傳導或熱輻射對被處理物進行加熱的裝置。例如，可以使用GRTA裝置、LRTA 裝置等的RTA裝置。注意，當作爲加熱處理裝置使用 GRTA裝置時，其熱處理時間很短，所以也可以在加熱到 650°C以上且700°C以下的高溫的惰性氣體中加熱基板。加熱處理在氮、氧、超乾燥空氣（水的含量爲2 Oppm 以下，較佳爲1 ppm以下，更佳爲1 Oppb以下的空氣）、或者稀有氣體（氬、氦等）的氣圍下進行，即可。但是，上述氮、氧、超乾燥空氣、稀有氣體等的氣圍較佳不包括水 '氫等。此外，較佳將引入加熱處理裝置中的氮、氧或稀有氣體的純度設定爲6N( 99.9999%)以上，更佳爲7N (99.99999% )以上（即，將雜質濃度設定爲lppm以下’較佳爲0.1 ppm以下）。 -32- 201203549 藉由該加熱處理，可以降低氧化物半導體膜中的水分、氫等的雜質。再者，藉由在氧化物半導體膜和包括氧的金屬氧化膜接觸的狀態下進行加熱處理，可以將因雜質的排除步驟同時減少的構成氧化物半導體的主要成分材料之一的氧從包括氧的金屬氧化膜供給到氧化物半導體膜。從而，如果對氧化物半導體膜進行形成金屬氧化膜之前的加熱處理以及形成金屬氧化膜之後的加熱處理，就可以得到水分、氫等雜質進一步脫離的i型（本徵半導體）或者極近於i型的氧化物半導體膜。從而，包括高純度化的氧化物半導體膜的電晶體的電特性變動被抑制，而在電性上穩定。此外，包括金屬氧化膜的電晶體可以防止氧化物半導體膜的背通道側的寄生通道的產生。如上所述，可以提供具有穩定電特性的使用氧化物半導體的半導體裝置。由此，可以提供可靠性高的半導體裝置。如上所述，本實施方式所示的結構、方法等可以與其他實施方式所不的結構'方法等適當地組合來使用。實施方式3 可以藉由使用在實施方式1或實施方式2中示出作爲一例的電晶體製造具有顯示功能的半導體裝置（也稱爲顯示裝置）。此外，藉由將包括電晶體的驅動電路的一部分 -33- 201203549 或全部與像素部一起形成在與該像素部相同的基板上，可以形成系統化面板（system-〇n-panel)。在圖2A中’以圍繞設置在第—基板40〇ι上的像素部4002的方式設置密封材料4〇〇5，並且，使用第二基板 4006進行密封。在圖2A中，在第一基板4001上的與由密封材料4005圍繞的區域不同的區域中安裝有使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另行準備的基板上的掃描線驅動電路4 0 0 4、信號線驅動電路4 0 0 3。此外，供給到另行形成的信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路4004 或者像素部4002的各種信號及電位從FPC( Flexible printed circuit ) 4018a、4018b 供給〇在圖2B和2C中’以圍繞設置在第—基板4001上的像素部4002和掃描線驅動電路4004的方式設置密封材料 4005。此外’在像素部4002和掃描線驅動電路4004上設置有第•二基板4 0 0 6。因此’像素部4 0 0 2、掃描線驅動電路4004與顯示元件一起由第—基板4〇〇1、密封材料4〇〇5 以及第二基板4006密封。在圖2B和2C中，在第一基板 4〇〇1上的與由密封材料40 05圍繞的區域不同的區域中安裝有使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另行準備的基板上的信號線驅動電路4 0 0 3 »在圖2 B和2 C中，供給到另行形成的信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路 4004或者像素部4002的各種信號及電位從FPC4018供給。此外’圖2B和2C示出另行形成信號線驅動電路 -34- 201203549 4003並且將該信號線驅動電路4003安裝到第一基板400 i 的實例，但是不侷限於該結構。既可以另行形成掃描線驅動電路並進行安裝，又可以另行僅形成信號線驅動電路的一部分或者掃描線驅動電路的一部分並進行安裝。注意，對另行形成的驅動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以採用COG (玻璃覆晶封裝）方法、線結合方法或者TAB (卷帶式自動接合）方法等。圖2A是藉由 COG方法安裝信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路 4004的例子，圖2B是藉由COG方法安裝信號線驅動電路4003的例子，而圖2C是藉由TAB方法安裝信號線驅動電路4003的例子。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1C等的模組。注意，本發明說明中的顯示裝置是指影像顯示裝置、顯示裝置或光源（包括照明裝置）。另外，顯示裝置還包括：安裝有連接器諸如FPC、TAB膠帶或TCP的模組；在TAB膠帶或TCP的端部上設置有印刷線路板的模組；藉由COG方式將1C (積體電路）直接安裝到顯示元件的模組。此外，設置在第一基板上的像素部及掃描線驅動電路包括多個電晶體，並且，可以應用在實施方式1或實施方式2中示出作爲一例的電晶體。作爲設置在顯示裝置中的顯示元件，可以使用液晶元件（也稱爲液晶顯不兀件）、發光元件（也稱爲發光顯示 -35- 201203549

Nly 件元在括包件元的度亮制控壓電或流電由將件元光發其範疇內，明確而言，包括無機 EL( Electro Luminescence)、有機EL等。此外，也可以應用電子墨水等由於電作用而改變對比度的顯示媒體。參照圖3至圖5而說明半導體裝置的一種方式。圖3 至圖5相當於圖2B的M-N的截面圖。如圖3至圖5所示，半導體裝置包括連接端子電極 4015及端子電極4016，並且，連接端子電極4015及端子電極4016藉由各向異性導電膜4019電連接到FPC4018 所包括的端子。連接端子電極4015由與第一電極層403 0相同的導電膜形成，並且，端子電極4016由與電晶體4010及電晶體 4011的源極電極及汲極電極相同的導電膜形成。此外，設置在第一基板4001上的像素部4002、掃描線驅動電路4004包括多個電晶體，並且，在圖3至圖5 中例示像素部4002所包括的電晶體4010、掃描線驅動電路4004所包括的電晶體401 1。在圖3中，在電晶體4010 及電晶體4011上設置有用來防止帶電的金屬氧化膜4020 和絕緣膜4024，並且，在圖4及圖5中還設置有絕緣層 402 1。注意，絕緣膜4023用作基底膜。在本實施方式中，作爲電晶體4 0 1 0、電晶體4 0 1 1，可以應用在實施方式1或實施方式2中示出的電晶體。在電晶體4010及電晶體401 1中，氧化物半導體膜是藉由在形成層疊於其上的金膈氧化膜4020及金屬氧化膜 -36- 201203549 4020上的絕緣膜4024之後進行加熱處理，從該氧化物半導體膜意圖性地排除氫、水分、羥基或者氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質而實現高純度化的氧化物半導體膜。此外，在氧化物半導體膜與包含氧的金屬氧化膜 4020接觸的狀態下進行加熱處理，所以可以從包含氧的金屬氧化膜4020將由於在排除雜質的同時減少的構成氧化物半導體的主要成分材料之一的氧供給到氧化物半導體膜中。因此，氧化物半導體膜更高純度化，而在電性上實現i型（本征）化。因此，包括高純度化的氧化物半導體膜的電晶體 40 1 0及電晶體40 1 1的電特性變動被抑制，所以在電性上是穩定的。因此，作爲圖3至圖5所示的本實施方式的半導體裝置，可以提供可靠性高的半導體裝置。此外，包括用來防止帶電的金屬氧化膜的電晶體可以防止氧化物半導體膜的背通道側的寄生通道的產生。再者，藉由在電晶體中防止在氧化物半導體膜的背通道側產生寄生通道，可以抑制臨界値電壓的變動。此外，在本實施方式中，在絕緣膜4024上的與驅動電路用電晶體4011的氧化物半導體膜的通道形成區域重疊的位置設置有導電層。藉由將導電層設置在與氧化物半導體膜的通道形成區域重疊的位置，可以進一步降低BT 試驗前後的電晶體4011的臨界値電壓的變化量。此外，導電層的電位既可以與電晶體40 1 1的閘極電極的電位相同，又可以不同，並且’還可以用作第二閘極電極。此 -37- 201203549 外’導電層的電位也可以爲GND、0V或者浮動狀態。此外’該導電層還具有遮蔽外部的電場，即不使的電場作用到內部（包括薄膜電晶體的電路部）的 (尤其是，遮蔽靜電的靜電遮蔽功能）。利用導電層蔽功能，可以防止由於靜電等外部的電場的影響而使體的電特性變動。設置在像素部4002中的電晶體4010電連接到顯件，構成顯示面板。只要可以進行顯示就對顯示元件特別的限制，而可以使用各種各樣的顯示元件。圖3示出作爲顯示元件使用液晶元件的液晶顯示的實例。在圖3中，作爲顯示元件的液晶元件40 1 3 第一電極層4030、第二電極層4031以及液晶層4008 意，以夾持液晶層4008的方式設置有用作取向膜的膜4032、絕緣膜4033。第二電極層4031設置在第二 4006 —側，並且，第一電極層4030和第二電極層夾著液晶層4008而層疊。此外，附圖標記4035表示藉由對絕緣膜選擇性行蝕刻而獲得的柱狀間隔物，並且它是爲控制液 4008的厚度（單元間隙）而設置的。另外，還可以球狀間隔物。當作爲顯示元件使用液晶元件時，可以使用熱晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、液晶、反鐵電液晶等。上述液晶材料根據條件而呈現醇相、近晶相、立方相、手性向列相、均質相等。外部功能的遮電晶示元沒有裝置包括。注絕緣基板 403 1 地進晶層使用致液鐵電膽固 -38- 201203549 另外’還可以使用不使用取向膜的呈現藍相的液晶。藍相是液晶相的一種，是指當使膽固醇相液晶的溫度上升時即將從膽固醇相轉變到均質相之前出現的相。由於藍相只出現在較窄的溫度範圍內，所以爲了改善溫度範圍而將混合有幾Wt·%以上的手性試劑的液晶組成物用於液晶層。由於包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應速度快，即爲lmsec以下，並且其具有光學各向同性’所以不需要取向處理，從而視角依賴性小。另外，由於不需要設置取向膜而不需要摩擦處理，因此可以防止由於摩擦處理而引起的靜電破壞，並可以降低製程中的液晶顯示裝置的不良、破損。從而，可以提高液晶顯示裝置的生產率。使用氧化物半導體膜的電晶體有由於靜電的影響而使電晶體的電特性明顯波動而偏離設計範圍的擔憂。由此，將藍相的液晶材料用於具有使用氧化物半導體膜的電晶體的液晶顯示裝置是更爲有效的。此外，液晶材料的固有電阻率爲1 X 1 09Ω. cm以上，較佳爲1 xlO1 h'cm以上，更佳爲lx l〇12〇.cm以上。注意，本發明說明中的固有電阻率的値爲以20°C測量的値。考慮到配置在像素部中的電晶體的漏電流等而以能夠在指定期間中保持電荷的方式設定設置在液晶顯示裝置中的存儲電容器的大小。藉由使用具有高純度的氧化物半導體膜的電晶體，設置具有各像素中的液晶電容的三分之一以下，較佳爲五分之一以下的電容的大小的存儲電容器，就足夠了。 -39- 201203549 在本實施方式中使用的具有高純度化的氧化物半導體膜的電晶體可以降低截止狀態下的電流値（截止電流値）。因此，可以延長視頻信號等的電信號的保持時間，並且，還可以延長電源導通狀態下的寫入間隔。因此，可以降低刷新工作的頻率，所以可以得到抑制耗電量的效果。此外，在本實施方式中使用的具有高純度化的氧化物半導體膜的電晶體可以得到較高的場效應遷移率，所以可以進行局速驅動。因此’藉由將上述電晶體用於液晶顯示裝置的像素部，可以提供高圖像品質的圖像。此外，使用上述電晶體可以在同一個基板上分別製造驅動電路部、像素部，所以可以削減液晶顯示裝置的零部件數。液晶顯示裝置可以採用TN( Twisted Nematic:扭曲向列）瘼式、IPS ( In-Plane-Switching :平面內轉換）模式、FFS ( Fringe Field Switching :邊緣電場轉換）模式、ASM ( Axially Symmetri c aligned Mi crο — cel 1 :軸對稱排列微單元）模式、OCB ( Optical Compensated Birefringence:光學補償彎曲）模式、FLC( Ferroelectric Liquid Crystal :鐵電性液晶）模式、以及 AFLC ( Anti Ferroelectric Liquid Crystal ··反鐵電性液晶）模式等。此外，也可以使用常黑型液晶顯示裝置，例如採用垂直取向（VA)模式的透過型液晶顯示裝置。在此，垂直取向模式是指控制液晶顯示面板的液晶分子的排列的方式的一種，是當不施加電壓時液晶分子朝向垂直於面板表面 -40- 201203549 的方向的方式。作爲垂直取向模式，例如可以使用 (Multi-Domain Vertical Alignment:多象限垂直取模式、PVA( Patterned Vertical Alignment:垂直取型）模式、ASV模式等。此外，也可以使用將 (pixel )分成幾個區域（子像素），並且使分子分向不同方向的稱爲多疇化或者多域設計的方法。此外，在顯示裝置中，適當地設置黑底（遮光層偏振構件、相位差構件、抗反射構件等的光學構件（基板）等。例如，也可以使用利用偏振基板以及相位板的圓偏振。此外，作爲光源，也可以使用背光燈、燈等。此外，也可以作爲背光燈利用多個發光二 (LED )來進行分時顯示方式（場序制驅動方式）。應用場序制驅動方式，可以不使用濾光片地進行彩示。此外，作爲像素部中的顯示方式，可以採用逐行方式或隔行掃描方式等。此外，當進行彩色顯示時在中受到控制的顏色因素不侷限於RGB ( R顯示紅色，示綠色，B顯示藍色）的三種顏色。例如，也可以 RGBW(W 顯示白色）、或者對 RGB 追加 (yellow)、青色（cyan)、品紅色（magenta)等一種顏色以上的顏色。注意，也可以按每個顏色因素使其顯示區域的大小不同。但是，本實施方式不侷限色顯示的顯示裝置，而也可以應用於單色顯示的顯 M VA 向）向構像素別倒 )' 光學差基側光極體藉由色顯掃描像素 G顯採用黃色中的的點於彩示裝 -41 - 201203549 置。此外，作爲顯示裝置所包括的顯示元件，可以用電致發光的發光元件。利用電致發光的發光元件光材料是有機化合物還是無機化合物被區別，一般者被稱爲有機EL元件，而後者被稱爲無機EL元件在有機EL元件中，藉由對發光元件施加電壓及電洞分別從一對電極注入到包括具有發光性的有物的層，以流過電流。並且，這些載子（電子及電合，發光性的有機化合物形成激發狀態，當從該激回到基態時發光。由於這種機理，這種發光元件被流激發型發光元件。無機EL元件根據其元件結構而分類爲分散型| 元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件光層，其中發光材料的微粒分散在黏合劑中，並且機理是利用施主能級和受主能級的施主-受主複光。薄膜型無機EL元件具有一種結構，其中，發在介電層之間，並且該夾著發光層的介電層由電極其發光機理是利用金屬離子的內殼層電子躍遷的定發光。注意，這裏對使用有機EL元件作爲發光元況進行說明。爲了取出發光，使發光元件的一對電極中的至爲透明即可。並且，在基板上形成電晶體及發光元爲發光元件，有從與基板相反一側的表面取出發光發射；從基板一側的表面取出發光的底部發射；從應用利根據發地，前〇，電子機化合洞）複發狀態稱爲電 Mel 具有發其發光合型發光層夾夾住，域類型件的情少一個件，作的頂部基板一 -42- 201203549 側及與基板相反一側的表面取出發光的雙面發射光元件，可以應用上述任一種發射結構的發光元圖4示出作爲顯示元件使用發光元件的發光例。作爲顯示元件的發光元件4 5 1 3電連接到設部4 002中的電晶體4010。注意，發光元件45 是由第一電極層4030、電致發光層4511、第 4 0 3 1構成的疊層結構’但是，不偈限於該結構發光元件4513取出的光的方向等，可以適當地元件4 5 1 3的結構。分隔壁4510使用有機絕緣材料或者無機絕成。尤其是，使用感光樹脂材料，在第一電極層形成開口部’並且將該開口部的側壁形成爲具有的傾斜面。電致發光層4511既可由~個層構成又可由疊層構成。爲了防止氧、氫、水分 '二氧化碳等侵入 4513中’而也可以在第二電極層403 1及分隔壁形成保護膜。作爲保護膜’可以形成氮化矽膜、膜、DLC膜等。此外’在由第—基板4〇〇1、 4006以及挖、封材料4005.密封的空間中設置有 4514並被密封。如此，爲了不暴露於外氣，而氣密性筒且脫氣少的保護薄膜（黏合薄膜、紫外脂薄膜等）、覆蓋材料進行封裝（封入）。作爲塡充材料4 5 1 4，除了氮或氬等惰性氣結構的發件。 :裝置的實置在像素 1 3的結構二電極層。根據從改變發光緣材料形 4030 上連續曲率多個層的發光元件芒4510上氮氧化矽第二基板塡充材料較佳使用線固化樹體以外， -43- 201203549 還可以使用紫外線固化樹脂、熱固化樹脂，並且，可以使用PVC (聚氯乙烯）、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺、環氧樹脂、矽酮樹脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛）或者EVA (乙烯-醋酸乙烯酯）。例如，作爲塡充材料而使用氮，即可。另外，如果需要，則可以在發光元件的射出表面上適當地設置諸如偏光片、圓偏光片（包括橢圓偏光片）、相位差板（λ/4板，λ/2板）、濾色片等的光學膜。此外，也可以在偏光片、圓偏光片上設置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹凸來擴散反射光而可以降低眩光的處理。此外，作爲顯示裝置，也可以提供驅動電子墨水的電子紙。電子紙也稱爲電泳顯示裝置（電泳顯示器），並且，具有如下優點：與紙同樣的易讀性；其耗電量比其他顯示裝置的耗電量低；形狀薄且輕。作爲電泳顯示裝置，有各種各樣的形式，但是它是多個包括具有正電荷的第一微粒和具有負電荷的第二微粒的微膠靈分散在溶劑或溶質中，並且，藉由對微膠囊施加電場，使微膠綴中的微粒彼此移動到相對方向，以只顯示集合在一方側的微粒的顏色的裝置。注意，第一微粒或者第二微粒包括染料，並且，當沒有電場時不移動。此外，第一微粒的顏色和第二微粒的顏色不同（包括無色）。如此，電泳顯示裝置是利用介電常數高的物質移動到高電場區域，即所謂的介電泳效應（dielectrophoretic -44- 201203549 effect)的顯示器。分散有上述微囊的溶劑被稱爲電子墨水，並且該電子墨水可以印刷到玻璃、塑膠、布、紙等的表面上。另外，還可以藉由使用濾色片、具有色素的微粒來進行彩色顯不° 此外，作爲微囊中的第一微粒及第二微粒，使用選自導電材料、絕緣材料、半導體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發光材料、電致變色材料、磁泳材料中的一種材料或這些的材料的複合材料即可。此外’作爲電子紙，還可以應用使用旋轉球顯示方式的顯示裝置。旋轉球顯示方式是如下方法，即將分別塗爲白色和黑色的球形微粒配置在用於顯示元件的電極層的第一電極層與第二電極層之間，使第一電極層與第二電極層之間產生電位差來控制球形微粒的方向，以進行顯示》圖5示出半導體裝置的一個方式的主動矩陣型電子紙。圖5所示的電子紙是使用旋轉球顯示方式的顯示裝置的實例。在連接到電晶體4010的第一電極層4030與設置在第二基板4006上的第二電極層403 1之間設置有具有黑色區域4615a及白色區域4615b並且在該黑色區域4615a及白色區域4615b的周圍包括塡充有液體的空洞4612的球形微粒46 1 3，並且，球形微粒46 1 3的周圍塡充有樹脂等塡充材料4614。第二電極層4031相當於公共電極（對置電極）》第二電極層403 1電連接到公共電位線。 -45- 201203549 注意，在圖3至圖5中，作爲第一基板4 001、第二基板4006，除了玻璃基板以外，還可以使用具有撓性的基板。例如，可以使用具有透光性的塑膠基板等。作爲塑膝基板，可以使用 FRP( Fiberglass-Reinforced Plastics; 纖維增強塑膠）板' PVF (聚氟乙烯）薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。此外，也可以使用具有由PVF薄膜或聚酯薄膜夾住鋁箔的結構的薄膜。絕緣膜4024用作電晶體的保護膜。此外，金屬氧化膜4020除了防止氧化物半導體膜的背通道側的寄生通道的產生以外，還將由於氫、水分、羥基或者氫化物等雜質的排除步驟而同時從氧化物半導體膜減少的氧供給到氧化物半導體膜。作爲金屬氧化膜4020，可以使用藉由濺射法形成的氧化鎵膜。此外，也可以使用對氧化鎵添加銦或鋅的膜，例如，可以使用包括0.01 at·%至5 at·%的銦或鋅的氧化鎵膜。藉由添加銦或鋅，可以提高金屬氧化膜4020的導電率，而可以進一步降低電荷的蓄積。另外，絕緣膜4024可以藉由使用濺射法以氮化矽膜 '氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或暨層而形成。此外，絕緣層402 1可以使用無機絕緣材料或者有機絕緣材料來形成。注意，當使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺、苯Μ環丁烯樹脂、聚醯胺、環氧樹脂等具有耐熱性的有機絕緣材料時，適於用作平坦化絕緣膜。此外，除了上述有 •46- 201203549 機絕緣材料以外，還可以使用低介電常數材料（low_k材料）、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽玻璃）、BPSG(硼磷矽玻璃）等。注意，藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層》對絕緣層402 1的形成方法沒有特別的限制，可以根據其材料而利用濺射法、旋塗法、浸漬法' 噴塗法、液滴噴射法（噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等）、輥塗法、幕式塗布法、刮刀式塗布法等。顯不裝置藉由透過來自光源或顯示元件的光來進行顯示。因此’設置在透過光的像素部中的基板、絕緣膜、導電膜等的薄膜全都對可見光的波長區域的光具有透光性。關於對顯示元件施加電壓的第一電極層4030及第二電極層4031 (也稱爲像素電極層、公共電極層、對置電極層等），根據取出光的方向、設置電極層的地方以及電極層的圖案結構而選擇其透光性、反射性，即可。作爲第一電極層4 03 0、第二電極層403 1，可以使用包括氧化鎢的氧化銦、包括氧化鎢的氧化銦鋅、包括氧化鈦的氧化銦、包括氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫（以下顯示爲ITO )、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等具有透光性的導電材料。此外，第一電極層403 0、第二電極層403 1可以使用鎢（W)、銷（Mo)、鍩（Zr)、給（Hf)、釩（V) 鈮（Nb )、鉬（Ta )、鉻（Cr )、鈷（Co )、錬 (Ni )、鈦（Ti)、鉑（Pt)、鋁（A1)、銅（Cu)、銀 -47- 201203549 (Ag)等的金屬、其合金或者其氮化: 來形成。此外，第一電極層4030、第二電桓包括導電高分子（也稱爲導電聚合體）成。作爲導電高分子，可以使用所謂的高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯的兩種以上構成的共聚物或者其衍生物此外，由於電晶體容易受到靜電等設置驅動電路保護用的保護電路。保護性元件構成。如上所述，藉由應用在實施方式1 的電晶體，可以提供具有各種各樣的功實施方式4 藉由使用由實施方式1和實施方式出的作爲一例的電晶體，可以製造具有的圖像感測器功能的半導體裝置》圖6A示出具有圖像感測器功能例。圖6A示出光電感測器的等效電路電感測器的一部分的截面圖。光電二極體602的一個電極電連接信號線65 8，而光電二極體602的另一晶體640的閘極。電晶體640的源極和囪中的一種或多種丨層403 1可以使用的導電組成物來形 π電子共軛類導電生物、聚吡咯或其胺、吡咯及噻吩中等。的破壞，所以較佳電路較佳使用非線或實施方式2所示能的半導體裝置。 2中的任何一個示讀取物件物的資訊的半導體裝置的一，而圖6B示出光到光電二極體重設個電極電連接到電汲極中的一個電連 -48- 201203549 接到光電感測器參考信號線672，而電晶體汲極中的另一個電連接到電晶體65 6的源極個。電晶體656的閘極電連接到閘極信號線 656的源極和汲極中的另一個電連接到光電號線6 7 1。注意，在本發明說明的電路圖中，爲了半導體膜的電晶體一目了然，將使用氧化物晶體的符號表示爲“ OS” 。在圖6A中，電晶體656是使用氧化物半導體膜的電晶體。圖6B是示出光電感測器中的光電二極體6 40的截面圖，其中在具有絕緣表面的3 基板）上設置有用作感測器的光電二極體 640。藉由使用黏合層608，在光電二極體 640上設置有基板613。在電晶體640上設置有用來防止帶電 631、絕緣膜63 2、層間絕緣層63 3以及層間光電二極體602設置在層間絕緣層633上，體6 02具有如下結構：在形成在層間絕緣層層6 4 1和設置在層間絕緣層6 3 4上的電極層間絕緣層63 3 —側按順序層疊有第一半導f 二半導體層606b及第三半導體層606c。在電晶體64〇中，氧化物半導體膜是如體膜：在金屬氧化膜631上形成絕緣膜632 行加熱處理，從氧化物半導體膜意圖性地去 6 4 0的源極和和汲極中的一丨6 5 9，電晶體感測器輸出信使使用氧化物半導體膜的電晶體6 4 0和電體6 0 2和電晶 g 板 601 ( TFT 6 02和電晶體 6 0 2和電晶體的金屬氧化膜】絕緣層6 3 4。並且光電二極 63 3上的電極 6 4 2之間從層農層606a 、第下氧化物半導之後，藉由進除氫、水分、 -49- 201203549 羥基或氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質，化。另外，因爲在氧化物半導體膜與包含氧 63 1接觸的狀態下進行加熱處理’所以可以的去除步驟的同時被減少的構成氧化物半導材料之一的氧從包含氧的金屬氧化膜631提導體膜。因此，進一步實現氧化物半導體膜在電性方面實現i型（本征）化。因此，包含實現了高純度化的氧化物半體640抑制電特性變動，而在電方面穩定。實施方式的半導體裝置’可以提供高可靠性電極層6 4 1電連接到形成在層間絕緣層層643，且電極層642藉由電極層644電連 645。閘極電極645電連接到電晶體640的光電二極體602電連接到電晶體640。在此，例示一種pin型的光電二極體，第一半導體層606a的具有p型的導電型的作第二半導體層606b的高電阻的半導體層層）、用作第三半導體層606c的具有η型導體層。第一半導體層606a是ρ型半導體層，賦予p型的雜質元素的非晶矽膜形成》使用表中的第13族的雜質元素（例如，硼（B) 料氣體藉由電漿CVD法形成第一半導體層以實現高純度的金屬氧化膜將在進行雜質體的主要成分供給氧化物半的高純度化而導體膜的電晶因此，作爲本半導體裝置。 634上的導電接到閘極電極閘極電極，且其中層疊用作半導體層、用 (i型半導體的導電型的半而可以由包含包含屬於週期 )的半導體材 606a。作爲半 -50- 201203549 導體材料氣體，可以使用矽烷（Sih )。替代地，可以使用 Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4 或 SiF4 等。進—步替代地’可以使用如下方法：在形成不包含雜質元素的非晶矽膜之後，使用擴散方法或離子植入方法將雜質元素引入到該非晶矽膜。較佳在使用離子植入方法等引入雜質元素之後進行加熱等來使雜質元素擴散。在此情況下，作爲形成非晶矽膜的方法，可以使用LPCVD方法、氣相沉積方法或濺射方法等。較佳將第一半導體層606a的厚度設定爲10nm以上且50nm以下。第二半導體層606b是i型半導體層（本徵半導體層）’而可以由非晶矽膜形成。爲了形成第二半導體層 6〇6b ’藉由電漿CVD法’使用半導體材料氣體形成非晶矽膜。作爲半導體材料氣體，可以使用矽烷（SiH4 )。替代地’可以使用 Si2H6' SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4 或 SiF4 等。也可以藉由LPCVD法、氣相沉積法、濺射法等形成第二半導體層606b。較佳將第二半導體層606b的厚度設定爲200nm以上且l〇〇〇nm以下。第三半導體層606c是n型半導體層，而可以由包含賦予η型的雜質元素的非晶矽膜形成。使用包含屬於週期表中的第15族的雜質元素（例如，磷（Ρ))的半導體材料氣體藉由電漿CVD法形成第三半導體層606c。作爲半導體材料氣體，可以使用矽烷（SiH4)。替代地，可以使用 Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4 或 SiF4 等。進一步替代地，可以使用如下方法：在形成不包含雜質元素的非晶 -51 - 201203549 矽膜之後，使用擴散方法或離子植入方法將雜質元素引入到該非晶矽膜。較佳在使用離子植入方法等引入雜質元素之後進行加熱等來使雜質元素擴散。在此情況下，作爲形成非晶矽膜的方法，可以使用LPCVD方法、氣相沉積方法或濺射方法等。較佳將第三半導體層606c的厚度設定爲20nm以上且200nm以下。此外，第一半導體層606a、第二半導體層606b以及第三半導體層606c可以不使用非晶半導體形成，而使用多晶半導體或微晶（Semi Amorphous Semiconductor : SAS )半導體形成。在考慮吉布斯自由能時，微晶半導體屬於介於非晶和單晶之間的中間亞穩態。即，微晶半導體處於自由能穩定的第三態，且具有短程有序和晶.格畸變。此外，柱狀或針狀晶體在相對於基板表面的法線方向上生長。作爲微晶半導體的典型例子的微晶矽，其拉曼光譜向表示單晶矽的 520(:1^1的低波數一側偏移。亦即，微晶矽的拉曼光譜的峰値位於表示單晶矽的520cm·1和表示非晶矽的48 0cm·1 之間。另外，包含至少lat.%或其以上的氫或鹵素，以終結懸空鍵。還有，藉由包含氮、氬、氪、氖等的稀有氣體元素來進一步促進晶格畸變，提高穩定性而得到優良的微晶半導體膜。該微晶半導體膜可以藉由頻率爲幾十MHz至幾百 MHz的高頻電漿CVD法或頻率爲1GHz以上的微波電漿 CVD設備形成。典型地，可利用用氫氣稀釋的含有矽的 •52· 201203549 氣體（例如 SiH4、Si2H6、SiH2Cl2 ' SiHCl3、SiCl4 或 SiF4等）形成該微晶半導體膜。此外，除了氫之外，還可以使用選自氦、氬、氪、氛中的一種或多種稀有氣體元素稀釋含有矽的氣體來形成微晶半導體膜。在上述情況下，將氫的流量比設定爲含有矽的氣體的5倍以上且200倍以下，較佳設定爲5 0倍以上且1 5 0倍以下，更佳設定爲 1〇〇倍。再者，也可以在含有矽的氣體中混入CH4、C2H6 等的碳化氫氣體、GeH4、GeF4等的含有鍺的氣體、F2 等。此外，由於光電效應產生的電洞的遷移率低於電子的遷移率，因此當P型半導體層側上的表面用作光接收面時，pin光電二極體具有較好的特性。這裏示出將光電二極體602從形成有pin型的光電二極體的基板601的面接收的光622轉換爲電信號的例子。此外，來自其導電型與用作光接收面的半導體層一側相反的半導體層一側的光是干擾光，因此，其導電型與用作光接收面的半導體層一側相反的半導體層一側的電極層較佳由具有遮光性的導電膜形成。注意，替代地，可以使用η型半導體層側的表面作爲光接收面。作爲金屬氧化膜63 1 ’可以使用藉由濺射法而形成的氧化鎵膜。另外，也可以使用將銦或鋅添加到氧化鎵的膜，例如，可以使用包含0 _ 0 1至5 a t. %的銦或鋅的氧化鎵膜。藉由添加銦或鋅，可以提高金屬氧化膜631的電導率，而可以進一步減少電荷的累積。 -53- 201203549 作爲絕緣膜632，使用氧化矽層、氧氮化矽層、氧化鋁層、氧氮化鋁層等氧化物絕緣層、氮化矽層、氮氧化矽層、氮化鋁層、氮氧化鋁層等氮化物絕緣層的單層或疊層。作爲層間絕緣層6 3 3、6 3 4，較佳採用用作減少表面凹凸的平坦化絕緣膜的絕緣層。作爲層間絕緣層6 3 3、 634 ’例如可以使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯樹脂、聚醯胺或環氧樹脂等的有機絕緣材料。除了上述有機絕緣材料之外，還可以使用低介電常數材料（l〇w-k材料）、矽氧烷類樹脂、PSG (磷矽玻璃）、BPSG(硼磷矽玻璃）等的單層或疊層。可以使用絕緣材料，且根據該材料使用濺射法、旋塗法、浸潰法、噴塗法、液滴噴出法（噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等）、輥塗法、幕式塗布法、刮刀塗佈法等來形成絕緣膜63 2、層間絕緣層63 3、層間絕緣層634。藉由檢測入射到光電二極體602的光622，可以讀取檢測物件的資訊。另外，在讀取檢測物件的資訊時，可以使用背光燈等的光源。作爲電晶體640，可以使用實施方式1或實施方式2 所示一例的電晶體。包含從其中意圖性地去除氫、水分、羥基或氫化物（也稱爲氫化合物）等雜質而實現高純度化的氧化物半導體膜的電晶體可以抑制電晶體的電特性變動，而在電方面穩定。另外，具有用來防止帶電的金屬氧化膜的電晶體可以防止氧化物半導體膜的背通道一側的寄 -54- 201203549 生通道的產生。再者，藉由防止電晶體中的氧化物半導體膜的背通道一側的寄生通道的產生，可以抑制臨界値電壓的變動。因此，可以提供高可靠性的半導體裝置。本實施方式可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。實施方式5 可將本發明說明中公開的液晶顯示裝置應用於多種電子設備（包括遊戲機）。作爲電子設備，例如可以舉出電視裝置（也稱爲電視或電視接收機）、用於電腦等的監視器、數位相機、數碼攝像機等影像拍攝裝置、數碼相框、行動電話機（也稱爲手機、行動電話裝置）、可攜式遊戲機、移動資訊終端、聲音再現裝置、彈子機等大型遊戲機等。以下’對具備在上述實施方式中說明的液晶顯示裝置的電子設備的例子進行說明。圖7A示出電子書閱讀器（也稱爲E-book)，可以具有框體9630、顯示部9631、操作鍵9632、太陽能電池 9633以及充放電控制電路9634。圖7A所示的電子書閱 s賣器可以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊（靜態圖像、動態圖像、文字圖像等）；將日曆、曰期或時刻等顯不在顯不部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯’藉由各種各樣的軟體（程式）控制處理等。另外，在圖7A中’作爲充放電控制電路9634的一例，示出具有電池9635和DCDC轉換器（以下簡稱爲轉換器）9636的 -55- 201203549 結構。藉由將實施方式1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示部963 1，可以提供高可靠性電子書閱讀器。藉由採用圖7A所示的結構，當將半透過型液晶顯示裝置或反射型液晶顯示裝置用於顯示部9631時，可以預料電子書閱讀器在較明亮的情況下也被使用，所以可以高效地進行利用太陽能電池963 3的發電以及利用電池963 5 的充電，所以是較佳的。注意，太陽能電池963 3是較佳的，因爲它可以適當地設置在框體9630的空餘空間（表面或背面）而高效地進行電池963 5的充電。注意，當作爲電池9635使用鋰離子電池時，有可以謀求實現小型化等的優點。此外，參照圖7B所示的方塊圖而說明圖7A所示的充放電控制電路9634的結構及工作。圖7B示出太陽能電池9633、電池9635、轉換器9636、轉換器9637、開關 SW1至SW3、顯示部9631，並且，電池9635、轉換器 9636、轉換器9637'開關SW1至SW3相當於充放電控制電路9634。首先，說明在利用外光使太陽能電池963 3發電時的工作的實例。利用轉換器963 6對太陽能電池963 3所發的電力進行升壓或降壓，以得到用來對電池9635進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部963 1工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器 9637將其升壓或降壓到顯示部963 1所需要的電壓。此 -56- 201203549 外’當不進行顯示部9631上的顯示時，使SW1截止並使 SW2導通’以對電池9635進行充電，即可。接著’說明在不利用外光使太陽能電池963 3發電時的工作的實例。藉由使SW3導通並且利用轉換器9637對電池963 5所蓄的電力進行升壓或降壓。並且，當使顯示部9631工作時，利用來自電池9635的電力。注意’雖然作爲充電方法的一例而示出太陽能電池 963 3 ’但是也可以利用其他方法對電池96 3 5進行充電。此外，也可以組合其他充電方法進行充電。圖8A示出筆記本個人電腦，由主體3 00 1、框體 30〇2、顯示部3003以及鍵盤30 04等構成。藉由將實施方式1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示部 3 0 03，可以提供高可靠性筆記本個人電腦。圖8B示出可攜式資訊終端（PDA)，在主體302 1中設置有顯示部3 023、外部介面3 025以及操作按鈕3 024 等。另外，還具備操作可攜式資訊終端的觸屏筆3 022。藉由將實施方式1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示部3 023，可以提供高可靠性可攜式資訊終端 (PDA )。圖8C示出電子書閱讀器的一個例子。例如，電子書閱讀器2700由兩個框體，即框體2701及框體2703構成。框體270 1及框體2703由軸部2711形成爲一體，且可以以該軸部27 1 1爲軸進行開閉工作。藉由採用這種結構，可以進行如紙的書籍那樣的工作。 -57- 201203549 框體2701組裝有顯示部2705 ’而框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結構既可以是顯示連屏畫面的結構，又可以是顯示不同的畫面的結構。藉由採用顯示不同的畫面的結構’例如在右邊的顯示部（圖8C中的顯示部2705)中可以顯示文章’而在左邊的顯示部（圖8C中的顯示部2 7 07 )中可以顯示圖像。藉由將實施方式1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示部2705和顯示部2707，可以提供高可靠性電子書閱讀器。此外，在圖8C中示出框體2701具備操作部等的例子。例如，在框體2701中具備電源272 1、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意’在與框體的顯示部相同的平面上可以設置鍵盤、定位裝置等。另外，也可以採用在框體的背面或側面具備外部連接端子 (耳機端子、USB端子等）、記錄媒體插入部等的結構。再者，電子書閱讀器2700也可以具有電子詞典的功能。此外，電子書閱讀器2700也可以採用能夠以無線的方式收發資訊的結構。還可以採用以無線的方式從電子書伺服器購買所希望的書籍資料等，然後下載的結構。圖8D示出行動電話，由框體2800及框體2801的兩個框體構成。框體2801具備顯示面板2802、揚聲器 2 8 03、麥克風2804、定位裝置2806、影像拍攝用透鏡 2 8 07、外部連接端子2 808等。此外，框體2 8 00具備對行動電話進行充電的太陽能電池2810、外部儲存槽2811 -58- 201203549 等。另外，在框體2 8 0 1內組裝有天線。藉由將實施方式 1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示面板 2 8 0 2，可以提供高可靠性行動電話。另外，顯示面板2 802具備觸摸屏’圖8D使用虛線示出作爲映射而被顯示出來的多個操作鍵2805。另外’ 還安裝有用來將由太陽能電池2810輸出的電壓升壓到各電路所需的電壓的升壓電路。顯示面板2802根據使用方式適當地改變顯示的方向。另外，由於在與顯示面板2802同一面上設置影像拍攝用透鏡2807，所以可以實現可視電話。揚聲器2803及麥克風2804不侷限於音頻通話，還可以進行可視通話、錄音、再生等。再者，滑動框體2800和框體2801而可以處於如圖8D那樣的展開狀態和重疊狀態，所以可以實現適於攜帶的小型化。外部連接端子28 08可以與AC適配器及各種電纜如 USB電纜等連接，並可以進行充電及與個人電腦等的資料通訊。另外，藉由將記錄媒體插入外部儲存槽2811中，可以對應於更大量資料的保存及移動。另外，也可以是除了上述功能以外還具有紅外線通信功能、電視接收功能等的行動電話。圖8E示出數碼攝像機，其由主體3 05 1、顯示部a 3 05 7、取景器3 05 3、操作開關3 054、顯示部B 3 05 5以及電池3056等構成。藉由將實施方式1至4中的任何—個所示的半導體裝置應用於顯示部A 3057及顯示部b -59- 201203549 3 05 5，可以提供高可靠性數碼攝像機》圖8F示出電視裝置的一例。在電視裝置9600中，在框體9601中組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示映射。此外，在此示出利用支架9605支撐框體9601 的結構。藉由將實施方式1至4中的任何一個所示的半導體裝置應用於顯示部960 3，可以提供高可靠性電視裝置。可以藉由利用框體9601所具備的操作開關或另行提供的遙控操作機進行電視裝置9600的操作。或者，也可以採用在遙控操作機中設置顯示部的結構，該顯示部顯示從該遙控操作機輸出的資訊。另外，電視裝置9600採用具備接收機、數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而也可以進行單向（從發送者到接收者）或雙向（在發送者和接收者之間或在接收者之間等）的資訊通信。本實施方式可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。實施例1 對於作爲金屬氧化膜使用含有氧化鎵的膜時的效果，使用電腦模擬實驗進行驗證。在本實施例中，參照附圖說明該驗證結果。在本實施例中，使用矽穀科技有限公司 (SILVACO Inc.)製造的裝置仿真系統“ ATLAS”進行各 -60- 201203549 種計算。圖10A示出用於計算的電晶體的模型。如圖l〇A所示，作爲計算模型，使用底柵型電晶體。另外，使用 10nm厚的In-Ga-Zn-Ο類氧化物半導體膜作爲電晶體的啓動層1 000，使用氧化鎵膜作爲與氧化物半導體膜接觸的金屬氧化膜1 002，使用氧化矽膜作爲覆蓋金屬氧化膜 1002的絕緣膜1004，使用功函數爲4.9eV的鎢膜作爲閘極電極1 006，並且使用10nm厚的氧化矽膜作爲閘極絕緣膜1 008。以使金屬氧化膜的氧化鎵膜的厚度從l〇nm變化直到50nm的方式進行計算。將電晶體的通道長度L設定爲 1 0 0 n m ° 另外，圖10B示出作爲比較例而用於計算的電晶體的模型。圖10B所示的電晶體與圖10A所示的電晶體的不同點在於：圖10B所示的電晶體沒有金屬氧化膜1 002。在圖10B中，與圖10A同樣，使用10nm厚的In-Ga-Zn-0 類氧化物半導體膜作爲電晶體的啓動層1 000，使用氧化矽膜作爲與氧化物半導體膜接觸的絕緣膜1 004，使用功函數爲4.9 eV的鎢膜作爲閘極電極1006，並且使用10nm 厚的氧化矽膜作爲閘極絕緣膜1 〇〇8。將電晶體的通道長度L設定爲lOOnm。在計算中，爲了確認起因於寄生通道的影響，假定絕緣膜1 004 (鈍化膜）的氧化矽膜的介面（相當於附圖中的下一側的介面）的正的固定電荷1〇1〇。固定電荷的密度爲 Q = 0cm-2 ' 1 ·0χ 1 012cm-2 以及 2.0x 1 012cm_2 中的任何一 -61 - 201203549 種。用於計算的氧化物半導體膜（IGZ0 ) ^ (GaOx )膜的各種物性値是如下所述的。另外，能隙’ ε,表示相對介電常數，χ表示電子親合勢表示電子遷移率。 [表格1]

Eg(eV) Sr ^T(eV) M„ (cm2/Vs) IGZO 3.15 15 4.3 10 GaOx 4.9 10.2 3.5 0.05 圖11Α和11Β以及圖12示出計算結果^ 11Α和11Β以及圖12示出溫度爲3 00Κ ( 27°C ) 結果。圖11A示出金屬氧化膜的氧化鎵膜的厚度的臨界値電壓的關係。這裏，作爲源極電極101 電極1014的材料，假定功函數爲3.9eV (氮化電材料。另外，在圖11A中，橫軸表示氧化物與氧化鎵膜的厚度的總和（nm )。注意，將氧體膜的厚度設定爲恒定（10nm )。根據圖1 1 A 氧化鎵膜的厚度爲l〇nm左右（氧化物半導體膜膜的厚度的總和爲20nm )時，電晶體的臨界値動大，另一方面，在氧化鎵膜的厚度大於l〇nm 動被抑制。這被認爲是因爲如下緣故：藉由增大的厚度，可以緩和存在於氧化鎵膜與氧化矽膜的定電荷的影響。根據該結果，可以說是：氧化鎵氧化鎵 Eg表示，並且μ. 另外，圖時的計算與電晶體 2及汲極鈦）的導半導體膜化物半導可知，在與氧化鎵電壓的變時，該變氧化鎵膜介面的固膜的厚度 -62- 201203549 較佳大於1 〇 n m。另外，圖1 1 B示出作爲比較例的沒有金屬氧化膜的電晶體中的氧化物半導體膜的厚度與電晶體的臨界値電壓的關係。這裏，作爲源極電極1012及汲極電極1014的材料，假定功函數爲3.9eV (氮化鈦）的導電材料。另外，在圖11B中，橫軸表示氧化物半導體膜的厚度（nm)。根據圖1 1 A和1 1 B可知，在沒有金屬氧化膜的電晶體中，無論氧化物半導體膜的厚度如何，該電晶體的臨界値電壓的變動都比具有金屬氧化膜的電晶體大。由此可知，藉由設置氧化鎵膜，可以有效地緩和存在於氧化鎵膜與氧化矽膜的介面的固定電荷的影響。圖12示出改變源極電極1012及汲極電極1014的材料時的閘極電壓（VG ) ·汲極電流（ID )特性。作爲源極電極1012及汲極電極1014的材料，假定功函數爲3.6eV (鋅）、3 · 9 e V (氮化鈦）以及4.3 e V (氮化鉬）的三種導電材料。另外，將氧化鎵膜的厚度設定爲10nm、30nm 以及5 Onm中的任何一種。根據圖1 2可知，藉由增大氧化鎵膜的厚度，截止狀態下的電晶體的洩漏電流增大。另一方面，即使增大氧化鎵膜的厚度，也可以在將功函數大的導電材料用於源極電極1 〇 1 2及汲極電極1 〇 1 4時抑制截止狀態下的電晶體的洩漏電流的增大。根據該結果，可以說是：作爲源極電極1012及汲極電極1014，較佳使用功函數爲3.9eV以上的導電材料。另外，在圖10 A所示的結構中，恐怕會經由氧化鎵 -63- 201203549 膜而在源極電極與汲極電極之間發生洩漏電流。但是，藉由適當地選擇源極電極及汲極電極的材料，可以在源極電極及汲極電極與氧化鎵膜之間設置勢壘，由此可以防止電子從源極電極及汲極電極遷移到氧化鎵膜。因此，被認爲可以防止在源極電極與汲極電極之間發生洩漏電流。根據上述計算可知，藉由將氧化鎵膜用作金屬氧化膜，可以緩和氧化鎵膜與氧化矽膜的介面的固定電荷的影響，而可以抑制電晶體特性的變動。另外，爲了得到所公開的發明的充分的效果，較佳的是：氧化鎵膜的厚度大於 10nm，作爲源極電極及汲極電極的材料，使用功函數爲 3.9eV以上的導電材料。【圖式簡單說明】在附圖中：圖1A至1D是說明半導體裝置及半導體裝置的製造方法的一個方式的圖；圖2A至2C是說明半導體裝置的一個方式的圖；圖3是說明半導體裝置的一個方式的圖；圖4是說明半導體裝置的一個方式的圖；圖5是說明半導體裝置的一個方式的圖；圖6A和6B是說明半導體裝置的一個方式的圖；圖7A和7B是示出電子設備的圖；圖8A至8F是示出電子設備的圖；

圖9A是示出電介質的疊層結構的模型圖，而圖9B -64- 201203549 是等效電路圖。圖10A和10B是示出用於計算的電晶體的模型的圖，圖11A和11B是示出氧化鎵膜的厚度與電晶體的臨界値電壓的關係的圖；圖1 2是示出閘極電壓（VG )-汲極電流（ID )特性的圖。【主要元件符號說明】 400 :基板 4 0 1 :閘極電極 402 :閘極絕緣膜 403 :氧化物半導體膜 407 :金屬氧化膜 409 :絕緣膜 4 1 0 :電晶體 431 :金屬氧化膜 441 :氧化物半導體膜 4 6 0 :電晶體 601 :基板 602 :光電二極體 606a :半導體層 6〇6b :半導體層 606c :半導體層 -65- 201203549 608 :黏合層 6 1 3 :基板 6 3 1 :金屬氧化膜 63 2 :絕緣膜 6 3 3 :層間絕緣層 6 3 4 :層間絕緣層 6 4 0 :電晶體 6 4 1 :電極層 642 :電極層 643 :導電層 6 4 5 :閘極電極 65 6 :電晶體 65 8 :光電二極體重設信號線 65 9 :閘極信號線 671 :光電感測器輸出信號線 672 :光電感測器參考信號線 1 000 :啓動層 1 002 :金屬氧化膜 1 0 0 4 :絕緣膜 1 0 0 6 :閘極電極 1 008 :閘極絕緣膜 1010:固定電何 1 ο 1 2 :源極電極 1 0 1 4 :汲極電極 -66 - 201203549 2700 ：電子書閱讀器 2 7 0 1 :框體 2 7 0 3 :框體 2705 :顯示部 2707 :顯示部 271 1 :軸部 2 7 2 1 :電源 2 7 2 3 :操作鍵 272 5 :揚聲器 2800 ：框體 2 8 0 1 :框體 2 8 0 2 :顯示面板 2803 :揚聲器 2804 ：麥克風 2 8 0 5 :操作鍵 2 8 0 6 :定位裝置 2 807 :影像拍攝用透鏡 28 0 8 :外部連接端子 2 8 1 0 :太陽能電池 2 8 1 1 :外部儲存槽 3 00 1 :主體 3002 ：框體 3 003 :顯示部 3004 ：鍵盤 201203549 3 02 1 ： 3 022 ： 3 02 3 ： 3024 ： 3 02 5 ： 3 05 1： 3 05 3 ： 3 054 ： 3 05 5 ： 3 05 6 ： 3 05 7 ： 400 1 ： 4002 ： 4003 ： 4004 ： 4005 ： 4006 ： 4008 ： 4010： 4011: 4013： 4015： 4016 : 4018：主體觸屏筆顯示部操作按鈕外部介面主體取景器操作開關顯示部B 電池

顯示部A 基板像素部信號線驅動電路掃描線驅動電路密封材料基板液晶層電晶體電晶體液晶元件連接端子電極端子電極

FPC -68 201203549 4018a: 4018b : 4019： 4020 ： 402 1 ： 4023 ： 4024 ： 403 0 ： 4 0 3 1 ： 4032 ： 403 3 ： 405a ： 40 5b ·· 4510： 4511： 4513： 4514 ： 4612 ： 4613： 4614： 4615a ： 4615b : 9600 ： 960 1 ：

FPC

FPC 各向異性導電膜金屬氧化膜絕緣層絕緣膜絕緣膜電極層電極層絕緣膜絕緣膜源極電極汲極電極分隔壁電致發光層發光元件塡充材料空洞球形微粒塡充材料黑色區域白色區域電視裝置框體 -69- 201203549 9 6 0 3 :顯示部 96 05 ：支架 9630 :框體 96 3 1:顯示部 963 2 :操作鍵 9 6 3 3 :太陽能電池 9 6 3 4 :充放電控制電路 9 6 3 5 :電池 963 6 :轉換器 96 3 7 :轉換器 -70

Claims

201203549 七、申請專利範圍 1. 一種半導體裝置，包括：閘極電極；覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜；包括氧化物半導體的半導體膜，其中該半導體膜的區域與該閘極電極重疊；與該半導體膜接觸的源極電極及汲極電極；與該半導體膜接觸並覆蓋該源極電極及該汲極電極的金屬氧化膜；以及覆蓋該金屬氧化膜的絕緣膜。 2. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該金屬氧化膜包括鎵氧化物。 3 .根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該金屬氧化膜包括〇·〇1 at·%至5 at.%的銦和鋅中的一種》 4.根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該氧化物半導體包括銦和鎵。 5_根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該源極電極及該汲極電極包括功函數爲3.9eV以上的導電材料。 6. 根據申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中該源極電極及該汲極電極包括氮化鎢和氮化鈦中的一種。 7. —種半導體裝置，包括：閘極電極；該閘極電極上的閘極絕緣膜； -71 - 201203549 包括氧化物半導體的半導體膜，其中該半導體膜的區域與該閘極電極重疊；與該半導體膜接觸的源極電極及汲極電極；與該半導體膜接觸並與該源極電極及該汲極電極重疊的金屬氧化膜；以及接觸於該金屬氧化膜上的絕緣膜。 8. 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該金屬氧化膜包括鎵氧化物。 9. 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該金屬氧化膜包括〇 · 〇 1 at. %至5 at. %的銦和鋅中的一種。 10. 根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該氧化物半導體包括銦和鎵。 1 1 ·根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該源極電極及該汲極電極包括功函數爲3.9eV以上的導電材料。 1 2 .根據申請專利範圍第7項之半導體裝置，其中該源極電極及該汲極電極包括氮化鎢和氮化鈦中的一種。 13.—種半導體裝置的製造方法，包括如下步驟：在基板上形成閘極電極；形成覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜；在該閘極電極上隔著該閘極絕緣膜形成包括氧化物半導體的半導體膜，其中該半導體膜的區域與該閘極電極重豐；在該半導體膜上形成源極電極及汲極電極； -72- 201203549 形成覆蓋該半導體膜、該源極電極及該汲極電極的金屬氧化膜；形成覆蓋該金屬氧化膜的絕緣膜；以及對該半導體膜進行加熱處理。 14. 根據申請專利範圍第13項之半導體裝置的製造方法，其中該金屬氧化膜包括鎵氧化物。 15. 根據申請專利範圍第13項之半導體裝置的製造方法，其中該氧化物半導體包括銦和鎵。 16. 根據申請專利範圍第13項之半導體裝置的製造方法，其中該金屬氧化膜包括〇·〇1 at·%至5 at·%的銦和鋅中的一種。 17. 根據申請專利範圍第13項之半導體裝置的製造方法，其中在45〇°C以上且600t以下的溫度下進行該加熱處理。 -73-