(57)【要約】【課題】開口率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供する。また、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供する。また、消費電力の低い表示装置を提供する。【解決手段】チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、トランジスタと電気的に接続される画素電極と、一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、一対の電極の一方が第２の酸化物半導体膜であり、一対の電極の他方が画素電極であり、第２の酸化物半導体膜の膜厚が、第１の酸化物半導体膜の膜厚よりも薄い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、
前記第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、
前記トランジスタと電気的に接続される画素電極と、
一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、
前記一対の電極の一方が前記第２の酸化物半導体膜であり、前記一対の電極の他方が前記画素電極であり、
前記第２の酸化物半導体膜の膜厚が、前記第１の酸化物半導体膜の膜厚よりも薄い
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の酸化物半導体膜、及び前記第２の酸化物半導体膜は、
Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、
前記第１の酸化物半導体膜上に形成される第１の酸化物膜と、
前記第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、
前記第２の酸化物半導体膜上に形成される第２の酸化物膜と、
前記トランジスタと電気的に接続される画素電極と、
一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、
前記一対の電極の一方が前記第２の酸化物半導体膜及び前記第２の酸化物膜であり、前記一対の電極の他方が前記画素電極であり、
前記第２の酸化物膜の膜厚が、前記第１の酸化物膜の膜厚よりも薄い
ことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の酸化物半導体膜、前記第２の酸化物半導体膜、前記第１の酸化物膜、及び前記第２の酸化物膜は、
Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）であり、
前記第１の酸化物膜及び前記第２の酸化物膜に含まれるＭの原子数比が、前記第１の酸化物半導体膜及び前記第２の酸化物半導体膜に含まれるＭの原子数比よりも大きい
ことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、
前記第１の酸化物半導体膜上に形成される第１の酸化物膜と、
前記第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、
前記トランジスタと電気的に接続される画素電極と、
一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、
前記一対の電極の一方が前記第２の酸化物半導体膜であり、前記一対の電極の他方が前記画素電極である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２の酸化物半導体膜の膜厚が、前記第１の酸化物半導体膜の膜厚よりも薄い
ことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記第１の酸化物半導体膜、前記第２の酸化物半導体膜、及び前記第１の酸化物膜は、
Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ）であり、
前記第１の酸化物膜に含まれるＭの原子数比が、前記第１の酸化物半導体膜及び前記第２の酸化物半導体膜に含まれるＭの原子数比よりも大きい
ことを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一つにおいて、
前記画素電極は、酸化インジウム、酸化スズ、及び酸化亜鉛の群から選択された少なくとも一つの酸化物を含む
ことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の表示装置を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書などで開示する発明は表示装置、及び該表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイが広く普及している。液晶ディスプレイなどの表示装置において、行方向及び列方向に配設された画素内には、スイッチング素子であるトランジスタと、該トランジスタと電気的に接続された液晶素子と、該液晶素子と並列に接続された容量素子とが設けられている。
【０００３】
上記トランジスタの半導体膜を構成する半導体材料としては、アモルファス（非晶質）シリコン又はポリ（多結晶）シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
【０００４】
また、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体と記す。）は、トランジスタの半導体膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛又はＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物半導体を用いて、トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００５】
また、開口率を高めるために、トランジスタの酸化物半導体膜と同じ表面上に設けられた酸化物半導体膜と、トランジスタに接続する画素電極とが所定の距離を離れて設けられた容量素子を有する表示装置が開示されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３８６１号公報
【特許文献２】特開２００７−９６０５５号公報
【特許文献３】米国特許第８１０２４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
容量素子は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電極のうち、少なくとも一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソース又はドレインなど遮光性を有する導電膜で形成されていること多い。
【０００８】
また、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液晶分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させる表示装置において、当該期間を長くできることは、画像データを書き換える回数を低減することができ、消費電力の低減が望める。
【０００９】
また、容量素子の電荷容量を大きくするためには、容量素子の占有面積を大きくする、具体的には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかしながら、上記表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために遮光性を有する導電膜の面積を大きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下する。
【００１０】
例えば、上記一対の電極を、透光性を有する材料で形成することによって、容量素子の電荷容量を大きくし、且つ画素の開口率が高めることができる。しかしながら、上記透光性を有する材料の透過率が低い場合においては、バックライト等の光源からの光量を増加させる事になり消費電力が増加してしまうといった問題や、容量素子が着色してしまい特定の波長の光が減衰し、画像の表示品位が低下するといった問題がある。
【００１１】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の一態様は、開口率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供することを課題の一つとする。また、消費電力の低い表示装置を提供することを課題の一つとする。
【００１２】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、トランジスタと電気的に接続される画素電極と、一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、一対の電極の一方が第２の酸化物半導体膜であり、一対の電極の他方が画素電極であり、第２の酸化物半導体膜の膜厚が、第１の酸化物半導体膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする表示装置である。
【００１４】
透光性を有する容量素子の一対の電極の一方である第２の酸化物半導体膜の膜厚を、トランジスタのチャネル形成領域に用いる第１の酸化物半導体膜の膜厚よりも薄く形成することで、容量素子の透過率を向上させることができる。したがって、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供できる。また、トランジスタは、チャネル形成領域に用いる第１の酸化物半導体膜の膜厚を最適化することができるので、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、第１の酸化物半導体膜上に形成される第１の酸化物膜と、第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、第２の酸化物半導体膜上に形成される第２の酸化物膜と、トランジスタと電気的に接続される画素電極と、一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、一対の電極の一方が第２の酸化物半導体膜及び第２の酸化物膜であり、一対の電極の他方が画素電極であり、第２の酸化物膜の膜厚が、第１の酸化物膜の膜厚よりも薄いことを特徴とする表示装置である。
【００１６】
透光性を有する容量素子の一対の電極の一方の一部である第２の酸化物膜の膜厚を、トランジスタのチャネル形成領域の一部に用いる第１の酸化物膜の膜厚よりも薄く形成することで、容量素子の透過率を向上させることができる。したがって、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供できる。
【００１７】
また、本発明の他の一態様は、チャネル形成領域に第１の酸化物半導体膜を有するトランジスタと、第１の酸化物半導体膜上に形成される第１の酸化物膜と、第１の酸化物半導体膜と同一表面上に形成される第２の酸化物半導体膜と、トランジスタと電気的に接続される画素電極と、一対の電極間に誘電体膜が挟持された透光性を有する容量素子と、を有し、一対の電極の一方が第２の酸化物半導体膜であり、一対の電極の他方が画素電極であることを特徴とする表示装置である。
【００１８】
透光性を有する容量素子の一対の電極の一方は、第２の酸化物半導体膜であり、トランジスタのチャネル形成領域に用いる第１の酸化物半導体膜と、第１の酸化物半導体膜上に形成された第１の酸化物膜の積層膜と比較し単層構造で形成されている。したがって、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供できる。また、トランジスタは、第１の酸化物半導体膜上に第１の酸化物膜が形成されているため、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様により、開口率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供することができる。また、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供することができる。また、消費電力の低い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】表示装置の一形態を説明するブロック図及び回路図である。
【図２】表示装置の一形態を説明する上面図である。
【図３】表示装置の一形態を説明する断面図である。
【図４】表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図５】表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図６】表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図７】表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【図８】表示装置の一形態を説明する断面図及びバンド図である。
【図９】表示装置の一形態を説明する断面図である。
【図１０】表示装置の一形態を説明する上面図である。
【図１１】表示モジュールを説明する図である。
【図１２】電子機器を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２２】
以下に説明する本発明の構成において、同一部分又は同様の機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００２３】
本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、膜の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２４】
本明細書などにおいて、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【００２５】
また、本発明の一態様における「ソース」及び「ドレイン」の機能は、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」及び「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である表示装置について、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態では、液晶表示装置を例にして本発明の一態様である表示装置を説明する。
【００２７】
＜表示装置の構成＞
図１（Ａ）に、表示装置の一例を示す。図１（Ａ）に示す表示装置は、画素部１００と、走査線駆動回路１０４と、信号線駆動回路１０６と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ走査線駆動回路１０４によって電位が制御されるｍ本の走査線１０７と、各々が平行又は略平行に配設され、且つ信号線駆動回路１０６によって電位が制御されるｎ本の信号線１０９と、を有する。さらに、画素部１００はマトリクス状に配設された複数の画素３０１を有する。また、走査線１０７に沿って、各々が平行又は略平行に配設された容量線１１５を有する。なお、容量線１１５は、信号線１０９に沿って、各々が平行又は略平行に配設されていてもよい。また、走査線駆動回路１０４及び信号線駆動回路１０６をまとめて駆動回路部という場合がある。なお、図１（Ａ）において、容量線１１５は、走査線駆動回路１０４に接続される構成について例示したが、これに限定されない。例えば、容量線１１５は、走査線駆動回路１０４に接続されない構成としても良い。
【００２８】
各走査線１０７は、画素部１００においてｍ行ｎ列に配設された画素３０１のうち、いずれかの行に配設されたｎ個の画素３０１と電気的に接続される。また、各信号線１０９は、ｍ行ｎ列に配設された画素３０１のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素３０１に電気的と接続される。ｍ、ｎは、ともに１以上の整数である。また、各容量線１１５は、ｍ行ｎ列に配設された画素３０１のうち、いずれかの行に配設されたｎ個の画素３０１と電気的に接続される。なお、容量線１１５が、信号線１０９に沿って、各々が平行又は略平行に配設されている場合は、ｍ行ｎ列に配設された画素３０１のうち、いずれかの列に配設されたｍ個の画素３０１に電気的と接続される。
【００２９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す表示装置が有する画素３０１の回路図の一例である。図１（Ｂ）に示す画素３０１は、走査線１０７及び信号線１０９と電気的に接続されたトランジスタ１０３と、一方の電極がトランジスタ１０３のドレインと電気的に接続され、他方の電極が一定の電位を供給する容量線１１５と電気的に接続された容量素子１０５と、画素電極がトランジスタ１０３のドレイン及び容量素子１０５の一方の電極に電気的に接続され、画素電極と対向して設けられる電極（対向電極）が対向電位を供給する配線に電気的に接続された液晶素子１０８と、を有する。
【００３０】
液晶素子１０８は、トランジスタ１０３及び画素電極が形成される基板と、対向電極が形成される基板とで挟持される液晶の光学的変調作用によって、光の透過又は非透過を制御する素子である。または、液晶素子１０８は、トランジスタ１０３、画素電極、及び対向電極が形成される基板と、封止用の基板とで挟持される液晶の光学的変調作用によって、光の透過又は非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む。）によって制御される。なお、画素電極が形成される基板において対向電極（共通電極ともいう。）が形成される場合、液晶にかかる電界は横方向の電界となる。
【００３１】
なお、液晶素子１０８には、液晶素子だけでなく、様々な表示素子や発光素子などに適用することも可能である。例えば、表示素子、発光素子などの一例としては、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有するものがある。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、透過型液晶表示装置、半透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、直視型液晶表示装置、投射型液晶表示装置などがある。電子インク又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパなどがある。
【００３２】
次いで、液晶表示装置の画素３０１の具体的な例について説明する。ここでは、走査線駆動回路１０４の一部の上面図を図２（Ａ）に示し、画素３０１の一部の上面図を図２（Ｂ）に示す。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、対向電極及び液晶素子は省略して図示している。
【００３３】
図２（Ａ）において、ゲートとして機能する導電膜３０４ａ、ゲート絶縁膜（図２（Ａ）に図示せず。）、チャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ａ、ソース及びドレインとして機能する導電膜３１０ａ、３１０ｂによりトランジスタ１０２を構成する。酸化物半導体膜３０８ａは、ゲート絶縁膜上に設けられる。また、導電膜３０４ａと同時に形成された導電膜３０４ｂと、導電膜３１０ａ、３１０ｂと同時に形成された導電膜３１０ｃと、導電膜３０４ｂ及び導電膜３１０ｃを接続する透光性を有する導電膜３１６ａが設けられる。透光性を有する導電膜３１６ａは、開口部３７４ａにおいて導電膜３０４ｂと接続し、開口部３７４ｂにおいて導電膜３１０ｃと接続する。
【００３４】
図２（Ｂ）において、走査線１０７として機能する導電膜３０４ｃは、信号線１０９に略直交する方向（図中左右方向）に延伸して設けられている。信号線１０９として機能する導電膜３１０ｄは、走査線１０７に略直交する方向（図中上下方向）に延伸して設けられている。容量線１１５として機能する導電膜３１０ｆは、信号線１０９と平行方向に延伸して設けられている。なお、走査線１０７として機能する導電膜３０４ｃは、走査線駆動回路１０４（図１（Ａ）を参照。）と電気的に接続されており、信号線１０９として機能する導電膜３１０ｄ及び容量線１１５として機能する導電膜３１０ｆは、信号線駆動回路１０６に電気的に接続されている。なお、図１（Ａ）においては、容量線１１５は、走査線駆動回路１０４に接続される構成について、例示したが、図２（Ｂ）に示すように、容量線１１５は、信号線駆動回路１０６に接続されてもよい。
【００３５】
トランジスタ１０３は、走査線１０７及び信号線１０９が交差する領域に設けられている。トランジスタ１０３は、ゲートとして機能する導電膜３０４ｃ、ゲート絶縁膜（図２（Ｂ）に図示せず。）、ゲート絶縁膜上に形成され、且つチャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ｂ、ソース及びドレインとして機能する導電膜３１０ｄ、３１０ｅにより構成される。なお、導電膜３０４ｃは、走査線としても機能し、酸化物半導体膜３０８ｂと重畳する領域がトランジスタ１０３のゲートとして機能する。また、導電膜３１０ｄは、信号線としても機能し、酸化物半導体膜３０８ｂと重畳する領域がトランジスタ１０３のソースまたはドレインとして機能する。また、図２（Ｂ）において、走査線は、上面形状において端部が酸化物半導体膜３０８ｂの端部より外側に位置する。このため、走査線はバックライトなどの光源からの光を遮る遮光膜として機能する。この結果、トランジスタ１０３に含まれる酸化物半導体膜３０８ｂに光が照射されず、トランジスタ１０３の電気特性の変動を抑制することができる。
【００３６】
また、導電膜３１０ｅは、開口部３７４ｃにおいて、画素電極として機能する透光性を有する導電膜３１６ｂと電気的に接続されている。
【００３７】
容量素子１０５は、開口部３７２において容量線１１５として機能する導電膜３１０ｆと接続されている。また、容量素子１０５は、ゲート絶縁膜上に形成される透光性を有する導電膜３０８ｃと、画素電極として機能する透光性を有する導電膜３１６ｂと、トランジスタ１０３上に設けられる窒化絶縁膜で形成される誘電体膜とで構成されている。すなわち、容量素子１０５は透光性を有する。
【００３８】
このように容量素子１０５は透光性を有するため、画素３０１内に容量素子１０５を大きく（大面積に）形成することができる。従って、開口率を高くすることが可能であり、代表的には５５％以上、好ましくは６０％以上とすることが可能である。また、電荷容量を増大させた表示装置を得ることができる。例えば、解像度の高い液晶表示装置においては、画素の面積が小さくなり、容量素子の面積も小さくなる。このため、解像度の高い表示装置において、容量素子に蓄積される電荷容量が小さくなる。しかしながら、本実施の形態に示す容量素子１０５は透光性を有するため、当該容量素子を画素に設けることで、各画素において十分な電荷容量を得つつ、開口率を高めることができる。代表的には、画素密度が２００ｐｐｉ以上、さらには３００ｐｐｉ以上である高解像度の表示装置に好適に用いることができる。
【００３９】
また、容量素子１０５の一方の電極である透光性を有する導電膜３０８ｃの膜厚は、トランジスタ１０２、１０３が有する酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂよりも薄い。したがって、容量素子１０５の透過率を向上させることができる。
【００４０】
また、図２（Ｂ）に示す画素３０１は、信号線として機能する導電膜３１０ｄと平行な辺と比較して走査線として機能する導電膜３０４ｃと平行な辺の方が長い形状であり、且つ容量線として機能する導電膜３１０ｆが、信号線として機能する導電膜３１０ｄと平行な方向に延伸して設けられている。この結果、画素３０１に占める導電膜３１０ｆの面積を低減することが可能であるため、開口率を高めることができる。また、容量線として機能する導電膜３１０ｆが接続電極を用いず、直接透光性を有する導電膜３０８ｃと接するため、さらに開口率を高めることができる。
【００４１】
また、本発明の一態様は、高解像度の表示装置においても、開口率を高めることができ、且つ画素の透過率が高いため、バックライトなどの光源の光を効率よく利用することができ、表示装置の消費電力を低減することができる。
【００４２】
次いで、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す一点鎖線Ａ−Ｂ間及び一点鎖線Ｃ−Ｄ間における断面図を図３（Ａ）に示す。
【００４３】
図３（Ａ）に示す本実施の形態に示す表示装置は、一対の基板（基板３０２と基板３４２）間に液晶素子１０８が挟持されている。
【００４４】
液晶素子１０８は、基板３０２の上方の透光性を有する導電膜３１６ｂと、配向性を制御する膜（以下、配向膜３１８、３５２という）と、液晶層３２０と、導電膜３５０と、を有する。なお、透光性を有する導電膜３１６ｂは、液晶素子１０８の一方の電極として機能し、導電膜３５０は、液晶素子１０８の他方の電極として機能する。
【００４５】
液晶素子を有する表示装置の駆動方法としては、ＴＮモード、ＳＴＮモード、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、又はＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。また、液晶素子を有する表示装置の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホストモードなどがある。ただし、これに限定されず、液晶素子を有する表示装置の駆動方式として様々なものを用いることができる。
【００４６】
また、ブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物により液晶素子を構成してもよい。ブルー相を示す液晶は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。
【００４７】
本実施の形態においては、縦電界方式の液晶表示装置について説明する。
【００４８】
このように、液晶表示装置とは、液晶素子を有する装置のことをいう。なお、液晶表示装置は、複数の画素を駆動させる駆動回路等を含む。また、液晶表示装置は、別の基板上に配置された制御回路、電源回路、信号生成回路及びバックライトモジュール等を含み、液晶モジュールとよぶこともある。
【００４９】
駆動回路部において、ゲートとして機能する導電膜３０４ａ、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３０５、３０６、チャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ａ、ソース及びドレインとして機能する導電膜３１０ａ、３１０ｂによりトランジスタ１０２を構成する。酸化物半導体膜３０８ａは、ゲート絶縁膜上に設けられる。また、酸化物半導体膜３０８ａ、及び導電膜３１０ａ、３１０ｂ上には、絶縁膜３１２、絶縁膜３１４が保護膜として設けられている。
【００５０】
画素部において、ゲートとして機能する導電膜３０４ｃ、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３０５、３０６、ゲート絶縁膜上に形成されたチャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ｂ、ソース及びドレインとして機能する導電膜３１０ｄ、３１０ｅによりトランジスタ１０３を構成する。酸化物半導体膜３０８ｂは、ゲート絶縁膜上に設けられる。また、酸化物半導体膜３０８ｂ、及び導電膜３１０ｄ、３１０ｅ上には、絶縁膜３１２、絶縁膜３１４が保護膜として設けられている。
【００５１】
また、画素部において、画素電極として機能する透光性を有する導電膜３１６ｂが、絶縁膜３１２及び絶縁膜３１４に設けられた開口部において、導電膜３１０ｅと接続する。
【００５２】
また、容量素子１０５の一方の電極として機能する透光性を有する導電膜３０８ｃと、容量素子１０５の誘電体膜として機能する絶縁膜３１４と、容量素子１０５の他方の電極として機能する透光性を有する導電膜３１６ｂと、により容量素子１０５を構成する。透光性を有する導電膜３０８ｃは、ゲート絶縁膜上に設けられる。このように、透光性を有する導電膜３１６ｂは、画素電極の機能と容量素子１０５の他方の電極としての機能を有する。
【００５３】
また、駆動回路部において、導電膜３０４ａ、３０４ｃと同時に形成された導電膜３０４ｂと、導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｄ、３１０ｅと同時に形成された導電膜３１０ｃとは、透光性を有する導電膜３１６ｂと同時に形成された透光性を有する導電膜３１６ａで接続される。
【００５４】
本実施の形態に示す表示装置は、トランジスタの酸化物半導体膜と同時に、容量素子の一方となる電極を形成する。また、画素電極として機能する透光性を有する導電膜を容量素子の他方の電極として用いる。これらのため、容量素子を形成するために、新たに導電膜を形成する工程が不要であり、表示装置の作製工程を削減できる。また、容量素子は、一対の電極が透光性を有する導電膜で形成されているため、透光性を有する。この結果、容量素子の占有面積を大きくしつつ、画素の開口率を高めることができる。
【００５５】
また、透光性を有する導電膜３０８ｃは、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと同時に形成された酸化物半導体膜である。酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ（酸化物半導体膜の第１部分）は、絶縁膜３０６及び絶縁膜３１２等の、酸化物半導体膜との界面特性を向上させることが可能な材料で形成される膜と接しているため、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂは、半導体として機能し、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂを有するトランジスタは、優れた電気特性を有する。
【００５６】
一方、透光性を有する導電膜３０８ｃ（酸化物半導体膜の第２部分）は、開口部３７２において絶縁膜３１４と接する。絶縁膜３１４は、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水素を含む。このため、絶縁膜３１４に含まれる水素が酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと同時に形成された透光性を有する導電膜３０８ｃに拡散すると、透光性を有する導電膜３０８ｃにおいて水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。この結果、透光性を有する導電膜３０８ｃは、導電性が高くなり導体として機能する。すなわち、透光性を有する導電膜３０８ｃは、導電性の高い酸化物半導体膜ともいえる。
【００５７】
また、透光性を有する導電膜３０８ｃは、トランジスタ１０２、１０３が有する酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂよりも膜厚が薄い。したがって、容量素子１０５の透過率を向上させることができる。透光性を有する導電膜３０８ｃは、開口部３７２の形成時において、同時に加工することで、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂよりも膜厚を薄くすることが可能である。
【００５８】
ここで、図３（Ａ）に示す表示装置の断面図の拡大図を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すトランジスタ１０３及び容量素子１０５の一部分を拡大した断面図である。
【００５９】
図３（Ｂ）に示すように、トランジスタ１０３が有する酸化物半導体膜３０８ｂの膜厚よりも容量素子１０５が有する透光性を有する導電膜３０８ｃの膜厚が薄い。透光性を有する導電膜３０８ｃの膜厚は、容量素子１０５の電極として機能できる導電性を有する膜厚であり、且つ容量素子の透過率が向上できる膜厚とすると好ましい。透光性を有する導電膜３０８ｃの膜厚としては、例えば、酸化物半導体膜３０８ｂの膜厚の２／３以下、さらに好ましくは１／２以下である。
【００６０】
次に、酸化物半導体を用いたトランジスタの特徴について記載する。酸化物半導体を用いたトランジスタはｎチャネル型トランジスタである。また、酸化物半導体に含まれる酸素欠損はキャリアを生成する場合があり、トランジスタの電気特性及び信頼性を低下させる恐れがある。例えば、ｎチャネル型のトランジスタの場合、トランジスタのしきい値電圧がマイナス方向に変動し、ゲート電圧が０Ｖの場合にドレイン電流が流れてしまうことがある。このように、ゲート電圧が０Ｖの場合にドレイン電流が流れてしまうことをノーマリーオン特性といい、このような特性を有するトランジスタをデプレッション型トランジスタという。なお、ゲート電圧が０Ｖの場合にドレイン電流が流れていないとみなすことができるトランジスタをノーマリーオフ特性といい、このような特性を有するトランジスタをエンハンスメント型トランジスタという。
【００６１】
トランジスタ１０２、１０３のチャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂにおいて、欠陥、代表的には酸素欠損はできる限り低減されていることが好ましい。酸化物半導体膜に含まれる欠陥、代表的には酸素欠損をできる限り低減することで、トランジスタ１０２、１０３がノーマリーオン特性となることを抑制することができ、表示装置の電気特性及び信頼性を向上させることができる。また、表示装置の消費電力を低減することができる。
【００６２】
トランジスタのしきい値電圧のマイナス方向への変動は酸素欠損だけではなく、酸化物半導体に含まれる水素（水などの水素化合物を含む。）によっても引き起こされることがある。酸化物半導体に含まれる水素は金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（又は酸素が脱離した部分）に欠損（酸素欠損ともいえる。）を形成する。また、水素の一部が酸素と反応することで、キャリアである電子を生成してしまう。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。
【００６３】
そこで、トランジスタ１０２、１０３のチャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂにおいて、水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂにおいて、二次イオン質量分析法により得られる水素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【００６４】
また、トランジスタ１０２、１０３のチャネル形成領域が形成される酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂは、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタ１０２、１０３のオフ電流を増大させることがある。
【００６５】
このように、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ中の不純物（水素、窒素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属など）をできる限り低減させ、高純度化させた酸化物半導体膜とすることで、トランジスタ１０２、１０３がエンハンスメント型となり、トランジスタ１０２、１０３がノーマリーオン特性となることを抑制でき、トランジスタ１０２、１０３のオフ電流を極めて低減することができる。したがって、良好な電気特性に有する表示装置を作製できる。また、信頼性を向上させた表示装置を作製することができる。
【００６６】
なお、高純度化された酸化物半導体膜を用いたトランジスタのオフ電流が低いことは、いろいろな実験により証明できる。例えば、チャネル幅Ｗが１×１０６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子であっても、ソースとドレイン間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。この場合、オフ電流をトランジスタのチャネル幅で除した値は、１００ｚＡ／μｍ以下であることが分かる。また、容量素子とトランジスタとを接続して、容量素子に流入又は容量素子から流出する電荷を当該トランジスタで制御する回路を用いて、オフ電流の測定を行う。当該測定では、上記トランジスタに高純度化された酸化物半導体膜をチャネル形成領域に用い、容量素子の単位時間あたりの電荷量の推移から当該トランジスタのオフ電流を測定する。その結果、トランジスタのソースとドレイン間の電圧が３Ｖの場合に、数十ｙＡ／μｍという、さらに低いオフ電流が得られる。従って、高純度化された酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、オフ電流が著しく小さい。
【００６７】
一方で、トランジスタ１０２、１０３が有する酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと同一工程で形成された透光性を有する導電膜３０８ｃは、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと比較し、酸素欠損及び／又は水素濃度が多い。したがって、透光性を有する導電膜３０８ｃの導電性を高めることができる。
【００６８】
ここで、図３（Ａ）に示す表示装置のその他の構成要素について、以下に説明する。
【００６９】
基板３０２上には、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃが形成されている。導電膜３０４ａは、走査線駆動回路１０４に形成され、駆動回路部のトランジスタのゲートとしての機能を有する。また、導電膜３０４ｃは、画素部１００に形成され、画素部のトランジスタのゲートとして機能する。また、導電膜３０４ｂは、走査線駆動回路１０４に形成され、透光性を有する導電膜３１６ａを介して導電膜３１０ｃと接続する。
【００７０】
基板３０２としては、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス材料を用いる。量産する上では、基板３０２は、第８世代（２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ）、第９世代（２４００ｍｍ×２８００ｍｍ、または２４５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）、第１０世代（２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）等のマザーガラスを用いることが好ましい。マザーガラスは、処理温度が高く、処理時間が長いと大幅に収縮するため、マザーガラスを使用して量産を行う場合、作製工程の加熱処理は、好ましくは６００℃以下、さらに好ましくは４５０℃以下、さらに好ましくは３５０℃以下とすることが望ましい。
【００７１】
導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃとしては、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属元素、または上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは、単層構造でも、二層以上の積層構造としてもよい。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素の膜、または複数組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。
【００７２】
基板３０２、及び導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ上には、絶縁膜３０５、３０６が形成されている。絶縁膜３０５、３０６は、走査線駆動回路１０４のトランジスタ１０２のゲート絶縁膜、及び画素部１００のトランジスタ１０３のゲート絶縁膜としての機能を有する。
【００７３】
絶縁膜３０５は、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜へ拡散するのを防ぐ材料を用いることが好ましく、更には水素を含むことが好ましい。絶縁膜３０５は、代表的には窒化絶縁膜である。該窒化絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜などを用いればよく、積層または単層で設ける。また、絶縁膜３０５を積層構造とした場合、第１の窒化シリコン膜として、欠陥が少ない窒化シリコン膜とし、第１の窒化シリコン膜上に、第２の窒化シリコン膜として、水素放出量の少ない窒化シリコン膜を設けると好適である。この結果、絶縁膜３０５に含まれる水素及び窒素が、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂへ移動または拡散することを抑制できる。
【００７４】
なお、酸化窒化シリコンとは、酸素の含有量が窒素の含有量より大きな絶縁材料のことをいう。また、窒化酸化シリコンとは、窒素の含有量が酸素の含有量より大きい絶縁材料のことをいう。
【００７５】
絶縁膜３０６は、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとの界面特性を向上させることが可能な材料を用いることが好ましく、代表的には、酸素を含む無機絶縁材料を用いることが好ましい。絶縁膜３０６は、代表的には酸化絶縁膜である。該酸化絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜などを用いればよく、積層または単層で設ける。
【００７６】
また、絶縁膜３０６として、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉＯｘ）、窒素を有するハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙＮｚ）、窒素を有するハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙＮｚ）、酸化ハフニウム、酸化イットリウムなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでトランジスタ１０２、１０３のゲートリークを低減できる。
【００７７】
窒化シリコン膜は、酸化シリコン膜と比較して比誘電率が高く、酸化シリコン膜と同等の静電容量を得るのに必要な膜厚が大きいため、ゲート絶縁膜を物理的に厚膜化することができる。よって、トランジスタの絶縁耐圧の低下を抑制、さらには絶縁耐圧を向上させて、トランジスタの静電破壊を抑制することができる。
【００７８】
また、絶縁膜３０６上には、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、透光性を有する導電膜３０８ｃが形成されている。酸化物半導体膜３０８ａは、導電膜３０４ａと重畳する位置に形成され、駆動回路部のトランジスタ１０２のチャネル形成領域として機能する。また、酸化物半導体膜３０８ｂは、導電膜３０４ｃと重畳する位置に形成され、画素部１００のトランジスタ１０３のチャネル形成領域として機能する。透光性を有する導電膜３０８ｃは、容量素子１０５の一方の電極として機能する。
【００７９】
酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂは、Ｉｎ若しくはＧａを含む酸化物半導体膜であり、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、またはＨｆ）がある。
【００８０】
なお、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、ＩｎとＭの原子の比率は、好ましくは、Ｉｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。
【００８１】
酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂに含まれる材料の含有量（例えば、ＩｎやＧａなど）は、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）や、Ｘ線電子分光法（ＸＰＳ）で比較できる。
【００８２】
酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂは、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上であるため、後に形成されるトランジスタのオフ電流を低減することができる。
【００８３】
透光性を有する導電膜３０８ｃは、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと同様に、Ｉｎ若しくはＧａを含む酸化物半導体膜であり、且つ不純物が含まれていることを特徴とする。不純物としては、水素がある。なお、水素の代わりに不純物として、ホウ素、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が含まれていてもよい。
【００８４】
酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、及び透光性を有する導電膜３０８ｃは共に、ゲート絶縁膜上に形成され、Ｉｎ若しくはＧａを含む酸化物半導体膜であるが、不純物濃度が異なる。具体的には、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと比較して、透光性を有する導電膜３０８ｃの不純物濃度が高い。例えば、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂに含まれる水素濃度は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下であり、透光性を有する導電膜３０８ｃに含まれる水素濃度は、８×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、より好ましくは５×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である。また、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂと比較して、透光性を有する導電膜３０８ｃに含まれる水素濃度は２倍、好ましくは１０倍以上である。
【００８５】
また、透光性を有する導電膜３０８ｃは、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂより抵抗率が低い。透光性を有する導電膜３０８ｃの抵抗率が、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂの抵抗率の１×１０−８倍以上１×１０−１倍以下で有ることが好ましく、代表的には１×１０−３Ωｃｍ以上１×１０４Ωｃｍ未満、さらに好ましくは、抵抗率が１×１０−３Ωｃｍ以上１×１０−１Ωｃｍ未満であるとよい。
【００８６】
酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、及び透光性を有する導電膜３０８ｃは、例えば非単結晶構造でもよい。非単結晶構造は、例えば、後述するＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶構造、後述する微結晶構造、または非晶質構造を含む。
【００８７】
なお、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、及び透光性を有する導電膜３０８ｃが、ＣＡＡＣ−ＯＳ、微結晶構造、及び非晶質構造の二以上の構造の領域を有する混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質構造の領域と、微結晶構造の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、を有する。また、混合膜は、例えば、非晶質構造の領域と、微結晶構造の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、の積層構造を有してもよい。
【００８８】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、単結晶を有してもよい。
【００８９】
絶縁膜３０６、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、及び透光性を有する導電膜３０８ｃ上には、導電膜（以下、導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅという）が形成されている。また、導電膜３１０ａは、酸化物半導体膜３０８ａと電気的に接続され、駆動回路部のトランジスタ１０２が有するソース及びドレインの一方としての機能を有する。また、導電膜３１０ｂは、酸化物半導体膜３０８ａと電気的に接続され、駆動回路部のトランジスタ１０２が有するソース及びドレインの他方としての機能を有する。また、導電膜３１０ｃは、絶縁膜３１２、絶縁膜３１４に設けられた開口部を介して、透光性を有する導電膜３１６ａと電気的に接続されている。また、導電膜３１０ｄは、酸化物半導体膜３０８ｂと電気的に接続され、画素部のトランジスタ１０３が有するソース及びドレインの一方としての機能を有する。また、導電膜３１０ｅは、酸化物半導体膜３０８ｂ及び透光性を有する導電膜３１６ｂと電気的に接続され、画素部のトランジスタ１０３が有するソース及びドレインの他方としての機能を有する。
【００９０】
導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅとしては、導電材料として、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンからなる単体金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いる。例えば、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する二層構造、タングステン膜上にチタン膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。
【００９１】
絶縁膜３０６、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、透光性を有する導電膜３０８ｃ、及び導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ上には、絶縁膜３１２、絶縁膜３１４が形成されている。絶縁膜３１２は、絶縁膜３０６と同様に、酸化物半導体膜との界面特性を向上させることが可能な材料を用いることが好ましい。絶縁膜３１４は、絶縁膜３０５と同様に、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂへ拡散するのを防ぐ材料を用いることが好ましい。
【００９２】
また、絶縁膜３１２は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜で形成してもよい。このようにすることで、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂからの酸素の脱離を防止するとともに、絶縁膜３１２に含まれる酸素を酸化物半導体膜に移動させ、酸素欠損を補填することが可能となる。例えば、昇温脱離ガス分析（以下、ＴＤＳ分析とする。）によって測定される、１００℃以上７００℃以下、好ましくは１００℃以上５００℃以下の加熱処理における酸素分子の放出量が、１．０×１０１８分子／ｃｍ３以上ある酸化絶縁膜を用いることで、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂに含まれる酸素欠損を補填することができる。
【００９３】
また、絶縁膜３１２を積層構造とし、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂに接する側に第１の酸化絶縁膜として、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとの界面準位が低くなる酸化絶縁膜を設け、その上に第２の酸化絶縁膜として上記化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜を設けてもよい。
【００９４】
例えば、第１の酸化絶縁膜として、電子スピン共鳴測定によるｇ値＝２．００１（Ｅ´−ｃｅｎｔｅｒ）のスピン密度が３．０×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５．０×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下の酸化絶縁膜を用いることで、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとの界面準位を低減することが可能である。なお、電子スピン共鳴測定によるｇ値＝２．００１のスピン密度は、第１の酸化絶縁膜に含まれるダングリングボンドの存在量に対応する。
【００９５】
また、絶縁膜３１４上には透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂが形成されている。透光性を有する導電膜３１６ａは、開口部３７４ａにおいて導電膜３０４ｂと電気的に接続され、開口部３７４ｂにおいて導電膜３１０ｃと電気的に接続される。すなわち、透光性を有する導電膜３１６ａは、導電膜３０４ｂ及び導電膜３１０ｃを接続する接続電極として機能する。また、透光性を有する導電膜３１６ｂは、開口部３７４ｃにおいて導電膜３１０ｅと電気的に接続され、画素の画素電極としての機能を有する。また、透光性を有する導電膜３１６ｂは、容量素子１０５の一対の電極の他方として機能することができる。
【００９６】
透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂは、酸化インジウム、酸化スズ、及び酸化亜鉛の群から選択された少なくとも一つの酸化物を含む。透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂとしては、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。
【００９７】
また、基板３４２の下方には、有色性を有する膜（以下、有色膜３４６という。）が形成されている。有色膜３４６は、カラーフィルタとしての機能を有する。また、有色膜３４６に隣接する遮光膜３４４が基板３４２の下方に形成される。遮光膜３４４は、ブラックマトリクスとして機能する。また、有色膜３４６は、必ずしも設ける必要はなく、例えば、表示装置が白黒の場合等によって、有色膜３４６を設けない構成としてもよい。
【００９８】
有色膜３４６としては、特定の波長帯域の光を透過する有色膜であればよく、例えば、赤色の波長帯域の光を透過する赤色（Ｒ）のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色（Ｇ）のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色（Ｂ）のカラーフィルタなどを用いることができる。
【００９９】
遮光膜３４４としては、特定の波長帯域の光を遮光する機能を有していればよく、金属膜または黒色顔料等を含んだ有機絶縁膜などを用いることができる。
【０１００】
また、有色膜３４６の下方には、絶縁膜３４８が形成されている。絶縁膜３４８は、平坦化層としての機能、または有色膜３４６が含有しうる不純物を液晶素子側へ拡散するのを抑制する機能を有する。
【０１０１】
また、絶縁膜３４８上には、導電膜３５０が形成されている。導電膜３５０は、画素部の液晶素子１０８が有する一対の電極の１つとしての機能を有する。なお、透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂ、及び導電膜３５０に接して、配向膜３１８、３５２が形成されている。
【０１０２】
また、透光性を有する導電膜３１６ｂと導電膜３５０との間、より具体的には配向膜３１８と配向膜３５２の間には、液晶層３２０が形成されている。また液晶層３２０は、シール材（図示しない）を用いて、基板３０２と基板３４２の間に封止されている。なお、シール材は、外部からの水分等の入り込みを抑制するために、無機材料と接触する構成が好ましい。
【０１０３】
また、透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂと導電膜３５０との間に液晶層３２０の厚さ（セルギャップともいう）を維持するスペーサを設けてもよい。
【０１０４】
＜表示装置の作製方法＞
次に、図３（Ａ）に示す表示装置の基板３０２上に設けられた素子部の作製方法について、図４乃至図７を用いて説明する。
【０１０５】
まず、基板３０２を準備する。ここでは、基板３０２としてガラス基板を用いる。
【０１０６】
次に、基板３０２上に導電膜を形成し、該導電膜を所望の形状に加工することで、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃを形成する。なお、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃの形成は、所望の領域に第１のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる。（図４（Ａ）参照）。
【０１０７】
また、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃは、代表的には、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法等を用いて形成することができる。ここでは、導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃとして、厚さ１００ｎｍのタングステン膜をスパッタリング法により形成する。
【０１０８】
次に、基板３０２、及び導電膜３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ上に、絶縁膜３０５を形成し、絶縁膜３０５上に絶縁膜３０６を形成する（図４（Ａ）参照）。
【０１０９】
絶縁膜３０５及び絶縁膜３０６は、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により形成することができる。なお、絶縁膜３０５及び絶縁膜３０６は、真空中で連続して形成すると絶縁膜３０５と絶縁膜３０６との界面に不純物の混入が抑制され好ましい。ここでは、絶縁膜３０５として、厚さ４００ｎｍの窒化シリコン膜をＰＥ−ＣＶＤ法により形成する。また、絶縁膜３０６として、厚さ５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜をＰＥ−ＣＶＤ法により形成する。
【０１１０】
次に、絶縁膜３０６上に酸化物半導体膜３０７を形成する（図４（Ｂ）参照）。
【０１１１】
酸化物半導体膜３０７は、スパッタリング法、塗布法、パルスレーザー蒸着法、レーザーアブレーション法などを用いて形成することができる。
【０１１２】
スパッタリング法で酸化物半導体膜３０７を形成する場合、プラズマを発生させるための電源装置は、ＲＦ電源装置、ＡＣ電源装置、ＤＣ電源装置等を適宜用いることができる。
【０１１３】
スパッタリングガスは、希ガス（代表的にはアルゴン）、酸素、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。なお、希ガス及び酸素の混合ガスの場合、希ガスに対して酸素のガス比を高めることが好ましい。
【０１１４】
なお、酸化物半導体膜３０７を形成する際に、例えば、スパッタリング法を用いる場合、基板温度を室温（例えば２０℃）以上５００℃未満、好ましくは基板温度を１００℃以上４５０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以上３５０℃以下として、加熱しながら酸化物半導体膜３０７を形成してもよい。
【０１１５】
なお、スパッタリング法により酸化物半導体膜３０７を形成する場合、酸化物半導体膜３０７の水素濃度を低減するために、スパッタリング装置における各チャンバーを、酸化物半導体膜にとって不純物となる水素等を可能な限り除去することが可能なクライオポンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて高真空排気（５×１０−７Ｐａ〜１×１０−４Ｐａ程度まで）することが好ましい。または、ターボ分子ポンプとコールドトラップを組み合わせて排気系からチャンバー内に気体、特に炭素または水素を含む気体が逆流しないようにしておくことが好ましい。
【０１１６】
また、酸化物半導体膜３０７の水素濃度を低減するために、チャンバー内を高真空排気するのみならずスパッタリングガスの高純度化も必要である。スパッタリングガスとして用いる酸素ガスやアルゴンガスは、露点が−４０℃以下、好ましくは−８０℃以下、より好ましくは−１００℃以下、より好ましくは−１２０℃以下にまで高純度化したガスを用いることで酸化物半導体膜に水分等が取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
【０１１７】
ここでは、酸化物半導体膜３０７として厚さ３５〜１００ｎｍのＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１）をスパッタリング法により形成する。
【０１１８】
次に、酸化物半導体膜３０７を所望の形状に加工することで、島状の酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄを形成する（図４（Ｃ）参照）。
【０１１９】
なお、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄの形成は、所望の領域に第２のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる。エッチングとしては、ドライエッチング、ウエットエッチング、または双方を組み合わせたエッチングを用いることができる。
【０１２０】
次に、第１の加熱処理を行うこがと好ましい。第１の加熱処理は、２５０℃以上６５０℃以下、好ましくは３００℃以上５００℃以下の温度で、不活性ガス雰囲気、酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上含む雰囲気、または減圧状態で行えばよい。また、第１の加熱処理の雰囲気は、不活性ガス雰囲気で加熱処理した後に、脱離した酸素を補うために酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上含む雰囲気で行ってもよい。第１の加熱処理によって、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄに用いる酸化物半導体の結晶性を高め、さらに絶縁膜３０６、及び酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄから水素や水などの不純物を除去することができる。なお、酸化物半導体をエッチングする前に第１の加熱工程を行ってもよい。
【０１２１】
ここでは、３５０℃の窒素雰囲気で１時間加熱処理した後、３５０℃の酸素雰囲気で１時間加熱処理する。
【０１２２】
次に、絶縁膜３０６、及び酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄ上に導電膜３０９を形成する（図５（Ａ）参照）。
【０１２３】
導電膜３０９としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
【０１２４】
ここでは、厚さ５０ｎｍのチタン膜、厚さ４００ｎｍのアルミニウム膜、及び厚さ１００ｎｍのチタン膜を順にスパッタリング法により積層する。
【０１２５】
次に、導電膜３０９を所望の領域に加工することで、導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅを形成する。なお、導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅの形成は、所望の領域に第３のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる（図５（Ｂ）参照）。
【０１２６】
次に、絶縁膜３０６、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄ、及び導電膜３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ、３１０ｅ上を覆うように、絶縁膜３１１を形成する（図５（Ｃ）参照）。
【０１２７】
絶縁膜３１１としては、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｄとの界面特性を向上させることが可能な材料を用いることが好ましく、代表的には、酸素を含む無機絶縁材料を用いることが好ましく、例えば酸化絶縁膜を用いることができる。また、絶縁膜３１１としては、例えば、ＰＥ−ＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いて形成することができる。
【０１２８】
なお、絶縁膜３１１として、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜で形成する場合、絶縁膜３１１は以下の形成条件を用いて形成できる。なお、ここでは絶縁膜３１１として、酸化シリコン膜又は酸化窒化シリコン膜を形成する場合について記載する。当該形成条件は、ＰＥ−ＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上２６０℃以下、さらに好ましくは１８０℃以上２３０℃以下に保持し、処理室に原料ガスを導入して処理室内における圧力を１００Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理室内に設けられた電極に０．１７Ｗ／ｃｍ２以上０．５Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは０．２５Ｗ／ｃｍ２以上０．３５Ｗ／ｃｍ２以下の高周波電力を供給する、ことである。
【０１２９】
絶縁膜３１１の原料ガスは、シリコンを含む堆積性気体の代表例としては、シラン、ジシラン、トリシラン、フッ化シランなどがある。酸化性気体としては、酸素、オゾン、一酸化二窒素、二酸化窒素などがある。
【０１３０】
絶縁膜３１１の形成条件として、上記圧力の処理室において上記パワー密度の高周波電力を供給することで、プラズマ中で原料ガスの分解効率が高まり、酸素ラジカルが増加し、原料ガスの酸化が進むため、絶縁膜３１１中における酸素含有量が化学量論的組成よりも多くなる。しかしながら、基板温度が、上記温度であると、シリコンと酸素の結合力が弱いため、加熱により酸素の一部が脱離する。この結果、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含み、加熱により酸素の一部が脱離する酸化絶縁膜を形成することができる。
【０１３１】
また、絶縁膜３１１を積層構造とし、第１の酸化絶縁膜として、少なくとも酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとの界面準位が低くなる酸化絶縁膜を設け、その上に第２の酸化絶縁膜として上記化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜を設けてもよい。
【０１３２】
少なくとも酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとの界面準位が低くなる酸化絶縁膜は、以下の形成条件を用いて形成できる。なお、ここでは当該酸化絶縁膜として、酸化シリコン膜又は酸化窒化シリコン膜を形成する場合について記載する。当該形成条件は、ＰＥ−ＣＶＤ装置の真空排気された処理室内に載置された基板を１８０℃以上４００℃以下、さらに好ましくは２００℃以上３７０℃以下に保持し、処理室に原料ガスのシリコンを含む堆積性気体及び酸化性気体を導入して処理室内における圧力を２０Ｐａ以上２５０Ｐａ以下、さらに好ましくは４０Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理室内に設けられた電極に高周波電力を供給する条件である。
【０１３３】
第１の酸化絶縁膜の原料ガスは、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化絶縁膜に適用できる原料ガスとすることができる。なお、第１の酸化絶縁膜は、第２の酸化絶縁膜の形成工程において、少なくとも酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂの保護膜となる。この結果、パワー密度の高い高周波電力を用いて第２の酸化絶縁膜を形成しても、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂへのダメージを抑制できる。
【０１３４】
ここでは、絶縁膜３１１を第１の酸化絶縁膜及び第２の酸化絶縁膜の積層構造とし、第１の酸化絶縁膜として、流量３０ｓｃｃｍのシラン及び流量４０００ｓｃｃｍの一酸化二窒素を原料ガスとし、処理室の圧力を２００Ｐａ、基板温度を２２０℃とし、２７．１２ＭＨｚの高周波電源を用いて１５０Ｗの高周波電力を平行平板電極に供給したＰＥ−ＣＶＤ装置により、厚さ５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。第２の酸化絶縁膜として、流量２００ｓｃｃｍのシラン及び流量４０００ｓｃｃｍの一酸化二窒素を原料ガスとし、処理室の圧力を２００Ｐａ、基板温度を２２０℃とし、２７．１２ＭＨｚの高周波電源を用いて１５００Ｗの高周波電力を平行平板電極に供給したＰＥ−ＣＶＤ装置により、厚さ４００ｎｍの酸化窒化シリコン膜を形成する。なお、ＰＥ−ＣＶＤ装置は電極面積が６０００ｃｍ２である平行平板型のＰＥ−ＣＶＤ装置であり、供給した電力を単位面積あたりの電力（電力密度）に換算すると０．２６Ｗ／ｃｍ２である。
【０１３５】
次に、絶縁膜３１１を所望の形状に加工することで、絶縁膜３１２、及び開口部３７２を形成する。なお、開口部３７２の形成は、所望の領域に第４のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる。（図６（Ａ）参照）。
【０１３６】
なお、開口部３７２は、酸化物半導体膜３０８ｄが露出するように形成する。また、開口部３７２の形成によって、酸化物半導体膜３０８ｄ（酸化物半導体膜３０７の第２部分）
は、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂ（酸化物半導体膜３０７の第１部分）よりも膜厚が薄くなる。具体的には、酸化物半導体膜３０８ｄの膜厚は、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂの膜厚の２／３以下、さらに好ましくは１／２以下である。なお、酸化物半導体膜３０８ｄの膜厚の下限は、のちに形成される透光性を有する導電膜３０８ｃが容量素子の一方の電極として機能できる範囲であればよく、例えば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。酸化物半導体膜３０８ｄの膜厚を上記範囲とすることで、酸化物半導体膜３０８ｄの透過率を酸化物半導体膜３０８ａ及び３０８ｂと比べ向上させることができる。本実施の形態においては、酸化物半導体膜３０７として厚さ３５〜１００ｎｍを形成するため、酸化物半導体膜３０８ｄの膜厚としては、例えば、１５ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることができる。
【０１３７】
開口部３７２の形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、開口部３７２の形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはドライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
【０１３８】
また、本実施の形態においては、酸化物半導体膜３０８ｄの外周が絶縁膜３１２によって覆われるように開口部３７２を形成したが、これに限定されない。例えば、開口部３７２の形成時において、酸化物半導体膜３０８ｄの全面を露出させ、酸化物半導体膜３０８ｄの全面の膜厚を薄膜化してもよい。
【０１３９】
次に、絶縁膜３１２、及び酸化物半導体膜３０８ｄ上に絶縁膜３１３を形成する。絶縁膜３１３を形成することによって、酸化物半導体膜３０８ｄは、透光性を有する導電膜３０８ｃとなる（図６（Ｂ）参照）。
【０１４０】
絶縁膜３１３は、外部からの不純物、例えば、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が、酸化物半導体膜へ拡散するのを防ぐ材料で形成される膜であり、更には水素を含む。このため、絶縁膜３１３の水素が酸化物半導体膜３０８ｄに拡散すると、該酸化物半導体膜３０８ｄにおいて水素は酸素と結合し、キャリアである電子が生成される。この結果、酸化物半導体膜３０８ｄは、導電性が高くなり、透光性を有する導電膜３０８ｃとなる。一方、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂは、絶縁膜３１３との間に絶縁膜３１２を有するため、絶縁膜３１３に含まれる水素の拡散がない、または極めて少ない。絶縁膜３１３には、例えば窒化シリコン膜を用いることができる。絶縁膜３１３は、例えば、ＰＥ−ＣＶＤ法を用いて形成することができる。
【０１４１】
上記窒化シリコン膜は、ブロック性を高めるために、高温で成膜されることが好ましく、例えば基板温度１００℃以上基板の歪み点以下、より好ましくは３００℃以上４００℃以下の温度で加熱して成膜することが好ましい。また高温で成膜する場合は、酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂとして用いる酸化物半導体から酸素が脱離し、キャリア濃度が上昇する現象が発生することがあるため、このような現象が発生しない温度とする。
【０１４２】
ここでは、絶縁膜３１３として、流量５０ｓｃｃｍのシランと、流量５０００ｓｃｃｍの窒素と、流量１００ｓｃｃｍのアンモニアとを原料ガスとし、処理室の圧力を２００Ｐａ、基板温度を２２０℃とし、２７．１２ＭＨｚの高周波電源を用いて１０００Ｗ（電力密度としては１．６×１０−１Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を平行平板電極に供給したＰＥ−ＣＶＤ法により、厚さ５０ｎｍの窒化シリコン膜を形成する。
【０１４３】
次に、絶縁膜３１３を所望の形状に加工することで、絶縁膜３１４、及び開口部３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃを形成する。なお、絶縁膜３１４、及び開口部３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃは、所望の領域に第５のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる（図６（Ｃ）参照）。
【０１４４】
また、開口部３７４ａは、導電膜３０４ａが露出するように形成する。また、開口部３７４ｂは、導電膜３１０ｃが露出するように形成する。また、開口部３７４ｃは、導電膜３１０ｅが露出するように形成する。
【０１４５】
なお、開口部３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃの形成方法としては、例えば、ドライエッチング法を用いることができる。ただし、開口部３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃの形成方法としては、これに限定されず、ウエットエッチング法、またはドライエッチング法とウエットエッチング法を組み合わせた形成方法としてもよい。
【０１４６】
次に、開口部３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃを覆うように絶縁膜３１４上に導電膜３１５を形成する（図７（Ａ）参照）。
【０１４７】
導電膜３１５としては、例えば、スパッタリング法を用いて形成することができる。
【０１４８】
ここでは、導電膜３１５として、スパッタリング法により、厚さ１００ｎｍの酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物膜を形成する。
【０１４９】
次に、導電膜３１５を所望の形状に加工することで、透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂを形成する。なお、透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂの形成は、所望の領域に第６のパターニングによるマスクの形成を行い、該マスクに覆われていない領域をエッチングすることで形成することができる（図７（Ｂ）参照）。
【０１５０】
以上の工程で基板３０２上に、トランジスタを有する画素部及び駆動回路部を形成することができる。なお、本実施の形態に示す作製工程においては、第１乃至第６のパターニング、すなわち６枚のマスクでトランジスタ１０２、１０３、及び容量素子１０５を同時に形成することができる。
【０１５１】
なお、本実施の形態では、絶縁膜３１４に含まれる水素を酸化物半導体膜３０８ｄに拡散させて、酸化物半導体膜３０８ｄの導電性を高めたが、酸化物半導体膜に酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂをマスクで覆い、酸化物半導体膜３０８ｄに不純物、代表的には、水素、ホウ素、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を添加して、酸化物半導体膜３０８ｄの導電性を高めてもよい。酸化物半導体膜３０８ｄに水素、ホウ素、リン、スズ、アンチモン、希ガス元素等を添加する方法としては、イオンドーピング法、イオン注入法、プラズマ処理等がある。一方、酸化物半導体膜３０８ｄにアルカリ金属、アルカリ土類金属等を添加する方法としては、該不純物を含む溶液を酸化物半導体膜３０８ｄに曝す方法がある。
【０１５２】
次に、基板３０２に対向して設けられる基板３４２上に形成される構造について、以下説明を行う。
【０１５３】
まず、基板３４２を準備する。基板３４２としては、基板３０２に示す材料を援用することができる。次に、基板３４２上に遮光膜３４４、有色膜３４６を形成する。遮光膜３４４及び有色膜３４６は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
【０１５４】
次に、遮光膜３４４、及び有色膜３４６上に絶縁膜３４８を形成する。絶縁膜３４８としては、例えば、アクリル系樹脂等の有機絶縁膜を用いることができる。絶縁膜３４８を形成することによって、例えば、有色膜３４６中に含まれる不純物等を液晶層３２０側に拡散することを抑制することができる。ただし、絶縁膜３４８は、必ずしも設ける必要はなく、絶縁膜３４８を形成しない構造としてもよい。
【０１５５】
次に、絶縁膜３４８上に導電膜３５０を形成する。導電膜３５０としては、導電膜３１５に示す材料を援用することができる。
【０１５６】
以上の工程で基板３４２上に形成される構造を形成することができる。
【０１５７】
次に、基板３０２と基板３４２上、より詳しくは基板３０２上に形成された絶縁膜３１４、透光性を有する導電膜３１６ａ、３１６ｂと、基板３４２上に形成された導電膜３５０上に、それぞれ配向膜３１８と配向膜３５２を形成する。配向膜３１８、配向膜３５２は、ラビング法、光配向法等を用いて形成することができる。その後、基板３０２と、基板３４２との間に液晶層３２０を形成する。液晶層３２０の形成方法としては、ディスペンサ法（滴下法）や、基板３０２と基板３４２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【０１５８】
以上の工程で、図３（Ａ）に示す表示装置を作製することができる。
【０１５９】
＜変形例１＞
図８（Ａ）に示す表示装置は、先に説明した表示装置に含まれるトランジスタ１０２、１０３の酸化物半導体膜３０８ａ、３０８ｂを、酸化物半導体膜３８８ａ及び酸化物膜３９０ａ、並びに酸化物半導体膜３８８ｂ及び酸化物膜３９０ｂの積層構造とした例である。したがって、その他の構成は、トランジスタ１０２、１０３と同じであり、先の説明を参酌することができる。
【０１６０】
ここで、酸化物半導体膜３８８ａ及び酸化物膜３９０ａ、並びに酸化物半導体膜３８８ｂ及び酸化物膜３９０ｂの詳細について以下説明する。
【０１６１】
酸化物半導体膜３８８ａ、３８８ｂ（以下、明細書において酸化物半導体膜３８８とも表記する）と、酸化物膜３９０ａ、３９０ｂ（以下、明細書において酸化物膜３９０とも表記する）と、は、少なくとも一の同じ構成元素を有する金属酸化物を用いることが好ましい。または、酸化物半導体膜３８８と酸化物膜３９０の構成元素を同一とし、両者の組成を異ならせてもよい。
【０１６２】
酸化物半導体膜３８８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ）の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ≧Ｍ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：５：６（１：１：１．２）、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２等が好ましい。なお、成膜される酸化物半導体膜３８８の原子数比はそれぞれ、誤差として上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
【０１６３】
なお、酸化物半導体膜３８８がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、Ｚｎ及びＯを除いてのＩｎとＭの原子数比率は、好ましくはＩｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくはＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。
【０１６４】
酸化物半導体膜３８８は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、より好ましくは３ｅＶ以上である。このように、エネルギーギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１６５】
酸化物半導体膜３８８の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。
【０１６６】
酸化物膜３９０は、代表的には、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ）であり、且つ酸化物半導体膜３８８よりも伝導帯の下端のエネルギーが真空準位に近く、代表的には、酸化物膜３９０の伝導帯の下端のエネルギーと、酸化物半導体膜３８８の伝導帯の下端のエネルギーとの差が、０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上、または０．１５ｅＶ以上、且つ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下、または０．４ｅＶ以下である。即ち、酸化物膜３９０の電子親和力と、酸化物半導体膜３８８の電子親和力との差が、０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上、または０．１５ｅＶ以上、且つ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下、または０．４ｅＶ以下である。
【０１６７】
酸化物膜３９０が、前述の元素ＭをＩｎより高い原子数比で有することで、以下の効果を有する場合がある。（１）酸化物膜３９０のエネルギーギャップを大きくする。（２）酸化物膜３９０の電子親和力を小さくする。（３）外部からの不純物を遮蔽する。（４）酸化物半導体膜３８８と比較して、絶縁性が高くなる。また、元素Ｍは酸素との結合力が強い金属元素であるため、ＭをＩｎより高い原子数比で有することで、酸素欠損が生じにくくなる。
【０１６８】
酸化物膜３９０がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物であるとき、Ｚｎ及びＯを除いてのＩｎとＭの原子数比率は、好ましくは、Ｉｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくは、Ｉｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。
【０１６９】
また、酸化物半導体膜３８８、及び酸化物膜３９０がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ）の場合、酸化物半導体膜３８８と比較して、酸化物膜３９０に含まれるＭの原子数比が大きく、代表的には、酸化物半導体膜３８８に含まれる上記原子と比較して、１．５倍以上、好ましくは２倍以上、さらに好ましくは３倍以上高い原子数比である。
【０１７０】
また、酸化物膜３９０をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ１：ｙ１：ｚ１［原子数比］、酸化物半導体膜３８８をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ２：ｙ２：ｚ２［原子数比］とすると、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも大きく、好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも１．５倍以上である。さらに好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも２倍以上大きく、より好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも３倍以上大きい。このとき、酸化物半導体膜３８８において、ｙ２がｘ２以上であると、酸化物半導体を用いたトランジスタに安定した電気特性を付与できるため好ましい。ただし、ｙ２がｘ２の３倍以上になると、酸化物半導体を用いたトランジスタの電界効果移動度が低下してしまうため、ｙ２はｘ２の３倍未満であると好ましい。
【０１７１】
酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｍ＞Ｉｎ、Ｚｎ≧Ｍを満たすことが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：７、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：８、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：９、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：１０、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：７、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：８、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：９、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：１０が好ましい。なお、上記スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０に含まれる金属元素の原子数比はそれぞれ、誤差として上記スパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
【０１７２】
なお、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体膜３８８のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
【０１７３】
酸化物膜３９０は、後に形成する絶縁膜３１２または絶縁膜３１４を形成する際の、酸化物半導体膜３８８へのダメージ緩和膜としても機能する。酸化物膜３９０の厚さは、３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍとする。
【０１７４】
酸化物半導体膜３８８において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体膜３８８において酸素欠損が増加し、ｎ型化してしまう。このため、酸化物半導体膜３８８におけるシリコンや炭素の濃度、または酸化物膜３９０と、酸化物半導体膜３８８との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
【０１７５】
また、酸化物半導体膜３８８において、二次イオン質量分析法により得られるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。アルカリ金属及びアルカリ土類金属は、酸化物半導体と結合するとキャリアを生成する場合があり、トランジスタのオフ電流が増大してしまうことがある。このため、酸化物半導体膜３８８のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の濃度を低減することが好ましい。
【０１７６】
また、酸化物半導体膜３８８に窒素が含まれていると、キャリアである電子が生じ、キャリア密度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。従って、酸化物半導体膜３８８において、窒素はできる限り低減されていることが好ましい、例えば、二次イオン質量分析法により得られる窒素濃度は、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【０１７７】
なお、酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０は、各層を単に積層するのではなく連続接合（ここでは特に伝導帯の下端のエネルギーが各膜の間で連続的に変化する構造）が形成されるように作製する。すなわち、各膜の界面において、酸化物半導体にとってトラップ中心や再結合中心のような欠陥準位を形成するような不純物が存在しないような積層構造とする。仮に、積層された酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０の間に不純物が混在していると、エネルギーバンドの連続性が失われ、界面でキャリアがトラップされ、あるいは再結合して、消滅してしまう。
【０１７８】
連続接合を形成するためには、ロードロック室を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置（スパッタリング装置）を用いて各膜を大気に触れさせることなく連続して積層することが必要となる。スパッタリング装置における各チャンバーは、酸化物半導体膜にとって不純物となる水等を可能な限り除去すべくクライオポンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて高真空排気（５×１０−７Ｐａ〜１×１０−４Ｐａ程度まで）することが好ましい。または、ターボ分子ポンプとコールドトラップを組み合わせて排気系からチャンバー内に気体、特に炭素または水素を含む気体が逆流しないようにしておくことが好ましい。
【０１７９】
ここで、トランジスタ１０２、１０３に含まれる積層構造のバンド構造について、図８（Ｂ）を用いて説明する。
【０１８０】
図８（Ｂ）は、トランジスタ１０２、１０３に含まれるバンド構造の一部を模式的に示している。ここでは、絶縁膜３０６及び絶縁膜３１２として酸化シリコン層を設けた場合について説明する。なお、図８（Ｂ）に表すＥｃＩ１は絶縁膜３０６として用いる酸化シリコン層の伝導帯下端のエネルギーを示し、ＥｃＳ１は酸化物半導体膜３８８の伝導帯下端のエネルギーを示し、ＥｃＳ２は酸化物膜３９０の伝導帯下端のエネルギーを示し、ＥｃＩ２は絶縁膜３１２として用いる酸化シリコン層の伝導帯下端のエネルギーを示す。
【０１８１】
図８（Ｂ）に示すように、酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０において、伝導帯下端のエネルギーは障壁が無くなだらかに変化する。換言すると、連続的に変化するともいうことができる。これは、酸化物半導体膜３８８と酸化物膜３９０が共通の元素を含み、酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０の間で、酸素が相互に移動することで混合層が形成されるためであるということができる。
【０１８２】
図８（Ｂ）より、酸化物半導体膜３８８がウェル（井戸）となり、チャネル形成領域が酸化物半導体膜３８８に形成されることがわかる。なお、酸化物半導体膜３８８及び酸化物膜３９０は、伝導帯下端のエネルギーが連続的に変化しているため、酸化物半導体膜３８８と酸化物膜３９０が連続接合している、ともいえる。
【０１８３】
なお、図８（Ｂ）に示すように、酸化物膜３９０と、絶縁膜３１２との界面近傍には、絶縁膜３１２の構成元素であるシリコンまたは炭素等の不純物や欠陥に起因したトラップ準位が形成され得るものの、酸化物膜３９０が設けられることにより、酸化物半導体膜３８８と該トラップ準位とを遠ざけることができる。ただし、ＥｃＳ１とＥｃＳ２とのエネルギー差が小さい場合、酸化物半導体膜３８８の電子が酸化物膜３９０を超えてトラップ準位に達することがある。トラップ準位に電子が捕獲されることで、マイナスの固定電荷となり、トランジスタのしきい値電圧はプラス方向にシフトしてしまう。したがって、ＥｃＳ１とＥｃＳ２とのエネルギー差を、０．１ｅＶ以上、好ましくは０．１５ｅＶ以上とすると、トランジスタのしきい値電圧の変動が低減され、安定した電気特性となるため好適である。
【０１８４】
次に、図８（Ａ）に示すトランジスタ１０３及び容量素子１０５の拡大した断面構造を図９（Ａ）に示す。
【０１８５】
図９（Ａ）に示す断面図において、トランジスタ１０３は、チャネル形成領域に酸化物半導体膜３８８ｂと、酸化物半導体膜３８８ｂ上に酸化物膜３９０ｂを有する。なお、酸化物半導体膜３８８ｂは、ゲート絶縁膜（ここでは、絶縁膜３０６）上に設けられる。容量素子１０５は、一対の電極の一方として透光性を有する導電膜３８８ｃと、一対の電極の他方として透光性を有する導電膜３１６ｂと、を有する。なお、透光性を有する導電膜３８８ｃは、酸化物半導体膜３８８ｂと同一表面（絶縁膜３０６）上に形成される。すなわち、透光性を有する導電膜３８８ｃは、酸化物半導体膜３８８ｂと同一の組成を有する。
【０１８６】
また、図９（Ａ）に示す断面図において、透光性を有する導電膜３８８ｃの膜厚が、酸化物半導体膜３８８ｂの膜厚よりも薄い。このように、透光性を有する導電膜３８８ｃの膜厚を薄く形成することによって、容量素子１０５の透過率を向上させることができる。
【０１８７】
また、図９（Ａ）に示す構造においては、透光性を有する容量素子１０５の一対の電極の一方は、透光性を有する導電膜３８８ｃであり、トランジスタ１０３のチャネル形成領域に用いる酸化物半導体膜３８８ｂと、酸化物半導体膜３８８ｂ上の酸化物膜３９０ｂの積層膜と比較し単層構造で形成されている。したがって、画素部の透過率が高く、且つ電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する表示装置を提供できる。また、トランジスタ１０３は、酸化物半導体膜３８８ｂ上に酸化物膜３９０ｂが形成されているため、信頼性の高い表示装置とすることができる。
【０１８８】
次に、図９（Ｂ）に図９（Ａ）に示す表示装置の断面構造の変形例を示す。
【０１８９】
図９（Ｂ）に示す断面図において、トランジスタ１０３は、チャネル形成領域に酸化物半導体膜３８８ｂと、酸化物半導体膜３８８ｂ上に酸化物膜３９０ｂを有する。なお、酸化物半導体膜３８８ｂは、ゲート絶縁膜（ここでは、絶縁膜３０６）上に設けられる。容量素子１０５は、一対の電極の一方として透光性を有する導電膜３８８ｃと、一対の電極の他方として透光性を有する導電膜３１６ｂと、を有する。なお、透光性を有する導電膜３８８ｃは、酸化物半導体膜３８８ｂと同一表面（絶縁膜３０６）上に形成される。すなわち、透光性を有する導電膜３８８ｃは、酸化物半導体膜３８８ｂと同一の組成を有する。
【０１９０】
図９（Ｂ）に示す断面構造は、図９（Ａ）に示す断面構造と比較して、透光性を有する導電膜３８８ｃの膜厚が異なる。具体的には、図９（Ｂ）に示す断面構造においては、透光性を有する導電膜３８８ｃと酸化物半導体膜３８８ｂの膜厚が概略同じである。このように、透光性を有する導電膜３８８ｃ上の酸化物膜３９０ｃのみを除去する構成としてもよい。トランジスタ１０３が有する酸化物半導体膜３８８ｂ及び酸化物膜３９０ｂと比較し、酸化物膜３９０ｃが形成されていない分、容量素子１０５の透過率を向上させることができる。
【０１９１】
次に、図９（Ｃ）に図９（Ａ）に示す表示装置の断面構造の変形例を示す。
【０１９２】
図９（Ｃ）に示す断面図において、トランジスタ１０３は、チャネル形成領域に酸化物半導体膜３８８ｂと、酸化物半導体膜３８８ｂ上に酸化物膜３９０ｂを有する。なお、酸化物半導体膜３８８ｂは、ゲート絶縁膜（ここでは、絶縁膜３０６）上に設けられる。容量素子１０５は、一対の電極の一方として透光性を有する導電膜３８８ｃ及び酸化物膜３９０ｃと、一対の電極の他方として透光性を有する導電膜３１６ｂと、を有する。なお、透光性を有する導電膜３８８ｃは、酸化物半導体膜３８８ｂと同一表面（絶縁膜３０６）上に形成される。
【０１９３】
また、図９（Ｃ）に示す断面図において、酸化物膜３９０ｃの膜厚が、酸化物膜３９０ｂの膜厚よりも薄い。このように、酸化物膜３９０ｃの膜厚を薄く形成することによって、容量素子１０５の透過率を向上させることができる。
【０１９４】
なお、図９（Ａ）乃至図９（Ｃ）に示す容量素子１０５が有する一方の電極の形成方法としては、以下の方法で形成することができる。
【０１９５】
トランジスタ１０３が有する酸化物半導体膜３８８ｂ及び酸化物膜３９０ｂと同一工程で、透光性を有する導電膜３８８ｃ及び酸化物膜３９０ｃを形成する。その後、開口部３７２の形成時において、透光性を有する導電膜３８８ｃ上の酸化物膜３９０ｃを除去することで図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す構造が得られる。なお、図９（Ｃ）は、例えば、図９（Ａ）よりもエッチング時間を短く設定することで形成することができる。
【０１９６】
また、図９（Ｃ）に示す構成においては、容量素子１０５の一方の電極は、透光性を有する導電膜３８８ｃ及び酸化物膜３９０ｃである。酸化物膜３９０ｃに接する絶縁膜３１４からの水素の拡散によって、透光性を有する導電膜３８８ｃ及び酸化物膜３９０ｃの積層物の導電性が向上し、透光性を有する導電膜となる。
【０１９７】
＜変形例２＞
ここでは、図２（Ｂ）に示す表示装置の画素３０１の変形例について、図１０を用いて説明する。なお、図１０に示す表示装置の画素３０１ｂは、図２（Ｂ）に示す表示装置の画素３０１の変形例の上面図である。このように、表示装置の画素形状については、実施者が適宜最適な形状を選択することができる。
【０１９８】
図１０において、走査線として機能する導電膜３０４ｃは、信号線に略直交する方向（図中左右方向）に延伸して設けられている。信号線として機能する導電膜３１０ｄは、走査線に略直交する方向（図中上下方向）に延伸して設けられている。容量線として機能する導電膜３０４ｄは、走査線と平行方向に延伸して設けられている。図２（Ｂ）に示す画素３０１と比較して、図１０に示す画素３０１ｂは、信号線として機能する導電膜３１０ｄと平行な辺と比較して走査線として機能する導電膜３０４ｃと平行な辺の方が短い形状であること、容量線として機能する導電膜３０４ｄが、走査線として機能する導電膜３０４ｃと平行な方向に延伸して設けられていること、容量線として機能する導電膜３０４ｄが、走査線として機能する導電膜３０４ｃと同時に形成されていることが異なる。
【０１９９】
また、透光性を有する導電膜３０８ｃは、導電膜３１０ｆ（なお図１０においては導電膜３１０ｆは容量線として機能しない）と接続されている。導電膜３１０ｆは、導電膜３１０ｄ、３１０ｅと同時に形成される。
【０２００】
また、導電膜３０４ｄ上には、開口部３７４ｃと同様に形成された開口部３７４ｄが形成される。また、導電膜３１０ｆ上には、開口部３７４ｃと同様に形成された開口部３７４ｅが形成される。
【０２０１】
開口部３７４ｄにおいて、導電膜３０４ｄ及び透光性を有する導電膜３１６ｃが接続される。また、開口部３７４ｅにおいて、導電膜３１０ｆ及び透光性を有する導電膜３１６ｃが接続される。すなわち、導電膜３０４ｄ及び導電膜３１０ｆは、透光性を有する導電膜３１６ｃで接続される。したがって、導電膜３１０ｆ及び透光性を有する導電膜３１６ｃを介して、透光性を有する導電膜３０８ｃは容量線として機能する導電膜３０４ｄと接続される。
【０２０２】
図１０に示す画素３０１ｂは、信号線として機能する導電膜３１０ｄと平行な辺と比較して走査線として機能する導電膜３０４ｃと平行な辺の方が短い形状とし、且つ容量線として機能する導電膜３０４ｄが、走査線として機能する導電膜３０４ｃと平行方向に延伸して設けられている。この結果、画素に占める導電膜３０４ｄの面積を低減することが可能であり、開口率を高めることができる。
【０２０３】
以上、本実施の形態で示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示す表示装置のトランジスタ及び容量素子に適用可能な酸化物半導体膜の一例について説明する。
【０２０５】
＜酸化物半導体膜の結晶性＞
【０２０６】
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
【０２０７】
酸化物半導体膜は、非単結晶酸化物半導体膜と単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜、多結晶酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、非晶質酸化物半導体膜などをいう。
【０２０８】
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０２０９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つであり、ほとんどの結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさである。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満または３ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。
【０２１０】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって観察すると、結晶部同士の明確な境界、即ち結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０２１１】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略平行な方向からＴＥＭによって観察（断面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。
【０２１２】
なお、本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。従って、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。
【０２１３】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、試料面と概略垂直な方向からＴＥＭによって観察（平面ＴＥＭ観察）すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０２１４】
断面ＴＥＭ観察および平面ＴＥＭ観察より、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部は配向性を有していることがわかる。
【０２１５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に概略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０２１６】
一方、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、ｃ軸に概略垂直な方向からＸ線を入射させるｉｎ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが５６°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（１１０）面に帰属される。ＩｎＧａＺｎＯ４の単結晶酸化物半導体膜であれば、２θを５６°近傍に固定し、試料面の法線ベクトルを軸（φ軸）として試料を回転させながら分析（φスキャン）を行うと、（１１０）面と等価な結晶面に帰属されるピークが６本観察される。これに対し、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の場合は、２θを５６°近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。
【０２１７】
以上のことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜では、異なる結晶部間ではａ軸およびｂ軸の配向は不規則であるが、ｃ軸配向性を有し、かつｃ軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面ＴＥＭ観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のａｂ面に平行な面である。
【０２１８】
なお、結晶部は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。
【０２１９】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の結晶化度が均一でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶部が、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の上面近傍からの結晶成長によって形成される場合、上面近傍の領域は、被形成面近傍の領域よりも結晶化度が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に不純物を添加する場合、不純物が添加された領域の結晶化度が変化し、部分的に結晶化度の異なる領域が形成されることもある。
【０２２０】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０２２１】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
【０２２２】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。
【０２２３】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。
【０２２４】
次に、微結晶酸化物半導体膜について説明する。
【０２２５】
微結晶酸化物半導体膜は、ＴＥＭによる観察像では、明確に結晶部を確認することができない場合がある。微結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶部は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、または１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の大きさであることが多い。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）を有する酸化物半導体膜を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、例えば、ＴＥＭによる観察像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。
【０２２６】
ｎｃ−ＯＳ膜は、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。従って、ｎｃ−ＯＳ膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きい径のＸ線を用いるＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部よりも大きい径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折像が観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、結晶部の大きさと近いか結晶部より小さい径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、スポットが観測される。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、円を描くように（リング状に）輝度の高い領域が観測される場合がある。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対しナノビーム電子線回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。
【０２２７】
ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも規則性の高い酸化物半導体膜である。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳ膜は、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
【０２２８】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０２２９】
＜ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の成膜方法＞
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、多結晶である酸化物半導体スパッタリング用ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜する。当該スパッタリング用ターゲットにイオンが衝突すると、スパッタリング用ターゲットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面から劈開し、ａ−ｂ面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離することがある。この場合、当該平板状又はペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま基板に到達することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。
【０２３０】
平板状又はペレット状のスパッタリング粒子は、例えば、ａ−ｂ面に平行な面の円相当径が３ｎｍ以上１０ｎｍ以下、厚さ（ａ−ｂ面に垂直な方向の長さ）が０．７ｎｍ以上１ｎｍ未満である。なお、平板状又はペレット状のスパッタリング粒子は、ａ−ｂ面に平行な面が正三角形または正六角形であってもよい。ここで、面の円相当径とは、面の面積と等しい正円の直径をいう。
【０２３１】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。
【０２３２】
成膜時の基板温度を高めることで、基板到達後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、基板温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板温度を高めることで、平板状又はペレット状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。このとき、スパッタリング粒子が正に帯電することで、スパッタリング粒子同士が反発しながら基板に付着するため、スパッタリング粒子が偏って不均一に重なることがなく、厚さの均一なＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。
【０２３３】
成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、成膜室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素及び窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。
【０２３４】
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。
【０２３５】
または、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、以下の方法により形成する。
【０２３６】
まず、第１の酸化物半導体膜を１ｎｍ以上１０ｎｍ未満の厚さで成膜する。第１の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
【０２３７】
次に、加熱処理を行い、第１の酸化物半導体膜を結晶性の高い第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第１の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第１の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
【０２３８】
第１の酸化物半導体膜は、厚さが１ｎｍ以上１０ｎｍ未満であることにより、厚さが１０ｎｍ以上である場合と比べ、加熱処理によって容易に結晶化させることができる。
【０２３９】
次に、第１の酸化物半導体膜と同じ組成である第２の酸化物半導体膜を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の厚さで成膜する。第２の酸化物半導体膜はスパッタリング法を用いて成膜する。具体的には、基板温度を１００℃以上５００℃以下、好ましくは１５０℃以上４５０℃以下とし、成膜ガス中の酸素割合を３０体積％以上、好ましくは１００体積％として成膜する。
【０２４０】
次に、加熱処理を行い、第２の酸化物半導体膜を第１のＣＡＡＣ−ＯＳ膜から固相成長させることで、結晶性の高い第２のＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする。加熱処理の温度は、３５０℃以上７４０℃以下、好ましくは４５０℃以上６５０℃以下とする。また、加熱処理の時間は１分以上２４時間以下、好ましくは６分以上４時間以下とする。また、加熱処理は、不活性雰囲気または酸化性雰囲気で行えばよい。好ましくは、不活性雰囲気で加熱処理を行った後、酸化性雰囲気で加熱処理を行う。不活性雰囲気での加熱処理により、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度を短時間で低減することができる。一方、不活性雰囲気での加熱処理により第２の酸化物半導体膜に酸素欠損が生成されることがある。その場合、酸化性雰囲気での加熱処理によって該酸素欠損を低減することができる。なお、加熱処理は１０００Ｐａ以下、１００Ｐａ以下、１０Ｐａ以下または１Ｐａ以下の減圧下で行ってもよい。減圧下では、第２の酸化物半導体膜の不純物濃度をさらに短時間で低減することができる。
【０２４１】
以上のようにして、合計の厚さが１０ｎｍ以上であるＣＡＡＣ−ＯＳ膜を形成することができる。当該ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を、酸化物積層における酸化物半導体膜として好適に用いることができる。
【０２４２】
次に、例えば、基板加熱しないことなどにより被形成面が低温（例えば、１３０℃未満、１００℃未満、７０℃未満または室温（２０℃〜２５℃）程度）である場合の酸化物膜の形成方法について説明する。
【０２４３】
被形成面が低温の場合、スパッタ粒子は被成膜面に不規則に降り注ぐ。スパッタ粒子は、例えば、マイグレーションをしないため、既に他のスパッタ粒子が堆積している領域も含め、無秩序に堆積していく。即ち、堆積して得られる酸化物膜は、例えば、厚さが均一でなく、結晶の配向も無秩序になる場合がある。このようにして得られた酸化物膜は、スパッタ粒子の結晶性を、ある程度維持するため、結晶部（ナノ結晶）を有する。
【０２４４】
また、例えば、成膜時の圧力が高い場合、飛翔中のスパッタ粒子は、アルゴンなどの他の粒子（原子、分子、イオン、ラジカルなど）と衝突する頻度が高まる。スパッタ粒子は、飛翔中に他の粒子と衝突する（再スパッタされる）ことで、結晶構造が崩れる場合がある。例えば、スパッタ粒子は、他の粒子と衝突することで、平板状の形状を維持することができず、細分化（例えば各原子に分かれた状態）される場合がある。このとき、スパッタ粒子から分かれた各原子が被形成面に堆積していくことで、非晶質酸化物膜が形成される場合がある。
【０２４５】
また、出発点に多結晶酸化物を有するターゲットを用いたスパッタリング法ではなく、液体を用いて成膜する方法の場合、またはターゲットなどの固体を気体化することで成膜する方法の場合、各原子に分かれた状態で飛翔して被形成面に堆積するため、非晶質酸化物膜が形成される場合がある。また、例えば、レーザーアブレーション法では、ターゲットから放出された原子、分子、イオン、ラジカル、クラスターなどが飛翔して被形成面に堆積するため、非晶質酸化物膜が形成される場合がある。
【０２４６】
本発明の一態様の表示装置のトランジスタ及び容量素子に含まれる酸化物半導体膜は、上述のいずれの結晶状態の酸化物半導体膜を適用してもよい。また、積層構造の酸化物半導体膜を含む場合、各酸化物半導体膜の結晶状態が異なっていてもよい。但し、トランジスタのチャネル形成領域として機能する酸化物半導体膜には、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を適用することが好ましい。また、容量素子に含まれる酸化物半導体膜（透光性を有する導電膜）は、トランジスタに含まれる酸化物半導体膜よりも不純物濃度が高いため、結晶性が低減する場合がある。
【０２４７】
以上、本実施の形態で示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２４８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を用いることのできる表示モジュール及び電子機器について、図１１及び図１２を用いて説明を行う。
【０２４９】
図１１に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチパネル８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示パネル８００６、バックライトユニット８００７、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリー８０１１を有する。
【０２５０】
本発明の一態様の表示装置は、例えば、表示パネル８００６に用いることができる。
【０２５１】
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチパネル８００４及び表示パネル８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０２５２】
タッチパネル８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル８００６に重畳して用いることができる。また、表示パネル８００６の対向基板（封止基板）に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。
【０２５３】
バックライトユニット８００７は、光源８００８を有する。光源８００８をバックライトユニット８００７の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。
【０２５４】
フレーム８００９は、表示パネル８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０２５５】
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー８０１１による電源であってもよい。バッテリー８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０２５６】
また、表示モジュール８０００には、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０２５７】
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｈ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、等を有することができる。
【０２５８】
図１２（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ５００９、赤外線ポート５０１０、等を有することができる。図１２（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１２（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３、等を有することができる。図１２（Ｄ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１２（Ｅ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ５０１４、シャッターボタン５０１５、受像部５０１６、等を有することができる。図１２（Ｆ）は携帯型遊技機であり、上述したものの他に、第２表示部５００２、記録媒体読込部５０１１、等を有することができる。図１２（Ｇ）はテレビ受像器であり、上述したものの他に、チューナ、画像処理部、等を有することができる。図１２（Ｈ）は持ち運び型テレビ受像器であり、上述したものの他に、信号の送受信が可能な充電器５０１７、等を有することができる。
【０２５９】
図１２（Ａ）乃至図１２（Ｈ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１２（Ａ）乃至図１２（Ｈ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２６０】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。
【０２６１】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０２６２】
１００      画素部
１０２      トランジスタ
１０３      トランジスタ
１０４      走査線駆動回路
１０５      容量素子
１０６      信号線駆動回路
１０７      走査線
１０８      液晶素子
１０９      信号線
１１５      容量線
３０１      画素
３０１ｂ      画素
３０２      基板
３０４ａ    導電膜
３０４ｂ    導電膜
３０４ｃ    導電膜
３０４ｄ    導電膜
３０５      絶縁膜
３０６      絶縁膜
３０７      酸化物半導体膜
３０８ａ    酸化物半導体膜
３０８ｂ    酸化物半導体膜
３０８ｃ    導電膜
３０８ｄ    酸化物半導体膜
３０９      導電膜
３１０ａ    導電膜
３１０ｂ    導電膜
３１０ｃ    導電膜
３１０ｄ    導電膜
３１０ｅ    導電膜
３１０ｆ    導電膜
３１１      絶縁膜
３１２      絶縁膜
３１３      絶縁膜
３１４      絶縁膜
３１５      導電膜
３１６ａ    導電膜
３１６ｂ    導電膜
３１６ｃ    導電膜
３１８      配向膜
３２０      液晶層
３４２      基板
３４４      遮光膜
３４６      有色膜
３４８      絶縁膜
３５０      導電膜
３５２      配向膜
３７２      開口部
３７４ａ    開口部
３７４ｂ    開口部
３７４ｃ    開口部
３７４ｄ    開口部
３７４ｅ    開口部
３８８      酸化物半導体膜
３８８ａ    酸化物半導体膜
３８８ｂ    酸化物半導体膜
３８８ｃ    導電膜
３９０      酸化物膜
３９０ａ    酸化物膜
３９０ｂ    酸化物膜
３９０ｃ    酸化物膜
５０００    筐体
５００１    表示部
５００２    表示部
５００３    スピーカ
５００４    ＬＥＤランプ
５００５    操作キー
５００６    接続端子
５００７    センサ
５００８    マイクロフォン
５００９    スイッチ
５０１０    赤外線ポート
５０１１    記録媒体読込部
５０１２    支持部
５０１３    イヤホン
５０１４    アンテナ
５０１５    シャッターボタン
５０１６    受像部
５０１７    充電器
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００３    ＦＰＣ
８００４    タッチパネル
８００５    ＦＰＣ
８００６    表示パネル
８００７    バックライトユニット
８００８    光源
８００９    フレーム
８０１０    プリント基板
８０１１    バッテリー
【図１】
2014232317.tif 000003
【図２】
2014232317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014232317.tif 000012
【図１１】
2014232317.tif 000013
【図１２】
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