(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に減圧状態で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で徐冷を行い、
前記酸化物半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、
前記酸化物半導体層に減圧状態で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で熱処理を行った後、同じ雰囲気で徐冷を行い、
前記酸化物半導体層上にソース電極およびドレイン電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にソース電極およびドレイン電極を形成し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極上に酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に減圧状態で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で徐冷を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
ゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にソース電極およびドレイン電極を形成し、
前記ソース電極および前記ドレイン電極上に酸化物半導体層を形成し、
前記酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、
前記酸化物半導体層に減圧状態で熱処理を行い、
前記酸化物半導体層に酸素雰囲気で熱処理を行った後、同じ雰囲気で徐冷を行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
酸化物半導体を用いた半導体装置の作製方法に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置
全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜を用いてトランジスタを構成する技術が
注目されている。該トランジスタは集積回路（ＩＣ）や画像表示装置（表示装置）の様な
電子デバイスに広く応用されている。トランジスタに用いることが可能な半導体薄膜とし
てはシリコン系半導体材料が広く知られているが、その他の材料として酸化物半導体が注
目されている。
【０００４】
例えば、トランジスタの活性層として、電子キャリア濃度が１０１８／ｃｍ３未満である
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む非晶質酸化物を用いた
トランジスタが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
酸化物半導体は、その形成過程における不純物の混入などによって、その電気特性が著し
く変化する場合がある。特に水素や水分などが混入すると、酸化物半導体を用いたトラン
ジスタでは、光照射やバイアス−熱ストレス（ＢＴ）試験で不安定な特性を示す様になる
。つまり、酸化物半導体への不純物の混入は、デバイスの信頼性を低下させる要因となっ
てしまう。
【０００７】
この様な問題を鑑み、本発明の一態様では、酸化物半導体を用いた半導体装置に安定した
電気的特性を付与し、高信頼性化することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で開示する本発明の一態様は、酸化物半導体の脱水化または脱水素化処理として
酸素を含む雰囲気での加熱処理と、真空中での加熱処理を段階的に行うものである。また
、加熱処理と同時に短波長の光照射を行い、水素やＯＨ等の脱離を助長させるものである
。
【０００９】
本明細書で開示する本発明の一態様は、ゲート電極層を形成し、ゲート電極層上にゲート
絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にゲート電極層と重なる様に酸化物半導体層を形成し、
酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、酸素雰囲気で熱処
理を行い、減圧状態で熱処理を行い、酸素雰囲気で徐冷を行い、酸化物半導体層と電気的
に接続するソース電極層及びドレイン電極層を形成し、酸化物半導体層、ソース電極層及
びドレイン電極層上に絶縁層を形成する工程を上記順序で行うことを特徴とする半導体装
置の作製方法である。
【００１０】
本明細書で開示する本発明の他の一態様は、ゲート電極層を形成し、ゲート電極層上にゲ
ート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上にゲート電極層と重なる様に酸化物半導体層を形成
し、酸化物半導体層を不活性ガス、乾燥空気または酸素雰囲気中で昇温し、減圧状態で熱
処理を行い、酸素雰囲気で熱処理を行った後、同じ雰囲気で徐冷を行い、酸化物半導体層
と電気的に接続するソース電極層及びドレイン電極層を形成し、酸化物半導体層、ソース
電極層及びドレイン電極層上に絶縁層を形成する工程を上記順序で行うことを特徴とする
半導体装置の作製方法である。
【００１１】
上記の作製方法において、昇温時、熱処理時、及び徐冷時に用いる雰囲気ガスの露点は、
−５０℃以下、好ましくは−７０℃以下、更に好ましくは−８０℃以下とする。露点の低
い雰囲気ガスを用いることで水分等の不純物の酸化物半導体への混入を極力防止すること
ができる。
【００１２】
また、上記の熱処理の温度は、２５０℃以上６５０℃以下、好ましくは３５０℃以上５０
０℃以下、更に好ましくは３９０℃以上４６０℃以下とする。
【００１３】
また、波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の光を酸化物半導体層に照射しながら上記の熱
処理を行っても良い。上記波長の光を照射することで、該酸化物半導体層中の金属成分と
水素原子または水酸基との結合が切れやすくなり、脱水化または脱水素化が容易となる。
【００１４】
また、上記の減圧状態での熱処理と、乾燥した酸素を含む雰囲気での熱処理を複数回繰り
返しても良い。熱処理を繰り返して行うことで、残留する水素や水分を少なくすることが
できる。
【００１５】
また、上記徐冷後の酸化物半導体層に対して、酸素ドープ処理を行っても良い。酸素ドー
プ処理を行うことで、酸化物半導体層中の酸素欠損の補填や酸化物半導体層を過酸素化状
態とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様による熱処理によって酸化物半導体層の脱水化または脱水素化処理を行う
ことで、該酸化物半導体層を用いたトランジスタは、光照射やバイアス−熱ストレス（Ｂ
Ｔ）試験前後において、その電気特性の不安定性が改善される。従って、安定した電気特
性を有するトランジスタや該トランジスタを有する半導体装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】半導体装置の一例を説明する図。
【図２】半導体装置の作製方法の一例を説明する図。
【図３】半導体装置の一例を説明する図。
【図４】熱処理装置の一例を説明する図。
【図５】半導体装置の一例を説明する図。
【図６】半導体装置の一例を説明する図。
【図７】半導体装置の一例を説明する図。
【図８】半導体装置の一例を説明する図。
【図９】イメージセンサ機能を有する半導体装置の一例を説明する図。
【図１０】電子機器を示す図及び電子機器を説明するブロック図。
【図１１】電子機器を示す図。
【図１２】ＴＤＳの測定結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本明細書に開示する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、本明細書に開示する発明は以下の説明に限定されず、その形態及び詳細を様々に
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、本明細書に開示する発明は
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。なお、第１、第２
として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順または積層順を示すものではな
い。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものでは
ない。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、半導体装置及び半導体装置の作製方法の一形態を、図１乃至図３を用
いて説明する。本実施の形態では、半導体装置の一例として酸化物半導体層を有するトラ
ンジスタを示す。
【００２０】
図１に、半導体装置の一例として、ボトムゲート型のトランジスタの平面図及び断面図を
示す。図１（Ａ）は平面図であり、図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）は、図１（Ａ）におけるＡ
−Ｂ断面及びＣ−Ｄ断面に係る断面図である。なお、図１（Ａ）においては、ゲート絶縁
層４０２を省略している。
【００２１】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すトランジスタ４１０は、絶縁表面を有する基板４００
上に、ゲート電極層４０１、ゲート絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、ソース電極層
４０５ａ、及びドレイン電極層４０５ｂを有する。
【００２２】
トランジスタ４１０上には、絶縁層が設けられていても良い。また、ソース電極層４０５
ａやドレイン電極層４０５ｂと配線を電気的に接続させるために、ゲート絶縁層４０２な
どには開口が形成されていても良い。また、酸化物半導体層４０３の上方に第２のゲート
電極層を有していても良い。なお、酸化物半導体層４０３は島状に加工されていることが
望ましいが、島状に加工されていなくても良い。
【００２３】
なお、従来の酸化物半導体を用いたトランジスタにおいては、酸化物半導体層の純度が低
く、例えば酸化物半導体層中の水素や水分等が影響し、電気特性を不安定にさせることが
あった。
【００２４】
この様なトランジスタでは、ゲート電極にプラスの電圧を印加すると、酸化物半導体層中
に存在するプラスの電荷を有する水素イオンがバックチャネル側（ゲート絶縁層と反対側
）へ移動して、酸化物半導体層と絶縁層との界面のうち酸化物半導体層側へと蓄積する。
蓄積した水素イオンから絶縁層中の電荷捕獲中心（水素原子、水、あるいは汚染物等）へ
プラスの電荷が移動することによって、酸化物半導体層のバックチャネル側にはマイナス
の電荷が蓄積される。すなわち、トランジスタのバックチャネル側に寄生チャネルが発生
して、しきい値電圧がマイナス側にシフトし、トランジスタがノーマリーオンの傾向を示
す。
【００２５】
従って、トランジスタの電気的特性の変動を抑制するためには、絶縁層中にこれらの電荷
捕獲中心となる不純物が存在しない、またはその含有量を極めて少なくすることが重要で
あるとも言える。そのため、絶縁膜の成膜には、成膜時に水素含有量が少ないスパッタ法
を用いることが好ましい。スパッタ法により成膜された絶縁膜は、その膜中に電荷捕獲中
心となる不純物が存在しない、または極めて少なく、ＣＶＤ法等によって成膜した絶縁膜
と比較してプラスの電荷の移動が起きにくい。よって、トランジスタのしきい値電圧のシ
フトを抑制し、トランジスタをノーマリーオフとすることができる。
【００２６】
また、ゲート電極にマイナスの電圧を印加すると、酸化物半導体層中に存在する水素イオ
ンがゲート絶縁層側へ移動して、酸化物半導体層とゲート絶縁層との界面のうち酸化物半
導体層側へと蓄積する。また、これによりトランジスタのしきい値電圧はマイナス側へシ
フトする。
【００２７】
なお、ゲート電圧を０として放置すると、電荷捕獲中心からプラスの電荷が解放され、ト
ランジスタのしきい値電圧がプラス側へシフトして、初期状態に戻る。または、初期状態
よりもプラス側へシフトする。この現象は、酸化物半導体層中に移動しやすいイオンが存
在していることを示唆しており、最も小さい原子である水素が最も移動しやすいイオンと
なると考察することができる。
【００２８】
なお、ボトムゲート型のトランジスタにおいては、ゲート絶縁層上に酸化物半導体層を形
成した後、熱処理を行うことで、酸化物半導体層に含まれる水または水素を除去すると同
時に、ゲート絶縁層中に含まれる水または水素をも除去することができる。よって、ゲー
ト絶縁層中には、電荷捕獲中心が少ない。この様に、酸化物半導体層を対象とした脱水化
または脱水素化を目的とした熱処理は、ゲート絶縁層の電荷捕獲中心を減少させる効果も
あるため、ボトムゲート型のトランジスタでは、ＣＶＤ法を用いて形成されたゲート絶縁
層を用いても良い。
【００２９】
また、酸化物半導体層に一定以上の光エネルギーを持った光を照射すると酸化物半導体層
中の金属元素（Ｍ）と水素原子（Ｈ）との結合（Ｍ−Ｈ結合とも表記する）を切ることが
できる。なお、波長が４００ｎｍ前後の光エネルギーと金属元素及び水素原子の結合エネ
ルギーが概略一致している。酸化物半導体層中の金属元素と水素原子との結合が切れたト
ランジスタに負のゲートバイアスを加えると、金属元素から脱離した水素イオンがゲート
電極側に引き寄せられるため電荷の分布が変化し、トランジスタのしきい値電圧はマイナ
ス側にシフトして、ノーマリーオンの傾向を示す。
【００３０】
なお、トランジスタへの光照射とマイナスのゲートバイアスの印加によってゲート絶縁層
界面に移動した水素イオンは、電圧の印加を停止すると元に戻る。これは、酸化物半導体
層中のイオンの移動の代表的な例である。
【００３１】
上記の様な、電圧印加による電気的特性の変動（ＢＴ劣化）または光照射による電気的特
性の変動（光劣化）を低減するには、酸化物半導体層から水素原子または水などの水素原
子を含む不純物を徹底的に排除し、酸化物半導体層を高純度化することが最も効果的であ
る。
【００３２】
酸化物半導体層中の電荷密度が１０１５ｃｍ−３、つまり、単位面積あたりの電荷が１０
１０ｃｍ−２の場合、その電荷はトランジスタ特性に影響しない、または影響するとして
もごく僅かである。よって、電荷密度は１０１５ｃｍ−３以下であることが好ましい。
【００３３】
仮に、酸化物半導体層に含まれる水素のうち、１０％の水素が酸化物半導体層中を移動す
る場合、水素の濃度は１０１６ｃｍ−３以下であることが望ましい。さらに、デバイス完
成後に水素が外部より侵入するのを防ぐために、スパッタ法によって成膜した窒化シリコ
ン膜をパッシベーション膜として用い、トランジスタを覆うことが好ましい。
【００３４】
この様な問題点を解決するため、本発明の一態様は、酸化物半導体層中の水素や水分に代
表される不純物を徹底して低減させる方法に関している。
【００３５】
図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）にトランジスタ４１０の作製方法の一例を示す。
【００３６】
まず、絶縁表面を有する基板４００上に導電膜を形成した後、第１のフォトリソグラフィ
工程及びエッチング工程によりゲート電極層４０１を形成する。
【００３７】
なお、フォトリソグラフィ工程に用いるレジストマスクはインクジェット法で形成しても
よい。インクジェット法では、フォトマスクを使用しないため、製造コストを低減するこ
とができる。
【００３８】
ここで、基板４００には、少なくとも、後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している
ものを用いることができる。例えば、バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガ
ラスなどのガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などを用いることが
できる。また、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シ
リコンゲルマニウムなどの化合物半導体基板、ＳＯＩ基板などを用いることもできる。
【００３９】
また、基板４００として、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板を用いる場合、可撓性
基板上に酸化物半導体層を含むトランジスタを直接作製する方法と、他の基板に酸化物半
導体層を含むトランジスタを作製し、その後可撓性基板に転置する方法があり、どちらを
用いても良い。なお、可撓性基板に転置する方法では、トランジスタを作製する基板上に
剥離層を設けると良い。
【００４０】
基板４００とゲート電極層４０１との間には、下地膜となる絶縁膜を設けてもよい。下地
膜は、基板４００からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化
シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、または酸化窒化シリコン膜から選ばれた膜で形成する
ことができる。また、該下地膜は単層に限らず、上記の複数の膜の積層であっても良い。
【００４１】
ゲート電極層４０１は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、
銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料、またはこれらを主成分とする合金材料をスパ
ッタ法等で形成することができる。また、ゲート電極層４０１は単層に限らず、上記複数
の材料の積層であっても良い。
【００４２】
次いで、ゲート電極層４０１上にゲート絶縁層４０２を形成する。ゲート絶縁層４０２は
、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウ
ム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化ハフニウム
、酸化ガリウム、またはこれらの混合材料をプラズマＣＶＤ法、またはスパッタ法等によ
り形成することができる。また、ゲート絶縁層４０２は単層に限らず、上記複数の材料の
積層であっても良い。
【００４３】
なお、ゲート絶縁層４０２には、後に形成される酸化物半導体層と同種の成分を含む絶縁
材料を用いることが好ましい。この様な材料は、酸化物半導体層との界面の状態を良好に
保つことができる。ここで、「酸化物半導体層と同種の成分」とは、酸化物半導体層の構
成元素から選択される一つまたは複数の元素を含むことを意味する。例えば、酸化物半導
体層がＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系の酸化物半導体材料によって構成される場合、同種の成分を含
む絶縁材料としては酸化ガリウムなどがある。
【００４４】
また、ゲート絶縁層４０２の形成には、緻密で絶縁耐圧の高い高品質な絶縁層を形成でき
るマイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）を用いた高密度プラズマＣＶＤを用いるこ
とが好ましい。酸化物半導体層と高品質ゲート絶縁層が密接することにより、界面準位を
低減することができる。
【００４５】
また、成膜後の熱処理によってゲート絶縁層の膜質や、酸化物半導体層との界面特性が改
質される絶縁層であっても良い。いずれにしても、ゲート絶縁層は、膜質が良好であるこ
とは勿論のこと、酸化物半導体層との界面準位密度を低減し、良好な界面を形成できるも
のが好ましい。
【００４６】
また、ゲート絶縁層４０２上に形成される酸化物半導体膜に水素、水酸基及び水分が極力
含まれない様にするために、ゲート絶縁層４０２までが形成された基板４００を成膜装置
の予備加熱室で真空加熱し、基板４００に吸着した水素、水分などの不純物を脱離させて
排気することが好ましい。なお、予備加熱室に設ける排気手段には、クライオポンプを用
いることが好ましい。また、この予備加熱は、絶縁層４０７の成膜前に、ソース電極層４
０５ａ及びドレイン電極層４０５ｂまで形成した基板４００にも同様に行ってもよい。な
お、この予備加熱の処理は省略することもできる。
【００４７】
次いで、ゲート絶縁層４０２上に、膜厚２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以
上３０ｎｍ以下の酸化物半導体膜を形成する。
【００４８】
酸化物半導体層としては、少なくともＩｎ、Ｇａ、Ｓｎ及びＺｎから選ばれた一種以上の
元素を含有する。例えば、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化
物半導体や、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ｓ
ｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ
−Ｏ系酸化物半導体、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸
化物半導体や、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｚｎ−
Ｏ系酸化物半導体、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓ
ｎ−Ｍｇ−Ｏ系酸化物半導体、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系酸化物半導体や、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系の材
料、一元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｓｎ−Ｏ系酸化物半導体、Ｚｎ
−Ｏ系酸化物半導体などを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＩｎとＧａと
ＳｎとＺｎ以外の元素、例えばＳｉＯ２を含ませてもよい。ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−
Ｏ系酸化物半導体とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する
酸化物という意味であり、その組成比は特に問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元
素を含んでいてもよい。
【００４９】
また、酸化物半導体膜には、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜
を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｌ、Ｍｎ及びＣｏから選ばれた一
つまたは複数の金属元素を示す。具体的にＭは、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、ま
たはＧａ及びＣｏ等とする。
【００５０】
特にインジウムを含む酸化物半導体、インジウム及びガリウムを含む酸化物半導体などを
用いると電気特性が良好なトランジスタを形成することができる。本実施の形態では、酸
化物半導体膜としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜をスパッタ法により成膜する。
【００５１】
上記スパッタ法に用いるターゲットには、例えば、組成比として、Ｉｎ２Ｏ３：Ｇａ２Ｏ
３：ＺｎＯ＝１：１：１［ｍｏｌ数比］の酸化物ターゲットを用いる。また、Ｉｎ２Ｏ３
：Ｇａ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１：１：２［ｍｏｌ数比］の酸化物ターゲットを用いてもよい。
【００５２】
また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、用いるターゲットの組
成比は、原子数比で、Ｉｎ：Ｚｎ＝５０：１〜１：２（ｍｏｌ数比に換算するとＩｎ２Ｏ
３：ＺｎＯ＝２５：１〜１：４）、好ましくはＩｎ：Ｚｎ＝２０：１〜１：１（ｍｏｌ数
比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝１０：１〜１：２）、さらに好ましくはＩｎ：Ｚｎ
＝１．５：１〜１５：１（ｍｏｌ数比に換算するとＩｎ２Ｏ３：ＺｎＯ＝３：４〜１５：
２）とする。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体の形成に用いるターゲットは、原子
数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。
【００５３】
また、ターゲットの充填率は９０％以上１００％以下、好ましくは９５％以上１００％以
下である。充填率の高いターゲットを用いることにより、成膜した酸化物半導体膜は緻密
な膜とすることができる。
【００５４】
また、スパッタガスとしては、希ガス（代表的にはアルゴン）、酸素、または希ガスと酸
素の混合ガスを用いることができる。なお、該スパッタガスには、水素、水、水酸基また
は水素化物などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
【００５５】
酸化物半導体膜の成膜は、基板を加熱しながら成膜することが好ましい。減圧状態に保持
された成膜室内に基板を保持し、基板温度を１００℃以上６００℃以下好ましくは２００
℃以上４００℃以下として成膜することで、酸化物半導体膜に含まれる不純物濃度を低減
することができる。
【００５６】
また、成膜室内の残留水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプ、例えば、クライオ
ポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプを用いることが好ましい。また、
排気手段としては、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。
クライオポンプを用いて排気した成膜室は、例えば、水素原子、水など水素原子を含む化
合物、及び炭素原子を含む化合物等が排気されるため、該成膜室で成膜した酸化物半導体
膜に含まれる不純物の濃度を低減することができる。
【００５７】
成膜条件の一例としては、基板とターゲットの間との距離を１００ｍｍ、圧力０．６Ｐａ
、直流（ＤＣ）電源０．５ｋＷ、酸素（酸素流量比率１００％）雰囲気下の条件が挙げら
れる。なお、パルス直流電源を用いると、成膜時に発生する粉状物質（パーティクル、ご
みともいう）を軽減でき、膜厚分布も均一にすることができる。
【００５８】
次いで、酸化物半導体膜を第２のフォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、島
状の酸化物半導体層４４１に加工する（図２（Ａ）参照）。
【００５９】
ここで、酸化物半導体膜のエッチングは、ドライエッチング、またはウェットエッチング
のどちらを用いても良い。また、両方を用いてもよい。例えば、酸化物半導体膜のウェッ
トエッチングに用いるエッチング液としては、燐酸、酢酸、及び硝酸を混ぜた溶液などを
用いることができる。また、ＩＴＯ−０７Ｎ（関東化学社製）を用いてもよい。
【００６０】
次いで、熱処理による酸化物半導体層４４１の脱水化または脱水素化を行う。本明細書に
おいて、脱水化または脱水素化とは、水や水素分子を脱離させていることのみを示すもの
ではなく、水素原子や水酸基などを脱離することも含まれる。
【００６１】
この熱処理によって過剰な水素（水や水酸基を含む）を除去し、酸化物半導体層の構造を
整え、エネルギーギャップ中の不純物準位を低減することができる。熱処理の温度は、２
５０℃以上６５０℃以下、好ましくは３５０℃以上５００℃以下、より好ましくは３９０
℃以上４６０℃以下とする。また、熱処理時間は、上記好適な温度範囲であれば１時間程
度行えば良い。ただし、低温で長時間、または高温で短時間の処理を行っても良く、実施
者が適宜決定すれば良い。
【００６２】
ここで、本実施の形態において、酸化物半導体層４４１の熱処理に用いることのできる電
気炉の一例について説明する。
【００６３】
図４は、電気炉７０１の概略図である。チャンバー７０２の外側にはヒーター７０３が設
けられている。また、チャンバー７０２内には、基板７０４を搭載するサセプター７０５
が設けられている。また、チャンバー７０２には、ガス供給手段７０６及び排気手段７０
７が接続されている。なお、電気炉７０１の昇温は、０．１℃／ｍｉｎ以上２０℃／ｍｉ
ｎ以下とすることが好ましい。また、降温は、０．１℃／ｍｉｎ以上１５℃／ｍｉｎ以下
とすることが好ましい。
【００６４】
ガス供給手段７０６は、ガス供給源７１１、圧力調整弁７１２、精製器７１３、マスフロ
ーコントローラ７１４、及びストップバルブ７１５を有する。本実施の形態では、ガス供
給源７１１とチャンバー７０２の間に精製器７１３を設ける。精製器７１３を設けること
で、チャンバー７０２内に導入されるガス中の、水、水素などの不純物を除去することが
可能となる。
【００６５】
また、電気炉以外の熱処理装置として、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導または熱輻
射によって、被処理物を加熱する装置を用いてもよい。例えば、ＧＲＴＡ（Ｇａｓ  Ｒａ
ｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置、ＬＲＴＡ（Ｌａｍｐ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈ
ｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）装置等のＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａ
ｌ）装置を用いることができる。ＬＲＴＡ装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ラ
ンプなどのランプから発する光（電磁波）の輻射により、被処理物を加熱する装置である
。ＧＲＴＡ装置は、高温のガスを用いて熱処理を行う装置である。
【００６６】
本発明の一態様では、熱処理の雰囲気に用いるガスに窒素、乾燥空気、または酸素等を用
いる。なお、酸素を用いる場合は、１００％の酸素に限らず、窒素や希ガス等の不活性ガ
スと混合されたガスを用いても良い。また、本発明の一態様では、上記ガス雰囲気による
熱処理と減圧下での熱処理を段階的に行い、酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を徹
底して行い、高純度の酸化物半導体層を形成する。
【００６７】
なお、上記熱処理の雰囲気に用いるガスには、水、水素などが含まれないことが好ましい
。例えば、該ガスの純度を６Ｎ（９９．９９９９％）以上、好ましくは７Ｎ（９９．９９
９９９％）以上とする。または、該ガスの露点を−５０℃以下、好ましくは−７０℃以下
、更に好ましくは−８０℃以下とする。この様な高純度のガスを用いることで、酸化物半
導体層中への水素や水分の混入を極力防ぐことができる。
【００６８】
具体的な熱処理の方法として、第１の方法、及び第２の方法を次に説明する。
【００６９】
第１の方法では、まず窒素、乾燥空気、または酸素雰囲気にて酸化物半導体層を上述した
温度まで昇温する。そして、酸素雰囲気で熱処理を行う。その後、雰囲気ガスを真空排気
して減圧下にて熱処理を行うことにより、酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を徹底
して行う。このとき、雰囲気ガスは導入せずに高真空状態で熱処理を行うことが好ましい
。そして、再び酸素雰囲気に切り替えて徐冷を行う。なお、減圧下とは、常圧よりも低い
圧力であり、高真空状態とは、１×１０−３Ｐａ以下、好ましくは１×１０−４Ｐａ以下
、更に好ましくは１×１０−５Ｐａ以下とする。
【００７０】
ここで、昇温時の雰囲気制御は、酸化物半導体層中への水素や水分の混入を極力防ぐこと
が目的である。
【００７１】
昇温後の最初の熱処理を酸素雰囲気とするのは、酸化物半導体層の脱水化または脱水素化
を促進すると同時に、酸化物半導体層の酸素欠損の補填、及び酸化物半導体層を化学量論
組成比よりも酸素過剰な状態とするためである。酸素過剰な状態にまですることで、酸素
欠損を十分に補填することができる。
【００７２】
その後の熱処理を減圧下で行うのは、更に酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を促進
するためである。
【００７３】
その後の徐冷を酸素雰囲気で行うのは、降温中に再び酸化物半導体層中の酸素欠損を生じ
させないためである。
【００７４】
また、熱処理時の雰囲気を入れ替えた第２の方法を用いることもできる。第２の方法では
、まず、第１の方法と同様に窒素、乾燥空気、または酸素雰囲気にて酸化物半導体層を上
述した温度まで昇温する。そして、雰囲気ガスを真空排気して減圧下にて熱処理を行う。
その後、酸素雰囲気で熱処理を行い、雰囲気を変えずに徐冷を行う。
【００７５】
第２の方法における昇温及び徐冷の雰囲気制御の目的は、第１の方法と同様である。
【００７６】
昇温後の最初の熱処理を減圧下で行うのは、酸化物半導体層の脱水化または脱水素化を徹
底して促進させるためである。
【００７７】
その後の熱処理を酸素雰囲気とするのは、減圧下における徹底した脱水化または脱水素化
と同時に生じた酸素欠損を補填するためである。
【００７８】
以上の第１の方法、または第２の方法にて熱処理を行うことで、酸化物半導体層の脱水化
または脱水素化を徹底して行うことができ、かつ酸化物半導体層中の酸素欠損を効率良く
補うことができる。この様にして酸化物半導体層を高純度化することで、キャリアが極め
て少ない実質的に真性半導体と呼べる酸化物半導体層４０３を形成することができる（図
２（Ｂ）参照）。
【００７９】
ここで、図１２に減圧下で熱処理を行った酸化物半導体膜（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜）の
昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ：Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏ
ｓｃｏｐｙ）によるガス放出特性を示す。検出対象のガスは、Ｈ２Ｏ、Ｈ、ＯＨとし、そ
れぞれ該酸化物半導体膜を成膜しただけのサンプルと減圧下（２×１０−１Ｐａ）で４５
０℃、１時間の熱処理を行ったサンプルを比較している。
【００８０】
該酸化物半導体膜を成膜しただけのサンプルについては、いずれのガス成分も２９０℃付
近にピークを有している。このピークは、膜中に含まれる水分に由来するもの、または膜
中の金属と結合していたＨまたはＯＨの放出を示している。一方、減圧下で熱処理を行っ
たサンプルは、いずれのガス成分も放出のピークは認められない。つまり、減圧下での熱
処理によって、Ｈ２Ｏ、Ｈ、ＯＨ等の不純物は既に放出され、高純度の酸化物半導体膜に
なっていることが示されている。
【００８１】
なお、上述した第１の方法、または第２の方法において、減圧状態での熱処理と酸素雰囲
気での熱処理を複数回繰り返しても良い。熱処理を繰り返して行うことで、酸化物半導体
層の脱水化または脱水素化を更に促進することができる。
【００８２】
また、昇温中及び熱処理中に短波長の光を酸化物半導体層に照射しても良い。短波長の光
を酸化物半導体層に照射することで、酸化物半導体層中の金属成分と水素原子または水酸
基との結合が切れやすくなり、脱水化または脱水素化が容易となる。具体的には、波長３
５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の光を照射することが好ましい。
【００８３】
また、酸化物半導体の熱処理は、島状の酸化物半導体層に加工する前の酸化物半導体膜に
対して行うこともできる。その場合には、熱処理後にフォトリソグラフィ工程を行う。ま
た、熱処理は、酸化物半導体の成膜後であれば、島状の酸化物半導体層上にソース電極層
及びドレイン電極層を積層させた後で行っても良い。
【００８４】
また、徐冷後の酸化物半導体層に対して、酸素ドープ処理を行っても良い。酸素ドープ処
理を行うことで、酸化物半導体層中の酸素欠損の補填や酸化物半導体層を過酸素化状態と
することができる。
【００８５】
なお、酸素ドープ処理とは、酸素ラジカルまたは酸素原子、酸素イオンを酸化物半導体層
の表面及びバルクへ添加することである。特に、酸素をプラズマ化することにより、上記
酸素ラジカルまたは酸素原子、酸素イオンを酸化物半導体層の表面及びバルク中に添加す
ることを酸素プラズマドープ処理ともいう。なお、酸化物半導体層が形成される基板にバ
イアスを印加すると好ましい。
【００８６】
酸化物半導体層にドープされる酸素ラジカル、酸素原子、及び／または酸素イオンは、酸
素を含むガスを用いてプラズマ発生装置で生成することができる。例えば、ドライエッチ
ング装置などを用いることができる。また、オゾン発生装置などを用いても良い。
【００８７】
酸化物半導体層への酸素ドープ処理は、熱処理後であれば、島状の酸化物半導体層への加
工前の酸化物半導体膜に行うこともできる。また、島状の酸化物半導体層上にソース電極
層及びドレイン電極層を積層させた後で行ってもよい。
【００８８】
次いで、ゲート絶縁層４０２、及び酸化物半導体層４０３上に、ソース電極層及びドレイ
ン電極層（これと同じ層で形成される配線を含む）となる導電膜を形成する。ソース電極
層、及びドレイン電極層に用いる導電膜としては、例えば、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元素を含む金属膜、または上
述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングス
テン膜）等を用いることができる。また、アルミニウム、銅などの金属膜の一方の面また
は双方の面にチタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属膜またはそれらの窒化
膜（窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜等）を積層させた構成として
も良い。
【００８９】
また、ソース電極層、及びドレイン電極層に用いる導電膜は、導電性の金属酸化物で形成
しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（Ｓ
ｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、
ＩＴＯと略記する）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）またはこれら
の金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
【００９０】
次いで、第３のフォトリソグラフィ工程により導電膜上にレジストマスクを形成し、選択
的にエッチングを行ってソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂを形成した後、
レジストマスクを除去する。
【００９１】
なお、導電膜のエッチングの際に、酸化物半導体層４０３が極力エッチングされない様に
することが好ましい。しかしながら、導電膜のみをエッチングする条件を得ることは難し
く、導電膜のエッチングの際に酸化物半導体層４０３の一部がエッチングされ、溝部（凹
部）を有する形状となることもある。
【００９２】
本実施の形態では、導電膜としてチタン膜を用い、酸化物半導体層４０３にはＩｎ−Ｇａ
−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体を用いたので、エッチャントとしてアンモニア過水（アンモニ
ア、水、過酸化水素水の混合液）を用いる。エッチャントとしてアンモニア過水を用いる
ことにより選択的に導電膜をエッチングすることができる。
【００９３】
以上の工程でトランジスタ４１０が形成される（図２（Ｃ）参照）。トランジスタ４１０
は、水素、水分、水酸基または水素化物（水素化合物ともいう）などの不純物を酸化物半
導体層より意図的に排除し、高純度化された酸化物半導体層４０３を含むトランジスタで
ある。よって、トランジスタ４１０は、電気的特性変動が抑制されており、電気的に安定
である。
【００９４】
また、図３（Ａ）の様に酸化物半導体層４０３、ソース電極層４０５ａ及びドレイン電極
層４０５ｂ上に絶縁層４０７、及び絶縁層４０９が形成されたトランジスタ４４０として
もよい。
【００９５】
絶縁層４０７は、少なくとも１ｎｍ以上の膜厚とし、絶縁層に水、水素等の不純物を極力
混入させない上述した方法を適宜用いて形成することができる。本実施の形態では、スパ
ッタ法を用いて絶縁層４０７を形成する。絶縁層４０７に水素が含まれていると、その水
素が酸化物半導体層４０３へ侵入する場合や、酸化物半導体層４０３中の酸素を水素が引
き抜く現象が生じることがある。この様な現象が起こると、酸化物半導体層４０３のバッ
クチャネル側が低抵抗化（ｎ型化）してしまい、寄生チャネルが形成されてしまうことが
ある。従って、絶縁層４０７はできるだけ水素を含まない膜になる様にすることが重要で
ある。
【００９６】
絶縁層４０７としては、代表的には酸化シリコン膜、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、または酸化ガリウム膜などの無機絶縁膜を用いること
ができる。本実施の形態では、絶縁層４０７として膜厚２００ｎｍの酸化ガリウム膜をス
パッタ法で成膜する。
【００９７】
なお、絶縁層４０７には、ゲート絶縁層４０２と同様に、酸化物半導体層４０３と同種の
成分を含む絶縁材料を用いると好ましい。この様な材料は酸化物半導体層との界面の状態
を良好に保つことができる。例えば、酸化物半導体層がＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系の酸化物半導
体材料によって構成される場合、同種の成分でなる絶縁材料としては酸化ガリウムなどが
ある。
【００９８】
また、絶縁層４０７を積層構造とする場合には、酸化物半導体層と同種の成分を含む絶縁
膜（以下、膜ａ）と、膜ａの成分材料とは異なる材料を含む膜（以下、膜ｂ）との積層構
造とするとなお良い。膜ａと膜ｂとを酸化物半導体層側から順に積層した構造とすること
で、電荷は膜ａと膜ｂとの界面の電荷捕獲中心に優先的に捕獲される（酸化物半導体層と
膜ａとの界面との比較）ため、酸化物半導体層の界面での電荷捕獲を十分に抑制すること
ができる様になり、半導体装置の信頼性が向上するためである。
【００９９】
例えば、絶縁層４０７として酸化物半導体層４０３側から酸化ガリウム膜と酸化シリコン
膜との積層、または酸化ガリウム膜と窒化シリコン膜との積層などを用いることが好適で
ある。
【０１００】
本実施の形態では、絶縁層４０７に酸化シリコン膜を用いる。酸化シリコン膜は、希ガス
、酸素、または希ガスと酸素の混合ガスを用いて、スパッタ法で成膜することができる。
成膜時の基板温度は、室温以上３００℃以下とすればよく、本実施の形態では１００℃と
する。また、ターゲットには、酸化シリコンターゲットまたはシリコンターゲットを用い
ることができる。例えば、シリコンターゲットを用いて、酸素をスパッタガスとして酸化
シリコン膜を形成することができる。
【０１０１】
また、絶縁層４０７形成時においても、酸化物半導体膜の成膜時と同様に成膜室内の残留
水分を除去するため、吸着型の真空ポンプ（クライオポンプなど）を用いることが好まし
い。クライオポンプを用いて排気した成膜室では、例えば、水素原子、水など水素原子を
含む化合物、及び炭素原子を含む化合物等が排気されるため、成膜した絶縁層４０７に含
まれる不純物の濃度を低減できる。また、成膜室内の残留水分を除去するための排気手段
としては、ターボ分子ポンプにコールドトラップを加えたものであってもよい。
【０１０２】
絶縁層４０７を成膜する際に用いるスパッタガスには、水素、水、水酸基または水素化物
などの不純物が除去された高純度ガスを用いることが好ましい。
【０１０３】
上述の絶縁層４０７の形成後に熱処理を行っても良い。熱処理の方法や雰囲気には、前述
した酸化物半導体層４４１の脱水化または脱水素化と同様の方法を用いることができる。
【０１０４】
酸化物半導体層４０３と酸素を含む絶縁層４０７とを接した状態で熱処理を行うと、酸素
を含む絶縁層４０７より酸素をさらに酸化物半導体層４０３へ供給することができる。
【０１０５】
絶縁層４０７上には、水分や水素などの不純物が酸化物半導体層４０３に再混入しない様
に、またゲート絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、絶縁層４０７及び該界面より酸素
が放出されない様に保護絶縁層として機能する絶縁層４０９を形成することが好ましい。
絶縁層４０９としては、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いる
ことができる。例えば、ＲＦスパッタ法を用いて窒化シリコン膜を形成する。
【０１０６】
また、絶縁層４０９の形成後に熱処理を行ってもよい。例えば、大気中、１００℃以上２
００℃以下、１時間以上３０時間以下で熱処理を行うことができる。この熱処理は一定温
度を１回で行うだけでなく、室温から１００℃以上２００℃以下の温度への昇温と、その
温度から室温までの降温を複数回繰り返して行ってもよい。
【０１０７】
なお、ゲート絶縁層４０２を積層構造とする場合には、酸化物半導体層と同種の成分を含
む絶縁膜（以下、膜ａ）と、膜ａの成分材料とは異なる材料を含む膜（以下、膜ｂ）との
積層構造とすると良い。膜ａと膜ｂを酸化物半導体層側から順に積層した構造とすること
で、電荷は膜ａと膜ｂとの界面の電荷捕獲中心に優先的に捕獲される（酸化物半導体層と
膜ａとの界面との比較）ため、酸化物半導体層の界面での電荷捕獲を十分に抑制すること
ができる様になり、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
図３（Ｂ）にゲート絶縁層を積層構造としたトランジスタ４６０を示す。トランジスタ４
６０は、ゲート電極層４０１上に第１のゲート絶縁層４０２ａ、第２のゲート絶縁層４０
２ｂが積層され、第２のゲート絶縁層４０２ｂ上に酸化物半導体層４０３が形成されてい
る。酸化物半導体層４０３と接する第２のゲート絶縁層４０２ｂを酸化物半導体層４０３
と同種の成分を含む絶縁膜（膜ａ）とし、第２のゲート絶縁層４０２ｂの下方に形成され
る第１のゲート絶縁層４０２ａを第２のゲート絶縁層４０２ｂの成分材料とは異なる材料
を含む膜（膜ｂ）で形成する。
【０１０９】
例えば、酸化物半導体層４０３としてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系の酸化物半導体膜を用いる場合
、第２のゲート絶縁層４０２ｂとして酸化ガリウム膜を用い、第１のゲート絶縁層４０２
ａとして酸化シリコン膜を用いることができる。また、酸化物半導体層４０３と接して上
方に形成される絶縁層４０７にも酸化物半導体層４０３と同種の成分を含む絶縁膜を用い
ることが好ましい。
【０１１０】
また、図３（Ｃ）、（Ｄ）に、上述した方法で形成した酸化物半導体層４０３を含むトラ
ンジスタの他の構成を示す。
【０１１１】
図３（Ｃ）に示すトランジスタ４２０は、チャネル保護型と呼ばれるボトムゲート構造の
一つである。また、逆スタガ型トランジスタとも呼ばれる。
【０１１２】
トランジスタ４２０は、絶縁表面を有する基板４００上に、ゲート電極層４０１、ゲート
絶縁層４０２、酸化物半導体層４０３、酸化物半導体層４０３のチャネル形成領域を覆う
チャネル保護層として機能する絶縁層４２７、ソース電極層４０５ａ、及びドレイン電極
層４０５ｂを有する。また、トランジスタ４２０を覆う絶縁層４０９が形成されている。
【０１１３】
図３（Ｄ）に示すトランジスタ４３０は、ボトムコンタクト型と呼ばれるボトムゲート構
造の１つである。
【０１１４】
トランジスタ４３０は、絶縁表面を有する基板である基板４００上に、ゲート電極層４０
１、ゲート絶縁層４０２、ソース電極層４０５ａ、ドレイン電極層４０５ｂ、及び酸化物
半導体層４０３を有する。また、トランジスタ４３０を覆い、酸化物半導体層４０３に接
する絶縁層４０７が設けられている。絶縁層４０７上にはさらに絶縁層４０９が形成され
ている。
【０１１５】
なお、本実施の形態におけるトランジスタの作製方法は、トップゲート構造のトランジス
タにおいても用いることができる。
【０１１６】
本実施の形態を用いて作製した、高純度化された酸化物半導体層４０３を用いたトランジ
スタ４１０、４２０、４３０、４４０、４６０は、オフ状態における電流値（オフ電流値
）を低くすることができる。また、光照射やバイアス−熱ストレス試験（ＢＴ）試験前後
においてもトランジスタのしきい値電圧の変化量が低減できており、信頼性の高いトラン
ジスタとすることができる。
【０１１７】
また、酸化物半導体層４０３を用いたトランジスタ４１０、４２０、４３０、４４０、４
６０は、比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。よって、表
示機能を有する半導体装置の画素部に上記トランジスタを用いることで、高画質な画像を
表示することができる。また、高純度化された酸化物半導体層を含むトランジスタによっ
て、同一基板上に駆動回路部及び画素部を作製することができるため、半導体装置の部品
点数を削減することができる。
【０１１８】
以上の様に、安定した電気的特性を有する酸化物半導体を用いたトランジスタを形成する
ことができ、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１１９】
なお、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１２０】
（実施の形態２）
実施の形態１で示したトランジスタを用いて表示機能を有する半導体装置（表示装置とも
いう）を作製することができる。また、トランジスタを含む駆動回路の一部または全体を
、画素部と同じ基板上に一体形成し、システムオンパネルを形成することができる。
【０１２１】
図５に本実施の形態における表示装置の一例を示す。図５（Ａ）の表示装置では、第１の
基板４００１上に設けられた画素部４００２が、該画素部を囲む様にして形成されたシー
ル材４００５と第２の基板４００６によって封止されている。また、第１の基板４００１
上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、単結晶半導体または
多結晶半導体で形成された走査線駆動回路４００４、信号線駆動回路４００３が実装され
ている。ここで、信号線駆動回路４００３、走査線駆動回路４００４に与えられる各種信
号及び電位は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）４０１８
ａ、４０１８ｂを通して供給されている。
【０１２２】
図５（Ｂ）、（Ｃ）の表示装置では、第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２
と、走査線駆動回路４００４とを囲む様にして、シール材４００５が設けられている。ま
た、画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられて
いる。よって、画素部４００２と走査線駆動回路４００４は、第１の基板４００１、第２
の基板４００６、及びシール材に囲まれた領域に表示素子と共に封止されている。また、
第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、
単結晶半導体または多結晶半導体で形成された信号線駆動回路４００３が実装されている
。ここで、別途形成された信号線駆動回路４００３と、走査線駆動回路４００４または画
素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８を通して供給されている
。
【０１２３】
また、図５（Ｂ）、（Ｃ）の表示装置では、信号線駆動回路４００３のみを別途形成し、
第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線
駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部または走査線駆動回路
の一部のみを別途形成して実装しても良い。
【０１２４】
なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ（Ｃｈ
ｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法、ワイヤボンディング法、或いはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）法などを用いることができる。図５（Ａ）、（Ｂ）は、
ＣＯＧ法を用いて該駆動回路を実装する例であり、図５（Ｃ）は、ＴＡＢ法により該駆動
回路を実装する例である。
【０１２５】
また、表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラ
を含むＩＣ等を実装した状態であっても良い。
【０１２６】
なお、本明細書中における表示装置とは、画像表示デバイス、表示デバイス、もしくは光
源（照明装置含む）を指す。また、ＦＰＣもしくはＴＡＢテープが取り付けられたモジュ
ール、ＴＡＢテープの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣ
ＯＧ方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むもの
とする。
【０１２７】
また、第１の基板上に設けられた画素部及び走査線駆動回路は、実施の形態１で例示した
トランジスタを用いて形成することができる。
【０１２８】
表示装置に設けられる表示素子としては液晶素子（液晶表示素子ともいう）、発光素子（
発光表示素子ともいう）、を用いることができる。発光素子は、電流または電圧によって
輝度が制御される素子をその範疇に含んでおり、具体的には無機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  
Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、有機ＥＬ素子等が含まれる。また、電子インクなど、
電気的作用によりコントラストが変化する表示媒体も用いることができる。
【０１２９】
半導体装置の具体例について、図６乃至図８を用いて説明する。図６乃至図８は、図５（
Ｂ）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。
【０１３０】
図６乃至図８で示す様に、半導体装置は接続端子電極４０１５及び端子電極４０１６を有
している。接続端子電極４０１５及び端子電極４０１６は、異方性導電膜４０１９を介し
て、ＦＰＣ４０１８が有する端子と電気的に接続されている。
【０１３１】
接続端子電極４０１５は、第１の電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４
０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導
電膜で形成されている。
【０１３２】
また、第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は
、トランジスタを複数有しており、図６乃至図８では、画素部４００２に含まれるトラン
ジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示し
ている。該トランジスタ上に絶縁層４０２０、絶縁層４０２４が設けられ、図７及び図８
に示す半導体装置ではさらに、絶縁層４０２１が設けられた領域もある。なお、絶縁層４
０２３は下地膜として機能する絶縁膜である。
【０１３３】
本実施の形態では、トランジスタ４０１０、トランジスタ４０１１として、実施の形態１
で示したトランジスタを用いることができる。トランジスタ４０１０、トランジスタ４０
１１は、電気的特性変動が抑制されており、電気的に安定である。よって、図６乃至図８
で示す本実施の形態の半導体装置として信頼性の高い半導体装置を提供することができる
。
【０１３４】
また、本実施の形態では、絶縁層４０２４上において駆動回路用のトランジスタ４０１１
の酸化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置には導電層が設けられている。該導電
層は、トランジスタ４０１１のゲート電極と同電位とすることで、第２のゲート電極とし
て機能させることもできる。もちろん、該導電層に別の電位を与えても良い。また、該導
電層の電位は、ＧＮＤ、０Ｖ、或いはフローティング状態であってもよい。該導電層を酸
化物半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に設けることによって、ＢＴ試験前後にお
けるトランジスタ４０１１のしきい値電圧の変化量をさらに低減することができる。
【０１３５】
また、該導電層は外部の電場を遮蔽する機能（特に静電気に対する静電遮蔽機能）も有す
る。すなわち、外部の電場が内部（トランジスタを含む回路部）に作用しない様になるた
め、静電気などの外部の電場の影響により、トランジスタの電気的な特性が変動すること
を防止することができる。
【０１３６】
画素部４００２に設けられたトランジスタ４０１０は、表示素子と電気的に接続し、表示
素子を駆動する。表示素子は表示を行うことができれば特に限定されず、様々な表示素子
を用いることができる。
【０１３７】
図６には、表示素子として液晶素子を用いた液晶表示装置の例を示す。液晶素子４０１３
は、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１、及び液晶層４００８を含んで構成さ
れる。なお、液晶層４００８を挟持する様に配向膜として機能する絶縁層４０３２、４０
３３が設けられている。
【０１３８】
また、液晶層４００８の厚さ（セルギャップ）を制御するために柱状のスペーサ４０３５
設けられている。スペーサ４０３５は、絶縁膜を選択的にエッチングすることで得られる
。なおスペーサの形状は、柱状に限定されるものではなく、例えば、球状のスペーサを用
いていても良い。
【０１３９】
表示素子として、液晶素子を用いる場合、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液
晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これら
の液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイ
ラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１４０】
また、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つで
あり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直
前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善
するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー
相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、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。また配向膜を設け
なくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる
静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減すること
ができる。よって液晶表示装置の生産性を向上させることが可能となる。
【０１４１】
また、液晶材料の固有抵抗率は、１×１０９Ω・ｃｍ以上であり、好ましくは１×１０１
１Ω・ｃｍ以上であり、さらに好ましくは１×１０１２Ω・ｃｍ以上である。なお、本明
細書における固有抵抗率の値は、２０℃で測定した値とする。
【０１４２】
また、液晶表示装置に設けられる保持容量の大きさは、画素部に配置されるトランジスタ
のリーク電流等を考慮して、所定の期間、電荷を保持できる様に設定される。高純度の酸
化物半導体層を有するトランジスタを用いることにより、各画素における液晶容量に対し
て１／３以下、好ましくは１／５以下の容量を有する保持容量を設ければ充分である。
【０１４３】
本実施の形態で用いる高純度化された酸化物半導体層を用いたトランジスタは、オフ状態
における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号
の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。ま
た、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力を抑制する効果を
奏する。
【０１４４】
また、本実施の形態において、高純度化された酸化物半導体層を有するトランジスタは、
比較的高い電界効果移動度が得られるため、高速駆動が可能である。よって、液晶表示装
置の画素部に上記トランジスタを用いることで、高画質な画像を表示させることができる
。また、上記トランジスタは、同一基板上に駆動回路部及び画素部を作製することができ
るため、液晶表示装置の部品点数を削減することができる。
【０１４５】
液晶表示装置には、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐ
ｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔ
ｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  
Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂ
ｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉ
ｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑ
ｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードなどを用いることができる。
【０１４６】
また、ノーマリーブラック型の液晶表示装置、例えば垂直配向（ＶＡ）モードを採用した
透過型の液晶表示装置としてもよい。ここで、垂直配向モードとは、液晶表示パネルの液
晶分子の配列を制御する方式の一種であり、電圧が印加されていないときにパネル面に対
して液晶分子が垂直方向に配向する方式である。垂直配向モードとしては、いくつか挙げ
られるが、例えば、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎ
ｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎ
ｔ）モード、ＡＳＶモードなどを用いることができる。また、画素（ピクセル）をいくつ
かの領域（サブピクセル）に分け、それぞれ別の方向に分子を倒すよう工夫されているマ
ルチドメイン化あるいはマルチドメイン設計といわれる方法を用いることができる。
【０１４７】
また、液晶表示装置は、ブラックマトリクス（遮光層）、偏光部材、位相差部材、反射防
止部材などの光学部材（光学基板）なども含んで構成される。また、光源としてバックラ
イト、サイドライトなどを用いてもよい。
【０１４８】
また、バックライトとして複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて、時間分割表示方式
（フィールドシーケンシャル駆動方式）を行うことも可能である。フィールドシーケンシ
ャル駆動方式を用いることで、カラーフィルタを用いることなく、カラー表示を行うこと
ができる。
【０１４９】
また、画素部における表示方式は、プログレッシブ方式やインターレース方式等を用いる
ことができる。また、カラー表示する際に画素で制御する色要素としては、ＲＧＢ（Ｒは
赤、Ｇは緑、Ｂは青を表す）の三色に限定されない。例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白を表す）
、またはＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタ等を一色以上追加しても良い。なお、色
要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。ただし、本発明はカラー
表示の表示装置に限定されるものではなく、モノクロ表示の表示装置に用いることもでき
る。
【０１５０】
また、表示装置に含まれる表示素子として、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素
子を用いることができる。エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子は、発光材料が
有機化合物であるか、無機化合物であるかによって区別され、一般的に、前者は有機ＥＬ
素子、後者は無機ＥＬ素子と呼ばれている。
【０１５１】
有機ＥＬ素子は、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子及び正孔が
それぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリ
ア（電子及び正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、
その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。この様なメカニズムで発光する素子は、電
流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０１５２】
無機ＥＬ素子は、その素子構成により、分散型無機ＥＬ素子と薄膜型無機ＥＬ素子とに分
類される。分散型無機ＥＬ素子は、発光材料の粒子をバインダ中に分散させた発光層を有
するものであり、発光メカニズムはドナー準位とアクセプター準位を利用するドナー−ア
クセプター再結合型発光である。薄膜型無機ＥＬ素子は、発光層を誘電体層で挟み込み、
さらにそれを電極で挟んだ構造であり、発光メカニズムは金属イオンの内殻電子遷移を利
用する局在型発光である。なお、ここでは、発光素子として有機ＥＬ素子を用いて説明す
る。
【０１５３】
発光素子は発光を取り出すために少なくとも一対の電極の一方が透明であればよい。そし
て、基板上にトランジスタ及び発光素子を形成し、基板とは逆側の面から発光を取り出す
上面射出や、基板側の面から発光を取り出す下面射出や、基板側及び基板とは反対側の面
から発光を取り出す両面射出構造の発光素子があり、いずれの射出構造の発光素子も用い
ることができる。
【０１５４】
図７に表示素子として発光素子を用いた表示装置の例を示す。発光素子４５１３は、画素
部４００２に設けられたトランジスタ４０１０と電気的に接続している。なお、発光素子
４５１３の構成は、第１の電極層４０３０、電界発光層４５１１、第２の電極層４０３１
の積層構造であるが、この構成に限定されるものではない。発光素子４５１３の構成は、
発光素子４５１３から取り出す光の方向などに合わせて、適宜変えることができる。
【０１５５】
隔壁４５１０は、有機絶縁材料、または無機絶縁材料を用いて形成することができる。隔
壁４５１０は、第１の電極層４０３０上に側壁が曲率を有する傾斜面となる様な開口部を
第１の電極層４０３０上に有する様に形成することが好ましい。この様な開口部は、感光
性の樹脂材料を用いることで容易に形成することができる。
【０１５６】
電界発光層４５１１は、単層、または複数の層の積層で形成することができる。
【０１５７】
発光素子４５１３に酸素、水素、水分、二酸化炭素等が侵入しない様に、第２の電極層４
０３１及び隔壁４５１０上に保護膜を形成してもよい。保護膜としては、窒化シリコン膜
、窒化酸化シリコン膜、ＤＬＣ膜等を用いることができる。また、第１の基板４００１、
第２の基板４００６、及びシール材４００５によって封止された密閉空間には、充填材４
５１４が設けられている。この様に気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（貼り合
わせフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）するこ
とが好ましい。
【０１５８】
充填材４５１４としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体を用いることができる。また
、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコーン
樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）などの
紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができる。
【０１５９】
また、必要であれば、発光素子の射出面に偏光板、または円偏光板（楕円偏光板を含む）
、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けても
よい。また、偏光板または円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸に
より反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１６０】
また、表示装置として、電子インクを駆動させる電子ペーパーを構成しても良い。電子ペ
ーパーは、電気泳動表示装置（電気泳動ディスプレイ）とも呼ばれており、紙と同様の読
みやすさ、他の表示装置に比べ低消費電力、薄くて軽い形状とすることが可能という利点
を有している。
【０１６１】
電気泳動表示装置には、様々な形態がある。例えば、プラスの電荷を有する第１の粒子と
、マイナスの電荷を有する第２の粒子とを含むマイクロカプセルが溶媒または溶質に複数
分散されたものがある。該マイクロカプセルに電界を印加することによって、該マイクロ
カプセル中の粒子を互いに反対方向に移動させて一方側に集合した粒子の色のみを表示す
るものである。なお、第１の粒子または第２の粒子は染料を含み、電界がない場合におい
て移動しないものである。また、第１の粒子と第２の粒子の色（無色を含む）は異なるも
のとする。
【０１６２】
上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、こ
の電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また
、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。
【０１６３】
なお、マイクロカプセル中の第１の粒子及び第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半
導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレクト
ロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を用
いることができる。
【０１６４】
また、電子ペーパーの構成として、ツイストボール表示方式を用いることもできる。ツイ
ストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子の第１の電極層と
第２の電極層との間に配置し、該電極層間に電位差を生じさせて球形粒子の向きを制御す
ることにより、表示を行う方法である。
【０１６５】
図８に、表示装置の一例として、ツイストボール表示方式を用いたアクティブマトリクス
型の電子ペーパーを示す。
【０１６６】
トランジスタ４０１０と接続する第１の電極層４０３０と、第２の基板４００６に設けら
れた第２の電極層４０３１との間には、黒色領域４６１５ａ及び白色領域４６１５ｂを有
し、液体で満たされているキャビティ４６１２を含む球形粒子４６１３が設けられている
。球形粒子４６１３の周囲は、樹脂等の充填材４６１４で充填されている。第２の電極層
４０３１が共通電極（対向電極）に相当する。第２の電極層４０３１は、共通電位線と電
気的に接続される。
【０１６７】
なお、図６乃至図８において、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、ガラ
ス基板の他、可撓性を有する基板も用いることができ、例えば透光性を有するプラスチッ
ク基板などを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓ
ｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）
フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。また、
アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用
いることもできる。
【０１６８】
絶縁層４０２０には、酸化シリコン、酸窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウ
ム、酸化ガリウム等の無機絶縁材料を含む材料を用いることができる。絶縁層４０２０の
作製方法に特に限定はなく、例えば、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの成膜方法を用
いて作製することができる。なお、水素や水などが混入しにくいという点では、スパッタ
法が好適である。
【０１６９】
トランジスタの保護膜として機能する絶縁層４０２４には、窒化シリコン膜、窒化酸化シ
リコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、または
窒化酸化アルミニウム膜を用いることができる。絶縁層４０２４は、上記膜の単層に限ら
ず、異なる膜の積層でも良く、スパッタ法で形成することが好ましい。
【０１７０】
絶縁層４０２１は、無機絶縁材料または有機絶縁材料を用いて形成することができる。な
お、アクリル樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂
等の、耐熱性を有する有機絶縁材料を用いると、平坦化絶縁膜として好適である。また、
上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ
（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これら
の材料で形成される絶縁膜を複数積層させて絶縁層を形成してもよい。
【０１７１】
絶縁層４０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、スピンコ
ート法、ディッピング法、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印
刷、オフセット印刷等）、ロールコーティング法、カーテンコーティング法、ナイフコー
ティング法等を用いることができる。
【０１７２】
上述した表示装置は、光源または表示素子から発する光を用いて表示を行うものを例とし
たが、外部からの光の反射を利用するものでも良い。どちらの場合においても、画素部に
設けられる基板を含め、絶縁膜、導電膜などの薄膜も全て可視光の波長領域の光に対して
透光性を有するものを用いる。
【０１７３】
透過型の液晶表示装置の第１の電極層４０３０及び第２の電極層４０３１と、反射型の液
晶表示装置、発光装置、及び電子ペーパーの第２の電極層４０３１には、酸化タングステ
ンを含む酸化インジウム、酸化チタンを含む酸化インジウム、酸化チタンを含む酸化イン
ジウム酸化スズ合金、酸化インジウム酸化スズ合金、酸化インジウム酸化亜鉛合金等の透
光性を有する導電性材料を用いることができる。また、これらの金属酸化物材料に酸化シ
リコンを添加したものであっても良い。
【０１７４】
また、反射型の液晶表示装置、発光装置、電子ペーパーの第１の電極層４０３０には、タ
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、
バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（
Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、窒化物、または上記複数の金属の合金を用いることができ
る。
【０１７５】
また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、駆動回路保護用の保護回路
を設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。
【０１７６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０１７７】
（実施の形態３）
実施の形態１で一例を示したトランジスタを用いて、対象物の情報を読み取るイメージセ
ンサ機能を有する半導体装置を作製することができる。
【０１７８】
図９に、イメージセンサ機能を有する半導体装置の一例を示す。図９（Ａ）はフォトセン
サの等価回路であり、図９（Ｂ）はフォトセンサの一部を示す断面図である。
【０１７９】
フォトダイオード６０２は、一方の電極がフォトダイオードリセット信号線６５８に、他
方の電極がトランジスタ６４０のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ６４０
は、ソースまたはドレインの一方がフォトセンサ基準信号線６７２に、ソースまたはドレ
インの他方がトランジスタ６５６のソースまたはドレインの一方に電気的に接続されてい
る。トランジスタ６５６は、ゲートがゲート信号線６５９に、ソースまたはドレインの他
方がフォトセンサ出力信号線６７１に電気的に接続されている。
【０１８０】
なお、本明細書における回路図において、酸化物半導体を用いるトランジスタと明確に判
明できる様に、酸化物半導体を用いることが好ましいトランジスタの記号には「ＯＳ」と
記載している。図９（Ａ）において、トランジスタ６４０、トランジスタ６５６は酸化物
半導体層を用いるトランジスタである。
【０１８１】
図９（Ｂ）は、絶縁表面を有する基板６０１上に形成したフォトセンサの一部の断面図で
あり、フォトダイオード６０２及びトランジスタ６４０の構成を示している。フォトダイ
オード６０２、トランジスタ６４０の上には接着層６０８を用いて基板６１３が設けられ
ている。
【０１８２】
トランジスタ６４０上には、絶縁層６３１、保護絶縁層６３２、第１の層間絶縁層６３３
、第２の層間絶縁層６３４が設けられている。フォトダイオード６０２は、第１の層間絶
縁層６３３上に設けられ、第１の層間絶縁層６３３上に形成した電極層６４１と、第２の
層間絶縁層６３４上に設けられた電極層６４２との間に、第１の層間絶縁層６３３側から
順に第１半導体層６０６ａ、第２半導体層６０６ｂ、及び第３半導体層６０６ｃを積層し
た構造を有している。
【０１８３】
本実施の形態では、トランジスタ６４０に実施の形態１で示したトランジスタを用いるこ
とができる。トランジスタ６４０、トランジスタ６５６は、電気的特性変動が抑制されて
おり、電気的に安定であるため、図９で示すフォトセンサの構成に用いることで、信頼性
の高い半導体装置を形成することができる。
【０１８４】
電極層６４２は電極層６４１を介してゲート電極６４５と電気的に接続している。ゲート
電極６４５は、トランジスタ６４０のゲート電極と電気的に接続しており、フォトダイオ
ード６０２の一方の電極はトランジスタ６４０と電気的に接続している。
【０１８５】
ここで、フォトダイオード６０２は、ｐ型の導電型を有する第１半導体層６０６ａ、ｉ型
の導電型を有する第２半導体層６０６ｂ、及びｎ型の導電型を有する第３半導体層６０６
ｃが積層されたｐｉｎ型を例示している。
【０１８６】
第１半導体層６０６ａはｐ型半導体層であり、ｐ型を付与する不純物元素を含むシリコン
膜で形成することができる。第２半導体層６０６ｂはｉ型半導体層であり、実質的に真性
なシリコン膜で形成することができる。第３半導体層６０６ｃはｎ型半導体層であり、ｎ
型を付与する不純物元素を含むシリコン膜で形成することができる。
【０１８７】
上記シリコン膜はプラズマＣＶＤ法により形成することができ、半導体材料ガスとしては
シラン（ＳｉＨ４）を用いればよい。または、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ
３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４等を用いてもよい。また、シリコン膜を形成する他の方法とし
て、ＬＰＣＶＤ法、やスパッタ法等を用いることもできる。
【０１８８】
例えば、第１半導体層６０６ａは、１３族の不純物元素（例えばホウ素（Ｂ））を含む半
導体材料ガスを用い、プラズマＣＶＤ法で１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚となるよう形
成する。また、第２半導体層６０６ｂは、半導体材料ガスのみ、または１３族の不純物元
素（例えばホウ素（Ｂ））を微量に添加して、プラズマＣＶＤ法で２００ｎｍ以上１００
０ｎｍ以下の膜厚となる様に形成する。また、第３半導体層６０６ｃは、１５族の不純物
元素（例えばリン（Ｐ））を含む半導体材料ガスを用いて、プラズマＣＶＤ法で２０ｎｍ
以上２００ｎｍ以下の膜厚となるよう形成する。
【０１８９】
また、第１半導体層６０６ａ及び第３半導体層６０６ｃは、不純物元素を含まないシリコ
ン膜を形成した後に、拡散法やイオン注入法を用いて該シリコン膜に不純物元素を導入し
てもよい。イオン注入法等により不純物元素を導入した後に加熱等を行うことで、不純物
元素を拡散させることができる。
【０１９０】
なお、上記シリコン膜は、非晶質に限らず、結晶性を有するものであっても良い。例えば
、ｉ型半導体層に、非晶質シリコンを用いれば可視光線の波長領域に対して受光感度を有
するセンサを形成することができ、微結晶シリコンや多結晶シリコンなどを用いれば、可
視光線のみでなく赤外線を含む波長領域に対して受光感度を有するセンサを形成すること
ができる。また、微結晶シリコン等でｐ型半導体層及びｎ型半導体層を形成すれば、非晶
質シリコンよりも抵抗を低くすることができる。
【０１９１】
微結晶半導体は、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定
状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導
体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対し
て法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマン
スペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトして
いる。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１と非晶質シリコンを示す４８０ｃｍ−
１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、ダングリングボンド
を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。
さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪み
をさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体とすることができる。
【０１９２】
この微結晶半導体は、周波数が数十ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波プラズマＣＶＤ法、また
は周波数が１ＧＨｚ以上のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置により形成することができる。
代表的には、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、Ｓｉ
Ｆ４などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。このとき、水素化珪素に
対する水素の比率は、５倍以上２００倍以下、好ましくは５０倍以上１５０倍以下、更に
好ましくは１００倍とする。また、水素化珪素及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、ク
リプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体を
形成することができる。また、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６等の炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４等
のゲルマニウム化気体、Ｆ２等を混入させてもよい。
【０１９３】
また、光電効果で発生した正孔の移動度は電子の移動度に比べて小さいため、正孔を効率
良く取り出すには、ｐｉｎ型のフォトダイオードのｐ型の半導体層側を受光面とすること
が好ましい。ただし、ｎ型の半導体層側を受光面としても良い。ここでは、ｐｉｎ型のフ
ォトダイオードが形成されている基板６０１側からフォトダイオード６０２に光が照射さ
れる構成としている。また、基板６１３側からの光を遮断するため、電極層６４２は遮光
性を有する導電膜を用いるとよい。
【０１９４】
第１の層間絶縁層６３３、第２の層間絶縁層６３４としては、表面凹凸を低減するため平
坦化絶縁膜として機能する絶縁層が好ましい。該絶縁層には、例えば、ポリイミド、アク
リル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の有機絶縁材料を用い
ることができる。また、上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シ
ロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等の単層、また
は積層を用いることができる。
【０１９５】
絶縁層６３１、保護絶縁層６３２、第１の層間絶縁層６３３、及び第２の層間絶縁層６３
４の形成方法は限定されず、それぞれに適した絶縁材料をスパッタ法、スピンコート法、
ディッピング法、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフ
セット印刷等）、ロールコーティング法、カーテンコーティング法、ナイフコーティング
法等で形成すれば良い。
【０１９６】
フォトダイオード６０２に入射する光を検出することによって、被検出物の情報を読み取
ることができる。なお、被検出物の情報を読み取る際には、外光やバックライトなどの光
源を利用する。
【０１９７】
また、上記フォトセンサ回路に他の実施の形態に示した様な表示素子を併設させても良い
。表示素子を併設させることでタッチパネルとして機能させることができる。
【０１９８】
トランジスタ６４０としては、実施の形態１で一例を示したトランジスタを用いることが
できる。水素、水分、水酸基または水素化物（水素化合物ともいう）などの不純物を意図
的に排除することで高純度化され、また、酸素ドープ処理により酸素を過剰に含有する酸
化物半導体層を含むトランジスタは、その電気的特性変動が抑制されており、電気的に安
定である。よって、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【０１９９】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【０２００】
（実施の形態４）
本明細書に開示する半導体装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に用いることが
できる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受
信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ
等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）
、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが
挙げられる。上記実施の形態で説明した液晶表示装置を具備する電子機器の例について説
明する。
【０２０１】
図１０（Ａ）は電子書籍（Ｅ−ｂｏｏｋともいう）であり、筐体９６３０、表示部９６３
１、操作キー９６３２、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４を有することができ
る。図１０（Ａ）に示した電子書籍は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）
を表示する機能、カレンダー、日付または時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表
示した情報を操作または編集する機能、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、等を有することができる。なお、図１０（Ａ）では充放電制御回路９６
３４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ（以下、コンバータと略記）
９６３６を有する構成について示している。他の実施の形態で示した半導体装置を表示部
９６３１に用いることにより、信頼性の高い電子書籍とすることができる。
【０２０２】
図１０（Ａ）に示す構成では、表示部９６３１を半透過型、または反射型の液晶表示装置
とすることで、比較的明るい環境下でも認識性良く使用することができる。また、その様
な環境下では、太陽電池９６３３による発電及びバッテリー９６３５への充電を効率よく
行うことができる。なお、太陽電池９６３３は、図示した領域に限らず、筐体９６３０の
空きスペース（表面や裏面）に適宜設けることができる。なおバッテリー９６３５として
は、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０２０３】
また、図１０（Ａ）に示す充放電制御回路９６３４の構成及び動作について、図１０（Ｂ
）のブロック図を用いて説明する。図１０（Ｂ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、コンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部
９６３１について示している。ここで、充放電制御回路９６３４に対応する箇所は、バッ
テリー９６３５、コンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
である。
【０２０４】
まず、外光により太陽電池９６３３が発電する場合の動作の例について説明する。太陽電
池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための好適な電圧となるよう、コン
バータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池
９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３７
で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部９６３
１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３
５の充電を行う構成とすればよい。
【０２０５】
次いで、外光が乏しく、太陽電池９６３３による発電がされない場合の動作の例について
説明する。バッテリー９６３５に蓄電された電力は、スイッチＳＷ３をオンにすることで
コンバータ９６３７により昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に
バッテリー９６３５からの電力が用いられることとなる。
【０２０６】
なお、充電手段の一例として太陽電池を用いる例を示したが、他の手段、または太陽電池
と他の手段との組み合わせによりバッテリー９６３５を充電する構成であってもよい。
【０２０７】
図１１（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００
２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。他の実施の形態
で示した半導体装置を表示部３００３に用いることにより、信頼性の高いノート型のパー
ソナルコンピュータとすることができる。
【０２０８】
図１１（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、
外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用
の付属品としてスタイラス３０２２がある。他の実施の形態で示した半導体装置を表示部
３０２３に用いることにより、より信頼性の高い携帯情報端末（ＰＤＡ）とすることがで
きる。
【０２０９】
図１１（Ｃ）は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍２７００は、筐体２７
０１及び筐体２７０３の２つの筐体が軸部２７１１を介して一体となっている。電子書籍
２７００は、該軸部２７１１を軸に開閉動作を行うことができ、紙の書籍を閲覧する様な
形態で操作することが可能となる。
【０２１０】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み
込まれている。表示部２７０５及び表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としても
よいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすること
で、例えば右側の表示部（図１１（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表
示部（図１１（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。他の実施の形
態で示した半導体装置を表示部２７０５、表示部２７０７に用いることにより、信頼性の
高い電子書籍２７００とすることができる。
【０２１１】
また、図１１（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、
筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備
えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一
面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の
裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部など
を備える構成としてもよい。さらに、電子書籍２７００は、電子辞書としての機能を持た
せた構成としてもよい。
【０２１２】
また、電子書籍２７００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、
電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすること
も可能である。
【０２１３】
図１１（Ｄ）は、携帯電話であり、筐体２８００及び筐体２８０１の二つの筐体で構成さ
れている。筐体２８０１には、表示パネル２８０２、スピーカー２８０３、マイクロフォ
ン２８０４、ポインティングデバイス２８０６、カメラ２８０７、外部接続端子２８０８
などを備えている。また、筐体２８００には、携帯電話の充電を行う太陽電池２８１０、
外部メモリスロット２８１１などを備えている。また、アンテナは筐体２８０１内部に内
蔵されている。他の実施の形態で示した半導体装置を表示パネル２８０２に用いることに
より、信頼性の高い携帯電話とすることができる。
【０２１４】
また、表示パネル２８０２はタッチパネルを備えており、図１１（Ｄ）には表示されてい
る複数の操作キー２８０５を点線で示している。なお、太陽電池２８１０で出力される電
圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
【０２１５】
表示パネル２８０２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル
２８０２と同一面上にカメラ２８０７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピ
ーカー２８０３及びマイクロフォン２８０４は音声通話に限らず、音声の録音及び再生な
どの機能にも用いられる。さらに、筐体２８００と筐体２８０１は、スライドし、図１１
（Ｄ）の様に展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小
型化を可能としている。
【０２１６】
外部接続端子２８０８は充電ケーブルやＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能で
あり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部メ
モリスロット２８１１に大容量の記録媒体を挿入することで、より大量のデータの取扱に
も対応できる。
【０２１７】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであっても
よい。
【０２１８】
図１１（Ｅ）は、デジタルビデオカメラであり、本体３０５１、表示部（Ａ）３０５７、
接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部（Ｂ）３０５５、及びバッテリー３０５
６などによって構成されている。他の実施の形態で示した半導体装置を表示部（Ａ）３０
５７、表示部（Ｂ）３０５５に用いることにより、信頼性の高いデジタルビデオカメラと
することができる。
【０２１９】
図１１（Ｆ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置９６００は、
筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像を表示
することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を支持し
た構成を示している。他の実施の形態で示した半導体装置を表示部９６０３に用いること
により、信頼性の高いテレビジョン装置９６００とすることができる。
【０２２０】
テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から
出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０２２１】
なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２２２】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能
である。
【符号の説明】
【０２２３】
４００    基板
４０１    ゲート電極層
４０２    ゲート絶縁層
４０２ａ    ゲート絶縁層
４０２ｂ    ゲート絶縁層
４０３    酸化物半導体層
４０５ａ    ソース電極層
４０５ｂ    ドレイン電極層
４０７    絶縁層
４０９    絶縁層
４１０    トランジスタ
４２０    トランジスタ
４２７    絶縁層
４３０    トランジスタ
４４０    トランジスタ
４４１    酸化物半導体層
４６０    トランジスタ
６０１    基板
６０２    フォトダイオード
６０６ａ    半導体層
６０６ｂ    半導体層
６０６ｃ    半導体層
６０８    接着層
６１３    基板
６３１    絶縁層
６３２    保護絶縁層
６３３    層間絶縁層
６３４    層間絶縁層
６４０    トランジスタ
６４１    電極層
６４２    電極層
６４５    ゲート電極
６５６    トランジスタ
６５８    フォトダイオードリセット信号線
６５９    ゲート信号線
６７１    フォトセンサ出力信号線
６７２    フォトセンサ基準信号線
７０１    電気炉
７０２    チャンバー
７０３    ヒーター
７０４    基板
７０５    サセプター
７０６    ガス供給手段
７０７    排気手段
７１１    ガス供給源
７１２    圧力調整弁
７１３    精製器
７１４    マスフローコントローラ
７１５    ストップバルブ
２７００    電子書籍
２７０１    筐体
２７０３    筐体
２７０５    表示部
２７０７    表示部
２７１１    軸部
２７２１    電源
２７２３    操作キー
２７２５    スピーカー
２８００    筐体
２８０１    筐体
２８０２    表示パネル
２８０３    スピーカー
２８０４    マイクロフォン
２８０５    操作キー
２８０６    ポインティングデバイス
２８０７    カメラ
２８０８    外部接続端子
２８１０    太陽電池
２８１１    外部メモリスロット
３００１    本体
３００２    筐体
３００３    表示部
３００４    キーボード
３０２１    本体
３０２２    スタイラス
３０２３    表示部
３０２４    操作ボタン
３０２５    外部インターフェイス
３０５１    本体
３０５３    接眼部
３０５４    操作スイッチ
３０５５    表示部（Ｂ）
３０５６    バッテリー
３０５７    表示部（Ａ）
４００１    基板
４００２    画素部
４００３    信号線駆動回路
４００４    走査線駆動回路
４００５    シール材
４００６    基板
４００８    液晶層
４０１０    トランジスタ
４０１１    トランジスタ
４０１３    液晶素子
４０１５    接続端子電極
４０１６    端子電極
４０１８    ＦＰＣ
４０１９    異方性導電膜
４０２０    絶縁層
４０２１    絶縁層
４０２３    絶縁層
４０２４    絶縁層
４０３０    電極層
４０３１    電極層
４０３２    絶縁層
４０３３    絶縁層
４０３５    スペーサ
４５１０    隔壁
４５１１    電界発光層
４５１３    発光素子
４５１４    充填材
４６１２    キャビティ
４６１３    球形粒子
４６１４    充填材
９６００    テレビジョン装置
９６０１    筐体
９６０３    表示部
９６０５    スタンド
９６３０    筐体
９６３１    表示部
９６３２    操作キー
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    バッテリー
９６３６    コンバータ
９６３７    コンバータ
４０１８ａ    ＦＰＣ
４０１８ｂ    ＦＰＣ
４６１５ａ    黒色領域
４６１５ｂ    白色領域
【図１】
0005978353.tif 000002
【図２】
0005978353.tif 000003
【図３】
0005978353.tif 000004
【図４】
0005978353.tif 000005
【図５】
0005978353.tif 000006
【図６】
0005978353.tif 000007
【図７】
0005978353.tif 000008
【図８】
0005978353.tif 000009
【図９】
0005978353.tif 000010
【図１０】
0005978353.tif 000011
【図１１】
0005978353.tif 000012
【図１２】
0005978353.tif 000013