(57)【要約】      （修正有）【課題】活性層が形成されていない領域を有効利用した半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置は絶縁表面上に第１の導電層２０１及び第２の導電層２１２を有し、第１の導電層上及び第２の導電層上に第１の絶縁層を有し、第１の絶縁層上に第１の酸化物半導体層３０１及び第２の酸化物半導体層３１０を有し、第１の酸化物半導体層上に第３の導電層５０１及び第４の導電層５０２を有し、第３の導電層上及び第４の導電層上に第２の絶縁層を有し、第２の絶縁層上に第５の導電層７０１を有し、第３の導電層は、第２の導電層と電気的に接続されており、第５の導電層は、第４の導電層と電気的に接続されており、第１の酸化物半導体層は、第１の導電層と重なる領域を有し、第２の酸化物半導体層は、第５の導電層と重なる領域を有し、第２の酸化物半導体層は、第２の導電層と交差する領域を有する。【選択図】図２５
2018055114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のゲート配線と、第２のゲート配線と、
前記第１のゲート配線上及び前記第２のゲート配線上に接する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に接し、前記第１のゲート配線と重なる領域を有する第１の半導体層と、
前記第１の絶縁層上に接し、前記第２のゲート配線と重なる領域を有する第２の半導体層と、
前記第１の半導体層と接する領域を有する第１の導電層と、
前記第２の半導体層と接する領域を有する第２の導電層と、
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層と電気的に接続されたソース配線と、
前記第１の導電層及び前記第２の導電層と同一材料を有する第３の導電層と、
前記第１の導電層と電気的に接続された、第１の液晶素子の画素電極と、
前記第２の導電層と電気的に接続された、第２の液晶素子の画素電極と、
前記第１の液晶素子の画素電極及び前記第２の液晶素子の画素電極と接する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を介して、前記第１の液晶素子の画素電極及び前記第２の液晶素子の画素電極のそれぞれと重なる領域を有する第４の導電層と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の液晶素子のコモン電極として機能する領域と、前記第２の液晶素子のコモン電極として機能する領域とを有し、
前記ソース配線は、前記第４の導電層と重なる領域を有し、
前記第３の導電層は、前記第１のゲート配線と重なる領域を有し、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層と、前記第１のゲート配線とが重なる領域において、前記第１のゲート配線と重なる領域を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
第１のゲート配線と、第２のゲート配線と、
前記第１のゲート配線上及び前記第２のゲート配線上に接する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に接し、前記第１のゲート配線と重なる領域を有する第１の半導体層と、
前記第１の絶縁層上に接し、前記第２のゲート配線と重なる領域を有する第２の半導体層と、
前記第１の半導体層と接する領域を有する第１の導電層と、
前記第２の半導体層と接する領域を有する第２の導電層と、
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層と電気的に接続されたソース配線と、
前記第１の導電層及び前記第２の導電層と同一材料を有する第３の導電層と、
前記第１の導電層と電気的に接続された、第１の液晶素子の画素電極と、
前記第２の導電層と電気的に接続された、第２の液晶素子の画素電極と、
前記第１の液晶素子の画素電極及び前記第２の液晶素子の画素電極と接する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層を介して、前記第１の液晶素子の画素電極及び前記第２の液晶素子の画素電極のそれぞれと重なる領域を有する第４の導電層と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の液晶素子のコモン電極として機能する領域と、前記第２の液晶素子のコモン電極として機能する領域とを有し、
前記ソース配線は、前記第４の導電層と重なる領域を有し、
前記第３の導電層は、全体が前記第１のゲート配線と重なるように配置され、
前記第４の導電層は、前記第３の導電層と、前記第１のゲート配線とが重なる領域において、前記第１のゲート配線と重なる領域を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の導電層は、遮光性又は反射性を有し、
前記第２の導電層は、遮光性又は反射性を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野は半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２には酸化物半導体層を有する活性層を有するトランジスタを
有する半導体装置が記載されている。
【０００３】
活性層は、少なくともチャネル形成領域を有する半導体層である。
【０００４】
チャネル形成領域は、チャネルを形成することができる領域である。
【０００５】
特許文献１の段落００１０には「成膜された酸化物半導体膜に含まれるＨ２Ｏに代表さ
れる水素原子を含有する化合物や、アルカリ金属を含有する化合物、もしくはアルカリ土
類金属を含有する化合物等の不純物は、酸化物半導体膜のキャリア密度を高める。」と記
載されている。
【０００６】
特許文献２の段落００１０には「水素元素は酸化物半導体層中においてキャリア（ドナ
ー）となる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０７２４９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
活性層が形成されていない領域を有効利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
活性層が形成されていない領域に、半導体層を有する電極を形成すると好ましい。
【００１０】
電極は、例えば、容量素子の電極、表示素子の電極、記憶素子の電極、光電変換素子の
電極等があるが限定されない。
【００１１】
活性層が酸化物半導体層を有する場合、酸化物半導体層を有する活性層と同一工程で酸
化物半導体層を有する電極を形成することによって、工程数が削減できるので好ましい。
【００１２】
酸化物半導体層は透光性を有するので、酸化物半導体層を有する電極を形成することに
よって、透光性を有する電極を形成することができるので好ましい。
【００１３】
酸化物半導体層を有する電極は抵抗値が大きいので、酸化物半導体層を有する電極の面
積を大きくすることが好ましい。
【００１４】
酸化物半導体層を有する電極は抵抗値が大きいので、補助配線を設けることが好ましい
。
【００１５】
酸化物半導体層を有する電極は抵抗値が大きいので、酸化物半導体層を有する電極にア
ルカリ金属、アルカリ土類金属、水素等を含有させることが好ましい。
【００１６】
アルカリ金属、アルカリ土類金属、水素等は、酸化物半導体層中においてキャリアにな
ることができる。
【００１７】
例えば、絶縁表面上に第１の導電層を有し、前記絶縁表面上に第２の導電層を有し、前
記第１の導電層上及び前記第２の導電層上に第１の絶縁層を有し、前記第１の絶縁層上に
第１の酸化物半導体層を有し、前記第１の絶縁層上に第２の酸化物半導体層を有し、前記
第１の酸化物半導体層上に第３の導電層を有し、前記第１の酸化物半導体層上に第４の導
電層を有し、前記第３の導電層上及び前記第４の導電層上に第２の絶縁層を有し、前記第
２の絶縁層上に第５の導電層を有し、前記第３の導電層は、前記第２の導電層と電気的に
接続されており、前記第５の導電層は、前記第４の導電層と電気的に接続されており、前
記第１の導電層の少なくとも一部は、トランジスタのゲート電極としての機能を有し、前
記第３の導電層の少なくとも一部は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の
一方としての機能を有し、前記第４の導電層の少なくとも一部は、前記トランジスタの前
記ソース電極又は前記ドレイン電極の他方としての機能を有し、前記第１の酸化物半導体
層は、前記第１の導電層と重なる領域を有し、前記第２の酸化物半導体層は、前記第５の
導電層と重なる領域を有し、前記第２の酸化物半導体層は、前記第２の導電層と交差する
領域を有することを特徴とする半導体装置を提供することができる。
【００１８】
例えば、絶縁表面上に第１の導電層を有し、前記絶縁表面上に第２の導電層を有し、前
記第１の導電層上及び前記第２の導電層上に第１の絶縁層を有し、前記第１の絶縁層上に
第１の酸化物半導体層を有し、前記第１の絶縁層上に第２の酸化物半導体層を有し、前記
第１の酸化物半導体層上に第３の導電層を有し、前記第１の酸化物半導体層上に第４の導
電層を有し、前記第２の酸化物半導体層上に第６の導電層を有し、前記第３の導電層上、
前記第４の導電層上、及び前記第６の導電層上に第２の絶縁層を有し、前記第２の絶縁層
上に第５の導電層を有し、前記第３の導電層は、前記第２の導電層と電気的に接続されて
おり、前記第５の導電層は、前記第４の導電層と電気的に接続されており、前記第１の導
電層の少なくとも一部は、トランジスタのゲート電極としての機能を有し、前記第３の導
電層の少なくとも一部は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として
の機能を有し、前記第４の導電層の少なくとも一部は、前記トランジスタの前記ソース電
極又は前記ドレイン電極の他方としての機能を有し、前記第６の導電層の少なくとも一部
は、補助配線としての機能を有し、前記第１の酸化物半導体層は、前記第１の導電層と重
なる領域を有し、前記第２の酸化物半導体層は、前記第５の導電層と重なる領域を有し、
前記第２の酸化物半導体層は、前記第２の導電層と交差する領域を有することを特徴とす
る半導体装置を提供することができる。
【００１９】
前記第１の酸化物半導体層は、第１のアルカリ金属濃度を有し、前記第２の酸化物半導
体層は、第２のアルカリ金属濃度を有し、前記第２のアルカリ金属濃度は、前記第１のア
ルカリ金属濃度よりも高いことが好ましい。
【００２０】
前記第１の酸化物半導体層は、第１のアルカリ土類金属濃度を有し、前記第２の酸化物
半導体層は、第２のアルカリ土類金属濃度を有し、前記第２のアルカリ土類金属濃度は、
前記第１のアルカリ土類金属濃度よりも高いことが好ましい。
【００２１】
前記第１の酸化物半導体層は、第１の水素濃度を有し、前記第２の酸化物半導体層は、
第２の水素濃度を有し、前記第２の水素濃度は、前記第１の水素濃度よりも高いことが好
ましい。
【００２２】
前記第５の導電層の少なくとも一部は、表示素子の一方の電極としての機能を有し、前
記第５の導電層の少なくとも一部は、容量素子の一方の電極としての機能を有し、前記第
２の酸化物半導体層の少なくとも一部は、前記表示素子の他方の電極としての機能を有し
、前記第２の酸化物半導体層の少なくとも一部は、前記容量素子の他方の電極としての機
能を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
活性層が形成されていない領域を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】半導体装置の一例。
【図２】半導体装置の一例。
【図３】半導体装置の一例。
【図４】半導体装置の一例。
【図５】半導体装置の一例。
【図６】半導体装置の一例。
【図７】半導体装置の一例。
【図８】半導体装置の一例。
【図９】半導体装置の一例。
【図１０】半導体装置の一例。
【図１１】半導体装置の一例。
【図１２】半導体装置の一例。
【図１３】半導体装置の一例。
【図１４】半導体装置の一例。
【図１５】半導体装置の一例。
【図１６】半導体装置の一例。
【図１７】半導体装置の一例。
【図１８】半導体装置の一例。
【図１９】半導体装置の一例。
【図２０】半導体装置の一例。
【図２１】半導体装置の一例。
【図２２】半導体装置の一例。
【図２３】半導体装置の一例。
【図２４】半導体装置の一例。
【図２５】半導体装置の一例。
【図２６】半導体装置の一例。
【図２７】半導体装置の一例。
【図２８】半導体装置の一例。
【図２９】半導体装置の一例。
【図３０】半導体装置の一例。
【図３１】半導体装置の一例。
【図３２】半導体装置の一例。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
但し、発明の趣旨から逸脱することなく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。
【００２７】
従って、発明の範囲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。
【００２８】
以下に説明する構成において、同一部分、同様な機能、又は同一材料を有する部分には
同一の符号又は同一のハッチングを異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は
省略する。
【００２９】
以下の実施の形態は、一部又は全部を適宜組み合わせて実施することができる。
【００３０】
（実施の形態１）
図１〜図３を用いて、半導体装置の一例について説明する。
【００３１】
図２は、図１のＡ−Ｂ断面の断面図の一例である。
【００３２】
図３は、図１のＣ−Ｄ断面の断面図の一例である。
【００３３】
第１の方向８００１は第２の方向８００２と交差する方向である。
【００３４】
基板１０１は絶縁表面を有する。
【００３５】
絶縁表面上に導電層２０１を有する。
【００３６】
絶縁表面上に導電層２１１を有する。
【００３７】
絶縁表面上に導電層２１２を有する。
【００３８】
絶縁表面上に導電層２１３を有する。
【００３９】
導電層２１１上、導電層２１２上、及び導電層２１３上に絶縁層３００を有する。
【００４０】
絶縁層３００は、複数の開口部（コンタクトホール）を有する。
【００４１】
絶縁層３００上に酸化物半導体層３０１を有する。
【００４２】
絶縁層３００上に酸化物半導体層３１０を有する。
【００４３】
酸化物半導体層３０１上に導電層５０１を有する。
【００４４】
酸化物半導体層３０１上に導電層５０２を有する。
【００４５】
導電層５０１及び導電層５０２と同一工程で形成された導電層５０３を有する。
【００４６】
導電層５０１は、絶縁層３００の有する開口部の一を介して、導電層２１１と電気的に
接続されている。
【００４７】
導電層５０１は、絶縁層３００の有する開口部の一を介して、導電層２１２と電気的に
接続されている。
【００４８】
導電層５０３は、絶縁層３００の有する開口部の一を介して、導電層２１２と電気的に
接続されている。
【００４９】
導電層５０３は、絶縁層３００の有する開口部の一を介して、導電層２１３と電気的に
接続されている。
【００５０】
導電層５０１の一端が導電層２１１と電気的に接続されている。
【００５１】
導電層５０１の他端が導電層２１２と電気的に接続されている。
【００５２】
導電層５０３の一端が導電層２１２と電気的に接続されている。
【００５３】
導電層５０３の他端が導電層２１３と電気的に接続されている。
【００５４】
導電層５０１上、導電層５０２上、及び導電層５０３上に絶縁層５００を有する。
【００５５】
絶縁層５００は、複数の開口部（コンタクトホール）を有する。
【００５６】
絶縁層５００上に導電層７０１を有する。
【００５７】
導電層７０１は、絶縁層５００の有する開口部の一を介して、導電層５０２と電気的に
接続されている。
【００５８】
導電層７０１上に液晶層８００を有する。
【００５９】
液晶層８００上に導電層９００を有する。
【００６０】
導電層９００上に基板１０２を有する。
【００６１】
導電層９００は基板１０２表面に形成されている。
【００６２】
液晶層８００は導電層７０１と導電層９００との間に挟まれている。
【００６３】
導電層７０１と液晶層８００との間に配向膜を有すると好ましい。
【００６４】
導電層９００と液晶層８００との間に配向膜を有すると好ましい。
【００６５】
酸化物半導体層３０１は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【００６６】
酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【００６７】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１１と重なる領域を有する。
【００６８】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有する。
【００６９】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１３と重なる領域を有する。
【００７０】
酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【００７１】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１１と交差する領域を有する。
【００７２】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差する領域を有する。
【００７３】
酸化物半導体層３１０は、導電層２１３と交差する領域を有する。
【００７４】
酸化物半導体層３１０は、導電層７０１と重なる領域を有する。
【００７５】
導電層５０１は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【００７６】
導電層５０１は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【００７７】
導電層２０１は、長手方向が第１の方向８００１と平行になるように配置されている。
【００７８】
導電層２１１は、長手方向が第２の方向８００２と平行になるように配置されている。
【００７９】
導電層２１２は、長手方向が第２の方向８００２と平行になるように配置されている。
【００８０】
導電層２１３は、長手方向が第２の方向８００２と平行になるように配置されている。
【００８１】
導電層５０１は、長手方向が第２の方向８００２と平行になるように配置されている。
【００８２】
導電層５０２は、長手方向が第１の方向８００１と平行になるように配置されている。
【００８３】
導電層５０３は、長手方向が第２の方向８００２と平行になるように配置されている。
【００８４】
第１の方向８００１は第２の方向８００２と交差する方向である。
【００８５】
図１〜図３は半導体装置の一つである液晶表示装置の一例である。
【００８６】
図４に液晶表示装置の画素回路の一例を示す。
【００８７】
配線Ｌ１は、トランジスタＴｒのゲートと電気的に接続されている。
【００８８】
配線Ｌ２は、トランジスタＴｒのソース又はドレインの一方と電気的に接続されている
。
【００８９】
トランジスタＴｒのソース又はドレインの他方は、液晶素子ＬＣの一方の電極と電気的
に接続されている。
【００９０】
トランジスタＴｒのソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃの一方の電極と電気的に
接続されている。
【００９１】
配線Ｌ３は、液晶素子ＬＣの他方の電極と電気的に接続されている。
【００９２】
配線Ｌ４は、容量素子Ｃの他方の電極と電気的に接続されている。
【００９３】
配線Ｌ１、配線Ｌ２、配線Ｌ３、及び配線Ｌ４は、信号、電圧、又は電流を伝達するこ
とができる機能を有する。
【００９４】
配線Ｌ１、配線Ｌ２、配線Ｌ３、及び配線Ｌ４は、所定の電位になることができる機能
を有する。
【００９５】
配線Ｌ１の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、トランジスタＴｒのオン、オフを制御することができる。
【００９６】
配線Ｌ１は、ゲート配線、走査線等と呼ばれる。
【００９７】
配線Ｌ２の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、液晶素子ＬＣの駆動を制御することができる。
【００９８】
配線Ｌ２の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、容量素子Ｃに電荷を蓄積することができる。
【００９９】
配線Ｌ２は、ソース配線、ドレイン配線、信号線等と呼ばれる。
【０１００】
配線Ｌ３の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、液晶素子ＬＣの駆動を制御することができる。
【０１０１】
配線Ｌ３は、コモン配線、コモン電極等と呼ばれる。
【０１０２】
配線Ｌ４の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、容量素子Ｃに電荷を蓄積することができる。
【０１０３】
配線Ｌ４は、容量配線等と呼ばれる。
【０１０４】
配線Ｌ３と配線Ｌ４とを電気的に接続しても良い。
【０１０５】
以下に、図１〜図３と、図４との関係について説明する。
【０１０６】
導電層２０１の少なくとも一部は、トランジスタＴｒのゲート電極として機能すること
ができる。
【０１０７】
導電層２０１の少なくとも一部は、配線Ｌ１として機能することができる。
【０１０８】
導電層２１１の少なくとも一部は、配線Ｌ２として機能することができる。
【０１０９】
導電層２１２の少なくとも一部は、配線Ｌ２として機能することができる。
【０１１０】
導電層２１３の少なくとも一部は、配線Ｌ２として機能することができる。
【０１１１】
導電層２０１と導電層２１１と導電層２１２と導電層２１３とは同一工程で形成するこ
とが好ましい。
【０１１２】
即ち、導電層２０１と導電層２１１と導電層２１２と導電層２１３とは同一材料を有す
ると好ましい。
【０１１３】
絶縁層３００の少なくとも一部は、トランジスタＴｒのゲート絶縁膜として機能するこ
とができる。
【０１１４】
酸化物半導体層３０１の少なくとも一部は、トランジスタＴｒの活性層として機能する
ことができる。
【０１１５】
即ち、酸化物半導体層３０１は少なくともチャネル形成領域を有する。
【０１１６】
酸化物半導体層３１０の少なくとも一部は、容量素子Ｃの他方の電極として機能するこ
とができる。
【０１１７】
酸化物半導体層３１０の少なくとも一部は、配線Ｌ４として機能することができる。
【０１１８】
酸化物半導体層３０１と酸化物半導体層３１０とは同一工程で形成することが好ましい
。
【０１１９】
即ち、酸化物半導体層３０１と酸化物半導体層３１０とは同一材料を有することが好ま
しい。
【０１２０】
導電層５０１の少なくとも一部は、トランジスタＴｒのソース電極又はドレイン電極の
一方として機能することができる。
【０１２１】
導電層５０１の少なくとも一部は、配線Ｌ２として機能することができる。
【０１２２】
導電層５０２の少なくとも一部は、トランジスタＴｒのソース電極又はドレイン電極の
他方として機能することができる。
【０１２３】
導電層５０３の少なくとも一部は、配線Ｌ２として機能することができる。
【０１２４】
導電層５０３の少なくとも一部は、トランジスタＴｒの隣の画素のトランジスタのソー
ス電極又はドレイン電極の一方として機能することができる。
【０１２５】
導電層５０１と導電層５０２と導電層５０３とは同一工程で形成することが好ましい。
【０１２６】
即ち、導電層５０１と導電層５０２と導電層５０３とは同一材料を有することが好まし
い。
【０１２７】
絶縁層５００の少なくとも一部は、層間絶縁膜として機能することができる。
【０１２８】
絶縁層５００の少なくとも一部は、容量素子Ｃの誘電体膜として機能することができる
。
【０１２９】
導電層７０１の少なくとも一部は、液晶素子ＬＣの一方の電極として機能することがで
きる。
【０１３０】
導電層７０１の少なくとも一部は、容量素子Ｃの一方の電極として機能することができ
る。導電層７０１の面積を大きくすることで、容量素子Ｃの容量値を大きくすることがで
きる。例えば、導電層７０１を導電層２１２と重なる程度まで大きくしても良い。具体的
には、第１の方向８００１において、導電層７０１の端部が導電層２１２に重なるように
設ければよい。また、後述する図１１のように導電層５２６、導電層５２７を有する場合
、導電層７０１を導電層５２６、導電層５２７と重なるように設けても良い。
【０１３１】
液晶層８００の少なくとも一部は、液晶素子ＬＣの液晶層として機能することができる
。
【０１３２】
導電層９００の少なくとも一部は、液晶素子ＬＣの他方の電極として機能することがで
きる。
【０１３３】
導電層９００の少なくとも一部は、配線Ｌ３として機能することができる。
【０１３４】
配線Ｌ２の一部として、導電層２１１、導電層２１２、導電層２１３等を用いることに
よって、配線Ｌ２の一部（導電層２１１、導電層２１２、導電層２１３等）と配線Ｌ４（
酸化物半導体層３１０）の一部とを重ねることができる。
【０１３５】
配線Ｌ２の一部（導電層２１１、導電層２１２、導電層２１３等）と配線Ｌ４（酸化物
半導体層３１０）の一部とを重ねることによって、配線Ｌ４（酸化物半導体層３１０）を
全ての画素の液晶素子ＬＣの一方の電極（画素電極）と重ねることができる。
【０１３６】
即ち、配線Ｌ４を全ての画素に共通の配線とすることができる。
【０１３７】
全ての画素に共通の配線は、全ての画素に所定の電気的状態を供給することができる機
能を有する。
【０１３８】
酸化物半導体層３１０は、格子状の形状をしているといえる。
【０１３９】
酸化物半導体層３１０は、複数の開口部を有し、複数の開口部内にそれぞれ各画素のト
ランジスタが配置されているといえる。
【０１４０】
酸化物半導体層３１０は、第１の方向８００１に沿って延びる複数の第１の領域と、複
数の第１の領域同士を接続する複数の第２の領域を有しているといえる。
【０１４１】
酸化物半導体層３１０は、第２の方向８００２に沿って延びる複数の第１の領域と、複
数の第１の領域同士を接続する複数の第２の領域を有しているといえる。
【０１４２】
以上のように、配線Ｌ２の一部として、トランジスタのゲート電極と同じ層の配線を用
いることによって、配線Ｌ２の一部を配線Ｌ４の一部とを重ねることができる。
【０１４３】
配線Ｌ２の一部と配線Ｌ４の一部とを重ねることができるので、配線Ｌ２の一部と配線
Ｌ４の一部とを交差させることができる。
【０１４４】
配線Ｌ２の一部と配線Ｌ４の一部とを交差させることによって、配線Ｌ４を全ての画素
に共通の配線とすることができる。
【０１４５】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１４６】
（実施の形態２）
ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）駆動の液晶表示装置（半導
体装置の一種）の一例について述べる。
【０１４７】
図５〜図６は、図１〜図３において、液晶素子ＬＣの一方の電極（画素電極（例えば、
導電層７０１））に開口部を設けた例である。
【０１４８】
図５〜図６において、酸化物半導体層３１０の少なくとも一部を、液晶素子ＬＣの他方
の電極として機能させることができる。
【０１４９】
酸化物半導体層３１０の少なくとも一部を、液晶素子ＬＣの他方の電極として機能させ
ることができるので、導電層９００は不要になる。
【０１５０】
図５及び図６において導電層９００を設けていても良い。
【０１５１】
図５及び図６において導電層９００を設けた場合、導電層９００を液晶素子ＬＣの他方
の電極以外の用途で用いることができる。
【０１５２】
液晶素子ＬＣの他方の電極以外の用途としては、例えば、電界遮蔽膜としての用途、タ
ッチパネルの電極としての用途等があるが限定されない。
【０１５３】
電界遮蔽膜は、外部からの電界の影響を液晶素子に与えないようにすることができる機
能を有する。
【０１５４】
図７に液晶表示装置の図５〜図６に対応する画素回路の一例を示す。
【０１５５】
配線Ｌ１は、トランジスタＴｒのゲートと電気的に接続されている。
【０１５６】
配線Ｌ２は、トランジスタＴｒのソース又はドレインの一方と電気的に接続されている
。
【０１５７】
トランジスタＴｒのソース又はドレインの他方は、液晶素子ＬＣの一方の電極と電気的
に接続されている。
【０１５８】
トランジスタＴｒのソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃの一方の電極と電気的に
接続されている。
【０１５９】
配線Ｌ３は、液晶素子ＬＣの他方の電極と電気的に接続されている。
【０１６０】
配線Ｌ３は、容量素子Ｃの他方の電極と電気的に接続されている。
【０１６１】
配線Ｌ１、配線Ｌ２、配線Ｌ３は、信号、電圧、又は電流を伝達することができる機能
を有する。
【０１６２】
配線Ｌ１、配線Ｌ２、配線Ｌ３は、所定の電位になることができる機能を有する。
【０１６３】
配線Ｌ１の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、トランジスタＴｒのオン、オフを制御することができる。
【０１６４】
配線Ｌ１は、ゲート配線、走査線等と呼ばれる。
【０１６５】
配線Ｌ２の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、液晶素子ＬＣの駆動を制御することができる。
【０１６６】
配線Ｌ２の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、容量素子Ｃに電荷を蓄積することができる。
【０１６７】
配線Ｌ２は、ソース配線、ドレイン配線、信号線等と呼ばれる。
【０１６８】
配線Ｌ３の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、液晶素子ＬＣの駆動を制御することができる。
【０１６９】
配線Ｌ３の電気的状態（信号、電圧、電流、又は電位）を変化又は固定させることによ
って、容量素子Ｃに電荷を蓄積することができる。
【０１７０】
配線Ｌ３は、コモン配線、コモン電極等と呼ばれる。
【０１７１】
配線Ｌ３は、容量配線等としての第１の機能と、コモン配線、コモン電極等としての第
２の機能と、を有する配線であるといえる。
【０１７２】
以上のような構成によって、ＦＦＳ駆動の液晶表示装置を提供することができる。
【０１７３】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１７４】
（実施の形態３）
酸化物半導体層３１０の抵抗値が高い場合がある。
【０１７５】
そこで、補助配線として機能することができる導電層を設けることが好ましい。
【０１７６】
例えば、図８は図１〜図４において導電層５２１、導電層５２２等を追加した例である
。
【０１７７】
例えば、図９は図１〜図４において導電層５２３、導電層５２４等を追加した例である
。
【０１７８】
例えば、図１０は図１〜図４において導電層５２５等を追加した例である。
【０１７９】
例えば、図１１は図１〜図４において導電層５２６、導電層５２７、導電層５２８、導
電層５２９等を追加した例である。
【０１８０】
図８〜図１１において、導電層２０３は導電層２０１と同一工程で形成された導電層で
ある。
【０１８１】
即ち、導電層２０３は導電層２０１と同一材料を有する。
【０１８２】
図８〜図１１において、導電層２１４は導電層２０１と同一工程で形成された導電層で
ある。
【０１８３】
即ち、導電層２１４は導電層２０１と同一材料を有する。
【０１８４】
図１〜図４において補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１〜導電
層５２９等）を示したが、図５〜図７において補助配線として機能することができる導電
層（導電層５２１〜導電層５２９等）を設けても良い。
【０１８５】
補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１〜導電層５２９等）は、導
電層５０１と同一工程で形成することができる。
【０１８６】
即ち、補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１〜導電層５２９等）
は、導電層５０１と同一材料を用いて形成することができる。
【０１８７】
補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１〜導電層５２９等）は、酸
化物半導体層３１０と接する領域を有する。
【０１８８】
例えば、図８では、第１の方向８００１に沿うように導電層５２１及び導電層５２２が
連続的に設けられている。
【０１８９】
例えば、図９では、第２の方向８００２に沿うように導電層５２３及び導電層５２４が
連続的に設けられている。
【０１９０】
例えば、図１０では、第１の方向８００１に沿うように導電層５２５が連続的に設けら
れており、且つ、第２の方向８００２に沿うように導電層５２５が連続的に設けられてい
る。
【０１９１】
図１０では、格子状の導電層５２５が設けられているといえる。
【０１９２】
図１０では、複数の開口部を有する導電層５２５が設けられているといえる。
【０１９３】
図１０では、導電層５２５の有する複数の開口部の内側にそれぞれ複数の画素（トラン
ジスタ、画素電極等）が設けられているといえる。
【０１９４】
例えば、図１１では、第１の方向８００１に沿うように導電層５２８及び導電層５２９
等が断続的に設けられている。
【０１９５】
例えば、図１１では、第２の方向８００２に沿うように導電層５２６及び導電層５２７
等が断続的に設けられている。
【０１９６】
例えば、図４の回路の場合、補助配線として機能することができる導電層（導電層５２
１〜導電層５２９等）の少なくとも一部は、配線Ｌ４として機能することができる。
【０１９７】
例えば、図７の回路の場合、補助配線として機能することができる導電層（導電層５２
１〜導電層５２９等）の少なくとも一部は、配線Ｌ３として機能することができる。
【０１９８】
即ち、補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１〜導電層５２９等）
を有することによって、配線Ｌ３又は配線Ｌ４の抵抗値を下げることができる。
【０１９９】
導電層５２１は、導電層２１１と重なる領域を有する。
【０２００】
導電層５２１は、導電層２１１と交差する領域を有する。
【０２０１】
導電層５２２は、導電層２１２と重なる領域を有する。
【０２０２】
導電層５２２は、導電層２１２と交差する領域を有する。
【０２０３】
導電層５２２は、導電層２１４と重なる領域を有する。
【０２０４】
導電層５２２は、導電層２１４と交差する領域を有する。
【０２０５】
導電層５２３は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【０２０６】
導電層５２３は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【０２０７】
導電層５２３は、導電層２０３と重なる領域を有する。
【０２０８】
導電層５２３は、導電層２０３と交差する領域を有する。
【０２０９】
導電層５２４は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【０２１０】
導電層５２４は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【０２１１】
導電層５２４は、導電層２０３と重なる領域を有する。
【０２１２】
導電層５２４は、導電層２０３と交差する領域を有する。
【０２１３】
導電層５２５は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【０２１４】
導電層５２５は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【０２１５】
導電層５２５は、導電層２０３と重なる領域を有する。
【０２１６】
導電層５２５は、導電層２０３と交差する領域を有する。
【０２１７】
導電層５２５は、導電層２１１と重なる領域を有する。
【０２１８】
導電層５２５は、導電層２１１と交差する領域を有する。
【０２１９】
導電層５２５は、導電層２１２と重なる領域を有する。
【０２２０】
導電層５２５は、導電層２１２と交差する領域を有する。
【０２２１】
導電層５２５は、導電層２１４と重なる領域を有する。
【０２２２】
導電層５２５は、導電層２１４と交差する領域を有する。
【０２２３】
導電層５２６は、導電層２１２と重なる領域を有する。
【０２２４】
導電層５２６は、導電層２１２と交差する領域を有する。
【０２２５】
導電層５２７は、導電層２１４と重なる領域を有する。
【０２２６】
導電層５２７は、導電層２１４と交差する領域を有する。
【０２２７】
導電層５２８は、導電層２０１と重なる領域を有する。
【０２２８】
導電層５２８は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【０２２９】
導電層５２９は、導電層２０３と重なる領域を有する。
【０２３０】
導電層５２９は、導電層２０３と交差する領域を有する。
【０２３１】
以上のように、補助配線として機能することができる導電層が、トランジスタのゲート
電極と同一工程で形成した導電層と交差することによって、補助配線として機能すること
ができる導電層を複数の画素に跨って設けることができる。
【０２３２】
図１１のように補助配線として機能することができる導電層を断続的に設けることは、
画素の開口率を大きくするという観点からすると好ましい。
【０２３３】
例えば、導電層５２６は、導電層２１２と重なる第１の領域と、導電層２１２と重なら
ない第２の領域と、導電層２１２と重ならない第３の領域と、を有する。
【０２３４】
例えば、導電層５２７は、導電層２１４と重なる第１の領域と、導電層２１４と重なら
ない第２の領域と、導電層２１４と重ならない第３の領域と、を有する。
【０２３５】
例えば、導電層５２８は、導電層２０１と重なる第１の領域と、導電層２０１と重なら
ない第２の領域と、導電層２０１と重ならない第３の領域と、を有する。
【０２３６】
例えば、導電層５２９は、導電層２０３と重なる第１の領域と、導電層２０３と重なら
ない第２の領域と、導電層２０３と重ならない第３の領域と、を有する。
【０２３７】
第２の領域又は第３の領域の一方は隣接する２つの画素の一方に配置されており、第２
の領域又は第３の領域の他方は隣接する２つの画素の他方に配置されている。
【０２３８】
第１の領域は第２の領域と第３の領域の間に配置されている。
【０２３９】
画素の開口率を大きくするという観点からすると、第２の領域及び第３の領域の面積は
小さい方が好ましい。
【０２４０】
例えば、第２の領域の面積を第１の領域の面積よりも小さくすると、画素の開口率を大
きくすることができるので好ましい。
【０２４１】
例えば、第３の領域の面積を第１の領域の面積よりも小さくすると、画素の開口率を大
きくすることができるので好ましい。
【０２４２】
例えば、第２の領域の面積と第３の領域の面積の和を第１の領域の面積よりも小さくす
ると、画素の開口率をかなり大きくすることができるので好ましい。
【０２４３】
例えば、第２の領域の面積又は第３の領域の面積の一方を０としても良い。
【０２４４】
例えば、第２の領域の面積及び第３の領域の面積の双方を０としても良い。
【０２４５】
第２の領域の面積及び第３の領域の面積の双方を０とすると、補助配線として機能する
ことができる導電層全体が下層の導電層と重なる構成になる。
【０２４６】
補助配線として機能することができる導電層全体を下層の導電層と重ねると、画素の開
口率を最も大きくすることができるので好ましい。
【０２４７】
例えば、導電層５２６全体を導電層２１２と重ねても良い。
【０２４８】
例えば、導電層５２７全体を導電層２１４と重ねても良い。
【０２４９】
例えば、導電層５２８全体を導電層２０１と重ねても良い。
【０２５０】
例えば、導電層５２９全体を導電層２０３と重ねても良い。
【０２５１】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２５２】
（実施の形態４）
他の実施の形態では酸化物半導体層３１０を全ての画素に跨るように設けた例を示した
。
【０２５３】
例えば、図１２のように、酸化物半導体層３１０を、第１の方向８００１に沿って配置
された複数の画素に跨るように設けても良い。
【０２５４】
例えば、図１３のように、酸化物半導体層３１０を、第２の方向８００２に沿って配置
された複数の画素に跨るように設けても良い。
【０２５５】
第１の方向８００１に沿って並ぶ複数の画素を「行」とする。
【０２５６】
第２の方向８００２に沿って並ぶ複数の画素を「列」とする。
【０２５７】
図１２では、各行毎に酸化物半導体層を設けている。
【０２５８】
図１３では、各列毎に酸化物半導体層を設けている。
【０２５９】
図１２において、配線Ｌ１に対応する導電層（導電層２０１等）と、配線Ｌ３又は配線
Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３１０等）とを重ねることが好ましい。
【０２６０】
図１２において、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３
１０等）の一部の領域において、第２の方向８００２の長さを長くすることができるので
、配線Ｌ３又は配線Ｌ４の抵抗値を低くすることができる。
【０２６１】
配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３１０等）の一部の
領域とは、例えば、図１２の点線で囲った領域である。
【０２６２】
図１２において、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層を、隣接する２つの
配線Ｌ１の双方と重なるようにしたが、隣接する２つの配線Ｌ１のうち一方のみと重ねて
も良い。
【０２６３】
配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層を、隣接する２つの配線Ｌ１のうち一
方のみと重ねても、配線Ｌ３又は配線Ｌ４の抵抗値を低くすることができる。
【０２６４】
図１３において、配線Ｌ２に対応する導電層（導電層２１２等）と、配線Ｌ３又は配線
Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３１０等）とを重ねることが好ましい。
【０２６５】
図１３において、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３
１０等）の一部の領域において、第１の方向８００１の長さを長くすることができるので
、配線Ｌ３又は配線Ｌ４の抵抗値を低くすることができる。
【０２６６】
配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３１０等）の一部の
領域とは、例えば、図１３の点線で囲った領域である。
【０２６７】
図１３において、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層を、隣接する２つの
配線Ｌ２の双方と重なるようにしたが、隣接する２つの配線Ｌ２のうち一方のみと重ねて
も良い。
【０２６８】
配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層を、隣接する２つの配線Ｌ２のうち一
方のみと重ねても配線Ｌ３又は配線Ｌ４の抵抗値を低くすることができる。
【０２６９】
図１２、図１３において、補助配線として機能することができる導電層（導電層５２１
〜導電層５２９等）を設けても良い。
【０２７０】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２７１】
（実施の形態５）
配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層（酸化物半導体層３１０等）の抵抗値
を下げるために、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層にアルカリ金属、アル
カリ土類金属、水素等を含有させると好ましい。
【０２７２】
例えば、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体層に選択的にアルカリ金属を含
有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質、水素を含有する物質等を添加すると好ま
しい。
【０２７３】
トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層にアルカリ金属、アルカリ土類金属、
水素等が含有されると、トランジスタＴｒの電気的特性に悪影響を及ぼす。
【０２７４】
アルカリ金属を含有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質、水素を含有する物質
等が、トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層に極力添加されないようにするこ
とが好ましい。
【０２７５】
トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層中から、アルカリ金属、アルカリ土類
金属、水素等を徹底的に排除することが好ましい。
【０２７６】
例えば、トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層をマスクで覆った状態で、イ
オンドーピング法、イオン注入法等により、アルカリ金属を含有する物質、アルカリ土類
金属を含有する物質、水素を含有する物質等を添加することができる。
【０２７７】
アルカリ金属を含有する物質を添加する場合は、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化
物半導体層中のアルカリ金属濃度が、トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層中
のアルカリ金属濃度よりも高くなる。
【０２７８】
アルカリ土類金属を含有する物質を添加する場合は、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する
酸化物半導体層中のアルカリ土類金属濃度が、トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半
導体層中のアルカリ土類金属濃度よりも高くなる。
【０２７９】
水素を含有する物質を添加する場合は、配線Ｌ３又は配線Ｌ４に対応する酸化物半導体
層中の水素濃度が、トランジスタＴｒの活性層となる酸化物半導体層中の水素濃度よりも
高くなる。
【０２８０】
アルカリ金属を含有する物質を２種類以上添加しても良い。
【０２８１】
アルカリ土類金属を含有する物質を２種類以上添加しても良い。
【０２８２】
水素を含有する物質を２種類以上添加しても良い。
【０２８３】
１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「アルカリ土類金属を含
有する物質」とを添加しても良い。
【０２８４】
１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「水素を含有する物質」
とを添加しても良い。
【０２８５】
１種類以上の「アルカリ土類金属を含有する物質」と１種類以上の「水素を含有する物
質」とを添加しても良い。
【０２８６】
１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「アルカリ土類金属を含
有する物質」と１種類以上の「水素を含有する物質」とを添加しても良い。
【０２８７】
アルカリ金属を含有する物質は、アルカリ金属、アルカリ金属化合物等がある。
【０２８８】
アルカリ金属としては、例えば、Ｌｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウ
ム）、Ｒｂ（ルビジウム）、Ｃｓ（セシウム）、Ｆｒ（フランシウム）等がある。
【０２８９】
アルカリ金属化合物は、例えば、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アル
カリ金属のフッ化物、アルカリ金属の塩化物等がある。
【０２９０】
アルカリ土類金属を含有する物質は、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物等が
ある。
【０２９１】
アルカリ土類金属としては、例えば、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃ
ａ（カルシウム）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｒａ（ラジウム）等が
ある。
【０２９２】
アルカリ土類金属化合物は、例えば、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属の
窒化物、アルカリ土類金属のフッ化物、アルカリ土類金属の塩化物等がある。
【０２９３】
水素を含有する物質としては、例えば、Ｈ（水素）、Ｈ２Ｏ（水）、ＳｉＨ４（シラン
）、ＰＨ３（ホスフィン）、Ｂ２Ｈ６（ジボラン）等がある。
【０２９４】
アルカリ金属濃度、アルカリ土類金属濃度、水素濃度等は例えばＳＩＭＳ（二次イオン
質量分析法）、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分光法）等で測定することができるが、各
濃度の分析手法はこれらに限定されない。
【０２９５】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０２９６】
（実施の形態６）
図１４〜図１８は、酸化物半導体層３１０にアルカリ金属、アルカリ土類金属、水素等
を含有させるための構造の一例である。
【０２９７】
図１４は、図１において絶縁層３００又は絶縁層５００に開口部を設けた例である。
【０２９８】
図１４の破線で囲まれた領域が開口部に対応する。
【０２９９】
図１４において、酸化物半導体層３１０は、開口部と重なる領域を有する。
【０３００】
図１４において、導電層７０１は、開口部と重なる領域を有する。
【０３０１】
図１５は、図１４のＡ−Ｂ断面の断面図の一例である。
【０３０２】
図１５は、絶縁層３００に開口部を設けた例である。
【０３０３】
図１６は、図１４のＡ−Ｂ断面の断面図の一例である。
【０３０４】
図１６は、絶縁層３００に開口部を設けた例である。
【０３０５】
図１６において、基板１０１と導電層２０１との間に絶縁層１５０を有する。
【０３０６】
図１６において、絶縁層１５０の少なくとも一部は、下地膜として機能することができ
る。
【０３０７】
図１７は、図１４のＡ−Ｂ断面の断面図の一例である。
【０３０８】
図１７は、絶縁層３００に開口部を設けた例である。
【０３０９】
図１７において、導電層２０１と絶縁層３００との間に絶縁層１５０を有する。
【０３１０】
図１７において、絶縁層１５０の少なくとも一部は、トランジスタのゲート絶縁膜とし
て機能することができる。
【０３１１】
図１８は、図１４のＡ−Ｂ断面の断面図の一例である。
【０３１２】
図１８は、絶縁層５００に開口部を設けた例である。
【０３１３】
図１８において、絶縁層５００と導電層７０１との間に絶縁層１５０を有する。
【０３１４】
図１８において、絶縁層１５０の少なくとも一部は、層間絶縁膜として機能することが
できる。
【０３１５】
図１５において、基板１０１は例えばＮａ（ナトリウム）を含有するガラス基板である
。
【０３１６】
廉価なガラス基板にはＮａ（ナトリウム）が大量に含まれていることが知られている。
【０３１７】
図１５において、酸化物半導体層３１０は基板１０１と接する領域を有する。
【０３１８】
酸化物半導体層３１０が基板１０１と接することによって、基板１０１からＮａ（ナト
リウム）が酸化物半導体層３１０に拡散する。
【０３１９】
基板１０１からＮａ（ナトリウム）が酸化物半導体層３１０に拡散することによって、
酸化物半導体層３１０中にキャリアが発生するので、酸化物半導体層３１０の抵抗を下げ
ることができる。
【０３２０】
酸化物半導体層３１０と基板１０１との界面付近（酸化物半導体層３１０の下層）のＮ
ａ（ナトリウム）の濃度が特に高くなる。
【０３２１】
即ち、酸化物半導体層３１０の所定の領域中のナトリウム濃度が、酸化物半導体層３０
１の所定の領域中のナトリウム濃度よりも高くなる。
【０３２２】
図１６〜図１８において、絶縁層１５０は、アルカリ金属を含有する物質、アルカリ土
類金属を含有する物質、又は水素を含有する物質を含有している。
【０３２３】
絶縁層１５０は、アルカリ金属を含有する物質を２種類以上含有していても良い。
【０３２４】
絶縁層１５０は、アルカリ土類金属を含有する物質を２種類以上含有していても良い。
【０３２５】
絶縁層１５０は、水素を含有する物質を２種類以上含有していても良い。
【０３２６】
絶縁層１５０は、１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「アル
カリ土類金属を含有する物質」とを含有していても良い。
【０３２７】
絶縁層１５０は、１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「水素
を含有する物質」とを含有していても良い。
【０３２８】
絶縁層１５０は、１種類以上の「アルカリ土類金属を含有する物質」と１種類以上の「
水素を含有する物質」とを含有していても良い。
【０３２９】
絶縁層１５０は、１種類以上の「アルカリ金属を含有する物質」と１種類以上の「アル
カリ土類金属を含有する物質」と１種類以上の「水素を含有する物質」とを含有していて
も良い。
【０３３０】
例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて膜を形成する場合、成膜ガス中にアルカリ金属を含
有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質、又は水素を含有する物質を含ませること
によって、絶縁層１５０を形成することができる。
【０３３１】
例えば、スパッタリング法を用いて膜を形成する場合、スパッタリングターゲット中又
はスパッタリングガス中に、アルカリ金属を含有する物質、アルカリ土類金属を含有する
物質、又は水素を含有する物質を含ませることによって、絶縁層１５０を形成することが
できる。
【０３３２】
例えば、樹脂膜はＨ２Ｏを多量に含んでいるので、絶縁層１５０を樹脂膜とすることが
できる。
【０３３３】
樹脂膜にアルカリ金属を含有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質を含有させる
と効果が高い。
【０３３４】
図１６〜図１８において、酸化物半導体層３１０は、絶縁層１５０と接する領域を有す
る。
【０３３５】
酸化物半導体層３１０が絶縁層１５０と接することによって、絶縁層１５０から、アル
カリ金属を含有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質、又は水素を含有する物質が
酸化物半導体層３１０に拡散する。
【０３３６】
絶縁層１５０から、アルカリ金属を含有する物質、アルカリ土類金属を含有する物質、
又は水素を含有する物質が酸化物半導体層３１０に拡散することによって、酸化物半導体
層３１０にキャリアが発生するので、酸化物半導体層３１０の抵抗を下げることができる
。
【０３３７】
酸化物半導体層３１０と絶縁層１５０との界面付近（酸化物半導体層３１０の下層又は
上層）のアルカリ金属濃度、アルカリ土類金属濃度、又は水素濃度が特に高くなる。
【０３３８】
即ち、酸化物半導体層３１０の所定の領域中のアルカリ金属濃度が、酸化物半導体層３
０１の所定の領域中のアルカリ金属濃度よりも高くなる。
【０３３９】
または、酸化物半導体層３１０の所定の領域中のアルカリ土類金属濃度が、酸化物半導
体層３０１の所定の領域中のアルカリ土類金属濃度よりも高くなる。
【０３４０】
または、酸化物半導体層３１０の所定の領域中の水素濃度が、酸化物半導体層３０１の
所定の領域中の水素濃度よりも高くなる。
【０３４１】
図１５〜図１８において、絶縁層３００及び絶縁層５００はそれぞれ、酸化物半導体層
３０１と接する領域を有する。
【０３４２】
酸化物半導体層３０１はトランジスタＴｒの活性層であるので、アルカリ金属を含有す
る物質、アルカリ土類金属を含有する物質、及び水素を含有する物質等の侵入を防止する
ことが好ましい。
【０３４３】
即ち、絶縁層３００中及び絶縁層５００中のアルカリ金属濃度、アルカリ土類金属濃度
、及び水素濃度が低い方が好ましい。
【０３４４】
例えば、絶縁層３００中のナトリウム濃度が、基板１０１中のナトリウム濃度よりも低
いことが好ましい。
【０３４５】
例えば、絶縁層５００中のナトリウム濃度が、基板１０１中のナトリウム濃度よりも低
いことが好ましい。
【０３４６】
例えば、絶縁層３００中のアルカリ金属濃度が、絶縁層１５０中のアルカリ金属濃度よ
りも低いことが好ましい。
【０３４７】
例えば、絶縁層５００中のアルカリ金属濃度が、絶縁層１５０中のアルカリ金属濃度よ
りも低いことが好ましい。
【０３４８】
例えば、絶縁層３００中のアルカリ土類金属濃度が、絶縁層１５０中のアルカリ土類金
属濃度よりも低いことが好ましい。
【０３４９】
例えば、絶縁層５００中のアルカリ土類金属濃度が、絶縁層１５０中のアルカリ土類金
属濃度よりも低いことが好ましい。
【０３５０】
例えば、絶縁層３００中の水素濃度が、絶縁層１５０中の水素濃度よりも低いことが好
ましい。
【０３５１】
例えば、絶縁層５００中の水素濃度が、絶縁層１５０中の水素濃度よりも小さいことが
好ましい。
【０３５２】
酸化物半導体層３０１中の酸素欠損を減少させるために、絶縁層３００又は絶縁層５０
０に酸素が含有されていることが好ましい。
【０３５３】
例えば、絶縁層３００中の酸素濃度が、絶縁層１５０中の酸素濃度よりも高いことが好
ましい。
【０３５４】
例えば、絶縁層５００中の酸素濃度が、絶縁層１５０中の酸素濃度よりも高いことが好
ましい。
【０３５５】
図１８の構成を、図１５〜図１７の構成のいずれかと組み合わせても良い。
【０３５６】
例えば、酸化物半導体層３１０の上下を一対の絶縁層１５０で挟む構造とすることによ
って、酸化物半導体層３１０の抵抗値をとても下げることができる。
【０３５７】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０３５８】
（実施の形態７）
図１５及び図１６の場合において、絶縁層３００の開口部を導電層２０１、導電層２１
１、導電層２１２、導電層２１３等と重ねると、導電層同士がショートしてしまう。
【０３５９】
一方、図１７の場合において、絶縁層３００の開口部を導電層２０１、導電層２１１、
導電層２１２、導電層２１３等と重ねても、導電層同士はショートしない。
【０３６０】
図１８の場合において、絶縁層５００の開口部を導電層２０１、導電層２１１、導電層
２１２、導電層２１３等と重ねても、導電層同士はショートしない。
【０３６１】
例えば、図１７の場合、絶縁層３００の開口部の形状を図１９〜図２１のようにするこ
とができる。
【０３６２】
例えば、図１８の場合、絶縁層５００の開口部の形状を図１９〜図２１のようにするこ
とができる。
【０３６３】
図１９は、開口部の形状を第１の方向８００１に沿って配置された複数の画素に跨る形
状とした例である。
【０３６４】
図１９において、開口部は、導電層２１２等と重なる領域を有する。
【０３６５】
図１９において、開口部は、導電層２１２等と交差する領域を有する。
【０３６６】
図２０は、開口部の形状を第２の方向８００２に沿って配置された複数の画素に跨る形
状とした例である。
【０３６７】
図２０において、開口部は、導電層２０１等と重なる領域を有する。
【０３６８】
図２０において、開口部は、導電層２０１等と交差する領域を有する。
【０３６９】
図２１は、開口部の形状を全ての画素に跨る形状とした例である。
【０３７０】
図２１において、開口部は、導電層２０１、導電層２１１、導電層２１２、導電層２１
３等と重なる領域を有する。
【０３７１】
図２１において、開口部は、導電層２０１、導電層２１１、導電層２１２、導電層２１
３等と交差する領域を有する。
【０３７２】
図１９〜図２１のような構造とすることによって、絶縁層１５０と酸化物半導体層３１
０との接触面積を増加することができる。
【０３７３】
絶縁層１５０と酸化物半導体層３１０との接触面積を増加することによって、酸化物半
導体層３１０の抵抗値をより低くすることができる。
【０３７４】
開口部とは孔又は溝のことである。
【０３７５】
孔の形状は閉じた形状である。
【０３７６】
溝の形状は閉じていない形状である。
【０３７７】
図１９〜図２１の開口部は孔でも溝でも良い。
【０３７８】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０３７９】
（実施の形態８）
図２２は、図１５において、導電層５５０等を追加した例である。
【０３８０】
図２３は、図１６において、導電層５５０等を追加した例である。
【０３８１】
図２４は、図１７において、導電層５５０等を追加した例である。
【０３８２】
導電層５５０の少なくとも一部は、補助配線として機能することができる。
【０３８３】
導電層５５０の作製方法について説明する。
【０３８４】
導電層５０１、導電層５０２等は、導電膜を基板全面に形成した後、導電層５０１、導
電層５０２等が形成される位置にマスクを配置した状態で導電膜をエッチング加工するこ
とによって形成することができる。
【０３８５】
ここで、通常は、導電層５０１、導電層５０２等が形成される位置以外の場所には導電
層が残らないようにエッチング時間を調整する。
【０３８６】
しかし、エッチング時間をあえて短くすることによって、開口部の端部（段差部分）に
導電層５５０を残存させることができる。
【０３８７】
即ち、開口部の端部（段差部分）に残渣が生じやすい性質を利用することによって、導
電層５５０を形成することができる。
【０３８８】
導電層５５０を、導電性を有するサイドウォールと呼んでも良い。
【０３８９】
図２２〜図２４において、酸化物半導体層３１０は開口部と重なる位置に凹部を有して
いる。
【０３９０】
導電層５５０は、凹部の内側において、酸化物半導体層３１０の側面に接する領域を有
している。
【０３９１】
導電層５５０は、凹部の内側において、酸化物半導体層３１０の上面に接する領域を有
している。
【０３９２】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０３９３】
（実施の形態９）
図２５は、図１中の１つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０３９４】
図２６は、図１２中の１つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０３９５】
図２７は、図１３中の１つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０３９６】
図２５において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有している。
【０３９７】
図２５において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差する領域を有している
。
【０３９８】
図２５において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有している。
【０３９９】
図２５において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差する領域を有している
。
【０４００】
図２６において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有している。
【０４０１】
図２６において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差する領域を有している
。
【０４０２】
図２６において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有している。
【０４０３】
図２６において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差していない。
【０４０４】
図２７において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有している。
【０４０５】
図２７において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差していない。
【０４０６】
図２７において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有している。
【０４０７】
図２７において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差する領域を有している
。
【０４０８】
酸化物半導体層３１０を導電層２１２又は導電層２０１と交差させることによって、複
数の画素に跨るように酸化物半導体層３１０を配置することができる。
【０４０９】
酸化物半導体層３１０を導電層２１２又は導電層２０１と重ねることによって、酸化物
半導体層３１０の面積を大きくすることができるので、酸化物半導体層３１０の抵抗値を
下げることができる。
【０４１０】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０４１１】
（実施の形態１０）
図２８は、図１中の２つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０４１２】
図２９は、図１２中の２つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０４１３】
導電層２２２は、導電層２０１と同一工程で形成することが好ましい。
【０４１４】
酸化物半導体層３０２は、酸化物半導体層３０１と同一工程で形成することが好ましい
。
【０４１５】
導電層５１１は、導電層５０１と同一工程で形成することが好ましい。
【０４１６】
導電層５１２は、導電層５０１と同一工程で形成することが好ましい。
【０４１７】
導電層７１１は、導電層７０１と同一工程で形成することが好ましい。
【０４１８】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層７０１と重なる領域を有
する。
【０４１９】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層７１１と重なる領域を有
する。
【０４２０】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有
する。
【０４２１】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差する領域を
有する。
【０４２２】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２２２と重なる領域を有
する。
【０４２３】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２２２と交差する領域を
有する。
【０４２４】
図２８及び図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有
する。
【０４２５】
図２８において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差する領域を有する。
【０４２６】
図２９において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差しない。
【０４２７】
図２８及び図２９のような構成とすることによって、複数の画素に跨るように酸化物半
導体層３１０を配置することができる。
【０４２８】
図２８及び図２９のような構成とすることによって、酸化物半導体層３１０の抵抗値を
下げることができる。
【０４２９】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０４３０】
（実施の形態１１）
図３０は、図１中の２つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０４３１】
図３１は、図１３中の２つの画素の少なくとも一部を示した例である。
【０４３２】
導電層２０２は、導電層２０１と同一工程で形成した導電層である。
【０４３３】
酸化物半導体層３０３は、酸化物半導体層３０１と同一工程で形成することが好ましい
。
【０４３４】
導電層５１３は、導電層５０１と同一工程で形成した導電層である。
【０４３５】
導電層５１４は、導電層５０１と同一工程で形成した導電層である。
【０４３６】
導電層７１２は、導電層７０１と同一工程で形成した導電層である。
【０４３７】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層７０１と重なる領域を有
する。
【０４３８】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層７１２と重なる領域を有
する。
【０４３９】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と重なる領域を有
する。
【０４４０】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０１と交差する領域を
有する。
【０４４１】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０２と重なる領域を有
する。
【０４４２】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２０２と交差する領域を
有する。
【０４４３】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１１と重なる領域を有
する。
【０４４４】
図３０において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１１と交差する領域を有する。
【０４４５】
図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１１と交差しない。
【０４４６】
図３０及び図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と重なる領域を有
する。
【０４４７】
図３０において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差する領域を有する。
【０４４８】
図３１において、酸化物半導体層３１０は、導電層２１２と交差しない。
【０４４９】
図３０及び図３１のような構成とすることによって、複数の画素に跨るように酸化物半
導体層３１０を配置することができる。
【０４５０】
図３０及び図３１のような構成とすることによって、酸化物半導体層３１０の抵抗値を
下げることができる。
【０４５１】
図３１の配線Ｌ２に対応する導電層（導電層２１１、導電層２１２、導電層５０１、導
電層５１３等）を、図３２の導電層５９９のようにしても良い。
【０４５２】
導電層５９９は、導電層５０１、導電層５０２等と同一工程で形成することができる。
【０４５３】
図３２の場合、酸化物半導体層３１０を導電層５９９と重ねると、酸化物半導体層３１
０と導電層５９９とがショートしてしまうので、酸化物半導体層３１０が導電層５９９と
を重ねないようにすることが好ましい。
【０４５４】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０４５５】
（実施の形態１２）
基板、絶縁層、導電層、及び酸化物半導体層の材料について説明する。
【０４５６】
基板は、ガラス基板、石英基板、金属基板、半導体基板、樹脂基板（プラスチック基板
）等を用いることができるがこれらに限定されない。
【０４５７】
酸化物半導体層３１０と基板とを接触させる場合は、ナトリウムを含有するガラス基板
が好ましい。
【０４５８】
樹脂基板（プラスチック基板）は、Ｈ２Ｏを多く含むので、酸化物半導体層３１０と基
板とを接触させる場合、樹脂基板（プラスチック基板）を用いることも好ましい。
【０４５９】
酸化物半導体層３１０と基板とを接触させる場合、アルカリ金属又はアルカリ土類金属
を含有する樹脂基板（プラスチック基板）を用いるとより好ましい。
【０４６０】
基板が可撓性を有していても良い。
【０４６１】
ガラス基板を薄くすると可撓性を有するようになる。
【０４６２】
樹脂基板は可撓性を有する。
【０４６３】
絶縁層は絶縁性を有していればどのような材料でも用いることができる。
【０４６４】
絶縁層は単層構造であっても積層構造であっても良い。
【０４６５】
絶縁層として、例えば、無機物質を含有する絶縁層、有機物質を含有する絶縁層等があ
るが限定されない。
【０４６６】
無機物質を含有する絶縁層は、例えば、酸化シリコンを含有する膜（代表的には酸化シ
リコン膜、窒素を含有する酸化シリコン膜等）、窒化シリコンを含有する膜（代表的には
窒化シリコン膜、酸素を含有する窒化シリコン膜等）、窒化アルミニウムを含有する膜（
代表的には窒化アルミニウム膜、酸素を含有する窒化アルミニウム膜等）、酸化アルミニ
ウムを含有する膜（代表的には酸化アルミニウム膜、窒素を含有する酸化アルミニウム膜
等）、酸化ハフニウムを含有する膜（代表的には酸化ハフニウム膜等）等があるが限定さ
れない。
【０４６７】
有機物質を含有する絶縁層として、例えば、樹脂膜がある。
【０４６８】
樹脂膜としては、例えば、ポリイミドを含有する膜（代表的にはポリイミド膜等）、ア
クリルを含有する膜（代表的にはアクリル膜等）、シロキサンを含有する膜（代表的には
シロキサン膜等）、エポキシを含有する膜（代表的にはエポキシ膜等）等があるが限定さ
れない。
【０４６９】
ゲート絶縁膜として機能することができる絶縁層は無機物質を含有する絶縁層であるこ
とが好ましい。
【０４７０】
導電層は、導電性を有していればどのような材料でも用いることができる。
【０４７１】
導電層は単層構造であっても積層構造であっても良い。
【０４７２】
導電層は、金属を含有する膜（代表的には金属膜、合金膜等）、透明導電体を含有する
膜（代表的には透明導電膜等）等があるが限定されない。
【０４７３】
金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、クロム、
金、銀、銅、アルカリ金属、アルカリ土類金属等があるが限定されない。
【０４７４】
透明導電体としては、例えば、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物等があるが
限定されない。
【０４７５】
金属は遮光性又は反射性を有する。
【０４７６】
透明導電体は透光性を有する。
【０４７７】
導電層７０１のように、表示素子の電極として機能することができる導電層が透光性を
有していると透過型の表示装置を作製することができる。
【０４７８】
例えば、導電層７０１は透明導電体を含有する膜を用いることが好ましい。
【０４７９】
導電層７０１として金属を含有する膜を用いると反射型の表示装置を作製することがで
きる。
【０４８０】
酸化物半導体層は、半導体特性を有していればどのような材料でも用いることができる
。
【０４８１】
酸化物半導体層は単層構造であっても積層構造であっても良い。
【０４８２】
酸化物半導体層以外の半導体層を用いても良い。
【０４８３】
酸化物半導体層以外の半導体層としては、シリコンを含有する半導体層、有機半導体層
等があるが限定されない。
【０４８４】
シリコンを含有する半導体層は、シリコン膜、シリコンゲルマニウム膜、炭化シリコン
膜等があるが限定されない。
【０４８５】
酸化物半導体層以外の半導体層は単層構造であっても積層構造であっても良い。
【０４８６】
酸化物半導体層は、酸化物半導体材料を含有する膜である。
【０４８７】
酸化物半導体層は、金属と酸素とを含有する膜であれば限定されない。
【０４８８】
例えば、インジウムと酸素とを含有する膜、亜鉛と酸素とを含有する膜、錫と酸素とを
含有する膜等は酸化物半導体層として機能することができる。
【０４８９】
例えば、酸化物半導体層として、酸化インジウム膜、酸化スズ膜、酸化亜鉛膜等がある
が限定されない。
【０４９０】
例えば、酸化物半導体層として、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物膜、Ａｌ
−Ｚｎ系酸化物膜、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物膜、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物
膜、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物膜等があるが限定されない。
【０４９１】
Ａ−Ｂ系酸化物膜（Ａ、Ｂは元素）とは、ＡとＢと酸素とを含有する膜を意味する。
【０４９２】
例えば、酸化物半導体層として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸
化物膜、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ
系酸化物膜、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｐｒ−
Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｅ
ｕ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ
−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物膜、
Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物
膜、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物膜等があるが限定されない
。
【０４９３】
Ａ−Ｂ−Ｃ系酸化物膜（Ａ、Ｂ、Ｃは元素）とは、ＡとＢとＣと酸素とを含有する膜を
意味する。
【０４９４】
例えば、酸化物半導体層として、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇ
ａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸
化物膜、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物膜、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物膜等があ
るが限定されない。
【０４９５】
Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ系酸化物膜（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは元素）とは、ＡとＢとＣとＤと酸素とを
含有する膜を意味する。
【０４９６】
酸化物半導体層としては、インジウムとガリウムと亜鉛と酸素とを含有する膜が特に好
ましい。
【０４９７】
酸化物半導体層を用いてＮ型トランジスタ及びＰ型トランジスタの双方を作製すること
が可能であるが、Ｎ型トランジスタの方がＰ型トランジスタよりも実用的なので好ましい
。
【０４９８】
酸化物半導体層は結晶を有していると好ましい。
【０４９９】
結晶はＣ軸方向が酸化物半導体層又は基板の表面と垂直になるように配向されていると
好ましい。
【０５００】
酸化物半導体層又は基板の表面と垂直になるようにＣ軸配向された結晶をＣＡＡＣ（Ｃ
−Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）と呼ぶ。
【０５０１】
結晶のＣ軸と酸化物半導体層又は基板の表面とのなす角度は９０度が好ましいが、８０
度以上１００度以下であっても良い。
【０５０２】
ＣＡＡＣの作製方法の一例として、スパッタリング法を用いて酸化物半導体層を形成す
るに際して、成膜時の基板温度を２００℃以上４５０℃以下とする第１の方法がある。
【０５０３】
第１の方法では、酸化物半導体層の下層及び上層にＣＡＡＣが形成される。
【０５０４】
ＣＡＡＣの作製方法の一例として、酸化物半導体層を形成後に、酸化物半導体層に６５
０℃以上３分以上の加熱処理を施す第２の方法がある。
【０５０５】
第２の方法では、酸化物半導体層の少なくとも上層にＣＡＡＣが形成される（第２の方
法のパターンＡ）。
【０５０６】
第２の方法において、酸化物半導体層の厚さを小さくすることにより、下層及び上層に
ＣＡＡＣを形成することができる（第２の方法のパターンＢ）。
【０５０７】
ＣＡＡＣの作製方法の一例として、第２の方法のパターンＢにより形成した第１の酸化
物半導体層上に第２の酸化物半導体層を形成する第３の方法がある。
【０５０８】
第２の方法及び第３の方法における酸化物半導体層の形成方法はスパッタリング法に限
定されない。
【０５０９】
第１乃至第３の方法により、Ｃ軸と酸化物半導体層又は基板の表面とのなす角度８０度
以上１００度以下である結晶を形成することができる。
【０５１０】
第１乃至第３の方法では少なくとも上層（表面）にＣＡＡＣを有する酸化物半導体層を
形成することができる。
【０５１１】
ＣＡＡＣを有する酸化物半導体層は緻密なためＨ２Ｏ、Ｈ等をブロックすることができ
る。
【０５１２】
絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層は非晶質部を有することが好ましい。
【０５１３】
酸化物半導体層をＣＡＡＣで形成した場合、樹脂層と接触する酸化物半導体層にプラズ
マ処理を施すことによって、樹脂層と接触する酸化物半導体層の少なくとも一部を非晶質
化することができる。
【０５１４】
絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層はＨ２Ｏを含ませないようにするため、絶縁
層１５０と接触しない酸化物半導体層にはプラズマ処理を施さない方が好ましい。
【０５１５】
プラズマ処理としては、水素プラズマ処理、希ガスプラズマ処理、ハロゲンプラズマ処
理等があるが限定されない。
【０５１６】
絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層の結晶状態と、絶縁層１５０と接触する酸化
物半導体層の結晶状態と、が異なることが好ましい。
【０５１７】
例えば、絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層の結晶状態を絶縁層１５０と接触しな
い酸化物半導体層よりもＨ２Ｏ、Ｈが侵入しやすい結晶状態とすることによって、絶縁層
１５０と接触する酸化物半導体層の抵抗率を絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層の
抵抗率よりも下げることができる。
【０５１８】
例えば、絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層をＣＡＡＣを有する酸化物半導体層
とする。例えば、絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層を、非晶質酸化物半導体層、微
結晶酸化物半導体層、又は多結晶酸化物半導体層等の非単結晶酸化物半導体層とする。
【０５１９】
なお、微結晶として、例えば、ナノクリスタル、マイクロクリスタル等がある。
【０５２０】
例えば、絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層の結晶性を、絶縁層１５０と接触しな
い酸化物半導体層の結晶性よりも高くすることによって、絶縁層１５０と接触する酸化物
半導体層の抵抗率を絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層の抵抗率よりも下げること
ができる。
【０５２１】
特に、絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層をＣＡＡＣを有する酸化物半導体層と
するような場合は、絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層を単結晶酸化物半導体層とす
ることができる。
【０５２２】
結晶状態が異なることは、例えば、電子線回折等で確認することができる。
【０５２３】
例えば、電子線回折のパターンが異なれば、結晶状態が異なるといえる。
【０５２４】
絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層の結晶状態と絶縁層１５０と接触する酸化物
半導体層の結晶状態とを異ならせるための手法は限定されない。
【０５２５】
例えば、絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層と絶縁層１５０と接触する酸化物半
導体層とを同時に形成した後に、絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層又は絶縁層１
５０と接触する酸化物半導体層の一方の結晶を破壊することにより、絶縁層１５０と接触
しない酸化物半導体層の結晶状態と絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層の結晶状態と
を異なるものにすることができる。
【０５２６】
結晶を破壊する手法として、プラズマ処理、イオンドーピング法、イオン注入法等があ
るが限定されない。
【０５２７】
例えば、絶縁層１５０と接触しない酸化物半導体層の形成方法と絶縁層１５０と接触す
る酸化物半導体層の形成方法とを異なる方法にすることによって、絶縁層１５０と接触し
ない酸化物半導体層の結晶状態と絶縁層１５０と接触する酸化物半導体層の結晶状態とを
異なるものにすることができる。
【０５２８】
「Ａ上にＢ」と記載する場合、Ｂの少なくとも一部がＡよりも上側に位置することを意
味する。
【０５２９】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０５３０】
（実施の形態１３）
他の実施の形態では、逆スタガ構造のトランジスタについて説明したが、トランジスタ
の構造は限定されない。
【０５３１】
例えば、ソース電極及びドレイン電極をゲート絶縁膜と活性層との間に配置した構造で
あっても良い。
【０５３２】
例えば、順スタガ構造のトランジスタであっても良い。
【０５３３】
例えば、ボトムゲート型トランジスタを採用しても良いし、トップゲート型トランジス
タを採用しても良いし、活性層の上下にゲート電極を有するダブルゲート型トランジスタ
を採用しても良い。
【０５３４】
ボトムゲート型トランジスタの具体的構造は限定されないし、トップゲート型トランジ
スタの具体的構造は限定されないし、ダブルゲート型トランジスタの具体的構造は限定さ
れない。
【０５３５】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０５３６】
（実施の形態１４）
他の実施の形態では、酸化物半導体層３１０を容量素子の他方の電極又は表示素子の他
方の電極として用いる例を示したが、酸化物半導体層３１０を容量素子の一方の電極又は
表示素子の一方の電極として用いても良い。
【０５３７】
酸化物半導体層３１０を容量素子の一方の電極又は表示素子の一方の電極として用いる
場合は、酸化物半導体層３１０をトランジスタと電気的に接続させれば良い。
【０５３８】
酸化物半導体層３１０を、容量素子及び表示素子以外の素子（例えば、記憶素子、光電
変換素子等）の電極として用いても良い。
【０５３９】
酸化物半導体層３１０を表示素子の一方の電極として用いる場合、導電層７０１を設け
なくても良い。
【０５４０】
酸化物半導体層３１０を表示素子以外の素子（例えば、記憶素子、光電変換素子等）の
電極として用いる場合、導電層７０１を設けなくても良い。
【０５４１】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【０５４２】
（実施の形態１５）
半導体装置とは、半導体を有する素子を有する装置である。
【０５４３】
半導体を有する素子は、例えば、トランジスタ、抵抗素子、容量素子、ダイオード等で
ある。
【０５４４】
トランジスタは、電界効果型トランジスタであることが好ましいが限定されない。
【０５４５】
トランジスタは、薄膜トランジスタであることが好ましいが限定されない。
【０５４６】
半導体装置としては、例えば、表示素子を有する表示装置、記憶素子を有する記憶装置
、ＲＦＩＤ、プロセッサ等があるが限定されない。
【０５４７】
表示装置としては、液晶素子を有する液晶表示装置、ＥＬ素子を有するＥＬ表示装置、
電気泳動素子を有する電気泳動表示装置等があるが限定されない。
【０５４８】
他の実施の形態では、主に液晶表示装置について説明したが、酸化物半導体層３１０は
いかなる半導体装置にも適用可能である。
【０５４９】
本実施の形態に記載された構成の少なくとも一部は、他の実施の形態に記載された構成
の少なくとも一部と適宜組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０５５０】
１０１  基板
１０２  基板
１５０  絶縁層
２０１  導電層
２０２  導電層
２０３  導電層
２１１  導電層
２１２  導電層
２１３  導電層
２１４  導電層
２２２  導電層
３００  絶縁層
３０１  酸化物半導体層
３０２  酸化物半導体層
３０３  酸化物半導体層
３１０  酸化物半導体層
５００  絶縁層
５０１  導電層
５０２  導電層
５０３  導電層
５１１  導電層
５１２  導電層
５１３  導電層
５１４  導電層
５２１  導電層
５２２  導電層
５２３  導電層
５２４  導電層
５２５  導電層
５２６  導電層
５２７  導電層
５２８  導電層
５２９  導電層
５５０  導電層
５９９  導電層
７０１  導電層
７１１  導電層
７１２  導電層
８００  液晶層
９００  導電層
８００１  第１の方向
８００２  第２の方向
Ｔｒ  トランジスタ
Ｌ１  配線
Ｌ２  配線
Ｌ３  配線
Ｌ４  配線
Ｃ  容量素子
ＬＣ  液晶素子
【図１】
2018055114.tif 000003
【図２】
2018055114.tif 000004
【図３】
2018055114.tif 000005
【図４】
2018055114.tif 000006
【図５】
2018055114.tif 000007
【図６】
2018055114.tif 000008
【図７】
2018055114.tif 000009
【図８】
2018055114.tif 000010
【図９】
2018055114.tif 000011
【図１０】
2018055114.tif 000012
【図１１】
2018055114.tif 000013
【図１２】
2018055114.tif 000014
【図１３】
2018055114.tif 000015
【図１４】
2018055114.tif 000016
【図１５】
2018055114.tif 000017
【図１６】
2018055114.tif 000018
【図１７】
2018055114.tif 000019
【図１８】
2018055114.tif 000020
【図１９】
2018055114.tif 000021
【図２０】
2018055114.tif 000022
【図２１】
2018055114.tif 000023
【図２２】
2018055114.tif 000024
【図２３】
2018055114.tif 000025
【図２４】
2018055114.tif 000026
【図２５】
2018055114.tif 000027
【図２６】
2018055114.tif 000028
【図２７】
2018055114.tif 000029
【図２８】
2018055114.tif 000030
【図２９】
2018055114.tif 000031
【図３０】
2018055114.tif 000032
【図３１】
2018055114.tif 000033
【図３２】
2018055114.tif 000034