基板上の絶縁表面に形成された酸化物絶縁膜上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、前記種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、前記結晶性酸化物半導体膜を加熱処理した後、前記加熱処理した結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングし、前記選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜上に一対の電極を形成し、前記選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜及び前記一対の電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート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。基板上の絶縁表面に形成された酸化物絶縁膜上に、一対の電極を形成し、前記酸化物絶縁膜及び前記一対の電極上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、前記種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、前記結晶性酸化物半導体膜を加熱処理した後、前記加熱処理した結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングし、前記選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上にゲート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。基板上の絶縁表面にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上に酸化物絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、前記種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、前記結晶性酸化物半導体膜を加熱処理した後、前記加熱処理した結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングし、前記選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜上に一対の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。基板上の絶縁表面にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上に酸化物絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に、一対の電極を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記一対の電極上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、前記種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、前記結晶性酸化物半導体膜を加熱処理することを特徴とする半導体装置の作製方法。請求項1乃至4のいずれか一項において、前記亜鉛を含む六方晶構造の結晶は、酸化亜鉛であることを特徴とする半導体装置の作製方法。請求項1乃至5のいずれか一項において、前記基板を200°C以上400°C以下で加熱しつつ、前記結晶性酸化物半導体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1乃至6のいずれか一項において、前記種結晶または結晶性酸化物半導体膜に含まれる六方晶構造の結晶は、前記基板平面に概略垂直なc軸を有していることを特徴とする半導体装置の作製方法。請求項1乃至7のいずれか一項において、前記結晶性酸化物半導体膜の加熱処理は、前記結晶性酸化物半導体膜に含まれる水素を脱離させる温度であることを特徴とする半導体装置の作製方法。酸化物半導体はデバイス作製工程において、キャリアの供給源となる水素や水の混入などが生じると、その電気伝導度が変化する恐れがある。このような現象は、酸化物半導体を用いたトランジスタにとって電気的特性の変動の要因となる。また、酸化物半導体を用いた半導体装置は、可視光や紫外光を照射することで電気的特性が変化する恐れがある。このような問題に鑑み、酸化物半導体膜を用いた半導体装置に安定した電気的特性を付与し、信頼性の高い半導体装置を作製することを課題の一とする。また、マザーガラスのような大きな基板を用いて、信頼性の高い半導体装置の大量生産を行うことのできる半導体装置の作製プロセスを提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、同一のスパッタリング工程において、酸化物半導体用ターゲットに含まれる複数種の原子の原子量の違いを利用し、原子量の小さい亜鉛を優先的に酸化物絶縁膜に堆積させ、少なくとも成膜途中の堆積膜表面に亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、種結晶上に原子量の大きいスズ、インジウム等を結晶成長させつつ堆積させることで、複数の工程を経ずとも、結晶性酸化物半導体膜を形成することを要旨とする。なお、亜鉛を含む種結晶は、成膜途中の堆積膜表面に限らず、酸化物絶縁膜の界面から種結晶を形成してもよい。さらには、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を核として、結晶成長させて結晶性酸化物半導体膜を形成することで、単結晶、または実質的に単結晶である結晶性酸化物半導体膜を形成することを要旨とする。また、本発明の一態様は、基板上に形成された酸化物絶縁膜上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、該種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、該結晶性酸化物半導体膜を用いてトランジスタを作製することを要旨とする。結晶性酸化物半導体膜は、酸素を含む雰囲気において250°C以上350°C以下の第1の加熱処理を行いながらスパッタリング法により形成する。従って、この第1の加熱処理は、処理室内で行われる。また、上記成膜に用いるスパッタリング装置において、ターゲットと基板との間隔は、原子量の小さい元素が優先的に基板上に到着することが可能な間隔とする。この結果、酸化物絶縁膜上に、亜鉛が優先的に堆積しつつ、堆積した亜鉛が酸化され、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶、代表的には六方晶構造の酸化亜鉛を有する種結晶が形成される。このため、酸化物絶縁膜の表面から結晶成長した種結晶を形成することができる。また、引き続きスパッタリングを行うことで、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を核として、結晶成長させ、被成膜表面である基板面に平行なa-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、基板平面に垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜は、結晶構造の規則性が高い。この結晶性酸化物半導体膜の平面TEM写真を図17に示し、その一部を拡大し、六角形の格子を分かりやすくするため、原子を白線で囲んだ図を図18に示す。このような結晶性酸化物半導体膜を有するトランジスタは、安定した電気的特性を有し、且つ、信頼性が高い。結晶性酸化物半導体膜を有するトランジスタの信頼性が高い理由の一つを以下に説明する。結晶性酸化物半導体は、アモルファス酸化物半導体と比較して、金属と酸素の結合-M-O-M-、Oは酸素原子、Mは金属原子が規則的である。すなわち、酸化物半導体がアモルファス構造の場合は、個々の金属原子によって配位数が異なることも有り得るが、結晶性酸化物半導体ではほぼ一定となる。そのことにより、微視的な酸素の欠損が減少し、後述するような空間における水素原子水素イオンを含むやアルカリ金属原子の脱着による電荷の移動や不安定性を減少させる効果がある。一方、アモルファス構造の場合は、個々の金属原子によって配位数が異なるため、金属原子や酸素原子の濃度が微視的に不均一となり、場所によっては原子の存在しない部分空間が存在することがある。そのような空間には、例えば、水素原子水素イオンを含むやアルカリ金属原子が捕獲され、場合によっては酸素と結合すると考えられる。また、そのような空間をつたって、それらの原子が移動することも起こりえる。このような原子の移動は酸化物半導体の特性の変動をもたらすこととなるので、これらの原子の存在は信頼性の面で大きな問題となる。特に、そのような原子の移動は高い電界や光エネルギーを印加することにより生ずるので、酸化物半導体をそのような条件で使用する場合には、特性が不安定となる。すなわち、アモルファス酸化物半導体の信頼性は結晶性酸化物半導体より劣ることとなる。以下に、実際に得られたトランジスタサンプル1、2の異なる信頼性の結果を用いて説明する。ただし、以下で説明し、実際に得たサンプル2は、成膜温度200°Cで第1の材料膜を成膜した後、窒素雰囲気で450°C加熱を行い、成膜温度200°Cで第2の材料膜を成膜した後、ドライエアー雰囲気下で450°C加熱を行い、結晶性酸化物半導体膜を得たものである。サンプル2は、第1の材料膜と第2の材料膜が同じである結晶性半導体膜についてであるが、異なる場合であっても同様のことが言えることは言うまでもない。比較に用いたサンプル1は、単層の材料膜をRTAによって650°C加熱した後、ドライエアー雰囲気下で450°C加熱を行い、結晶性酸化物半導体膜を得たものである。信頼性を調べる検査方法として、光を照射しながらトランジスタのゲート電極とソース電極との間の電圧Vgを変化させたときの、トランジスタのドレイン電極とソース電極との間に流れる電流Idを測定して得られるトランジスタのId-Vg曲線を測定する。なお、酸化物半導体膜を用いたトランジスタにおいて、光を照射しながら-BT試験を行う、即ちマイナスゲートバイアスを印加するとトランジスタのしきい値が変化する劣化がある。この劣化を光負バイアス劣化とも呼ぶ。サンプル1、2について、光負バイアス劣化を図19に示す。図19において、サンプル2は、サンプル1よりVthの変化量が小さい。次に、サンプル1のトランジスタL/W=3μm/50μmに600秒間の光波長400nm、照射強度3.5mW/cm2を照射した前後の光応答性を測定した。その結果から作成した光応答性のグラフ光電流時間依存性グラフを図20Aに示す。なお、Vdは0.1Vである。また、サンプル2のトランジスタL/W=3μm/50μmに600秒間の光波長400nm、照射強度3.5mW/cm2を照射した前後の光応答性を測定した。その結果から作成した光応答性のグラフ光電流時間依存性グラフを図20Bに示す。また、サンプル2と作製条件が同じトランジスタのW幅を大きくした条件L/W=30μm/10000μmや、サンプル2と作製条件が同じトランジスタのW幅を大きくした条件でさらにVdを大きくした条件Vd=15Vでも測定を行い、フィッティングを行って、それぞれの二種類の緩和時間τ1とτ2を算出した結果および最大電流値Imaxを表1に示す。なお、二種類の緩和時間τ1とτ2はトラップ密度に依存している値である。τ1とτ2を算出する方法を光応答欠陥評価法と呼ぶ。表1から、サンプル1に比べ、光負バイアス劣化が小さいサンプル2のいずれも光応答性が早いことがわかる。これらのことから、光負バイアス劣化が小さいほど光応答性も早いという関係を見いだすことができる。その理由の一つを説明する。もし深いドナー準位が存在し、ドナー準位に正孔がトラップされるならば、光負バイアス劣化においてはゲートに印加されたマイナスバイアスによって固定電荷となり、その結果、光応答においては電流値の緩和時間が大きくなる可能性がある。結晶性酸化物半導体膜を用いたトランジスタで、光負バイアス劣化が小さく、光応答性も早いのは、上記の正孔をトラップするドナー準位の密度が小さくなっていることに起因していると予想される。図21に予想されるドナー準位の模式図を示す。また、ドナー準位の深さや密度の変化を調査する為、低温PLによって測定を行った。酸化物半導体膜の成膜時の基板温度が400°Cにおける場合と酸化物半導体膜の、成膜時の基板温度が200°Cの場合を図22に示す。図22より、酸化物半導体膜の成膜時の基板温度が400°Cである場合では約1.8eV付近のピーク強度が基板温度200°Cのそれと比較して大幅に減少している。この測定結果は、ドナー準位の深さは変わらず、密度が大幅に減少していることを示唆している。また、酸化物半導体膜の成膜時の基板温度の条件を変えて、それぞれ比較し、単膜での評価を行った。サンプルAは、石英基板厚さ0.5mm上に50nmの膜厚の酸化物半導体膜を成膜したものである。なお、酸化物半導体膜の成膜条件は、酸化物半導体用ターゲットIn-Ga-Zn-O系酸化物半導体用ターゲットIn2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]を用いて、基板とターゲットの間との距離を60mm、基板温度200°C、圧力0.4Pa、直流DC電源0.5kW、アルゴン30sccm及び酸素15sccmの混合雰囲気下である。ESR電子スピン共鳴を室温300Kで測定し、マイクロ波周波数9.5GHzの吸収の起こる磁場の値H0から式g=hv/βH0を用いてg値というパラメータが得られる。なお、hはプランク定数であり、βはボーア磁子であり、どちらも定数である。サンプルAのg値を示すグラフを図23Aに示す。また、サンプルAと同じ条件で成膜を行った後、窒素雰囲気下、450°C、1時間加熱を行い、サンプルBとする。サンプルBのg値を示すグラフを図23Bに示す。また、サンプルAと同じ条件で成膜を行った後、窒素と酸素の混合雰囲気下、450°C、1時間加熱を行い、サンプルCとする。サンプルCのg値を示すグラフを図23Cに示す。サンプルBのg値のグラフにおいて、g=1.93のシグナルが確認でき、スピン密度は1.8×1018[spins/cm3]となっている。一方、サンプルCのESRの結果では、g=1.93のシグナルが確認できないことから、g=1.93のシグナルは、酸化物半導体膜中のメタルのダングリングボンドに起因する。また、サンプルD、E、F、Gは、石英基板厚さ0.5mm上に膜厚100nmの酸化物半導体膜を成膜したものである。なお、酸化物半導体膜の成膜条件は、酸化物半導体用ターゲットIn-Ga-Zn-O系酸化物半導体用ターゲットIn2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]を用いて、基板とターゲットの間との距離を60mm、圧力0.4Pa、直流DC電源0.5kW、アルゴン30sccm及び酸素15sccmの混合雰囲気下である。また、サンプルD、E、F、Gは、それぞれ成膜時の基板温度が異なっており、サンプルDは室温、サンプルEは200°C、サンプルFは300°C、サンプルGは400°Cである。サンプルD、E、F、GのESRスペクトルを図24に示した。成膜時の基板温度Tsubと示す。が400°CであるサンプルGでは、g=1.93のシグナルが確認でき、スピン密度は1.3×1018[spins/cm3]となっている。そのスピン密度は、サンプルBで得られたg=1.93のシグナルのスピン密度と同程度である。サンプルBのESR測定を行った結果である図25では、磁場を基板表面に対して垂直に印加した場合実線で示したスペクトルと基板表面に対して平行に印加した場合点線で示したスペクトルでのg値の違い異方性を表す。また、サンプルGと同じ条件で成膜を行った後、窒素雰囲気下、450°C、1時間の加熱を行ったサンプルHのESR測定を行った結果を図26に示す。図26では、磁場を基板表面に対して垂直に印加した場合実線で示したスペクトルと基板表面に対して平行に印加した場合点線で示したスペクトルでのg値の違い異方性を表す。図25と図26を比較した結果、基板温度200°Cでは異方性によるg値の変化Δgが0.001以下であったのに対し、基板温度400°CではΔg~0.003と大きくなることがわかる。一般に、結晶性が良い軌道の向きがそろっているほど、異方性が大きくなるということが知られており、基板温度400°Cの膜は基板温度200°Cの膜に比べて、窒素雰囲気下、450°C、1時間の加熱で生じるメタルのダングリングボンドの向きがそろっている、すなわち結晶性が良いということが結論される。また、酸化物半導体膜の膜厚を変えてESR測定を行った。得られたESRスペクトルにおいてg=1.93シグナルの強度変化を図27に、全スピン数を図28に示す。図27及び図28の結果から、g=1.93シグナルの強度は酸化物半導体膜の膜厚が増えるに従って増加することが確認された。このことはg=1.93シグナルの起因となるダングリングボンドは石英基板と酸化物半導体膜の界面や酸化物半導体膜表面ではなくバルクに存在していることを示唆している。これらの結果から、メタルのダングリングボンドは異方性を持ち、その異方性は成膜温度が高いほうが、結晶性が良いため大きくなることがわかる。また、メタルのダングリングボンドは界面や表面ではなくバルクに存在するということがわかる。これらの結果から、成膜時の基板温度が高くなると結晶性の向上が原因と考えられるg値の異方性の増大が確認された。また、g=1.93シグナルの起因となるダングリングボンドは膜厚依存性を持ち、IGZOのバルクに存在するダングリングボンドによるものであることが示唆される。なお、結晶性酸化物半導体膜に接する酸化物絶縁膜は、加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜を用いて形成することが好ましい。加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜としては、化学量論比を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。結晶性酸化物半導体膜を形成した後、第2の加熱処理することにより、酸化物絶縁膜に含まれる酸素が、結晶性酸化物半導体膜中、または酸化物絶縁膜と結晶性酸化物半導体膜との界面に拡散し、結晶性酸化物半導体膜の酸素欠損を低減することができる。第2の加熱処理は、150°C以上基板の歪み点未満、好ましくは250°C以上450°C以下とする。また、スパッタリング装置の処理室の圧力を0.4Pa以下とすることで、被成膜面及び被成膜物への、アルカリ金属、水素等の不純物の混入を低減することができる。なお、被成膜物に含まれる水素は、水素原子の他、水素分子、水、水酸基、または水素化物として含まれる場合もある。また、ターゲットの間の距離T-S間距離を40mm以上300mm以下好ましくは60mm以上とする。T-S間距離が大きければ大きいほど、酸化物半導体用のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素のうちもっとも原子量の小さい亜鉛が、他の原子量の大きい元素より優先的に基板側へ堆積して、六角形の格子を有する結合を形成する。従って、T-S間距離は大きい方が好ましい。また、スパッタリング法による成膜時において、被成膜面の温度は250°C以上好ましくは基板の熱処理上限温度以下とする。250°Cは、水、水素などの不純物の被成膜物中への混入を防ぎ、チャンバー内の気相へ不純物を放出する温度である。また、スパッタリング法による成膜時における被成膜面の温度の上限は、基板の熱処理上限温度、或いは成膜物の上限温度その温度を超えると大きく成膜中の成分が変化する温度とする。また、スパッタリング装置の処理室のリークレートを1×10-10Pam3/秒以下とすることで、スパッタリング法による成膜途中における結晶性酸化物半導体膜への、アルカリ金属、水素化物等の不純物の混入を低減することができる。また、排気系として吸着型の真空ポンプを用いることで、排気系からアルカリ金属、水素原子、水素分子、水、水酸基、または水素化物等の不純物の逆流を低減することができる。また、ターゲットの純度を、99.99以上とすることで、結晶性酸化物半導体膜に混入するアルカリ金属、水素原子、水素分子、水、水酸基、または水素化物等を低減することができる。また、当該ターゲットを用いることで、結晶性酸化物半導体膜において、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の濃度を低減することができる。以上の成膜条件により、結晶性酸化物半導体膜を形成することで、成膜中に材料の精製が行われ、アルカリ金属の濃度が5×1016atoms/cm3以下、水素の濃度が1×1019atoms/cm3以下である、不純物を極めて低減した結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。結晶性酸化物半導体膜の不純物を低減することで、種結晶及び結晶性酸化物半導体膜の結晶成長がより促進され、単結晶、または実質的に単結晶である結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。また、トランジスタの構造としては、トップゲート型のトランジスタ、ボトムゲート型のトランジスタを適宜適用することができる。トップゲート型のトランジスタを作製する場合、絶縁表面上に形成された酸化物絶縁膜上に、スパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、結晶性酸化物半導体膜を加熱処理した後、加熱処理した結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングし、選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜上に一対の電極を形成し、選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜及び一対の電極上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成することを特徴の一つとする。また、ボトムゲート型のトランジスタを作製する場合、絶縁表面上にゲート電極を形成し、ゲート電極上に酸化物絶縁膜を含むゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上にスパッタリング法により、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶を形成すると共に、種結晶を核として結晶成長させて、六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜を形成し、結晶性酸化物半導体膜を加熱処理した後、加熱処理した結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングし、選択的にエッチングされた結晶性酸化物半導体膜上に一対の電極を形成することを特徴の一つとする。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタを作製することで、トランジスタに光照射が行われ、またはバイアス-熱ストレス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、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。さらに、第1の加熱処理及び第2の加熱処理を450°C以下とすることで、マザーガラスのような大きな基板を用いて、信頼性の高い半導体装置の大量生産を行うことができる。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。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲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。従って、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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同一部分または同様な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。なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、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。また、本明細書にて用いる第1、第2、第3などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、第1のを第2のまたは第3のなどと適宜置き換えて説明することができる。実施の形態1本実施の形態では、結晶性酸化物半導体の作製方法、及び当該酸化物半導体を用いたトランジスタの作製方法について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、半導体装置の構成の一形態であるトランジスタの作製工程を示す断面図であり、図2の一点破線A-Bの断面図は図1Eに相当する。本実施の形態では、トップゲート構造のトランジスタを用いて説明する。図1Aに示すように、基板51上に酸化物絶縁膜53を形成する。基板51は、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。基板51としてガラス基板を用いる場合、歪み点が730°C以上のものを用いることが好ましい。ガラス基板には、例えば、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が用いられる。なお、B2O3よりBaOを多く含むガラス基板を用いることが好ましい。基板51がマザーガラスの場合、基板の大きさは、第1世代320mm×400mm、第2世代400mm×500mm、第3世代550mm×650mm、第4世代680mm×880mm、または730mm×920mm、第5世代1000mm×1200mmまたは1100mm×1250mm、第6世代1500mm×1800mm、第7世代1900mm×2200mm、第8世代2160mm×2460mm、第9世代2400mm×2800mm、または2450mm×3050mm、第10世代2950mm×3400mm等を用いることができる。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大量生産を行う場合、作製工程の加熱処理は、600°C以下、好ましくは450°C以下とすることが望ましい。なお、上記のガラス基板に代えて、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などの絶縁体でなる基板を用いることができる。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。さらには、シリコンウェハ等の半導体基板の表面や金属材料よりなる導電性の基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いることもできる。酸化物絶縁膜53は、加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜を用いて形成する。加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜としては、化学量論比を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜は、加熱により結晶性酸化物半導体膜に酸素を拡散させることができる。酸化物絶縁膜53は、代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ハフニウム、酸化イットリウム等で形成することができる。化学量論比を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁膜は、加熱により酸素の一部を放出する。このときの酸素の放出量は、TDSThermalDesorptionSpectrocopy:昇温脱離ガス分光法分析にて、酸素原子に換算しての酸素の放出量が1.0×1018atoms/cm3以上、好ましくは1.0×1020atoms/cm3以上、より好ましくは3.0×1020atoms/cm3以上である。ここで、TDS分析による、酸素原子に換算したときの酸素の放出量の測定方法について、以下に説明する。TDS分析したときの気体の放出量は、スペクトルの積分値に比例する。このため、酸化物絶縁膜のスペクトルの積分値と、標準試料の基準値に対する比とにより、気体の放出量を計算することができる。標準試料の基準値とは、所定の原子を含む試料の、スペクトルの積分値に対する原子の密度の割合である。例えば、標準試料である所定の密度の水素を含むシリコンウェハのTDS分析結果、および酸化物絶縁膜のTDS分析結果から、酸化物絶縁膜の酸素分子の放出量NO2は、数式1で求めることができる。ここで、TDS分析で得られる質量数32で検出されるスペクトルの全てが酸素分子由来と仮定する。質量数32のものとしてCH3OHがあるが、存在する可能性が低いものとしてここでは考慮しない。また、酸素原子の同位体である質量数17の酸素原子および質量数18の酸素原子を含む酸素分子についても、自然界における存在比率が極微量であるため考慮しない。NO2=NH2/SH2×SO2×α数1NH2は、標準試料から脱離した水素分子を密度で換算した値である。SH2は、標準試料をTDS分析したときのスペクトルの積分値である。ここで、標準試料の基準値を、NH2/SH2とする。SO2は、酸化物絶縁膜をTDS分析したときのスペクトルの積分値である。αは、TDS分析におけるスペクトル強度に影響する係数である。数式1の詳細に関しては、特許第3298974号公報を参照する。なお、上記酸化物絶縁膜の酸素の放出量は、電子科学株式会社製の昇温脱離分析装置EMD-WA1000S/Wを用い、標準試料として1×1016atoms/cm3の水素原子を含むシリコンウェハを用いて測定する。また、TDS分析において、酸素の一部は酸素原子として検出される。酸素分子と酸素原子の比率は、酸素分子のイオン化率から算出することができる。なお、上述のαは酸素分子のイオン化率を含むため、酸素分子の放出量を評価することで、酸素原子の放出量についても見積もることができる。なお、NO2は酸素分子の放出量である。酸化物絶縁膜においては、酸素原子に換算したときの酸素の放出量は、酸素分子の放出量の2倍となる。酸化物絶縁膜53は、50nm以上、好ましくは200nm以上500nm以下とする。酸化物絶縁膜53を厚くすることで、酸化物絶縁膜53からの酸素放出量を増加させることができると共に、その増加によって酸化物絶縁膜53及び後に形成される酸化物半導体膜との界面における欠陥を低減することが可能である。酸化物絶縁膜53は、スパッタリング法、CVD法等により形成する。なお、加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜は、スパッタリング法を用いることで形成しやすいため好ましい。加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜をスパッタリング法により形成する場合は、成膜ガス中の酸素量が高いことが好ましく、酸素、または酸素及び希ガスの混合ガス等を用いることができる。代表的には、成膜ガス中の酸素濃度を6以上100以下にすることが好ましい。加熱により酸素の一部が放出する酸化物絶縁膜の代表例として酸化シリコン膜を形成する場合、石英好ましくは合成石英をターゲットに用い、基板温度30°C以上450°C以下好ましくは70°C以上200°C以下、基板とターゲットの間の距離T-S間距離を20mm以上400mm以下好ましくは40mm以上200mm以下、圧力を0.1Pa以上4Pa以下好ましくは0.2Pa以上1.2Pa以下、高周波電源を0.5kW以上12kW以下好ましくは1kW以上5kW以下、成膜ガス中のO2/O2Ar割合を1以上100以下好ましくは6以上100以下として、RFスパッタリング法により酸化シリコン膜を形成することが好ましい。なお、石英好ましくは合成石英ターゲットに代えてシリコンターゲットを用いることもできる。なお、成膜ガスとしては、酸素のみを用いてもよい。なお、アルカリ金属などの不純物を含むガラス基板を用いる場合、アルカリ金属の侵入防止のため、基板51及び酸化物絶縁膜53の間に窒化物絶縁膜として窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜などを形成してもよい。窒化物絶縁膜は、CVD法、スパッタリング法等で形成することができる。リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属は、不純物であるため含有量を少なくすることが好ましい。次に、酸化物絶縁膜53上に、スパッタリング装置を用いたスパッタリング法により、厚さ30nm以上50μm以下の酸化物半導体膜を成膜する。ここで、スパッタリング装置の処理室について、図3Aを用いて説明する。処理室31には、排気手段33及びガス供給手段35が接続される。また、処理室31内には、基板支持体40及びターゲット41が設けられる。ターゲット41は、電源装置37に接続される。処理室31は、接地されている。また、処理室31のリークレートを1×10-10Pam3/秒以下とすることで、スパッタリング法により成膜する膜への不純物の混入を低減することができる。リークレートを低くするには、外部リークのみならず内部リークを低減する必要がある。外部リークとは、微小な穴やシール不良などによって真空系の外から気体が流入することである。内部リークとは、真空系内のバルブなどの仕切りからの漏れや内部の部材からの放出ガスに起因する。リークレートを1×10-10Pam3/秒以下とするためには、外部リーク及び内部リークの両面から対策をとる必要がある。外部リークを減らすには、処理室の開閉部分はメタルガスケットでシールするとよい。メタルガスケットは、フッ化鉄、酸化アルミニウム、または酸化クロムによって被覆された金属材料を用いると好ましい。メタルガスケットはOリングと比べ密着性が高く、外部リークを低減できる。また、フッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態によって被覆された金属材料を用いることで、メタルガスケットから生じる水素を含む放出ガスが抑制され、内部リークも低減することができる。処理室31の内壁を構成する部材として、水素を含む放出ガスの少ないアルミニウム、クロム、チタン、ジルコニウム、ニッケルまたはバナジウムを用いる。また、前述の材料を鉄、クロム及びニッケルなどを含む合金材料に被覆して用いてもよい。鉄、クロム及びニッケルなどを含む合金材料は、剛性があり、熱に強く、また加工に適している。ここで、表面積を小さくするために部材の表面凹凸を研磨などによって低減しておくと、放出ガスを低減できる。あるいは、前述の成膜装置の部材をフッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で被覆してもよい。処理室31の内部に設ける部材は、極力金属材料のみで構成することが好ましく、例えば石英などで構成される覗き窓などを設置する場合も、放出ガスを抑制するために表面をフッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で薄く被覆するとよい。さらに、スパッタガスを処理室31に導入する直前に、スパッタガスの精製機を設けることが好ましい。このとき、精製機から処理室までの配管の長さを5m以下、好ましくは1m以下とする。配管の長さを5m以下または1m以下とすることで、配管からの放出ガスの影響を長さに応じて低減できる。シリンダーから処理室31まで、スパッタガスを流すための配管にはフッ化鉄、酸化アルミニウム、酸化クロムなどの不動態で内部が被覆された金属配管を用いることが好ましい。前述の配管は、例えばSUS316L-EP配管と比べ、水素を含む放出量が少なく、成膜ガスへの不純物の混入を低減できる。また、配管の継手には、高性能超小型メタルガスケット継手UPG継手を用いるとよい。また、配管の材料を全て金属材料で構成することで、樹脂等を用いた場合と比べ、生じる放出ガス及び外部リークの影響を低減できるため好ましい。処理室31の内側に存在する吸着物は、内壁に吸着しているために処理室の圧力に影響しないが、処理室を排気した際のガス放出の原因となる。そのため、リークレートと排気速度に相関はないが、排気能力の高いポンプを用いて、処理室に存在する吸着物をできる限り脱離し、予め排気しておくことが重要である。なお、吸着物の脱離を促すために、処理室をベーキングしてもよい。ベーキングすることで吸着物の脱離速度を10倍程度大きくすることができる。ベーキングは100°C以上450°C以下で行えばよい。このとき、不活性ガスを導入しながら吸着物の除去を行うと、排気するだけでは脱離しにくい水などの脱離速度をさらに大きくすることができる。排気手段33は、処理室31内の不純物を排気すると共に、処理室31内の圧力を制御することができる。排気手段33は、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。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。上記吸着型の真空ポンプを用いることで、酸化物半導体膜に含まれる水素の量を低減することができる。処理室31の排気は、ドライポンプなどの粗引きポンプと、スパッタイオンポンプ、ターボ分子ポンプ及びクライオポンプなどの高真空ポンプとを適宜組み合わせて行うとよい。ターボ分子ポンプは大きいサイズの分子の排気が優れる一方、水素や水の排気能力が低い。そこで、水の排気能力の高いクライオポンプ及び水素の排気能力の高いスパッタイオンポンプを組み合わせることが有効となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる水素は、水素原子の他、水素分子、水、水酸基、または水素化物として含まれる場合もある。ガス供給手段35は、ターゲットをスパッタリングするためのガスを処理室31内に供給する手段である。ガス供給手段35は、ガスが充填されたシリンダー、圧力調整弁、ストップバルブ、マスフローコントローラ等で構成されている。なお、ガス供給手段35に精製機を設けることで、処理室31内に導入するガスに含まれる不純物を低下することができる。ターゲットをスパッタリングするガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガスを用いる。または、上記希ガスの一と、酸素との混合ガスを用いることができる。電源装置37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。なお、図示しないがターゲットを支持するターゲット支持体の内部または外側にマグネットを設けると、ターゲット周辺に高密度のプラズマを閉じこめることができ、成膜速度の向上及び基板へのプラズマダメージを低減できる。当該方法は、マグネトロンスパッタリング法とよばれる。更には、マグネトロンスパッタリング法において、マグネットを回転可能にすると、磁界の偏りを低減できるため、ターゲットの使用効率が高まり、かつ基板の面内における膜質のばらつきを低減できる。基板支持体40は、接地されている。基板支持体40にはヒータが設けられている。ヒータとしては、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があり、例えば、電気炉や、GRTAGasRapidThermalAnneal装置、LRTALampRapidThermalAnneal装置等のRTARapidThermalAnneal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加熱処理を行う装置である。ターゲット41としては、亜鉛を含む金属酸化物ターゲットを用いることができる。ターゲット41の代表例としては、四元系金属酸化物であるIn-Sn-Ga-Zn-O系金属酸化物や、三元系金属酸化物であるIn-Ga-Zn-O系金属酸化物、In-Sn-Zn-O系金属酸化物、In-Al-Zn-O系金属酸化物、Sn-Ga-Zn-O系金属酸化物、Al-Ga-Zn-O系金属酸化物、Sn-Al-Zn-O系金属酸化物や、二元系金属酸化物であるIn-Zn-O系金属酸化物、Sn-Zn-O系金属酸化物などのターゲットを用いることができる。ターゲット41の一例として、In、Ga、及びZnを含む金属酸化物ターゲットを、In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:1[mol数比]の組成比とする。また、In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]の組成比を有するターゲット、またはIn2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:4[mol数比]の組成比を有するターゲット、In2O3:Ga2O3:ZnO=2:1:8[mol数比]の組成比を有するターゲットを用いることもできる。なお、ターゲット41と基板51との間隔T-S間距離は、原子量の小さい元素が優先的に基板51上の酸化物絶縁膜53に到着することが可能な間隔とする。次に、酸化物絶縁膜上に結晶性酸化物半導体膜を成膜する方法について、説明する。図3Aに示すように、基板支持体40上に酸化物絶縁膜53が形成された基板51を、スパッタリング装置の処理室31内に設置する。次に、ガス供給手段35から処理室31にターゲット41をスパッタリングするガスを導入する。ターゲット41の純度は、99.9以上、好ましくは99.99以上のものを用いる。次に、ターゲット41に接続される電源装置37に電力を供給する。この結果、ガス供給手段35から処理室31に導入されたスパッタリングガスのイオン43及び電子が、ターゲット41をスパッタリングする。本実施の形態では、ターゲット41及び基板51の間隔が、原子量の小さい元素が優先的に基板51上の酸化物絶縁膜53に到着し堆積することが可能な間隔である。このため、図3Bに示すように、ターゲット41に含まれる元素において、原子量の少ない元素45が、原子量の大きい元素47より優先的に基板側へ移動する。本実施の形態で示すターゲット41においては、亜鉛は、スズ及びインジウムよりも原子量が小さい。このため、亜鉛が優先的に酸化物絶縁膜53上に堆積する。また、成膜時の雰囲気に酸素を含み、基板支持体40には、成膜時に基板及び堆積膜を加熱するヒータが設けられるため、酸化物絶縁膜53上に堆積した亜鉛が酸化され、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶55a、代表的には六方晶構造の酸化亜鉛を有する種結晶が形成される。なお、ターゲット41にアルミニウム等の亜鉛より原子量の小さい原子が含まれる場合、亜鉛と共に、アルミニウムも優先的に酸化物絶縁膜53上に堆積する。種結晶55aは、a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する。ここで、a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している亜鉛を含む六方晶構造の結晶について、図4を用いて説明する。ここでは、亜鉛を含む六方晶構造の結晶の代表例として、酸化亜鉛を用いて説明し、黒丸が亜鉛、白丸が酸素を示す。図4Aは、a-b面における、六方晶構造の酸化亜鉛の模式図であり、図4Bは、c軸方向を縦方向とした、六方晶構造の酸化亜鉛の模式図である。図4Aに示すように、a-b面における上平面において、亜鉛及び酸素が六角形をなす結合をしている。また、図4Bに示すように、亜鉛及び酸素がなす六角形の格子を有する結合を有する層が積層され、c軸方向はa-b面に垂直である。種結晶55aは、a-b面において六角形の格子を有する結合を有する層をc軸方向に1原子層以上有する。なお、スパッタリングガスは、希ガス代表的にはアルゴン、酸素ガス、希ガス及び酸素の混合ガスを適宜用いる。また、スパッタリングガスには、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。引き続き、ターゲット41をスパッタリングガスでスパッタリングすることで、種結晶55a上にターゲットに含まれる原子が堆積するが、このとき種結晶55aを核として結晶成長するため、種結晶55a上に六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜55bを形成することができる。なお、基板51は、基板支持体40に設けられるヒータによって加熱されるため、種結晶55aを核とし、被表面に堆積する原子が酸化されつつ結晶成長し、結晶性酸化物半導体膜を作製方法することができる。このときのヒータによる基板の加熱温度は200°C以上400°C以下、好ましくは250°C以上350°C以下である。200°C以上400°C以下、好ましくは250°C以上350°C以下に基板を加熱しながら成膜をすることによって第1の加熱処理がなされる。なお、スパッタリング時における被成膜面の温度は、250°C以上基板の熱処理上限温度以下とする。結晶性酸化物半導体膜55bは、種結晶55aを核とし、ターゲット41の表面における原子量の重い原子、及び種結晶55aの形成の後にスパッタリングされた原子量の軽い原子が酸化されつつ結晶成長するため、種結晶55aと同様に、a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する。即ち、種結晶55a及び結晶性酸化物半導体膜55bで構成される結晶性酸化物半導体膜55は、酸化物絶縁膜53表面に平行なa-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する。本実施の形態で示す結晶性酸化物半導体膜55は、非晶質構造ではなく、結晶性構造、理想的には単結晶構造であり、基板平面に概略垂直なc軸を有している結晶性酸化物半導体CAxisAlignedCrystal;CAACOSともよぶ。である。なお、基板支持体40及びターゲット41を有する処理室の圧力を0.4Pa以下とすることで、結晶性酸化物半導体膜の表面及び膜中への、アルカリ金属、水素等の不純物の混入を低減することができる。また、スパッタリング装置の処理室のリークレートを1×10-10Pam3/秒以下とすることで、スパッタリング法による成膜途中における結晶性酸化物半導体膜への、アルカリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等の不純物の混入を低減することができる。また、排気系として吸着型の真空ポンプを用いることで、排気系からアルカリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等の不純物の逆流を低減することができる。また、ターゲット41の純度を、99.99以上とすることで、結晶性酸化物半導体膜に混入するアルカリ金属、水素、水、水酸基または水素化物等を低減することができる。また、当該ターゲットを用いることで、結晶性酸化物半導体膜55において、リチウムの濃度を5×1015cm-3以下、好ましくは1×1015cm-3以下、ナトリウムの濃度を5×1016cm-3以下、好ましくは1×1016cm-3以下、さらに好ましくは1×1015cm-3以下、カリウムの濃度を5×1015cm-3以下、好ましくは1×1015cm-3以下とすることができる。アルカリ金属、及びアルカリ土類金属は結晶性酸化物半導体にとっては悪性の不純物であり、少ないほうがよい。特にアルカリ金属のうち、ナトリウムは結晶性酸化物半導体に接する酸化物絶縁膜に拡散し、ナトリウムイオンNaとなる。また、結晶性酸化物半導体内において、金属と酸素の結合を分断し、あるいは結合中に割り込む。その結果、トランジスタ特性の劣化例えば、ノーマリオン化しきい値の負へのシフト、移動度の低下等をもたらす。加えて、特性のばらつきの原因ともなる。このような問題は、特に結晶性酸化物半導体中の水素の濃度が十分に低い場合において顕著となる。したがって、結晶性酸化物半導体中の水素の濃度が5×1019cm-3以下、特に5×1018cm-3以下である場合には、アルカリ金属の濃度を上記の値にすることが強く求められる。以上の条件により、結晶性酸化物半導体膜を形成することで、アルカリ金属の濃度が5×1016atoms/cm3以下、水素の濃度が1×1019atoms/cm3以下とした、不純物を極めて低減した結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。結晶性酸化物半導体膜の不純物を低減することで、種結晶及び結晶性酸化物半導体膜の結晶成長が促進され、さらに単結晶、または実質的に単結晶である結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。結晶性酸化物半導体において金属元素と結合する酸素は、非晶質酸化物半導体と比較して水素と反応性が低いため、欠陥の生成が低減される。このため、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域とするトランジスタは、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少なく、安定した電気的特性を有する。さらに、結晶性酸化物半導体膜の成膜工程において、処理室の圧力、被成膜面の温度、処理室のリークレート、及びターゲットの純度のうち、一以上、好ましくは全てを上記条件とすることで、酸化物絶縁膜及び結晶性酸化物半導体膜に含まれる水素及びアルカリ金属の混入を低減することができる。また、酸化物絶縁膜から結晶性酸化物半導体膜への水素及びアルカリ金属の拡散を低減することができる。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あるいは酸素が脱理した部分には欠陥が形成されてしまう。このため、結晶性酸化物半導体膜の成膜工程において、不純物を極めて減らすことにより、結晶性酸化物半導体膜の欠陥を低減することが可能である。これらのことから、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域とするトランジスタは、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少なく、安定した電気的特性を有する。本実施の形態では、同一のスパッタリング工程において、ターゲットに含まれる原子量の違いを利用し、原子量の小さい亜鉛を優先的に酸化物絶縁膜に堆積させ、種結晶を形成すると共に、種結晶上に原子量の大きいスズ、インジウム等を結晶成長させつつ堆積させるため、複数の工程を経ずとも、結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。さらには、亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶とし、六方晶構造の酸化物半導体を堆積するため、単結晶、または実質的に単結晶である結晶性の酸化物半導体膜を形成することができる。なお、結晶性酸化物半導体膜55に用いることが可能な金属酸化物は、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、バンドギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。本実施の形態では、In-Ga-Zn-O系金属酸化物ターゲットを用い、スパッタリングガスとして、アルゴン及び酸素の混合ガスを用いたスパッタリング法により結晶性酸化物半導体膜55を形成する。次に、基板51に加熱処理を施して、結晶性酸化物半導体膜55から水素を放出させると共に、酸化物絶縁膜53に含まれる酸素の一部を、結晶性酸化物半導体膜55と、酸化物絶縁膜53における結晶性酸化物半導体膜55の界面近傍とに拡散させる。加熱処理温度は、結晶性酸化物半導体膜55から水素を放出させると共に、酸化物絶縁膜53に含まれる酸素の一部を放出させ、さらには結晶性酸化物半導体膜55に拡散させる温度が好ましく、代表的には、150°C以上基板51の歪み点未満、好ましくは250°C以上450°C以下とする。なお、加熱処理温度は、結晶性酸化物半導体膜の成膜温度より高くすることで、酸化物絶縁膜53に含まれる酸素の一部をより多く放出させることができる。加熱処理は、不活性ガス雰囲気で行うことが好ましく、代表的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン等の希ガス、または窒素雰囲気で行うことが好ましい。また、減圧雰囲気にて行っても良い。当該加熱処理により、結晶性酸化物半導体膜55から水素を放出させると共に、酸化物絶縁膜53に含まれる酸素の一部を、結晶性酸化物半導体膜55と、酸化物絶縁膜53における結晶性酸化物半導体膜55の界面近傍とに拡散させることができる。当該工程により、結晶性酸化物半導体膜55中に含まれる酸素欠損を低減することができると共に、酸化物絶縁膜における結晶性酸化物半導体膜55の近傍に拡散させることで、酸化物半導体膜及び酸化物絶縁膜の界面における欠陥を低減することができる。この結果、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を形成することができる。次に、加熱処理された結晶性酸化物半導体膜上にマスクを形成した後、当該マスクを用いて加熱処理された結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングして、結晶性酸化物半導体膜59を形成する。この後、マスクを除去する図1C参照。。結晶性酸化物半導体膜55をエッチングするためのマスクは、フォトリソグラフィ工程、インクジェット法、印刷法等を適宜用いることができる。また、結晶性酸化物半導体膜55のエッチングはウエットエッチングまたはドライエッチングを適宜用いることができる。次に、図1Dに示すように、結晶性酸化物半導体膜59に接する一対の電極61を形成する。一対の電極61は、ソース電極及びドレイン電極として機能する。一対の電極61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などを用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、一対の電極61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、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、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などがある。また、一対の電極61は、インジウム錫酸化物、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、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適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。一対の電極61は、印刷法またはインクジェット法により形成する。若しくは、スパッタリング法、CVD法、蒸着法等で導電膜を形成した後、該導電膜上にマスクを形成して導電膜をエッチングして形成する。導電膜上に形成するマスクは印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を適宜用いることができる。ここでは、結晶性酸化物半導体膜59及び酸化物絶縁膜53上に導電膜を形成した後、導電膜を所定の形状にエッチングして一対の電極61を形成する。なお、加熱処理された結晶性酸化物半導体膜上に導電膜を形成した後、多階調フォトマスクによって、凹凸状のマスクを形成し、当該マスクを用いて加熱処理された結晶性酸化物半導体膜及び導電膜をエッチングした後、アッシングにより凹凸状のマスクを分離し、当該分離されたマスクにより導電膜を選択的にエッチングすることで、結晶性酸化物半導体膜及び一対の電極を形成することができる。当該工程により、フォトマスク数及びフォトリソグラフィ工程数を削減することができる。次に、結晶性酸化物半導体膜59及び一対の電極61上にゲート絶縁膜63を形成する。次に、ゲート絶縁膜63上であって、結晶性酸化物半導体膜59と重畳してゲート電極65を形成する。この後、保護膜として絶縁膜69を形成してもよい図1E参照。。また、ゲート絶縁膜63及び絶縁膜69にコンタクトホールを形成した後、一対の電極61に接続する配線を形成してもよい。ゲート絶縁膜63は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または酸化ガリウムを単層でまたは積層して形成することができる。なお、ゲート絶縁膜63は、結晶性酸化物半導体膜59と接する部分が酸素を含むことが好ましく、特に好ましくは酸化物絶縁膜53と同様に加熱により酸素を放出する酸化物絶縁膜により形成する。酸化シリコン膜を用いることで、結晶性酸化物半導体膜59に酸素を拡散させることができ、特性を良好にすることができる。また、ゲート絶縁膜63として、ハフニウムシリケートHfSiOx、窒素が添加されたハフニウムシリケートHfSixOyNz、窒素が添加された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ゲートリークを低減できる。さらには、high-k材料と、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、及び酸化ガリウムのいずれか一以上との積層構造とすることができる。ゲート絶縁膜63の厚さは、1nm以上300nm以下、より好ましくは5nm以上50nm以下とするとよい。なお、ゲート絶縁膜63を形成する前に、結晶性酸化物半導体膜59の表面を、酸素、オゾン、一酸化二窒素等の酸化性ガスのプラズマに曝し、結晶性酸化物半導体膜59の表面を酸化し、酸素欠損を低減してもよい。ゲート電極65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などを用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属元素を用いてもよい。また、ゲート電極65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、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、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などがある。また、ゲート電極65は、インジウム錫酸化物、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、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適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属元素の積層構造とすることもできる。絶縁膜69は、ゲート絶縁膜63に列挙した絶縁膜を適宜用いて形成することができる。また、絶縁膜69としてスパッタリング法またはCVD法で成膜される窒化シリコン膜を形成すると、外部からの水分やアルカリ金属の侵入を防止することが可能であり、結晶性酸化物半導体膜の不純物の含有量を低減することができる。なお、ゲート絶縁膜63の形成の後、または絶縁膜69の形成の後、加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理によって、ゲート絶縁膜63から結晶性酸化物半導体積膜へ酸素が拡散する。この結果、加熱処理の温度が高いほど、光を照射しながら-BT試験によるしきい値の変化量は抑制される。以上の工程により、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタ120を作製することができる。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有する六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタ120は、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。実施の形態2本実施の形態では、実施の形態1と異なる構造のトランジスタの作製方法について、図5及び図6を用いて説明する。本実施の形態では、酸化物絶縁膜及び結晶性酸化物半導体膜の間に一対の電極が設けられる点が実施の形態1と異なる。なお、図6の一点破線C-Dの断面図は図5Dに相当する。図5Aに示すように、実施の形態1と同様に、基板51上に酸化物絶縁膜53を形成する。次に、酸化物絶縁膜53上に一対の電極71を形成する。次に、一対の電極71及び酸化物絶縁膜53上に、結晶性酸化物半導体膜73を形成する。一対の電極71は、実施の形態1に示す一対の電極61と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。結晶性酸化物半導体膜73は、実施の形態1に示す結晶性酸化物半導体膜55と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。次に、実施の形態1と同様に基板51を加熱して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を形成した後、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜上にマスクを形成し、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングして、結晶性酸化物半導体膜75を形成する。この後、マスクを除去する図5B参照。。次に、図5Cに示すように、一対の電極71及び結晶性酸化物半導体膜75上にゲート絶縁膜77を形成する。次に、ゲート絶縁膜77上であって、結晶性酸化物半導体膜75と重畳してゲート電極79を形成する。次に、ゲート絶縁膜77及びゲート電極79上に保護膜として絶縁膜81を形成してもよい。ゲート絶縁膜77は、実施の形態1に示すゲート絶縁膜63と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。ゲート電極79は、実施の形態1に示すゲート電極65と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。絶縁膜81は、実施の形態1に示す絶縁膜69と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。次に、絶縁膜81上にマスクを形成した後、ゲート絶縁膜77及び絶縁膜81の一部をエッチングしてコンタクトホールを形成する。次に、コンタクトホールを介して、一対の電極71に接続する配線83を形成する。配線83は、一対の電極71と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。以上の工程により、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタを作製することができる。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタは、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。実施の形態3本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2と異なるトランジスタについて、図7及び図8を用いて説明する。本実施の形態では、ゲート電極が基板側に設けられるボトムゲート構造のトランジスタである点が実施の形態1及び実施の形態2と異なる。なお、図8の一点破線E-Fの断面図は図7Cに相当する。図7Aに示すように、基板51上に酸化物絶縁膜53を形成する。次に、酸化物絶縁膜53上にゲート電極91を形成する。次に、酸化物絶縁膜53及びゲート電極91上にゲート絶縁膜93を形成する。次に、ゲート絶縁膜93上に、実施の形態1と同様に結晶性酸化物半導体膜95を形成する。ゲート電極91は、実施の形態1に示すゲート電極65と同様に形成することができる。ゲート絶縁膜93は、実施の形態1に示すゲート絶縁膜63と同様に形成することができる。結晶性酸化物半導体膜95は、実施の形態1に示す結晶性酸化物半導体膜55と同様に形成することができる。次に、実施の形態1と同様に、結晶性酸化物半導体膜95を加熱して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を形成する。次に、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜上にマスクを形成して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングして、結晶性酸化物半導体膜99を形成する。この後マスクを除去する図7B参照。。次に、図7Cに示すように、結晶性酸化物半導体膜99上に一対の電極101を形成する。次に、結晶性酸化物半導体膜99及び一対の電極101上に絶縁膜103を形成する。一対の電極101は、実施の形態1に示す一対の電極61と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。絶縁膜103は、実施の形態1に示すゲート絶縁膜63と同様に形成することができる。この後、加熱処理を行ってもよい。以上の工程により、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタを作製することができる。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタは、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。実施の形態4本実施の形態では、実施の形態3とは異なるボトムゲート型のトランジスタについて、図9及び図10を用いて説明する。本実施の形態では、ゲート絶縁膜及び酸化物半導体膜の間に一対の電極が設けられる点が実施の形態3と異なる。なお、図10の一点破線G-Hの断面図は図9Dに相当する。図9Aに示すように、基板51上に酸化物絶縁膜53を形成する。次に、酸化物絶縁膜53上にゲート電極91を形成する。次に、酸化物絶縁膜53及びゲート電極91上にゲート絶縁膜93を形成する。次に、ゲート絶縁膜93上に、一対の電極105を形成する。一対の電極105は、実施の形態1に示す一対の電極61と同様の材料及び作製方法を適宜用いて形成することができる。次に、図9Bに示すように、ゲート絶縁膜93上に、実施の形態1と同様に結晶性酸化物半導体膜107を形成する。結晶性酸化物半導体膜107は、実施の形態1に示す結晶性酸化物半導体膜55と同様に形成することができる。次に、実施の形態1と同様に、結晶性酸化物半導体膜107を加熱して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を形成する。次に、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜上にマスクを形成して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を選択的にエッチングして、結晶性酸化物半導体膜109を形成する。この後マスクを除去する図9C参照。。次に、図9Dに示すように、結晶性酸化物半導体膜109及び一対の電極105上に保護膜111を形成する。保護膜111は、実施の形態1に示すゲート絶縁膜63と同様に形成することができる。この後、加熱処理を行ってもよい。以上の工程により、結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタを作製することができる。a-b面において六角形の格子を有する結合を有し、a-b面に概略平行な基板平面に概略垂直なc軸を有している六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜をチャネル領域に有するトランジスタは、光照射やBT試験前後でのしきい値電圧の変化量が少ないため、安定した電気的特性を有するトランジスタを作製することができる。なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。実施の形態5本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態4において、複数のゲート電極を有するトランジスタについて説明する。ここでは、実施の形態3に示すトランジスタを用いて説明するが、実施の形態1、実施の形態2及び実施の形態4に適宜適用することができる。実施の形態3と同様に、図11に示すように、基板51上に酸化物絶縁膜53を形成し、酸化物絶縁膜53上に、ゲート電極91、ゲート絶縁膜93を形成し、ゲート絶縁膜93上に、結晶性酸化物半導体膜99、一対の電極101、及び絶縁膜103を形成する。次に、絶縁膜103上であって、結晶性酸化物半導体膜99と重畳してバックゲート電極113を形成する。次に、絶縁膜103及びバックゲート電極113上に保護膜として絶縁膜115を形成してもよい。バックゲート電極113は、実施の形態1に示すゲート電極65と同様に形成することができる。絶縁膜103は、バックゲート電極113側のゲート絶縁膜として機能する。絶縁膜115は、実施の形態1に示す絶縁膜69と同様に形成することができる。ゲート電極91及びバックゲート電極113は接続されていてもよい。この場合、ゲート電極91及びバックゲート電極113は同電位となるため、チャネル領域が結晶性酸化物半導体膜99のゲート絶縁膜93側、及び絶縁膜103側に形成されるため、トランジスタのオン電流及び電界効果移動度を高めることができる。または、ゲート電極91及びバックゲート電極113は接続されず、異なる電位が印加されてもよい。この場合、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。なお、本実施の形態では、一対の電極101を結晶性酸化物半導体膜99及び絶縁膜103の間に形成したが、ゲート絶縁膜93及び結晶性酸化物半導体膜99の間に形成してもよい。以上の工程により、ゲート電極を複数有するトランジスタを作製することができる。実施の形態6本実施の形態では、実施の形態1乃至実施の形態5と比較して、結晶性酸化物半導体膜及び一対の電極の接触抵抗を低減できるトランジスタの作製方法について、説明する。実施の形態1と同様に、図1A及び図1Bの工程により酸化物絶縁膜53上に結晶性酸化物半導体膜55を形成する。次に、結晶性酸化物半導体膜55を加熱して、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜を形成する。次に、図12Aに示すように、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜57上に、n型の導電型を有するバッファ84を形成する。n型の導電型を有するバッファ84としては、インジウム酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、錫酸化物、亜鉛酸化物、錫亜鉛酸化物から選ばれた一つの金属酸化物であるか、または該金属酸化物にアルミニウム、ガリウム、シリコンから選ばれた元素が一つ以上含まれている材料を用いることができる。この構成とすることで、後に形成されるソース電極及びドレイン電極として機能する一対の電極及び結晶性酸化物半導体膜の接触抵抗を低減することができる。ここでは、結晶性酸化物半導体膜を加熱して結晶性酸化物半導体膜から水素を放出させると共に、酸化物絶縁膜から結晶性酸化物半導体膜に酸素を拡散させた後、当該結晶性酸化物半導体膜上にn型の導電型を有するバッファ84を形成するため、結晶性酸化物半導体膜からの水素の放出を十分に行うことができる。この結果、結晶性酸化物半導体膜中の水素濃度及び酸素欠損を低減することが可能であり、トランジスタのしきい値電圧のマイナスシフトを低減することができる。次に、n型の導電型を有するバッファ84上にマスクを形成した後、水素濃度及び酸素欠損が低減された結晶性酸化物半導体膜及びn型の導電型を有するバッファ84をエッチングして、結晶性酸化物半導体膜59及びn型の導電型を有するバッファ85を形成する。この後、マスクを除去する図12B参照。。次に、図12Cに示すように、結晶性酸化物半導体膜59及びn型の導電型を有するバッファ85上に一対の電極61を形成する。ここでは、ゲート絶縁膜の膜質を保つため、一対の電極61として、ゲート絶縁膜から、酸素を引き抜かない材料を用いることが好ましい。このような一対の電極61の材料として、タングステン、モリブデン等がある。しかしながら、タングステン及びモリブデンは結晶性酸化物半導体膜及びゲート絶縁膜と接する領域において抵抗の高い金属酸化物が形成されてしまう。そこで、結晶性酸化物半導体膜59及び一対の電極61の間に、n型の導電型を有するバッファを設けることで、結晶性酸化物半導体膜59及び一対の電極61の接触抵抗を低減することができる。次に、一対の電極61上に形成されるマスク図示しないを用いて、n型の導電型を有するバッファ85の露出部をエッチングして、一対のn型の導電型を有するバッファ87を形成する図12D参照。なお、一対の電極61上に形成されるマスクを除去した後、一対の電極61をマスクとして、n型の導電型を有するバッファ85の露出部をエッチングして、一対のn型の導電型を有するバッファ87を形成してもよい。n型の導電型を有するバッファ85をエッチングする際には、結晶性酸化物半導体膜59がエッチングされず、選択的にn型の導電型を有するバッファ85をエッチングする条件エッチング選択比の高い条件を用いることが好ましい。なお、結晶性酸化物半導体膜59及びn型の導電型を有するバッファ85のエッチング選択比が低い場合は、n型の導電型を有するバッファ85のエッチングの際に結晶性酸化物半導体膜59の一部もエッチングされ、溝部凹部を有する形状となることもある。本実施の形態により、結晶性酸化物半導体膜59及び一対の電極61の間にn型の導電型を有するバッファ87を有するため、結晶性酸化物半導体膜59及び一対の電極61の接触抵抗を低減することができる。この結果、トランジスタのオン電流の低減を抑えることができる。また、BT試験においてマイナスゲートバイアスストレスを印加する前後のオン電流の変化量Ion劣化を抑えることができる。次に、実施の形態1と同様に、ゲート絶縁膜63、ゲート電極65、及び絶縁膜69を形成する図12E参照。また、ゲート絶縁膜63及び絶縁膜69にコンタクトホールを形成した後、一対の電極61に接続する配線を形成してもよい。以上の工程により、結晶性酸化物半導体膜をチャネル形成領域に有するトランジスタを作製することができる。本実施の形態により、酸化物半導体膜及び一対の配線の間に接触抵抗を低減するn型の導電型を有するバッファを形成するため、トランジスタのオン電流の低減を抑えると共に、BT試験においてマイナスゲートバイアスストレスを印加する前後のオン電流の変化量Ion劣化を抑えることができる。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。実施の形態7本実施の形態では、実施の形態1に示した酸化物絶縁膜53の形成から加熱処理を行い、ソース電極またはドレイン電極となる導電膜を形成するまでの工程を大気に触れることなく連続的に行う製造装置の一例を図13に示す。図13に示す製造装置は、枚葉式マルチチャンバー装置であり、3つのスパッタ装置10a、10b、10c、被処理基板を収容するカセットポート14を3つ有する基板供給室11、ロードロック室12a、12b、搬送室13、基板加熱室15などを有している。なお、基板供給室11及び搬送室13には、被処理基板を搬送するための搬送ロボットがそれぞれ配置されている。スパッタ装置10a、10b、10c、搬送室13、及び基板加熱室15は、水素及び水分をほとんど含まない雰囲気不活性雰囲気、減圧雰囲気、乾燥空気雰囲気など下に制御することが好ましく、例えば、水分については露点-40°C以下、好ましくは露点-50°C以下の乾燥窒素雰囲気とする。図13の製造装置を用いた作製工程の手順の一例は、まず、基板供給室11から被処理基板を搬送し、ロードロック室12aと搬送室13を経て基板加熱室15に移動させ、基板加熱室15で被処理基板に付着している水分を真空雰囲気での加熱処理などで除去し、その後、搬送室13を経てスパッタリング装置10cに被処理基板を移動させ、スパッタリング装置10c内で酸化物絶縁膜53を成膜する。そして、大気に触れることなく、搬送室13を経てスパッタリング装置10aに被処理基板を移動させ、スパッタリング装置10a内で酸化物絶縁膜53上に亜鉛を優先的に堆積させた後、酸化させて亜鉛を含む六方晶構造の結晶を有する種結晶55aを形成し、引き続き、同一スパッタリング装置内でスパッタリングすることで、種結晶55aを核として結晶成長した、種結晶55a上に六方晶構造の結晶を有する結晶性酸化物半導体膜55bを形成する。そして、大気に触れることなく、搬送室13を経て基板加熱室15に被処理基板を移動させ、加熱処理を行う。そして、大気に触れることなく、搬送室13を経てスパッタリング装置10bに被処理基板を移動させ、スパッタリング装置10b内で金属ターゲットを用いてソース電極およびドレイン電極を形成するための導電膜を結晶性酸化物半導体膜55b上に成膜する。このように、図13の製造装置を用いることによって大気に触れることなく、トランジスタの作製プロセスの一部を進めることができる。また、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。実施の形態8本実施の形態では、実施の形態1乃至7に示す酸化物半導体を用いたトランジスタを使用し、電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無い、新たな構造の半導体装置の一例を示す。実施の形態1乃至7に示す酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流が極めて小さいため、これを用いることにより極めて長期にわたり記憶内容を保持することが可能である。つまり、リフレッシュ動作が不要となるか、または、リフレッシュ動作の頻度を極めて低くすることが可能となるため、消費電力を十分に低減することができる。また、電力の供給がない場合であっても、長期にわたって記憶内容を保持することが可能である。図14は、半導体装置の構成の一例である。図14Aには、半導体装置の断面を、図14Bには、半導体装置の平面を、それぞれ示す。ここで、図14Aは、図14BのE1-E2およびF1-F2における断面に相当する。図14Aおよび図14Bに示す半導体装置は、下部に酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタ260を有し、上部に酸化物半導体を用いたトランジスタ120を有するものである。トランジスタ120は、実施の形態1と同一であるため、図14A、B、Cにおいて図1Eと同じ箇所は、同じ符号を用いて説明する。トランジスタ260は、半導体材料例えば、シリコンなどを含む基板200に設けられたチャネル形成領域216と、チャネル形成領域216を挟むように設けられた不純物領域214および高濃度不純物領域220これらをあわせて単に不純物領域とも呼ぶと、チャネル形成領域216上に設けられたゲート絶縁膜208と、ゲート絶縁膜208上に設けられたゲート電極210と、不純物領域と電気的に接続するソース電極またはドレイン電極230a、およびソース電極またはドレイン電極230bを有する。ここで、ゲート電極210の側面にはサイドウォール絶縁膜218が設けられている。また、基板200の、表面に垂直な方向から見てサイドウォール絶縁膜218と重ならない領域には、高濃度不純物領域220を有し、高濃度不純物領域220に接する金属化合物領域224が存在する。また、基板200上にはトランジスタ260を囲むように素子分離絶縁膜206が設けられており、トランジスタ260を覆うように、層間絶縁膜226および層間絶縁膜128が設けられている。ソース電極またはドレイン電極230a、およびソース電極またはドレイン電極230bは、層間絶縁膜226および層間絶縁膜128に形成された開口を通じて、金属化合物領域224と電気的に接続されている。つまり、ソース電極またはドレイン電極230a、およびソース電極またはドレイン電極230bは、金属化合物領域224を介して高濃度不純物領域220および不純物領域214と電気的に接続されている。なお、トランジスタ260の集積化などのため、サイドウォール絶縁膜218が形成されない場合もある。図14に示すトランジスタ120は、結晶性酸化物半導体膜59、ソース電極またはドレイン電極として機能する一対の電極61、ゲート絶縁膜63、ゲート電極65を含む。トランジスタ120は、実施の形態1に示す工程で得ることができる。図14において、結晶性酸化物半導体膜59の被形成面である層間絶縁膜128の平坦性を高めることで、結晶性酸化物半導体膜59の膜厚分布を均一にすることができるため、トランジスタ120の特性を向上させることができる。ただし、チャネル長は、短いものとし、例えば0.8μmや3μmとする。また、層間絶縁膜128は、酸化物絶縁膜53に相当し、同じ材料で形成する。また、図14に示す容量素子265は、一対の電極61の一方と、誘電体として機能するゲート絶縁膜63と、電極248とで容量を形成する。また、トランジスタ120および容量素子265の上には、絶縁膜69が設けられており、絶縁膜69上には保護絶縁膜110が設けられている。また、一対の電極61と同じ工程で形成される配線242a、242bが設けられている。配線242aは、ソース電極またはドレイン電極230aと電気的に接続し、配線242bは、ソース電極またはドレイン電極230bと電気的に接続する。また、図14Cに回路構成を示す。なお、回路図においては、酸化物半導体を用いたトランジスタであることを示すために、OSの符号を併せて付す場合がある。図14Cにおいて、第1の配線1stLineとトランジスタ260のソース電極とは、電気的に接続され、第2の配線2ndLineとトランジスタ260のドレイン電極とは、電気的に接続されている。また、第3の配線3rdLineとトランジスタ120のソース電極またはドレイン電極の一方とは、電気的に接続され、第4の配線4thLineと、トランジスタ120のゲート電極とは、電気的に接続されている。そして、トランジスタ260のゲート電極と、トランジスタ120のソース電極またはドレイン電極の他方は、容量素子265の電極の一方と電気的に接続され、第5の配線5thLineと、容量素子265の電極の他方は電気的に接続されている。図14Cに示す半導体装置では、トランジスタ260のゲート電極の電位が保持可能という特徴を生かすことで、次のように、情報の書き込み、保持、読み出しが可能である。はじめに、情報の書き込みおよび保持について説明する。まず、第4の配線の電位を、トランジスタ120がオン状態となる電位にして、トランジスタ120をオン状態とする。これにより、第3の配線の電位が、トランジスタ260のゲート電極、および容量素子265に与えられる。すなわち、トランジスタ260のゲート電極には、所定の電荷が与えられる書き込み。ここでは、異なる二つの電位レベルを与える電荷以下Lowレベル電荷、Highレベル電荷というのいずれかが与えられるものとする。その後、第4の配線の電位を、トランジスタ120がオフ状態となる電位にして、トランジスタ120をオフ状態とすることにより、トランジスタ260のゲート電極に与えられた電荷が保持される保持。トランジスタ120のオフ電流は極めて小さい、具体的には、室温でのオフ電流ここでは、単位チャネル幅1μmあたりの値は100zA/μm1zAゼプトアンペアは1×10-21A以下、望ましくは10zA/μm以下であるから、トランジスタ260のゲート電極の電荷は長時間にわたって保持される。また、実施の形態5に示したようにバックゲート電極を設けてもよく、バックゲート電極に電圧を印加することによってトランジスタ120のノーマリーオフ化を確実なものとすることが好ましい。また、基板200としてはシリコンオンインシュレータと呼ばれる半導体基板SOI基板を用いることもできる。また、基板200として、ガラスなどの絶縁基板にSOI層を形成した基板を用いてもよい。ガラス基板上にSOI層を形成したSOI基板の一例として、水素イオン注入剥離法を用いて、ガラス基板上に薄い単結晶シリコン層を形成する方法がある。具体的には、イオンドーピング装置を用いてH3を照射することで、シリコン基板の表面から所定の深さに分離層を形成し、表面に絶縁膜を有するガラス基板をシリコン基板の表面に押しつけて接着させ、分離層の層内または界面を境界として分離する温度未満であり、且つ分離層が脆弱となる温度で熱処理を行う。その結果、分離層の層内または界面を境界として半導体基板の一部をシリコン基板から分離させて、ガラス基板にSOI層を形成する。本実施の形態は、実施の形態1乃至7のいずれか一と組み合わせることができる。実施の形態9本実施の形態では、同一基板上に少なくとも駆動回路の一部と、画素部に配置するトランジスタを作製する例について以下に説明する。画素部に配置するトランジスタは、実施の形態1乃至7のいずれか一に従って形成する。また、実施の形態1乃至7に示すトランジスタはnチャネル型TFTであるため、駆動回路のうち、nチャネル型TFTで構成することができる駆動回路の一部を画素部のトランジスタと同一基板上に形成する。アクティブマトリクス型表示装置のブロック図の一例を図15Aに示す。表示装置の基板5300上には、画素部5301、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動回路5303、信号線駆動回路5304を有する。画素部5301には、複数の信号線が信号線駆動回路5304から延伸して配置され、複数の走査線が第1の走査線駆動回路5302、及び走査線駆動回路5303から延伸して配置されている。なお走査線と信号線との交差領域には、各々、表示素子を有する画素がマトリクス状に設けられている。また、表示装置の基板5300はFPCFlexiblePrintedCircuit等の接続部を介して、タイミング制御回路コントローラ、制御ICともいうに接続されている。図15Aでは、第1の走査線駆動回路5302、第2の走査線駆動回路5303、信号線駆動回路5304は、画素部5301と同じ基板5300上に形成される。そのため、外部に設ける駆動回路等の部品の数が減るので、コストの低減を図ることができる。また、基板5300外部に駆動回路を設けた場合、配線を延伸させる必要が生じ、配線間の接続数が増える。同じ基板5300上に駆動回路を設けた場合、その配線間の接続数を減らすことができ、信頼性の向上、又は歩留まりの向上を図ることができる。また、画素部の回路構成の一例を図15Bに示す。ここでは、VA型液晶表示パネルの画素構造を示す。この画素構造は、一つの画素に複数の画素電極が有り、それぞれの画素電極にトランジスタが接続されている。各トランジスタは、異なるゲート信号で駆動されるように構成されている。すなわち、マルチドメイン設計された画素において、個々の画素電極に印加する信号を、独立して制御する構成を有している。トランジスタ628のゲート配線602と、トランジスタ629のゲート配線603には、異なるゲート信号を与えることができるように分離されている。一方、データ線として機能するソース電極又はドレイン電極616は、トランジスタ628とトランジスタ629で共通に用いられている。トランジスタ628とトランジスタ629は実施の形態1乃至7のいずれか一のトランジスタを適宜用いることができる。トランジスタ628と電気的に接続する第1の画素電極と、トランジスタ629と電気的に接続する第2の画素電極の形状は異なっており、スリットによって分離されている。V字型に広がる第1の画素電極の外側を囲むように第2の画素電極が形成されている。第1の画素電極と第2の画素電極に印加する電圧のタイミングを、トランジスタ628及びトランジスタ629により異ならせることで、液晶の配向を制御している。トランジスタ628はゲート配線602と接続し、トランジスタ629はゲート配線603と接続している。ゲート配線602とゲート配線603は異なるゲート信号を与えることで、トランジスタ628とトランジスタ629の動作タイミングを異ならせることができる。また、容量配線690と、誘電体として機能するゲート絶縁膜と、第1の画素電極または第2の画素電極と電気的に接続する容量電極とで保持容量を形成する。第1の画素電極と液晶層と対向電極が重なり合うことで、第1の液晶素子651が形成されている。また、第2の画素電極と液晶層と対向電極が重なり合うことで、第2の液晶素子652が形成されている。また、一画素に第1の液晶素子651と第2の液晶素子652が設けられたマルチドメイン構造である。なお、図15Bに示す画素構成は、これに限定されない。例えば、図15Bに示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、トランジスタ、センサ、又は論理回路などを追加してもよい。また、画素部の回路構成の一例を図15Cに示す。ここでは、有機EL素子を用いた表示パネルの画素構造を示す。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およ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およ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。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。図15Cは、半導体装置の例としてデジタル時間階調駆動を適用可能な画素構成の一例を示す図である。デジタル時間階調駆動を適用可能な画素の構成及び画素の動作について説明する。ここでは酸化物半導体層をチャネル形成領域に用いるnチャネル型のトランジスタを1つの画素に2つ用いる例を示す。画素6400は、スイッチング用トランジスタ6401、駆動用トランジスタ6402、発光素子6404及び容量素子6403を有している。スイッチング用トランジスタ6401は、ゲート電極が走査線6406に接続され、第1電極ソース電極及びドレイン電極の一方が信号線6405に接続され、第2電極ソース電極及びドレイン電極の他方が駆動用トランジスタ6402のゲート電極に接続されている。駆動用トランジスタ6402は、ゲート電極が容量素子6403を介して電源線6407に接続され、第1電極が電源線6407に接続され、第2電極が発光素子6404の第1電極画素電極に接続されている。発光素子6404の第2電極は共通電極6408に相当する。共通電極6408は、同一基板上に形成される共通電位線と電気的に接続される。なお、発光素子6404の第2電極共通電極6408には低電源電位が設定されている。なお、低電源電位とは、電源線6407に設定される高電源電位を基準にして低電源電位<高電源電位を満たす電位であり、低電源電位としては例えばGND、0Vなどが設定されていても良い。この高電源電位と低電源電位との電位差を発光素子6404に印加して、発光素子6404に電流を流して発光素子6404を発光させるため、高電源電位と低電源電位との電位差が発光素子6404の順方向しきい値電圧以上となるようにそれぞれの電位を設定する。なお、容量素子6403は駆動用トランジスタ6402のゲート容量を代用して省略することも可能である。駆動用トランジスタ6402のゲート容量については、チャネル形成領域とゲート電極との間で容量が形成されていてもよい。ここで、電圧入力電圧駆動方式の場合には、駆動用トランジスタ6402のゲート電極には、駆動用トランジスタ6402が十分にオンするか、オフするかの二つの状態となるようなビデオ信号を入力する。つまり、駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させる。駆動用トランジスタ6402は線形領域で動作させるため、電源線6407の電圧よりも高い電圧を駆動用トランジスタ6402のゲート電極にかける。なお、信号線6405には、電源線電圧駆動用トランジスタ6402のVth以上の電圧をかける。また、デジタル時間階調駆動に代えて、アナログ階調駆動を行う場合、信号の入力を異ならせることで、図15Cと同じ画素構成を用いることができる。アナログ階調駆動を行う場合、駆動用トランジスタ6402のゲート電極に発光素子6404の順方向電圧駆動用トランジスタ6402のVth以上の電圧をかける。発光素子6404の順方向電圧とは、所望の輝度とする場合の電圧を指しており、少なくとも順方向しきい値電圧を含む。なお、駆動用トランジスタ6402が飽和領域で動作するようなビデオ信号を入力することで、発光素子6404に電流を流すことができる。駆動用トランジスタ6402を飽和領域で動作させるため、電源線6407の電位は、駆動用トランジスタ6402のゲート電位よりも高くする。ビデオ信号をアナログとすることで、発光素子6404にビデオ信号に応じた電流を流し、アナログ階調駆動を行うことができる。なお、図15Cに示す画素構成は、これに限定されない。例えば、図15Cに示す画素に新たにスイッチ、抵抗素子、容量素子、センサ、トランジスタ又は論理回路などを追加してもよい。実施の形態10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適用することができる。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半導体装置を具備する電子機器の例について説明する。図16Aは、携帯型の情報端末であり、本体3001、筐体3002、表示部3003a、3003bなどによって構成されている。表示部3003bはタッチパネルとなっており、表示部3003bに表示されるキーボードボタン3004を触れることで画面操作や、文字入力を行うことができる。勿論、表示部3003aをタッチパネルとして構成してもよい。実施の形態1で示したトランジスタをスイッチング素子として液晶パネルや有機発光パネルを作製して表示部3003a、3003bに適用することにより、信頼性の高い携帯型の情報端末とすることができる。図16A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、日付又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又は編集する機能、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。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。また、図16Aに示す携帯型の情報端末は、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。図16Bは、携帯音楽プレイヤーであり、本体3021には表示部3023と、耳に装着するための固定部3022と、スピーカ、操作ボタン3024、外部メモリスロット3025等が設けられている。実施の形態1で示したトランジスタをスイッチング素子として液晶パネルや有機発光パネルを作製して表示部3023に適用することにより、より信頼性の高い携帯音楽プレイヤーとすることができる。さらに、図16Bに示す携帯音楽プレイヤーにアンテナやマイク機能や無線機能を持たせ、携帯電話と連携させれば、乗用車などを運転しながらワイヤレスによるハンズフリーでの会話も可能である。図16C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、カメラ用レンズ2807、外部接続端子2808などを備えている。また、筐体2800には、携帯型情報端末の充電を行う太陽電池セル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。実施の形態1で示したトランジスタを表示パネル2802に適用することにより、信頼性の高い携帯電話とすることができる。また、表示パネル2802はタッチパネルを備えており、図16Cには映像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、太陽電池セル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。例えば、昇圧回路などの電源回路に用いられるパワートランジスタも実施の形態1に示したトランジスタ120の結晶性酸化物半導体膜59の膜厚を2μm以上50μm以下とすることで形成することができる。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用レンズ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、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体2800と筐体2801は、スライドし、図16Cのよう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が可能である。外部接続端子2808はACアダプタ及び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に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応できる。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。図16D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、CPUを内蔵したスタンド9605により筐体9601を支持した構成を示している。実施の形態1で示したトランジスタを表示部9603に適用することにより、信頼性の高いテレビジョン装置9600とすることができる。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。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。また、テレビジョン装置9600は、外部接続端子9604や、記憶媒体再生録画部9602、外部メモリスロットを備えている。外部接続端子9604は、USBケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、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。記憶媒体再生録画部9602では、ディスク状の記録媒体を挿入し、記録媒体に記憶されているデータの読み出し、記録媒体への書き込みが可能である。また、外部メモリスロットに差し込まれた外部メモリ9606にデータ保存されている画像や映像などを表示部9603に映し出すことも可能である。また、実施の形態8で示した半導体装置を外部メモリ9606やCPUに適用することにより、消費電力が十分に低減された信頼性の高いテレビジョン装置9600とすることができる。