JP7795899B2

JP7795899B2 - 表示装置の作製方法

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Publication number: JP7795899B2
Application number: JP2021196109A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 泰靖保坂; 光男増山; 健一岡崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2026-01-08
Anticipated expiration: 2041-12-02
Also published as: US12230718B2; US20220181492A1; JP2026040568A; CN114664864A; US20250151333A1; JP2022089787A; KR20220079442A

Description

本発明の一態様は、半導体装置に関する。本発明の一態様は、表示装置に関する。本発明の一態様は、表示装置の作製方法に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法、を一例として挙げることができる。半導体装置は、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。

表示装置の駆動回路は、表示部の高精細化及び多階調化に対応するため、高い性能が求められている。そのため、表示装置の駆動回路、特にソースドライバには、単結晶基板を用いて作製されたＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）（以下、ドライバＩＣともいう）が採用されている。

ドライバＩＣは、シフトレジスタ、ラッチ、レベルシフタ、デジタルアナログ変換回路（ＤＡＣともいう）、アナログバッファなどから構成される。シフトレジスタ、ラッチはデジタル信号を扱う回路であり、レベルシフタ、ＤＡＣはデジタル信号をアナログ信号に変換する回路であり、アナログバッファは階調電圧を生成、出力する回路である。特にデジタル信号を扱う回路では、高速での動作が求められる。

また、表示装置の表示部に設けられるトランジスタに適用可能な半導体材料として、金属酸化物を用いた酸化物半導体が注目されている。例えば、特許文献１では、複数の酸化物半導体層を積層し、当該複数の酸化物半導体層の中で、チャネルとなる酸化物半導体層がインジウム及びガリウムを含み、且つインジウムの割合をガリウムの割合よりも大きくすることで、電界効果移動度を高めた半導体装置が開示されている。

金属酸化物は、スパッタリング法などを用いて形成できるため、大型の表示装置を構成するトランジスタの半導体層に用いることができる。また、多結晶シリコン、非晶質シリコンを用いたトランジスタの生産設備の一部を改良して利用することが可能なため、設備投資を抑えられる。また、金属酸化物を用いたトランジスタは、非晶質シリコンを用いた場合に比べて高い電界効果移動度を有するため、ゲートドライバを設けた高性能の表示装置を実現できる。

特開２０１４－７３９９号公報

本発明の一態様は、高速動作が可能な回路を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、画素と、駆動回路とを同一基板上に作りこむことを課題の一とする。本発明の一態様は、画素と、ソースドライバの少なくとも一部とを同一基板上に作りこむことを課題の一とする。本発明の一態様は、同一基板上に、異なるトランジスタを作り分けることを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

本発明の一態様は、第１の酸化物半導体層を有する第１のトランジスタと、第２の酸化物半導体層を有する第２のトランジスタと、を有する、表示装置の作製方法であって、以下の工程を有する。すなわち、第１の基板上に、第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層上に、第１の金属酸化物膜を成膜し、第１の金属酸化物膜上に、第１の金属膜を成膜し、第１の金属膜上に、島状の第１のレジストマスクを形成する。続いて、第１の金属膜及び第１の金属酸化物膜の、第１のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第１の金属層と、島状の第１の酸化物半導体層を形成すると共に、第１の絶縁層の上面の一部を露出させる。続いて、第１のレジストマスクを除去し、第１の金属層、及び第１の絶縁層上に、第２の金属酸化物膜を成膜し、第２の金属酸化物膜上に、第２の金属膜を成膜し、第２の金属膜上であって、第１の金属膜と重ならない領域に、島状の第２のレジストマスクを形成する。続いて、第２の金属膜及び第２の金属酸化物膜の、第２のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第２の金属層と、島状の第２の酸化物半導体層を形成し、第２のレジストマスクを除去する。そして、第１の金属層、及び第２の金属層を除去する。

また、本発明の他の一態様は、第１の酸化物半導体層を有する第１のトランジスタと、第２の酸化物半導体層を有する第２のトランジスタと、を有する、表示装置の作製方法であって、以下の工程を有する。すなわち、第１の基板上に、第１の絶縁層を形成し、第１の絶縁層上に、第１の金属酸化物膜を成膜し、第１の金属酸化物膜上に、第１の金属膜を成膜し、第１の金属膜上に、島状の第１のレジストマスクを形成する。つづいて、第１の金属膜の、第１のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第１の金属層を形成し、第１のレジストマスクを除去する。続いて、第１の金属酸化物膜の、第１の金属膜に覆われていない部分を除去して、島状の第１の酸化物半導体層を形成すると共に、第１の絶縁層の上面の一部を露出させる。続いて、第１の金属層、及び第１の絶縁層上に、第２の金属酸化物膜を成膜し、第２の金属酸化物膜上に、第２の金属膜を成膜し、第２の金属膜上であって、第１の金属膜と重ならない領域に、島状の第２のレジストマスクを形成する。続いて、第２の金属膜の、第２のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第２の金属層を形成し、第２のレジストマスクを除去する。続いて、第２の金属酸化物膜の、第２の金属膜に覆われていない部分を除去して、島状の第２の酸化物半導体層を形成する。そして、第１の金属層、及び第２の金属層を除去する。

また、上記において、第１の金属酸化物膜は、インジウム、亜鉛、及びガリウムを含み、第２の金属酸化物膜は、インジウムを含み、第２の金属酸化物膜は、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、第１の金属酸化物膜よりも大きくなるように形成されることが好ましい。

または、上記において、第２の金属酸化物膜は、インジウム、亜鉛、及びガリウムを含み、第１の金属酸化物膜は、インジウムを含み、第１の金属酸化物膜は、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、第２の金属酸化物膜よりも大きくなるように形成されることが好ましい。

また、上記において、第１の金属膜は、ドライエッチング法によりエッチングされ、第１の金属酸化物膜はウェットエッチング法によりエッチングされることが好ましい。さらに、第２の金属膜は、ドライエッチング法によりエッチングされ、第２の金属酸化物膜はウェットエッチング法によりエッチングされることが好ましい。さらに、第１の金属層及び第２の金属層は、ウェットエッチング法によりエッチングされることが好ましい。

また、上記において、第１の金属膜、及び第２の金属膜に、タングステン、モリブデン、またはチタンを用いることが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、第１の基板上に、表示部と、表示部の外側に第１の回路と、を有する表示装置である。表示部は、表示素子と、第１のトランジスタと、を有する。第１の回路は、第２のトランジスタ、を有する。第１のトランジスタは、第１の半導体層と、第１のゲート絶縁層と、第１のゲート電極と、を有する。第２のトランジスタは、第２の半導体層と、第２のゲート絶縁層と、第２のゲート電極と、を有する。第１の基板上に、第１の絶縁層を有する。第１の半導体層と、第２の半導体層とは、第１の絶縁層の上面に接して設けられる。第１のゲート絶縁層と、第２のゲート絶縁層とは、同一の膜を加工して形成される、すなわち同一の組成を有する。第１のゲート電極と、第２のゲート電極とは、同一の膜を加工して形成される、すなわち同一の組成を有する。第１の半導体層と、第２の半導体層は、それぞれ異なる膜を加工して形成される。第１の半導体層は、インジウム、亜鉛、ガリウム、及び酸素を含み、第２の半導体層は、インジウム、及び酸素を含む。第２の半導体層は、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、第１の半導体層よりも大きい。

また、上記において、第２の半導体層は、亜鉛を含み、且つ、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、５０原子％以上であることが好ましい。

また、上記いずれかにおいて、第２の半導体層は、さらに錫を含むことが好ましい。また、第２の半導体層は、さらにガリウムを含むことが好ましい。

また、上記いずれかにおいて、ゲートドライバとして機能する第２の回路と、第１のトランジスタを複数有することが好ましい。このとき、第２の回路は、第１のトランジスタを有することが好ましい。

また、上記いずれかにおいて、第１の回路は、ソースドライバ、またはデマルチプレクサとしての機能を有することが好ましい。

また、上記いずれかにおいて、表示素子は、有機ＥＬ素子であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、高速動作が可能な回路を有する表示装置を提供できる。または、画素と、駆動回路とを同一基板上に作りこむことができる。または、画素と、ソースドライバの少なくとも一部とを同一基板上に作りこむことができる。または、同一基板上に、異なるトランジスタを作り分けることができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から抽出することが可能である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、半導体装置の構成例を示す図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、半導体装置の構成例を示す図である。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、半導体装置の構成例を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、半導体装置の構成例を示す図である。図５（Ａ）乃至図５（Ｆ）は、半導体装置の作製方法例を示す図である。図６（Ａ）乃至図６（Ｆ）は、半導体装置の作製方法例を示す図である。図７（Ａ）乃至図７（Ｅ）は、半導体装置の作製方法例を示す図である。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、半導体装置の構成例を示す図である。図９は、表示装置の構成例を示す図である。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、表示装置の構成例を示す図である。図１１は、表示装置の構成例を示す図である。図１２（Ａ）乃至図１２（Ｃ）は、表示装置の構成例を示す図である。図１３（Ａ）乃至図１３（Ｃ）は、表示装置の構成例を示す図である。図１４は、表示装置の断面構成例を示す図である。図１５（Ａ）乃至図１５（Ｆ）は、電子機器の構成例を示す図である。図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、表示モジュールの構成例を示す図である。図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、電子機器の構成例を示す図である。図１８（Ａ）乃至図１８（Ｅ）は、電子機器の構成例を示す図である。図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）は、電子機器の構成例を示す図である。図２０（Ａ）乃至図２０（Ｄ）は、電子機器の構成例を示す図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の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、以下に説明する発明の構成において、同一部分又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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成要素の大きさ、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。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。

トランジスタは半導体素子の一種であり、電流または電圧を増幅する機能、及び、導通または非導通を制御するスイッチング動作などを実現することができる。本明細書におけるトランジスタは、ＩＧＦＥＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を含む。

また、「ソース」と「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合、または回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」と「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。

また、本明細書等において、トランジスタのソース、又はドレインのどちらか一方のことを「第１電極」と呼び、ソース、又はドレインの他方を「第２電極」とも呼ぶことがある。なお、ゲートについては「ゲート」又は「ゲート電極」とも呼ぶ。

また、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極または配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、コイル、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。

また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」または「絶縁層」という用語は、「導電膜」または「絶縁膜」という用語に相互に交換することが可能な場合がある。

なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられ、少なくとも発光性の物質を含む層（発光層とも呼ぶ）、または発光層を含む積層体を示すものとする。

本明細書等において、表示装置の一態様である表示パネルは表示面に画像等を表示（出力）する機能を有するものである。したがって表示パネルは出力装置の一態様である。

また、本明細書等では、表示パネルの基板に、例えばＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）などのコネクターが取り付けられたもの、または基板にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式等によりＩＣが実装されたものを、表示パネルモジュール、表示モジュール、または単に表示パネルなどと呼ぶ場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に適用可能な半導体装置の構成例、及び当該半導体装置の作製方法の一例について説明する。

本発明の一態様の表示装置は、表示部と、第１の回路部と、第２の回路部と、を有する。表示部は、表示素子と、当該表示素子を駆動するための画素回路とを有する。第１の回路部は、ゲートドライバ（ゲート線駆動回路、または走査線駆動回路ともいう）として機能する回路を有する。また、第２の回路部は、ソースドライバ（ソース線駆動回路、または信号線駆動回路ともいう）として機能する回路、または、ソースドライバと表示部との間に設けられるデマルチプレクサ回路を有する。

また、表示装置は、基板上に少なくとも２種類のトランジスタ（第１のトランジスタ、第２のトランジスタ）を有する。第１のトランジスタは、表示部が有する画素回路と、第１の回路部と、を構成するトランジスタに適用される。また、第２のトランジスタは、第２の回路部を構成するトランジスタに適用される。

第１のトランジスタは、第１の酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタである。また第２のトランジスタは、第２の酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタである。第１の酸化物半導体層と、第２の酸化物半導体層とは、組成、厚さ、結晶性、または膜質のうち一以上が異なる金属酸化物膜を含む。特に、第１の酸化物半導体層と、第２の酸化物半導体層とは、組成の異なる金属酸化物膜を含むことが好ましい。

第２のトランジスタは、第１のトランジスタと比較して、電界効果移動度の高いトランジスタとすることが好ましい。これにより、高速なスイッチング動作が要求されるソースドライバまたはデマルチプレクサ回路を実現することができる。さらには、画素回路、第１の回路、及び第２の回路を、同一基板上に作りこむこと、すなわちオンパネル化を実現することができる。

一方、画素回路及びゲートドライバは、ソースドライバまたはデマルチプレクサ回路と比較して、高速なスイッチング動作は求められないため、第２のトランジスタでこれらを構成する場合には、適切な電気特性を得るために、トランジスタのサイズを大きく（例えばチャネル長を長く）する必要があり、回路の占有面積が大きくなってしまう。そこで、第２のトランジスタよりも電界効果移動度の低い第１のトランジスタで画素回路及びゲートドライバを構成することで、画素回路及びゲートドライバの占有面積を縮小することが可能となる。画素回路の占有面積を縮小できるため、高精細な表示装置を実現できる。またゲートドライバの占有面積を縮小できるため、狭額縁な表示装置を実現できる。

第１の酸化物半導体層と、第２の酸化物半導体層とは、以下のように形成することができる。まず、第１の絶縁層上に、第１の酸化物半導体層となる第１の金属酸化物膜を成膜し、その上に第１の金属膜を成膜する。続いて、第１の金属膜上に第１のレジストマスクをフォトリソグラフィ法などにより形成し、第１のレジストマスクに覆われていない部分の第１の金属膜と、金属酸化物膜をエッチングして、島状の第１の金属層と、島状の第１の酸化物半導体層の積層体を形成するとともに、第１の絶縁層の上面の一部を露出させる。このとき、第１の金属膜はドライエッチング法により加工することで、エッチングによるパターンの縮小を抑制できるため好ましい。また、第１の金属酸化物膜は、ウェットエッチング法により加工することで、エッチングによるダメージを緩和できるため好ましい。第１のレジストマスクは、島状の第１の酸化物半導体層の形成後に除去してもよいし、島状の第１の金属層を形成した後であって、第１の金属酸化物膜の加工前に除去してもよい。

続いて、第１の絶縁層の上面、第１の金属層、及び第１の酸化物半導体層上に第２の金属酸化物膜と、第２の金属膜を積層する。続いて、第２の金属膜上であって、第１の金属層と重ならない領域に、第２のレジストマスク形成した後、上記と同様に第２の金属膜と第２の金属酸化物膜をエッチングして、島状の第２の金属層と、島状の第２の金属酸化物層とを形成する。このとき、第１の金属酸化物層上に第１の金属層が設けられた状態で、第２の金属酸化物層のエッチングを行うことで、第１の金属層により第１の金属酸化物層がエッチングされることを防ぐことができる。第２のレジストマスクも上記と同様に、島状の第２の酸化物半導体層の形成後に除去してもよいし、島状の第２の金属層を形成した後であって、第２の金属酸化物膜の加工前に除去してもよい。

最後に、第１の金属層と第２の金属層とを除去する。このとき、ウェットエッチング法によりこれらをエッチングすることで、第１の酸化物半導体層及び第２の酸化物半導体層へのエッチングによるダメージを低減することができる。特に、これらはトランジスタのチャネル形成領域として用いる層であるため、極力ダメージの少ない条件で除去することが好ましい。

なお、第２の金属膜を形成することなく、第２の金属酸化物膜上に直接、第２のレジストマスクを形成することもできる。このとき、第２のレジストマスクに覆われない第２の金属酸化物膜をエッチングして島状の第２の酸化物半導体層を形成する。この時、第１の酸化物半導体層は、第１の金属膜に覆われるため、エッチングされることを防ぐことができる。その後、第１の金属層を除去した後に、第２のレジストマスクを除去する。または、第２のレジストマスクを除去した後に、第１の金属層を除去する。

以上により、第１の絶縁層の上面に接する第１の酸化物半導体層と、第２の酸化物半導体層とを、並べて形成することができる。なお、上記工程を繰り返すことにより、３種類以上の酸化物半導体層を、同一表面上に接して作り分けることが可能となる。したがって、本発明の一態様は、異なる酸化物半導体が適用された３種類以上のトランジスタを同一面上に形成された半導体装置、表示装置、または電子機器と、これらの作製方法を含むものである。

なお、３種類以上の酸化物半導体層を、同一表面上に接して形成する場合、最後に形成する酸化物半導体層の金属酸化物膜は、上述のように金属膜を形成することなく加工してもよい。

以下では、より具体的な例について図面を参照して説明する。

［構成例１］
図１（Ａ）に、基板１０２上に設けられたトランジスタ１００及びトランジスタ２００のチャネル長方向の断面概略図を示している。また、図１（Ｂ）には、トランジスタ１００及びトランジスタ２００のチャネル幅方向の断面概略図を示している。

トランジスタ１００は、基板１０２上に設けられ、絶縁層１０３、半導体層１０８、絶縁層１１０、金属酸化物層１１４、導電層１１２、絶縁層１１８等を有する。島状の半導体層１０８は、絶縁層１０３上に接して設けられる。絶縁層１１０は、絶縁層１０３の上面、ならびに半導体層１０８の上面及び側面に接して設けられる。金属酸化物層１１４及び導電層１１２は、絶縁層１１０上にこの順に積層して設けられ、半導体層１０８と重畳する部分を有する。絶縁層１１８は、絶縁層１１０の上面、金属酸化物層１１４の側面、及び導電層１１２の上面を覆って設けられている。

トランジスタ２００は、基板１０２上に設けられ、絶縁層１０３、半導体層２０８、絶縁層１１０、金属酸化物層２１４、導電層２１２、絶縁層１１８等を有する。島状の半導体層２０８は、絶縁層１０３上に接して設けられる。絶縁層１１０は、絶縁層１０３の上面、ならびに半導体層２０８の上面及び側面に接して設けられる。金属酸化物層２１４及び導電層２１２は、絶縁層１１０上にこの順に積層して設けられ、半導体層２０８と重畳する部分を有する。絶縁層１１８は、絶縁層１１０の上面、金属酸化物層２１４の側面、及び導電層２１２の上面を覆って設けられている。

また、図１（Ａ）に示すように、トランジスタ１００は、絶縁層１１８上に導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂを有していてもよい。導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂは、ソース電極またはドレイン電極として機能する。導電層１２０ａ及び導電層１２０ｂは、それぞれ絶縁層１１８、及び絶縁層１１０に設けられた開口部１４１ａまたは開口部１４１ｂを介して、半導体層１０８が有する低抵抗領域１０８ｎに電気的に接続される。

また、トランジスタ２００は、絶縁層１１８上に導電層２２０ａ及び導電層２２０ｂを有していてもよい。導電層２２０ａ及び導電層２２０ｂは、ソース電極またはドレイン電極として機能する。導電層２２０ａ及び導電層２２０ｂは、それぞれ絶縁層１１８、及び絶縁層１１０に設けられた開口部１４１ｃまたは開口部１４１ｄを介して、半導体層２０８が有する低抵抗領域２０８ｎに電気的に接続される。

トランジスタ１００が有する半導体層１０８と、トランジスタ２００が有する半導体層２０８は、互いに異なる組成の金属酸化物膜を含む。また半導体層１０８と半導体層２０８とは、互いに異なる金属酸化物膜を加工して形成された膜により構成されている。

なお、半導体層１０８と半導体層２０８とは、組成に限られず、厚さ、結晶性、キャリア濃度、または膜質のうち、一以上が異なる金属酸化物膜を用いることもできる。このとき、トランジスタ２００の電界効果移動度が、トランジスタ１００の電界効果移動度よりも高くなるように、組成、厚さ、または成膜条件などを異ならせることが好ましい。

ここで、半導体層１０８及び半導体層２０８の組成について説明する。半導体層１０８と半導体層２０８とに、異なる組成の金属酸化物膜を用いる場合には、半導体層１０８は、少なくともインジウム、ガリウム、亜鉛、及び酸素を含む金属酸化物を含むことが好ましい。一方、半導体層２０８は、少なくともインジウムと酸素を含む金属酸化物を含むことが好ましい。また、半導体層２０８は、これらに加えて亜鉛を含んでいてもよい。また、半導体層２０８は、錫を含んでいてもよい。また、半導体層２０８は、ガリウムを含んでいてもよい。また、半導体層１０８は、チタンを含んでいてもよい。

半導体層１０８としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）などを用いることができる。また、半導体層２０８としては、代表的には、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。

なお、上記ガリウムに代えて元素Ｍ（Ｍは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）を用いた場合にも適用できる。特に、Ｍは、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。

ここで、半導体層１０８及び半導体層２０８の組成は、トランジスタ１００またはトランジスタ２００の電気的特性、及び信頼性に大きく影響する。例えば、半導体層２０８中のインジウムの含有量を多くすることで、キャリア移動度が向上し、電界効果移動度の高いトランジスタを実現することができる。

半導体層２０８に、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物を用いた場合、Ｉｎの原子数比がＺｎの原子数比以上である金属酸化物膜を適用することが好ましい。例えば、金属元素の原子数比が、Ｉｎ：Ｚｎ＝１：１、Ｉｎ：Ｚｎ＝２：１、Ｉｎ：Ｚｎ＝３：１、Ｉｎ：Ｚｎ＝４：１、Ｉｎ：Ｚｎ＝５：１、Ｉｎ：Ｚｎ＝７：１、またはＩｎ：Ｚｎ＝１０：１及びその近傍の金属酸化物膜を用いることができる。

また、半導体層２０８に、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物を用いた場合、Ｉｎの原子数比がＳｎの原子数比以上である金属酸化物膜を適用することが好ましい。例えば、金属元素の原子数比が、Ｉｎ：Ｓｎ＝１：１、Ｉｎ：Ｓｎ＝２：１、Ｉｎ：Ｓｎ＝３：１、Ｉｎ：Ｓｎ＝４：１、Ｉｎ：Ｓｎ＝５：１、Ｉｎ：Ｓｎ＝７：１、またはＩｎ：Ｓｎ＝１０：１及びその近傍の金属酸化物膜を用いることができる。

また、半導体層２０８に、Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物を用いた場合、金属元素の原子数に対するＩｎの原子数比が、Ｓｎ及びＺｎの原子数比よりも高い金属酸化物膜を適用することができる。また、Ｚｎの原子数比が、Ｓｎの原子数比よりも高い金属酸化物膜を用いることが、より好ましい。言い換えると、金属元素の原子数比が、Ｉｎ＞Ｓｎ、Ｉｎ＞Ｚｎ、且つＺｎ＞Ｓｎを満たす金属酸化物膜を、半導体層２０８に適用することが好ましい。

また、半導体層２０８に、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物を用いた場合、金属元素の原子数に対するＩｎの原子数比が、Ｇａの原子数比よりも高い金属酸化物膜を適用することができる。また、Ｚｎの原子数比が、Ｇａの原子数比よりも高い金属酸化物膜を用いることが、より好ましい。言い換えると、金属元素の原子数比が、Ｉｎ＞Ｇａ、且つＺｎ＞Ｇａを満たす金属酸化物膜を、半導体層２０８に適用することが好ましい。

例えば、半導体層２０８として、金属元素の原子数比が、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１０：１：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：２：５、またはこれらの近傍である、金属酸化物膜を用いることができる。

特に、インジウムと亜鉛とを含む金属酸化物のうち、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、５０原子％以上、好ましくは６０原子％以上、より好ましくは７０原子％以上である、金属酸化物膜を、半導体層２０８に適用することが好ましい。

半導体層１０８と半導体層２０８の両方にＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物を用いる場合、半導体層２０８には、半導体層１０８と比較して、金属元素の原子数に対するＩｎの原子数比が大きい金属酸化物膜を用いることができる。

また、半導体層１０８にＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物を用い、半導体層２０８にＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物以外の、インジウムを含む金属酸化物を用いた場合も同様に、半導体層２０８には、半導体層１０８と比較して、金属元素の原子数に対するＩｎの原子数比が大きい金属酸化物膜を用いることができる。

また、半導体層１０８に、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物以外の、インジウムを含む金属酸化物を用いることもできる。このときも同様に、半導体層２０８には、半導体層１０８と比較して、金属元素の原子数に対するＩｎの原子数比が大きい金属酸化物膜を用いることができる。

トランジスタ１００と、トランジスタ２００とは、半導体層以外の構成要素を、同一の工程により同時に形成することができる。これにより、２種類のトランジスタを混載したとしても、工程数の増加を抑えることができる。

すなわち、金属酸化物層１１４と、金属酸化物層２１４は、同一の金属酸化物膜を加工して形成されている。また導電層１１２と導電層２１２は、同一の導電膜を加工して形成されている。また、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂ、導電層２２０ａ、及び導電層２２０ｂは、同一の導電膜を加工して形成されている。

導電層１１２及び導電層２１２の一部は、それぞれゲート電極として機能する。絶縁層１１０の一部は、ゲート絶縁層として機能する。トランジスタ１００及びトランジスタ２００は、半導体層上にゲート電極が設けられた、いわゆるトップゲート型のトランジスタである。

導電層１１２と金属酸化物層１１４は、上面形状が互いに概略一致するように加工されている。また導電層２１２と金属酸化物層２１４は、上面形状が互いに概略一致するように加工されている。

なお、本明細書等において「上面形状が概略一致」とは、積層した層と層との間で少なくとも輪郭の一部が重なることをいう。例えば、上層と下層とが、同一のマスクパターン、または一部が同一のマスクパターンにより加工された場合を含む。ただし、厳密には輪郭が重なり合わず、上層が下層の内側に位置すること、または上層が下層の外側に位置することもあり、この場合も「上面形状が概略一致」という。

以下、金属酸化物層１１４について説明する。なお、金属酸化物層２１４についても金属酸化物層１１４と同様の機能、及び作用効果を奏するため、下記記載を参酌できる。

絶縁層１１０と導電層１１２との間に位置する金属酸化物層１１４は、絶縁層１１０に含まれる酸素が導電層１１２側に拡散することを防ぐバリア膜として機能する。さらに金属酸化物層１１４は、導電層１１２に含まれる水素、水が絶縁層１１０側に拡散することを防ぐバリア膜としても機能する。金属酸化物層１１４は、例えば少なくとも絶縁層１１０よりも酸素及び水素を透過しにくい材料を用いることが好ましい。

金属酸化物層１１４により、導電層１１２にアルミニウム、銅などの酸素を吸引しやすい金属材料を用いた場合であっても、絶縁層１１０から導電層１１２へ酸素が拡散することを防ぐことができる。また、導電層１１２が水素を含む場合であっても、導電層１１２から絶縁層１１０を介して半導体層１０８へ水素が拡散することを防ぐことができる。その結果、半導体層１０８のチャネル形成領域におけるキャリア密度を極めて低いものとすることができる。

金属酸化物層１１４としては、絶縁性材料または導電性材料を用いることができる。金属酸化物層１１４が絶縁性を有する場合には、金属酸化物層１１４はゲート絶縁層の一部として機能する。一方、金属酸化物層１１４が導電性を有する場合には、金属酸化物層１１４はゲート電極の一部として機能する。

金属酸化物層１１４として、酸化シリコンよりも誘電率の高い絶縁性材料を用いることが好ましい。特に、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、またはハフニウムアルミネート膜等を用いると、駆動電圧を低減できるため好ましい。

金属酸化物層１１４として、例えば酸化インジウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、またはシリコンを含有したインジウムスズ酸化物などの、導電性酸化物を用いることもできる。特にインジウムを含む導電性酸化物は、導電性が高いため好ましい。

また、金属酸化物層１１４として、半導体層１０８または半導体層２０８と同一の元素を一以上含む酸化物材料を用いることが好ましい。特に、上記半導体層１０８または半導体層２０８に適用可能な酸化物半導体材料を用いることが好ましい。このとき、金属酸化物層１１４として、半導体層１０８または半導体層２０８と同じスパッタリングターゲットを用いて形成した金属酸化物膜を適用することで、装置を共通化できるため好ましい。

また、金属酸化物層１１４は、スパッタリング装置を用いて形成すると好ましい。例えば、スパッタリング装置を用いて酸化物膜を形成する場合、酸素ガスを含む雰囲気で形成することで、絶縁層１１０及び半導体層１０８に好適に酸素を添加することができる。

半導体層１０８は、導電層１１２と重畳する領域と、当該領域を挟む一対の低抵抗領域１０８ｎを有する。半導体層１０８の、導電層１１２と重畳する領域は、トランジスタ１００のチャネル形成領域として機能する。一方、一対の低抵抗領域１０８ｎは、トランジスタ１００のソース領域及びドレイン領域として機能する。同様に、半導体層２０８は、導電層２１２と重畳するチャネル形成領域と、当該領域を挟む一対の低抵抗領域２０８ｎを有する。

また低抵抗領域１０８ｎ及び低抵抗領域２０８ｎは、チャネル形成領域よりも、低抵抗な領域、キャリア濃度が高い領域、酸素欠陥密度の高い領域、不純物濃度の高い領域、またはｎ型である領域ともいうことができる。

低抵抗領域１０８ｎ及び低抵抗領域２０８ｎは、不純物元素を含む領域である。当該不純物元素としては、例えば水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、ヒ素、アルミニウム、または希ガスなどが挙げられる。なお、希ガスの代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノン等がある。特に、ホウ素またはリンを含むことが好ましい。またこれら元素を２以上含んでいてもよい。

後述するように、低抵抗領域１０８ｎ及び低抵抗領域２０８ｎに不純物を添加する処理は、導電層１１２または導電層２１２をマスクとして、絶縁層１１０を介して行うことができる。

低抵抗領域１０８ｎ及び低抵抗領域２０８ｎは、不純物濃度が、１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、１×１０^２３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下である領域を含むことが好ましい。

低抵抗領域１０８ｎ及び低抵抗領域２０８ｎに含まれる不純物の濃度は、例えば二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ－ｒａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等の分析法により分析することができる。ＸＰＳ分析を用いる場合には、表面側または裏面側からのイオンスパッタリングとＸＰＳ分析を組み合わせることで、深さ方向の濃度分布を知ることができる。

絶縁層１１８は、トランジスタ１００を保護する保護層として機能する。絶縁層１１０としては、例えば酸化物または窒化物などの無機絶縁材料を用いることができる。より具体的な例としては、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、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネートなどの無機絶縁材料を用いることができる。

［構成例２］
図２（Ａ）は、トランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａのチャネル長方向の断面図であり、図２（Ｂ）は、チャネル幅方向の断面図である。

トランジスタ１００Ａは、基板１０２と絶縁層１０３との間に導電層１０６を有する点で、トランジスタ１００と主に相違している。同様に、トランジスタ２００Ａは、導電層２０６を有する点でトランジスタ２００と主に相違している。導電層１０６は半導体層１０８及び導電層１１２と重なる領域を有し、導電層２０６は、半導体層２０８及び導電層２１２と重なる領域を有する。

導電層１１２及び導電層２１２は、第２のゲート電極（トップゲート電極ともいう）としての機能を有し、導電層１０６及び導電層２０６は、第１のゲート電極（ボトムゲート電極ともいう）としての機能を有する。また、絶縁層１１０の一部は、それぞれのトランジスタの第２のゲート絶縁層として機能し、絶縁層１０３の一部は、それぞれのトランジスタの第１のゲート絶縁層として機能する。

半導体層１０８の、導電層１１２及び導電層１０６の少なくとも一方と重なる部分は、チャネル形成領域として機能する。なお以下では説明を容易にするため、半導体層１０８の導電層１１２と重なる部分をチャネル形成領域と呼ぶ場合があるが、実際には導電層１１２と重ならずに、導電層１０６と重なる部分（低抵抗領域１０８ｎを含む部分）にもチャネルが形成しうる。なお、トランジスタ２００の半導体層２０８についても同様である。

また、図２（Ｂ）に示すように、導電層１０６は、金属酸化物層１１４、絶縁層１１０、及び絶縁層１０３に設けられた開口部１４２ａを介して、導電層１１２と電気的に接続されていてもよい。これにより、導電層１０６と導電層１１２には、同じ電位を与えることができる。また、トランジスタ２００Ａも同様に、導電層２０６と導電層２１２が電気的に接続されている。

導電層１０６及び導電層２０６は、導電層１１２、導電層１２０ａ、または導電層１２０ｂと同様の材料を用いることができる。特に導電層１０６に銅を含む材料を用いると、配線抵抗を低減できるため好ましい。

また、図２（Ｂ）に示すように、チャネル幅方向において、導電層１１２及び導電層１０６が、半導体層１０８の端部よりも外側に突出していることが好ましい。このとき、図２（Ｂ）に示すように、半導体層１０８のチャネル幅方向の全体が、絶縁層１１０と絶縁層１０３を介して、導電層１１２と導電層１０６に覆われた構成となる。同様に、半導体層２０８も、導電層２１２と導電層２０６に覆われた構成となる。

このような構成とすることで、半導体層を一対のゲート電極によって生じる電界で、電気的に取り囲むことができる。このとき特に、一対のゲート電極に同じ電位を与えることが好ましい。これにより、半導体層にチャネルを誘起させるための電界を効果的に印加できるため、トランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａのオン電流を増大させることができる。そのため、トランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａを微細化することも可能となる。

なお、一対のゲート電極を接続しない構成としてもよい。このとき、一対のゲート電極の一方に定電位を与え、他方にトランジスタ１００Ａまたはトランジスタ２００Ａを駆動するための信号を与えてもよい。このとき、一方のゲート電極に与える電位により、トランジスタ１００Ａまたはトランジスタ２００Ａを他方のゲート電極で駆動する際のしきい値電圧を制御することもできる。

なお、トランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａの作製工程において、同時にトランジスタ１００及びトランジスタ２００を、同一基板上に作製することができる。そのため、トランジスタ１００、トランジスタ１００Ａ、トランジスタ２００及びトランジスタ２００Ａの４種類のトランジスタを混載した表示装置を実現することができる。または、トランジスタ１００とトランジスタ１００Ａのうちいずれか一方または双方と、トランジスタ２００とトランジスタ２００Ａのうちいずれか一方または双方と、を混載した表示装置を実現することができる。

［構成例３］
図３（Ａ）は、トランジスタ１００Ｂ及びトランジスタ２００Ｂのチャネル長方向の断面図であり、図３（Ｂ）は、チャネル幅方向の断面図である。

トランジスタ１００Ｂ及びトランジスタ２００Ｂは、上記トランジスタ１００及びトランジスタ２００と比較して、絶縁層１１０の形状が異なる点で主に相違している。

以下、絶縁層１１０について説明する。ここではトランジスタ１００Ｂについて説明するが、トランジスタ２００Ｂについても同様の作用効果を奏する。

絶縁層１１０は、導電層１１２及び金属酸化物層１１４と上面形状が概略一致するように加工されている。絶縁層１１０は、例えば導電層１１２及び金属酸化物層１１４を加工するためのレジストマスクを用いて加工することにより形成することができる。

絶縁層１１８は、半導体層１０８の導電層１１２、金属酸化物層１１４、及び絶縁層１１０に覆われていない上面及び側面に接して設けられている。また絶縁層１１８は、絶縁層１０３の上面、絶縁層１１０の側面、金属酸化物層１１４の側面、及び導電層１１２の上面及び側面を覆って設けられている。

絶縁層１１８は、低抵抗領域１０８ｎを低抵抗化させる機能を有する。このような絶縁層１１８としては、絶縁層１１８の成膜時、または成膜後に加熱することにより、低抵抗領域１０８ｎ中に不純物を供給することのできる絶縁膜を用いることができる。または、絶縁層１１８の成膜時、または成膜後に加熱することにより、低抵抗領域１０８ｎ中に酸素欠損を生じさせることのできる絶縁膜を用いることができる。

例えば、絶縁層１１８として、低抵抗領域１０８ｎに不純物を供給する供給源として機能する絶縁膜を用いることができる。このとき、絶縁層１１８は、加熱により水素を放出する膜であることが好ましい。このような絶縁層１１８を半導体層１０８に接して形成することで、低抵抗領域１０８ｎに水素などの不純物を供給し、低抵抗領域１０８ｎを低抵抗化させることができる。

絶縁層１１８は、成膜の際に用いる成膜ガスに、水素元素などの不純物元素を含むガスを用いて成膜される膜であることが好ましい。

絶縁層１１８としては、例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムなどの、窒化物を含む絶縁膜を好適に用いることができる。特に窒化シリコンは、水素、酸素に対するブロッキング性を有するため、外部から半導体層への水素の拡散と、半導体層から外部への酸素の脱離の両方を防ぐことができ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

また、絶縁層１１８として、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウムなどの、酸化物膜を用いることもできる。

［構成例４］
図４（Ａ）は、トランジスタ１００Ｃ及びトランジスタ２００Ｃのチャネル長方向の断面図であり、図４（Ｂ）は、チャネル幅方向の断面図である。

トランジスタ１００Ｃは、構成例３で例示したトランジスタ１００Ｂに、構成例２で例示した、第１のゲート電極として機能する導電層１０６を設けた場合の例である。同様に、トランジスタ２００Ｃは、トランジスタ２００Ｂに、導電層２０６を設けた場合の例である。

このような構成とすることで、オン電流の高いトランジスタとすることができる。または、しきい値電圧を制御することのできるトランジスタとすることができる。

［作製方法例］
以下では、本発明の一態様のトランジスタの作製方法の例について説明する。ここでは、構成例２で例示したトランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａを例に挙げて説明する。

なお、半導体装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：ＰｕｌｓｅｄＬａｓｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：ＰｌａｓｍａＥｎｈａｎｃｅｄＣＶＤ）法、熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣＶＤ）法がある。

また、半導体装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。

また、半導体装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いて加工することができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。

フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。

フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（ＥＵＶ：ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）光、Ｘ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に代えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。

薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。

図５（Ａ）乃至図７（Ｅ）には、構成例２で例示したトランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａの作製工程の各段階におけるチャネル長方向の断面概略図を並べて示している。

なお、以下では、トランジスタ１００Ａとトランジスタ２００Ａとで、同一工程により形成することのできる構成要素（導電層１０６と導電層２０６、導電層１１２と導電層２１２など）に共通する事項ついては、同一の機能及び作用効果を奏するものとして、一方のみの説明を行い、他方の説明を省略してこれを参酌する場合がある。

〔導電層１０６、導電層２０６の形成〕
基板１０２上に導電膜を成膜し、これをエッチングにより加工して、ゲート電極として機能する導電層１０６及び導電層２０６を形成する（図５（Ａ））。

このとき、図５（Ａ）に示すように、導電層１０６及び導電層２０６の端部がテーパー形状となるように加工することが好ましい。これにより、次に形成する絶縁層１０３の段差被覆性を高めることができる。

また、導電層１０６及び導電層２０６となる導電膜として、銅を含む導電膜を用いることで、配線抵抗を小さくすることができる。例えば大型の表示装置に適用する場合、または解像度の高い表示装置とする場合には、銅を含む導電膜を用いることが好ましい。また、導電層１０６等に銅を含む導電膜を用いた場合であっても、絶縁層１０３により銅が半導体層１０８等側に拡散することが抑制されるため、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

〔絶縁層１０３の形成〕
続いて、基板１０２、導電層１０６、及び導電層２０６を覆って、絶縁層１０３を形成する（図５（Ｂ））。絶縁層１０３は、ＰＥＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。

特に、絶縁層１０３は、ＰＥＣＶＤ法により形成することが好ましい。

絶縁層１０３は、２以上の絶縁膜を積層した積層構造を有することが好ましい。このとき、導電層１０６側に位置する絶縁膜には、窒素を含む絶縁膜を用いることが好ましい。具体的には、導電層１０６側に位置する絶縁膜には、例えば窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、窒化ハフニウム膜などの窒素を含む絶縁膜を用いることができる。

一方、半導体層１０８及び半導体層２０８と接する絶縁膜には、酸素を含む絶縁膜を用いることが好ましい。例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜および酸化ネオジム膜を一種以上含む絶縁層を用いることができる。

また、絶縁層１０３を構成する各絶縁膜は、それぞれプラズマＣＶＤ装置を用いて、大気に触れることなく連続して成膜することが好ましい。

絶縁層１０３を形成した後に、絶縁層１０３に対して酸素を供給する処理を行ってもよい。例えば、酸素雰囲気下でのプラズマ処理または加熱処理などを行うことができる。または、プラズマイオンドーピング法、またはイオン注入法により、絶縁層１０３に酸素を供給してもよい。

〔金属酸化物膜１０８ｆの形成〕
続いて、絶縁層１０３上に金属酸化物膜１０８ｆを成膜する（図５（Ｃ））。

金属酸化物膜１０８ｆは、金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが好ましい。

金属酸化物膜１０８ｆは、可能な限り欠陥の少ない緻密な膜とすることが好ましい。また、金属酸化物膜１０８ｆは、可能な限り水素、水などの不純物が低減され、高純度な膜であることが好ましい。特に、金属酸化物膜１０８ｆとして、結晶性を有する金属酸化物膜を用いることが好ましい。

また、金属酸化物膜を成膜する際に、酸素ガスと、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、キセノンガスなど）とを混合させてもよい。なお、金属酸化物膜を成膜する際の成膜ガス全体に占める酸素ガスの割合（以下、酸素流量比ともいう）が高いほど、金属酸化物膜の結晶性を高めることができ、信頼性の高いトランジスタを実現できる。一方、酸素流量比が低いほど、金属酸化物膜の結晶性が低くなり、オン電流が高められたトランジスタとすることができる。

金属酸化物膜を成膜する際、基板温度が高いほど、結晶性が高く、緻密な金属酸化物膜とすることができる。一方、基板温度が低いほど、結晶性が低く、電気伝導性の高い金属酸化物膜とすることができる。

金属酸化物膜の成膜条件としては、基板温度を室温以上２５０℃以下、好ましくは室温以上２００℃以下、より好ましくは基板温度を室温以上１４０℃以下とすればよい。例えば基板温度を、室温以上１４０℃未満とすると、生産性が高くなり好ましい。また、基板温度を室温とする、または意図的に加熱しない状態で、金属酸化物膜を成膜することにより、結晶性を低くすることができる。

また、金属酸化物膜１０８ｆを成膜する前に、絶縁層１０３の表面に吸着した水、水素、有機物等を脱離させるための処理、及び絶縁層１０３中に酸素を供給する処理のうち、少なくとも一方を行うことが好ましい。例えば、減圧雰囲気下にて７０℃以上２００℃以下の温度で加熱処理を行うことができる。または、酸素を含む雰囲気下におけるプラズマ処理を行ってもよい。または、一酸化二窒素（Ｎ_２Ｏ）などの酸化性気体を含む雰囲気下におけるプラズマ処理により、絶縁層１０３に酸素を供給してもよい。一酸化二窒素ガスを含むプラズマ処理を行うと、絶縁層１０３の表面の有機物を好適に除去しつつ、酸素を供給することができる。このような処理の後、絶縁層１０３の表面を大気に暴露することなく、連続して金属酸化物膜１０８ｆを成膜することが好ましい。

なお、半導体層１０８として、複数の半導体層を積層した積層構造とする場合には、先に形成する金属酸化物膜を成膜した後に、その表面を大気に曝すことなく連続して、次の金属酸化物膜を成膜することが好ましい。

〔金属膜１３１ｆの形成〕
続いて、金属酸化物膜１０８ｆ上に、金属膜１３１ｆを成膜する（図５（Ｄ））。

金属膜１３１ｆは、スパッタリング法、真空蒸着法などの成膜方法により形成することができる。金属膜１３１ｆは、金属酸化物膜１０８ｆを成膜したのちに、大気に曝すことなく連続して成膜することが好ましい。

金属膜１３１ｆとしては、金属酸化物膜１０８ｆを構成する酸化物半導体に拡散しにくい金属を用いることが好ましい。これにより、後の半導体層１０８のキャリア濃度を低減できる。さらに、金属膜１３１ｆは、金属酸化物膜１０８ｆとのエッチング速度の選択比が大きな材料を用いることが好ましい。特に、金属膜１３１ｆは、ドライエッチング法によるエッチングと、後の金属層１３１の除去時のウェットエッチング法によるエッチングを行うために、どちらの手法に対しても、金属酸化物膜１０８ｆとのエッチング速度の選択比を高くできる材料を用いることが好ましい。このように、酸化物半導体へ拡散しにくく、且つエッチング速度の選択比の大きい金属膜１３１ｆとしては、タングステン膜、モリブデン膜、またはチタン膜などの高融点金属の膜を好適に用いることができる。

〔金属層１３１、半導体層１０８の形成〕
続いて、金属膜１３１ｆ上にレジストマスク１３５を形成する（図５（Ｅ））。

続いて、まずレジストマスク１３５に覆われない領域の金属膜１３１ｆをエッチングにより除去し、金属酸化物膜１０８ｆの上面の一部を露出させる。これにより、まず島状の金属層１３１が形成される。

金属膜１３１ｆのエッチングは、ドライエッチング法により行うことが好ましい。特に、異方性の高いドライエッチング法を用いることが好ましい。これにより、金属層１３１の側面がエッチングされ、金属層１３１のパターンが、レジストマスク１３５のパターンよりも縮小してしまう現象を防ぐことができる。

続いて、金属層１３１に覆われない領域の金属酸化物膜１０８ｆをエッチングにより除去し、絶縁層１０３の上面の一部を露出させる（図５（Ｆ））。金属酸化物膜１０８ｆのエッチングは、ドライエッチング法を用いることもできるが、ウェットエッチング法を用いることで、半導体層１０８のエッチングダメージを低減できるため好ましい。

これにより、島状の金属層１３１と、島状の半導体層１０８とが形成される。

その後、レジストマスク１３５を除去する（図６（Ａ））。レジストマスク１３５は、ウェットエッチング法またはドライエッチング法により除去することができる。

なお、レジストマスク１３５を、金属層１３１の形成後であって、金属酸化物膜１０８ｆのエッチング前に除去してもよい。このとき、金属層１３１をエッチングのためのマスク（ハードマスクともいう）として用いて、金属酸化物膜１０８ｆをエッチングすることができる。これにより、半導体層１０８の側面が、レジストマスク１３５のエッチングに曝されることがないため、半導体層１０８へのダメージを抑制することができる。

〔金属酸化物膜２０８ｆの形成〕
続いて、金属層１３１、半導体層１０８、及び絶縁層１０３上に、金属酸化物膜２０８ｆを成膜する。

金属酸化物膜２０８ｆは、上記金属酸化物膜１０８ｆとは異なるスパッタリングターゲットを用いて成膜することができる。金属酸化物膜２０８ｆの成膜の詳細については、上記金属酸化物膜１０８ｆの記載を援用できる。

〔金属膜１３２ｆの形成〕
続いて、金属酸化物膜２０８ｆ上に、金属膜１３２ｆを成膜する（図６（Ｂ））。

金属膜１３２ｆは、金属膜１３１ｆと同一の材料、同一の条件で形成することが好ましい。さらに金属膜１３２ｆは、金属膜１３１ｆと同じ厚さとなるように形成することが好ましい。これにより、後に金属層１３１と金属層１３２とをそれぞれ別々に除去する必要がなく、工程を共通化することができる。

〔金属層１３２、半導体層２０８の形成〕
続いて、金属膜１３２ｆ上であって、金属層１３１と重ならない領域に、レジストマスク１３６を形成する（図６（Ｃ））。

続いて、レジストマスク１３６に覆われない領域の金属膜１３２ｆをエッチングにより除去し、金属酸化物膜２０８ｆの上面の一部を露出させる。これにより、まず島状の金属層１３２が形成される。

上記金属膜１３１ｆと同様、金属膜１３２ｆのエッチングは、ドライエッチング法により行うことが好ましい。

続いて、金属層１３２に覆われない領域の金属酸化物膜２０８ｆをエッチングにより除去し、金属層１３１の上面、半導体層１０８の側面、及び絶縁層１０３の上面を露出させる（図６（Ｄ））。上記金属酸化物膜１０８ｆと同様、金属酸化物膜２０８ｆのエッチングは、ウェットエッチングにより行うことが好ましい。

このとき、金属層１３１は、金属酸化物膜２０８ｆのエッチングの際に、半導体層１０８がエッチングされることを防ぐための保護層として機能する。そのため、金属膜１３２ｆと、金属酸化物膜２０８ｆとを同じ条件を用いて一括でエッチングするのではなく、金属膜１３２ｆのエッチングの際に、金属酸化物膜２０８ｆとのエッチング速度の選択比が大きな条件でエッチングし、これらを別々にエッチングすることが好ましい。これにより、金属酸化物膜２０８ｆのエッチング条件として、金属層１３１とのエッチング速度の選択比の高い条件を用いることが可能となるため、金属酸化物膜２０８ｆのエッチングの際に、保護層として機能する金属層１３１がエッチングされてしまうことを防ぐことができる。

その後、レジストマスク１３６を除去する（図６（Ｅ））。

なお、レジストマスク１３６も上記レジストマスク１３５と同様に、金属層１３２の形成後であって、金属酸化物膜２０８ｆのエッチング前に除去してもよい。このとき、金属層１３２をエッチングのためのマスク（ハードマスクともいう）として用いて、金属酸化物膜２０８ｆをエッチングすることができる。これにより、半導体層２０８及び半導体層１０８の側面が、レジストマスク１３６のエッチングに曝されることがないため、半導体層１０８及び半導体層２０８へのダメージを抑制することができる。

〔金属層１３１、金属層１３２の除去〕
続いて、金属層１３１及び金属層１３２をエッチングにより除去する（図６（Ｆ））。

金属層１３１と金属層１３２を、同一の条件で形成することで、一つの工程で同時にこれらを除去することができる。

金属層１３１と金属層１３２は、ウェットエッチング法により除去することが好ましい。ドライエッチング法により除去する場合では、半導体層１０８及び半導体層２０８がプラズマによるダメージを受けることで、膜質が変化してしまう恐れがある。ウェットエッチング法を用いることにより、電気特性が良好で、且つ信頼性の高いトランジスタを作製することができる。

以上の工程により、異なる組成の半導体層１０８と半導体層２０８とを、同一面上に並べて形成することができる。

なお、ここでは半導体層１０８を先に形成し、半導体層２０８を後に形成したが、その順番は問われない。すなわち、半導体層２０８を先に形成し、半導体層１０８を後に形成してもよい。

〔加熱処理〕
半導体層１０８及び半導体層２０８の形成後、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理により、半導体層１０８中及び半導体層２０８中に含まれる、または表面に吸着した水素または水を除去することができる。また、加熱処理により、半導体層１０８及び半導体層２０８の膜質が向上する（例えば欠陥の低減、結晶性の向上など）場合がある。

また、加熱処理により、絶縁層１０３から半導体層１０８及び半導体層２０８に酸素を供給することもできる。

加熱処理の温度は、代表的には１５０℃以上基板の歪み点未満、または２００℃以上５００℃以下、または２５０℃以上４５０℃以下、または３００℃以上４５０℃以下とすることができる。

加熱処理は、希ガス、または窒素を含む雰囲気で行うことができる。または、当該雰囲気で加熱した後、酸素を含む雰囲気で加熱してもよい。または、乾燥空気雰囲気で加熱してもよい。なお、上記加熱処理の雰囲気に水素、水などができるだけ含まれないことが好ましい。該加熱処理は、電気炉、またはＲＴＡ（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＡｎｎｅａｌ）装置等を用いることができる。ＲＴＡ装置を用いることで、加熱処理時間を短縮することができる。

なお、当該加熱処理は不要であれば行わなくてもよい。また、ここでは加熱処理は行わず、後の工程で行われる加熱処理と兼ねてもよい。また、後の工程での高温下の処理（例えば成膜工程など）などで、当該加熱処理と兼ねることができる場合もある。

〔絶縁層１１０の形成〕
続いて、絶縁層１０３、半導体層１０８、及び半導体層２０８を覆って、絶縁層１１０を形成する。

絶縁層１１０は、ＰＥＣＶＤ法により形成することが好ましい。

また、絶縁層１１０の成膜前に、半導体層１０８及び半導体層２０８の表面に対してプラズマ処理を行なうことが好ましい。当該プラズマ処理により、半導体層１０８及び半導体層２０８の表面に吸着する水などの不純物を低減することができる。そのため、半導体層１０８及び半導体層２０８と、絶縁層１１０との界面における不純物を低減できるため、信頼性の高いトランジスタを実現できる。特に、半導体層１０８及び半導体層２０８の形成から、絶縁層１１０の成膜までの間に半導体層１０８及び半導体層２０８の表面が大気に曝される場合には好適である。プラズマ処理としては、例えば酸素、オゾン、窒素、一酸化二窒素、アルゴンなどの雰囲気下で行うことができる。また、プラズマ処理と絶縁層１１０の成膜とは、大気に曝すことなく連続して行われることが好ましい。

ここで、絶縁層１１０を成膜した後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理により、絶縁層１１０中に含まれる、または表面に吸着した水素または水を除去することができる。また、絶縁層１１０中の欠陥を低減することができる。

加熱処理の条件は、上記記載を援用することができる。

〔金属酸化物膜１１４ｆの形成〕
続いて、絶縁層１１０上に、金属酸化物膜１１４ｆを形成する。

金属酸化物膜１１４ｆは、例えば酸素を含む雰囲気下で成膜することが好ましい。特に、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により形成することが好ましい。これにより、金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に絶縁層１１０に酸素を供給することができる。なお、金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に、半導体層１０８または半導体層２０８に酸素が供給されてもよい。

金属酸化物膜１１４ｆを、上記半導体層１０８または半導体層２０８の場合と同様の金属酸化物を含む酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成する場合には、上記半導体層１０８の記載を援用することができる。

例えば金属酸化物膜１１４ｆの成膜条件として、成膜ガスに酸素を用い、金属ターゲットを用いた反応性スパッタリング法により、金属酸化物膜を形成してもよい。金属ターゲットとして、例えばアルミニウムを用いた場合には、酸化アルミニウム膜を成膜することができる。

金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に、成膜装置の成膜室内に導入する成膜ガスの全流量に対する酸素流量の割合（酸素流量比）、または成膜室内の酸素分圧が高いほど、絶縁層１１０中に供給される酸素を増やすことができる。酸素流量比または酸素分圧は、例えば５０％以上１００％以下、好ましくは６５％以上１００％以下、より好ましくは８０％以上１００％以下、さらに好ましくは９０％以上１００％以下とする。特に、酸素流量比を１００％とし、成膜室内の酸素分圧を１００％にできるだけ近づけることが好ましい。

このように、酸素を含む雰囲気下でスパッタリング法により金属酸化物膜１１４ｆを形成することにより、金属酸化物膜１１４ｆの成膜時に、絶縁層１１０へ酸素を供給するとともに、絶縁層１１０から酸素が脱離することを防ぐことができる。その結果、絶縁層１１０に極めて多くの酸素を閉じ込めることができる。

金属酸化物膜１１４ｆの成膜後に、加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理により、絶縁層１１０に含まれる酸素を、半導体層１０８及び半導体層２０８に供給することができる。金属酸化物膜１１４ｆが絶縁層１１０を覆った状態で加熱することにより、絶縁層１１０から外部へ酸素が脱離することを防ぎ、半導体層１０８及び半導体層２０８に多くの酸素を供給することができる。その結果、半導体層１０８及び半導体層２０８中の酸素欠損を低減でき、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

加熱処理の条件は、上記記載を援用することができる。

また、金属酸化物膜１１４ｆの成膜後、または当該加熱処理後に、金属酸化物膜１１４ｆを除去してもよい。

〔開口部１４２の形成〕
続いて、金属酸化物膜１１４ｆ、絶縁層１１０、及び絶縁層１０３の一部をエッチングすることで、導電層１０６または導電層２０６に達する開口部１４２ａ、開口部１４２ｂを形成する（図示しない）。これにより、導電層１０６または導電層２０６と、後に形成する導電層１１２または導電層２１２とを、開口部１４２ａまたは開口部１４２ｂを介して電気的に接続することができる。

〔導電層１１２、導電層２１２、金属酸化物層１１４、金属酸化物層２１４の形成〕
続いて、金属酸化物膜１１４ｆ上に、導電層１１２となる導電膜１１２ｆを成膜する（図７（Ａ））。

導電膜１１２ｆとしては、低抵抗な金属または合金材料を用いることが好ましい。また、導電膜１１２ｆとして、水素を放出しにくい材料であり、また水素が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。また、導電膜１１２ｆとして、酸化しにくい材料を用いることが好ましい。

例えば導電膜１１２ｆは、金属または合金を含むスパッタリングターゲットを用いたスパッタリング法により成膜することが好ましい。

例えば、導電膜１１２ｆとして、酸化しにくく、水素が拡散しにくい導電膜と、低抵抗な導電膜とを積層した積層膜とすることが好ましい。

続いて、導電膜１１２ｆ及び金属酸化物膜１１４ｆの一部をエッチングすることで、導電層１１２、導電層２１２、金属酸化物層１１４、及び金属酸化物層２１４を形成する（図７（Ｂ））。導電膜１１２ｆ及び金属酸化物膜１１４ｆは、それぞれ同じレジストマスクを用いて加工することが好ましい。または、エッチング後の導電層１１２をハードマスクとして用いて、金属酸化物膜１１４ｆをエッチングしてもよい。

導電膜１１２ｆ及び金属酸化物膜１１４ｆのエッチングとして、特にウェットエッチング法を用いることが好ましい。

これにより、上面形状が概略一致した導電層１１２及び金属酸化物層１１４と、導電層２１２及び金属酸化物層２１４と、をそれぞれ形成することができる。

このように、絶縁層１１０をエッチングせずに、半導体層１０８の上面及び側面、半導体層２０８の上面及び側面、並びに絶縁層１０３を覆った構造とすることで、導電膜１１２ｆ等のエッチングの際に、半導体層１０８、半導体層２０８、絶縁層１０３などがエッチングされ、薄膜化することを防ぐことができる。

〔不純物元素の供給処理〕
続いて、導電層１１２及び導電層２１２をマスクとして、絶縁層１１０を介して半導体層１０８および半導体層２０８に不純物元素１４０を供給（添加、または注入ともいう）する処理を行う（図７（Ｃ））。これにより、半導体層１０８の導電層１１２に覆われない領域に、低抵抗領域１０８ｎを形成することができる。同様に、半導体層２０８中に低抵抗領域２０８ｎを形成することができる。このとき、半導体層１０８の導電層１１２と重なる領域、及び半導体層２０８の導電層２１２と重なる領域に、不純物元素１４０ができるだけ供給されないように、マスクとなる導電層１１２及び導電層２１２等の材料及び厚さなどを考慮して、不純物元素１４０の供給処理の条件を決定することが好ましい。これにより、半導体層１０８の導電層１１２と重なる領域、及び半導体層２０８の導電層２１２と重なる領域に、不純物濃度が十分に低減されたチャネル形成領域を形成することができる。

不純物元素１４０の供給は、プラズマイオンドーピング法、またはイオン注入法を好適に用いることができる。これらの方法は、深さ方向の濃度プロファイルを、イオンの加速電圧とドーズ量等により、高い精度で制御することができる。プラズマイオンドーピング法を用いることで、生産性を高めることができる。また質量分離を用いたイオン注入法を用いることで、供給される不純物元素の純度を高めることができる。

不純物元素１４０の供給処理において、半導体層１０８と絶縁層１１０との界面、または半導体層１０８中の当該界面に近い部分、または絶縁層１１０中の当該界面に近い部分が、最も高い濃度となるように、処理条件を制御することが好ましい。これにより、一度の処理で半導体層１０８と絶縁層１１０の両方に、最適な濃度の不純物元素１４０を供給することができる。

不純物元素１４０としては、水素、ホウ素、炭素、窒素、フッ素、リン、硫黄、ヒ素、アルミニウム、マグネシウム、シリコン、または希ガスなどが挙げられる。なお、希ガスの代表例としては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、及びキセノン等がある。特に、ホウ素、リン、アルミニウム、マグネシウム、またはシリコンを用いることが好ましい。

不純物元素１４０の原料ガスとしては、上記不純物元素を含むガスを用いることができる。ホウ素を供給する場合、代表的にはＢ_２Ｈ_６ガスまたはＢＦ_３ガスなどを用いることができる。またリンを供給する場合には、代表的にはＰＨ_３ガスを用いることができる。また、これらの原料ガスを希ガスで希釈した混合ガスを用いてもよい。

その他、原料ガスとして、ＣＨ_４、Ｎ_２、ＮＨ_３、ＡｌＨ_３、ＡｌＣｌ_３、ＳｉＨ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６、Ｆ_２、ＨＦ、Ｈ_２、（Ｃ_５Ｈ_５）_２Ｍｇ、及び希ガス等を用いることができる。また、イオン源は気体に限られず、固体または液体を加熱して気化させたものを用いてもよい。

不純物元素１４０の添加は、絶縁層１１０及び半導体層１０８の組成、密度、及び厚さなどを考慮して、加速電圧またはドーズ量などの条件を設定することで制御することができる。

例えば、イオン注入法またはプラズマイオンドーピング法でホウ素またはリンの添加を行う場合、ドーズ量は、例えば１×１０^１３ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以上１×１０^１７ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以下、好ましくは１×１０^１４ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以上５×１０^１６ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以下、より好ましくは１×１０^１５ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以上３×１０^１６ｉｏｎｓ／ｃｍ^２以下の範囲とすることができる。

なお、不純物元素１４０の供給方法としてはこれに限られず、例えば加熱による熱拡散を利用した処理、またはプラズマ処理などを用いてもよい。プラズマ処理法の場合、添加する不純物元素を含むガス雰囲気にてプラズマを発生させて、プラズマ処理を行うことによって、不純物元素を添加することができる。上記プラズマを発生させる装置としては、ドライエッチング装置、アッシング装置、プラズマＣＶＤ装置、高密度プラズマＣＶＤ装置等を用いることができる。

本発明の一態様では、絶縁層１１０を介して不純物元素１４０を半導体層１０８及び半導体層２０８に供給することができる。そのため、半導体層１０８または半導体層２０８が結晶性を有する場合であっても、不純物元素１４０の供給の際に半導体層１０８及び半導体層２０８が受けるダメージが軽減され、結晶性が損なわれてしまうことを抑制できる。そのため、結晶性の低下により電気抵抗が増大してしまうような場合には好適である。

〔絶縁層１１８の形成〕
続いて、絶縁層１１０、金属酸化物層１１４、導電層１１２、金属酸化物層２１４、及び導電層２１２を覆って絶縁層１１８を形成する（図７（Ｄ））。

絶縁層１１８をプラズマＣＶＤ法により形成する場合、成膜温度が高すぎると、低抵抗領域１０８ｎ等に含まれる不純物が、半導体層１０８のチャネル形成領域を含む周辺部に拡散する、または低抵抗領域１０８ｎの電気抵抗が上昇してしまうなどの恐れがある。そのため、絶縁層１１８の成膜温度は、これらのことを考慮して決定すればよい。

例えば、絶縁層１１８の成膜温度としては、例えば１５０℃以上４００℃以下、好ましくは１８０℃以上３６０℃以下、より好ましくは２００℃以上２５０℃以下とすることが好ましい。絶縁層１１８を低温で成膜することにより、チャネル長の短いトランジスタであっても、良好な電気特性を付与することができる。

また、絶縁層１１８の形成後、加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、低抵抗領域１０８ｎを、より安定して低抵抗なものとすることができる場合がある。例えば、加熱処理を行うことにより、不純物元素１４０が適度に拡散して局所的に均一化され、理想的な不純物元素の濃度勾配を有する低抵抗領域１０８ｎが形成されうる。なお、加熱処理の温度が高すぎる（例えば５００℃以上）と、不純物元素１４０がチャネル形成領域内にまで拡散し、トランジスタの電気特性および信頼性の悪化を招く恐れがある。

加熱処理の条件は、上記記載を援用することができる。

なお、当該加熱処理は不要であれば行わなくてもよい。また、ここでは加熱処理は行わず、後の工程で行われる加熱処理と兼ねてもよい。また、後の工程での高温下の処理（例えば成膜工程など）がある場合には、当該加熱処理と兼ねることができる場合もある。

〔開口部１４１ａ乃至開口部１４１ｄの形成〕
続いて、絶縁層１１８及び絶縁層１１０の一部をエッチングすることで、低抵抗領域１０８ｎに達する開口部１４１ａ及び開口部１４１ｂ、ならびに低抵抗領域２０８ｎに達する開口部１４１ｃ及び開口部１４１ｄを形成する。

〔導電層１２０ａ、導電層１２０ｂ、導電層２２０ａ、導電層２２０ｂの形成〕
続いて、開口部１４１ａ乃至１４１ｄを覆うように、絶縁層１１８上に導電膜を成膜し、当該導電膜を所望の形状に加工することで、導電層１２０ａ、導電層１２０ｂ、導電層２２０ａ及び導電層２２０ｂを形成する（図７（Ｅ））。

以上の工程により、トランジスタ１００Ａ及びトランジスタ２００Ａを作製することができる。例えば、トランジスタ１００Ａを表示装置の画素に適用する場合には、この後に、保護絶縁層、平坦化層、画素電極、または配線のうち１以上を形成する工程を追加すればよい。

以上が作製方法例についての説明である。

〔作製方法の変形例〕
上記では、半導体層の上方にゲート電極を備える構成について説明したが、半導体層の下方にゲート電極を備える、いわゆるボトムゲート型のトランジスタも作製することができる。

まず、上記作製方法例と同様に、基板１０２上に導電層１０６、導電層２０６、絶縁層１０３、半導体層１０８、及び半導体層２０８とを形成する（図６（Ｆ）参照）。

続いて、半導体層１０８、半導体層２０８、及び絶縁層１０３上に導電膜を成膜する。その後、半導体層１０８上であって導電層１０６と重なる領域、及び半導体層２０８上であって導電層２０６と重なる領域において、導電膜をエッチングすることで、導電層１３０ａ、導電層１３０ｂ、導電層２３０ａ、及び導電層２３０ｂを形成する（図８（Ａ））。

導電層１３０ａ、導電層１３０ｂ、導電層２３０ａ、及び導電層２３０ｂは、それぞれトランジスタのソース電極またはドレイン電極として機能する。

このようにして、それぞれボトムゲート型のトランジスタ１００Ｄと、トランジスタ２００Ｄとを、同一面上に並べて形成することができる。

その後、半導体層１０８、半導体層２０８、導電層１３０ａ、導電層１３０ｂ、導電層２３０ａ、及び導電層２３０ｂを覆って、絶縁層１１９を形成することが好ましい（図８（Ｂ））。絶縁層１１９は、上記絶縁層１１８と同様の方法により形成することができる。

以上が変形例についての説明である。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で例示したトランジスタを用いることのできる表示パネルの構成例について説明する。

［構成例］
図９に、表示パネル１０のブロック図を示す。表示パネル１０は、表示部１１、第１の駆動回路１２、及び第２の駆動回路１３を有する。

表示部１１には、複数の画素ＰＩＸがマトリクス状に配置される。画素は、少なくとも１つの表示素子と、１つのトランジスタを含む。表示素子としては、代表的には有機ＥＬ素子、または液晶素子などを用いることができる。

第１の駆動回路１２は、ソースドライバとして機能する回路を含む。第１の駆動回路１２は、外部から入力されたビデオ信号に基づいて階調信号を生成し、表示部１１が有する画素に供給する機能を有する。

第２の駆動回路１３は、ゲートドライバとして機能する回路を含む。第２の駆動回路１３は、外部から入力された信号に基づいて選択信号を生成し、表示部１１が有する画素に供給する機能を有する。

表示部１１の画素ＰＩＸ、及び第２の駆動回路１３には、実施の形態１で例示したトランジスタ１００等を適用することができる。また、第１の駆動回路１２には、実施の形態１で例示したトランジスタ２００等を適用することができる。なお、必要に応じて、画素ＰＩＸ及び第２の駆動回路１３にトランジスタ２００等を用いてもよいし、第１の駆動回路１２にトランジスタ１００を用いてもよい。

また、表示部１１には第１の駆動回路１２と接続される複数のソース線ＳＬと、第２の駆動回路１３と接続される複数のゲート線ＧＬが設けられている。

〔第１の駆動回路の構成例〕
以下では、表示パネル１０が有する第１の駆動回路１２のより具体的な構成例について説明する。

第１の駆動回路１２は、シフトレジスタ回路３１、ラッチ回路部４１、レベルシフタ回路部４２、Ｄ－Ａ変換部４３、及びアナログバッファ回路部４４等を有する。

ラッチ回路部４１は、複数のラッチ回路３２と、複数のラッチ回路３３とを有する。レベルシフタ回路部４２は、複数のレベルシフタ回路３４を有する。Ｄ－Ａ変換部４３は、複数のＤＡＣ回路３５を有する。アナログバッファ回路部４４は、複数のアナログバッファ回路３６を有する。

シフトレジスタ回路３１には、クロック信号ＣＬＫ及びスタートパルス信号ＳＰが入力される。シフトレジスタ回路３１は、クロック信号ＣＬＫ及びスタートパルス信号ＳＰにしたがって、パルスが順次シフトするタイミング信号を生成し、ラッチ回路部４１の各ラッチ回路３２に出力する。

ラッチ回路部４１には、ビデオ信号Ｓ_０、及びラッチ信号ＬＡＴが入力される。

ラッチ回路３２にタイミング信号が入力されると、当該タイミング信号に含まれるパルス信号にしたがって、ビデオ信号Ｓ_０がサンプリングされ、各ラッチ回路３２に順に書き込まれる。このとき、全てのラッチ回路３２へのビデオ信号Ｓ_０の書き込みが終了するまでの期間を、ライン期間と呼ぶことができる。

一ライン期間が終了すると、各ラッチ回路３３に入力されるラッチ信号ＬＡＴのパルスにしたがって、各ラッチ回路３２に保持されているビデオ信号が、各ラッチ回路３３に一斉に書き込まれ、保持される。ビデオ信号をラッチ回路３３に送り出し終えたラッチ回路３２は、再びシフトレジスタ回路３１からのタイミング信号に従って、次のビデオ信号の書き込みが順次行われる。この２順目の一ライン期間中に、ラッチ回路３３に書き込まれ、保持されているビデオ信号がレベルシフタ回路部４２の各レベルシフタ回路３４に出力される。

レベルシフタ回路部４２の各レベルシフタ回路３４に入力されたビデオ信号は、レベルシフタ回路３４によってその信号の電圧の振幅が増幅された後、Ｄ－Ａ変換部４３内の各ＤＡＣ回路３５に送られる。ＤＡＣ回路３５に入力された一群のビデオ信号は、アナログ変換され、一のアナログ信号としてアナログバッファ回路部４４に出力される。アナログバッファ回路部４４に入力されたビデオ信号は、各アナログバッファ回路３６を介して、各ソース線ＳＬに出力される。

一方、第２の駆動回路１３は、各ゲート線ＧＬを順次選択する。第１の駆動回路１２からソース線ＳＬを介して表示部１１に入力されたビデオ信号は、第２の駆動回路１３によって選択されたゲート線ＧＬに接続される各画素ＰＩＸに入力される。

なお、シフトレジスタ回路３１の代わりに、パルスが順次シフトする信号を出力することのできる他の回路を用いてもよい。

〔第１の駆動回路の変形例〕
図９で例示した第１の駆動回路１２は、デジタル信号をアナログ信号に変換して表示部１１に出力する構成であったが、入力信号としてアナログ信号を用いることで、第１の駆動回路１２の構成をより簡素化することができる。

図１０（Ａ）に示す第１の駆動回路１２ａは、シフトレジスタ回路３１、ラッチ回路部４１、及びソースフォロア回路部４５を有する。ソースフォロア回路部４５は、複数のソースフォロア回路３７を有する。

ラッチ回路３２は、シフトレジスタ回路３１からのタイミング信号に従って、アナログのビデオ信号Ｓ_０をアナログデータとしてサンプリングする。また各ラッチ回路３２は、ラッチ信号ＬＡＴに従って、一斉に各ラッチ回路３３に保持されたビデオ信号を出力する。

ラッチ回路３３に保持されたビデオ信号はソースフォロア回路３７を介して１つのソース線ＳＬに出力される。なお、ソースフォロア回路３７に代えて、上記アナログバッファ回路を用いてもよい。

図１０（Ｂ）に示す第１の駆動回路１２ｂは、シフトレジスタ回路３１と、デマルチプレクサ回路４６とを有する。

デマルチプレクサ回路４６は、複数のサンプリング回路３８を有する。各サンプリング回路３８には、複数の配線から複数のアナログのビデオ信号Ｓ_０が入力され、シフトレジスタ回路３１から入力するタイミング信号に従って、複数のソース線ＳＬに同時にビデオ信号を出力する。シフトレジスタ回路３１は、複数のサンプリング回路３８を順次選択するように、タイミング信号を出力する。

例えば、表示部１１に接続されるソース線ＳＬの本数を２１６０本、ビデオ信号Ｓ_０が供給される配線を５４本とした場合、デマルチプレクサ回路４６に４０個のサンプリング回路３８を設けることで、１ライン期間を４０分割し、それぞれの期間内に５４本のソース線ＳＬに同時にビデオ信号を出力することができる。

以上が、第１の駆動回路についての説明である。

〔表示部の構成例〕
表示部１１には、少なくとも１つの表示素子と、１つのトランジスタを有する複数の画素ＰＩＸがマトリクス状に配置された構成とすることができる。

図１１には、表示素子として発光素子を適用した場合の表示部１１の回路図の例を示している。図１１に示す表示部１１には、ｍ（ｍは２以上の整数）本のゲート線ＧＬと、ｎ（ｎは２以上の整数）本のソース線ＳＬが接続されている。

表示部１１が有する画素ＰＩＸは、トランジスタ５１、トランジスタ５２、容量素子５３、及び発光素子５４を有する。また画素ＰＩＸには、ソース線ＳＬ、ゲート線ＧＬ、及び電源電位が供給される配線ＶＬ１並びに配線ＶＬ２が接続されている。

トランジスタ５１及びトランジスタ５２には、実施の形態１で例示したトランジスタ１００等を適用することができる。なお、必要に応じて、トランジスタ５１及びトランジスタ５２の一方に、実施の形態１で例示したトランジスタ２００等を用いてもよい。

トランジスタ５１は、ゲートがゲート線ＧＬに接続され、ソースまたはドレインの一方がソース線ＳＬに接続され、他方が容量素子５３の一方の電極及びトランジスタ５２のゲートと接続されている。トランジスタ５２は、ソースまたはドレインの一方が発光素子５４の一方の電極に接続され、他方が配線ＶＬ１に接続されている。容量素子５３は、他方の電極が配線ＶＬ１に接続されている。発光素子５４は、他方の電極が配線ＶＬ２に接続されている。

画素ＰＩＸは、ゲート線ＧＬから供給される信号によって選択される。また、ソース線ＳＬからトランジスタ５１を介してトランジスタ５２のゲートが接続されるノードに書き込まれる電位によって発光素子５４に流れる電流を制御することにより、発光素子５４の発光輝度を制御することができる。

発光素子５４としては、代表的には有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子ともいう）などを用いることができる。なお、発光素子５４としてはこれに限定されず、無機材料を含む無機ＥＬ素子、発光ダイオード等を用いてもよい。

以上が、表示部の構成例についての説明である。

［発光素子の構成例］
以下では、表示パネル及び発光素子の構成例について説明する。

図１２（Ａ）に、本発明の一態様の表示装置２４０の上面概略図を示す。表示装置２４０は、赤色を呈する発光素子２５０Ｒ、緑色を呈する発光素子２５０Ｇ、及び青色を呈する発光素子２５０Ｂをそれぞれ複数有する。図１２（Ａ）では、各発光素子の区別を簡単にするため、各発光素子の発光領域内にＲ、Ｇ、Ｂの符号を付している。

発光素子２５０Ｒ、発光素子２５０Ｇ、及び発光素子２５０Ｂは、それぞれマトリクス状に配列している。図１２（Ａ）は、一方向に同一の色の発光素子が配列する、いわゆるストライプ配列を示している。なお、発光素子の配列方法はこれに限られず、デルタ配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列を用いることもできる。

発光素子２５０Ｒ、発光素子２５０Ｇ、及び発光素子２５０Ｂとしては、ＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、またはＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ－ｄｏｔＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）などのＥＬ素子を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｄｅｌａｙｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）、または無機化合物（量子ドット材料など）などが挙げられる。

図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）中の一点鎖線Ａ１－Ａ２に対応する断面概略図である。

図１２（Ｂ）には、発光素子２５０Ｒ、発光素子２５０Ｇ、及び発光素子２５０Ｂの断面を示している。発光素子２５０Ｒ、発光素子２５０Ｇ、及び発光素子２５０Ｂは、それぞれ基板２５１上に設けられ、画素電極２６１、及び共通電極２６３を有する。

発光素子２５０Ｒは、画素電極２６１と共通電極２６３との間に、ＥＬ層２６２Ｒを有する。ＥＬ層２６２Ｒは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子２５０Ｇが有するＥＬ層２６２Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光素子２５０Ｂが有するＥＬ層２６２Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。

ＥＬ層２６２Ｒ、ＥＬ層２６２Ｇ、及びＥＬ層２６２Ｂは、それぞれ発光性の有機化合物を含む層（発光層）のほかに、電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、及び正孔輸送層のうち、一以上を有していてもよい。

画素電極２６１は、発光素子毎に設けられている。また、共通電極２６３は、各発光素子に共通な一続きの層として設けられている。画素電極２６１と共通電極２６３のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。画素電極２６１を透光性、共通電極２６３を反射性とすることで、下面射出型（ボトムエミッション型）の表示装置とすることができ、反対に画素電極２６１を反射性、共通電極２６３を透光性とすることで、上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とすることができる。なお、画素電極２６１と共通電極２６３の双方を透光性とすることで、両面射出型（デュアルエミッション型）の表示装置とすることもできる。

画素電極２６１の端部を覆って、絶縁層２７２が設けられている。絶縁層２７２の端部は、テーパー形状であることが好ましい。

ＥＬ層２６２Ｒ、ＥＬ層２６２Ｇ、及びＥＬ層２６２Ｂは、それぞれ画素電極２６１の上面に接する領域と、絶縁層２７２の表面に接する領域と、を有する。また、ＥＬ層２６２Ｒ、ＥＬ層２６２Ｇ、及びＥＬ層２６２Ｂの端部は、絶縁層２７２上に位置する。

図１２（Ｂ）に示すように、異なる色の発光素子間において、２つのＥＬ層の間に隙間が設けられている。このように、ＥＬ層２６２Ｒ、ＥＬ層２６２Ｇ、及びＥＬ層２６２Ｂが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つのＥＬ層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じること（クロストークともいう）を好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。

ＥＬ層２６２Ｒ、ＥＬ層２６２Ｇ、及びＥＬ層２６２Ｂは、メタルマスクなどのシャドーマスクを用いた真空蒸着法などにより、作り分けることができる。または、フォトリソグラフィ法により、これらを作り分けてもよい。フォトリソグラフィ法を用いることで、メタルマスクを用いた場合では実現することが困難である高い精細度の表示装置を実現することができる。

なお、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。

また、共通電極２６３上には、発光素子２５０Ｒ、発光素子２５０Ｇ、及び発光素子２５０Ｂを覆って、保護層２７１が設けられている。保護層２７１は、上方から各発光素子に水などの不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。

保護層２７１としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、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、酸化ハフニウム膜などの酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、保護層２７１としてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料を用いてもよい。

図１２（Ｃ）には、上記とは異なる例を示している。

図１２（Ｃ）では、白色の光を呈する発光素子２５０Ｗを有する。発光素子２５０Ｗは、画素電極と共通電極２６３との間に白色の光を呈するＥＬ層２６２Ｗを有する。

ＥＬ層２６２Ｗとしては、例えば、それぞれの発光色が補色の関係になるように選択された、２以上の発光層を積層した構成とすることができる。また、発光層間に電荷発生層を挟持した、積層型のＥＬ層を用いてもよい。

図１２（Ｃ）には、３つの発光素子２５０Ｗを並べて示している。左の発光素子２５０Ｗの上部には着色層２６４Ｒが設けられている。着色層２６４Ｒは、赤色の光を透過するバンドパスフィルタとして機能する。同様に、中央の発光素子２５０Ｗの上部には緑色の光を透過する着色層２６４Ｇが設けられ、右の発光素子２５０Ｗの上部には、青色の光を透過する着色層２６４Ｂが設けられている。これにより、表示装置はカラーの画像を表示することができる。

ここで、隣接する２つの発光素子２５０Ｗ間において、ＥＬ層２６２Ｗと、共通電極２６３とがそれぞれ分離されている。これにより、隣接する２つの発光素子２５０Ｗにおいて、ＥＬ層２６２Ｗを介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを好適に防ぐことができる。特に、ＥＬ層２６２Ｗとして、２つの発光層の間に電荷発生層が設けられる、積層型のＥＬ層を用いた場合では、精細度が高いほど、すなわち隣接画素間の距離が小さいほど、クロストークの影響が顕著となり、コントラストが低下してしまうといった問題がある。そのため、このような構成とすることで、高い精細度と、高いコントラストを兼ね備える表示装置を実現できる。

ＥＬ層２６２Ｗ及び共通電極２６３の分離は、フォトリソグラフィ法により行うことが好ましい。これにより、発光素子間の間隔を狭めることができるため、例えばメタルマスク等のシャドーマスクを用いた場合と比較して、高い開口率の表示装置を実現することができる。

なお、ボトムエミッション型の発光素子の場合は、画素電極２６１と基板２５１との間に、着色層を設ければよい。

以上が、発光素子についての説明である。

本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等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、本発明の一態様のトランジスタを用いて作製できる表示装置の構成例について説明する。

図１３（Ａ）は、表示装置７００の上面概略図である。表示装置７００は、可撓性を有する基板７６２を有する。基板７６２には、表示部７０２、一対の回路部７６３、回路部７６４、配線７０４、接続端子７０３ａ、及び接続端子７０３ｂが設けられている。

回路部７６３及び回路部７６４は、表示部７０２を駆動する機能を有する。回路部７６３は、表示部７０２を挟んで２つ設けられている。回路部７６４は、表示部７０２と配線７０４との間に設けられている。回路部７６３は、例えばゲートドライバとしての機能を有し、回路部７６４は、例えばソースドライバ、またはその一部としての機能を有する。例えば回路部７６４は、バッファ回路、またはデマルチプレクサ回路を含んでいてもよい。

表示部７０２に設けられる表示素子としては、例えば液晶素子または発光素子など、上述した各種表示素子を適用できる。特に、表示素子として、有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。

基板７６２は、配線７０４、接続端子７０３ａ及び接続端子７０３ｂが設けられる部分が、他の部分よりも突出した上面形状を有する。言い換えると、基板７６２の当該部分の幅が、表示部７０２が設けられる部分の幅よりも小さい形状を有する。

また基板７６２の突出部は、配線７０４と重なる領域において、湾曲させることができる領域（湾曲部７６１ａ）を有する。また、基板７６２は、表示部７０２が設けられる領域において、湾曲させることができる一対の領域（湾曲部７６１ｂ）を有する。図１３（Ａ）に示すように、基板７６２の一部が突出した形状を有することで、湾曲部７６１ａの湾曲方向と、湾曲部７６１ｂの湾曲方向とは、交差した方向とすることができる。

接続端子７０３ａはＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が接続される端子として機能し、接続端子７０３ｂはＩＣが接続される端子として機能する。

図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）には、湾曲部７６１ａと湾曲部７６１ｂにおいて、表示面側とは反対側に基板７６２を湾曲させた場合の、表示装置７００の斜視図を示している。図１３（Ｂ）は、表示面側を含む斜視図であり、図１３（Ｃ）は、表示面側とは反対側を含む斜視図である。また図１３（Ｃ）では、接続端子７０３ａに接続したＦＰＣ７０６と、接続端子７０３ｂに接続したＩＣ７０７を明示している。

図１３（Ｂ）に示すように、表示部７０２の両側をそれぞれ湾曲させることにより、電子機器に表示装置７００を組み込む際に、電子機器の両側部に湾曲した表示部を設けることができる。これにより、機能性の高い電子機器を実現できる。

また、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）に示すように、湾曲部７６１ａにより、基板７６２の一部を表示面側とは反対側に折り返すことができる。具体的には、配線７０４が外側になるように、基板７６２の突出部を折り返すことができる。これにより、接続端子７０３ａ及び接続端子７０３ｂを、表示面側とは反対側に配置することができ、さらにはＦＰＣ７０６を表示面側とは反対側に配置することができる。これにより、表示装置７００を電子機器に組み込む際に、非表示部の面積を縮小することが可能となる。

また、基板７６２には、切欠き部７６５が設けられている。切欠き部７６５は、例えば電子機器が有するカメラのレンズ、光学センサ等の各種センサ、照明装置、または意匠などを配置することのできる部分である。表示部７０２の一部が切りかかれることにより、より意匠性の高い電子機器を実現できる。また、これにより、筐体表面に対する画面の占有率を高めることができる。

［断面構成例］
以下では、表示装置の断面構成例について説明する。

〔構成例１〕
図１４に、表示装置７００の断面概略図を示す。図１４は、図１３（Ａ）で示した表示装置７００の表示部７０２と、回路部７６３と、回路部７６４と、接続端子７０３ａと、を含む断面を示している。表示部７０２には、トランジスタ７５０及び容量素子７９０が設けられている。回路部７６３には、トランジスタ７５２が設けられている。回路部７６４には、トランジスタ７５４が設けられている。

トランジスタ７５０及びトランジスタ７５２には、実施の形態１で例示したトランジスタ１００等を用いることができる。また、トランジスタ７５４には、実施の形態１で例示したトランジスタ２００等を用いることができる。

本実施の形態で用いるトランジスタは、高純度化し、酸素欠損の形成を抑制した酸化物半導体層を有する。該トランジスタは、オフ電流を著しく低くできる。そのため、このようなトランジスタが適用された画素は、画像信号等の電気信号の保持時間を長くでき、画像信号等の書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくできるため、消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態で用いるトランジスタは、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。例えば、このような高速駆動が可能なトランジスタを表示装置に用いることで、画素のスイッチングトランジスタと、回路部に使用するドライバトランジスタを同一基板上に形成することができる。すなわち、シリコンウェハ等により形成された駆動回路を適用しない構成も可能であり、表示装置の部品点数を削減することができる。また、画素においても、高速駆動が可能なトランジスタを用いることで、高画質な画像を提供することができる。

容量素子７９０は、トランジスタ７５０が有する第１のゲート電極と同一の膜を加工して形成される下部電極と、半導体層と同一の金属酸化物膜を加工して形成される上部電極と、を有する。上部電極は、トランジスタ７５０のソース領域及びドレイン領域と同様に低抵抗化されている。また、下部電極と上部電極との間には、トランジスタ７５０の第１のゲート絶縁層として機能する絶縁膜の一部が設けられる。すなわち、容量素子７９０は、一対の電極間に誘電体膜として機能する絶縁膜が挟持された積層型の構造を有する。また、上部電極には、トランジスタ７５０のソース電極及びドレイン電極と同一の膜を加工して得られる配線が接続されている。

また、トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、トランジスタ７５４、及び容量素子７９０上には、平坦化膜として機能する絶縁層７７０が設けられている。

表示部７０２が有するトランジスタ７５０と、回路部７６３が有するトランジスタ７５２と、回路部７６４が有するトランジスタ７５４とは、異なる構造のトランジスタを用いてもよい。例えば、いずれかにトップゲート型のトランジスタを適用し、他のいずれかにボトムゲート型のトランジスタを適用した構成としてもよい。

なお、トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、及びトランジスタ７５４の構成については、上記実施の形態１を援用できる。

接続端子７０３ａは、配線７０４の一部を有する。接続端子７０３ａは、接続層７８０を介してＦＰＣ７０６と電気的に接続されている。接続層７８０としては、例えば異方性導電材料等を用いることができる。

表示装置７００は、それぞれ支持基板として機能する基板７６２と、基板７４０と、を有する。基板７６２及び基板７４０としては、例えばガラス基板、またはプラスチック基板等の可撓性を有する基板を用いることができる。

トランジスタ７５０、トランジスタ７５２、トランジスタ７５４、容量素子７９０等は、絶縁層７４４上に設けられる。基板７６２と絶縁層７４４とは、接着層７４２によって貼り合されている。

また、表示装置７００は、発光素子７８２、着色層７３６、遮光層７３８等を有する。

発光素子７８２は、導電層７７２、ＥＬ層７８６、及び導電層７８８を有する。導電層７７２は、トランジスタ７５０が有するソース電極またはドレイン電極と電気的に接続される。導電層７７２は、絶縁層７７０上に設けられ、画素電極として機能する。また導電層７７２の端部を覆って絶縁層７３０が設けられ、絶縁層７３０及び導電層７７２上にＥＬ層７８６と導電層７８８が積層して設けられている。

導電層７７２には、可視光に対して反射性を有する材料を用いることができる。例えば、アルミニウム、銀等を含む材料を用いることができる。また、導電層７８８には、可視光に対して透光性を有する材料を用いることができる。例えば、インジウム、亜鉛、スズ等を含む酸化物材料を用いるとよい。そのため、発光素子７８２は、被形成面とは反対側（基板７４０側）に光を射出する、トップエミッション型の発光素子である。

ＥＬ層７８６は、有機化合物、または量子ドットなどの無機化合物を有する。ＥＬ層７８６は、電流が流れた際に光を呈する発光材料を含む。

発光材料としては、蛍光材料、燐光材料、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｄｅｌａｙｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料、無機化合物（量子ドット材料など）などを用いることができる。量子ドットに用いることのできる材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料、などが挙げられる。

遮光層７３８と、着色層７３６は、絶縁層７４６の一方の面に設けられている。着色層７３６は、発光素子７８２と重なる位置に設けられている。また、遮光層７３８は、表示部７０２において、発光素子７８２と重ならない領域に設けられている。また遮光層７３８は、回路部７６３等にも重ねて設けられていてもよい。

基板７４０は、絶縁層７４６の他方の面に、接着層７４７によって貼り合されている。また、基板７４０と基板７６２とは、封止層７３２によって貼り合されている。

ここでは、発光素子７８２が有するＥＬ層７８６として、白色の発光を呈する発光材料が適用されている。発光素子７８２が発する白色の発光は、着色層７３６により着色されて外部に射出される。ＥＬ層７８６は、異なる色を呈する画素に亘って設けられる。表示部７０２に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）のいずれかを透過する着色層７３６が設けられた画素をマトリクス状に配置することで、表示装置７００は、フルカラーの表示を行うことができる。

また、ここではＥＬ層７８６の一部が分断された例を示している。これにより、隣接画素間でＥＬ層７８６を介して電流が流れることで、意図しない発光が生じることを好適に抑制することができる。

また、導電層７８８として、透過性及び反射性を有する導電膜を用いてもよい。このとき、導電層７７２と導電層７８８との間で微小共振器（マイクロキャビティ）構造を実現し、特定の波長の光を強めて射出する構成とすることができる。またこのとき、導電層７７２と導電層７８８との間に光学距離を調整するための光学調整層を配置し、当該光学調整層の厚さを異なる色の画素間で異ならせることで、それぞれの画素から射出される光の色純度を高める構成としてもよい。

なお、ＥＬ層７８６を画素毎に島状または画素列毎に縞状に形成する、すなわち塗り分けにより形成する場合においては、着色層７３６及び上述した光学調整層を設けない構成としてもよい。

ここで、絶縁層７４４と絶縁層７４６には、それぞれ透湿性の低いバリア膜として機能する無機絶縁膜を用いることが好ましい。このような絶縁層７４４と絶縁層７４６との間に、発光素子７８２及びトランジスタ７５０等が挟持された構成とすることで、これらの劣化が抑制され、信頼性の高い表示装置を実現できる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器の一例として、表示装置が適用されたヘッドマウントディスプレイの例について説明する。

図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）には、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示している。

ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１、表示部８３０２、操作ボタン８３０３、及びバンド状の固定具８３０４を有する。

操作ボタン８３０３は、電源ボタンなどの機能を有する。また操作ボタン８３０３の他にボタンを有していてもよい。

また、図１５（Ｃ）に示すように、表示部８３０２と使用者の目の位置との間に、レンズ８３０５を有していてもよい。レンズ８３０５により、使用者は表示部８３０２を拡大してみることができるため、より臨場感が高まる。このとき、図１５（Ｃ）に示すように、視度調節のためにレンズの位置を変化させるダイヤル８３０６を有していてもよい。

表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、極めて精細度が高いため、図１５（Ｃ）のようにレンズ８３０５を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示することができる。

図１５（Ａ）～図１５（Ｃ）には、１枚の表示部８３０２を有する場合の例を示している。このような構成とすることで、部品点数を削減することができる。

表示部８３０２は、左右２つの領域にそれぞれ右目用の画像と、左目用の画像の２つの画像を並べて表示することができる。これにより、両眼視差を用いた立体映像を表示することができる。

また、表示部８３０２の全域に亘って、両方の目で視認可能な一つの画像を表示してもよい。これにより、視野の両端に亘ってパノラマ映像を表示することが可能となるため、現実感が高まる。

ここで、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、ユーザーの頭部の大きさ、または目の位置などに応じて、表示部８３０２の曲率を適切な値に変化させる機構を有することが好ましい。例えば、表示部８３０２の曲率を調整するためのダイヤル８３０７を操作することで、ユーザー自身が表示部８３０２の曲率を調整してもよい。または、筐体８３０１にユーザーの頭部の大きさ、または目の位置などを検出するセンサ（例えばカメラ、接触式センサ、非接触式センサなど）を設け、センサの検出データに基づいて表示部８３０２の曲率を調整する機構を有していてもよい。

また、レンズ８３０５を用いる場合には、表示部８３０２の曲率と同期して、レンズ８３０５の位置及び角度を調整する機構を備えることが好ましい。または、ダイヤル８３０６が、レンズの角度を調整する機能を有していてもよい。

図１５（Ｅ）及び図１５（Ｆ）には、表示部８３０２の曲率を制御する駆動部８３０８を備える例を示している。駆動部８３０８は、表示部８３０２の少なくとも一部と固定されている。駆動部８３０８は、表示部８３０２と固定される部分が変形または移動することにより、表示部８３０２を変形させる機能を有する。

図１５（Ｅ）には、頭部の大きさが比較的大きなユーザー８３１０が筐体８３０１を装着している場合の模式図である。このとき、表示部８３０２の形状が、曲率が比較的小さく（曲率半径が大きく）なるように、駆動部８３０８により調整されている。

一方、図１５（Ｆ）には、ユーザー８３１０と比較して頭部の大きさが小さいユーザー８３１１が、筐体８３０１を装着している場合を示している。また、ユーザー８３１１は、ユーザー８３１０と比較して、両目の間隔が狭い。このとき、表示部８３０２の形状は、表示部８３０２の曲率が大きく（曲率半径が小さく）なるように、駆動部８３０８により調整される。図１５（Ｆ）には、図１５（Ｅ）での表示部８３０２の位置及び形状を破線で示している。

このように、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、表示部８３０２の曲率を調整する機構を有することで、老若男女様々なユーザーに、最適な表示を提供することができる。

また、表示部８３０２に表示するコンテンツに応じて、表示部８３０２の曲率を変化させることで、ユーザーに高い臨場感を与えることもできる。例えば、表示部８３０２の曲率を振動させることで揺れを表現することができる。このように、コンテンツ内の場面に合わせた様々な演出をすることができ、ユーザーに新たな体験を提供することができる。さらにこのとき、筐体８３０１に設けた振動モジュールと連動させることにより、より臨場感の高い表示が可能となる。

なお、ヘッドマウントディスプレイ８３００は、図１５（Ｄ）に示すように２つの表示部８３０２を有していてもよい。

２つの表示部８３０２を有することで、使用者は片方の目につき１つの表示部を見ることができる。これにより、視差を用いた３次元表示等を行う際であっても、高い解像度の映像を表示することができる。また、表示部８３０２は使用者の目を概略中心とした円弧状に湾曲している。これにより、使用者の目から表示部の表示面までの距離が一定となるため、使用者はより自然な映像を見ることができる。また、表示部からの光の輝度及び色度が見る角度によって変化してしまうような場合であっても、表示部の表示面の法線方向に使用者の目が位置するため、実質的にその影響を無視することができるため、より現実感のある映像を表示することができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製することができる表示モジュールについて説明する。

図１６（Ａ）に示す表示モジュール６０００は、上部カバー６００１と下部カバー６００２との間に、ＦＰＣ６００５が接続された表示装置６００６、フレーム６００９、プリント基板６０１０、及びバッテリー６０１１を有する。

例えば、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を、表示装置６００６に用いることができる。表示装置６００６により、極めて消費電力の低い表示モジュールを実現することができる。

上部カバー６００１及び下部カバー６００２は、表示装置６００６のサイズに合わせて、形状及び寸法を適宜変更することができる。

表示装置６００６はタッチパネルとしての機能を有していてもよい。

フレーム６００９は、表示装置６００６の保護機能、プリント基板６０１０の動作により発生する電磁波を遮断する機能、放熱板としての機能等を有していてもよい。

プリント基板６０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路、バッテリー制御回路等を有する。

図１６（Ｂ）は、光学式のタッチセンサを備える表示モジュール６０００の断面概略図である。

表示モジュール６０００は、プリント基板６０１０に設けられた発光部６０１５及び受光部６０１６を有する。また、上部カバー６００１と下部カバー６００２により囲まれた領域に一対の導光部（導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂ）を有する。

表示装置６００６は、フレーム６００９を間に介してプリント基板６０１０及びバッテリー６０１１と重ねて設けられている。表示装置６００６とフレーム６００９は、導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂに固定されている。

発光部６０１５から発せられた光６０１８は、導光部６０１７ａにより表示装置６００６の上部を経由し、導光部６０１７ｂを通って受光部６０１６に達する。例えば指またはスタイラスなどの被検知体により、光６０１８が遮られることにより、タッチ操作を検出することができる。

発光部６０１５は、例えば表示装置６００６の隣接する２辺に沿って複数設けられる。受光部６０１６は、発光部６０１５と対向する位置に複数設けられる。これにより、タッチ操作がなされた位置の情報を取得することができる。

発光部６０１５は、例えばＬＥＤ素子などの光源を用いることができ、特に、赤外線を発する光源を用いることが好ましい。受光部６０１６は、発光部６０１５が発する光を受光し、電気信号に変換する光電素子を用いることができる。好適には、赤外線を受光可能なフォトダイオードを用いることができる。

光６０１８を透過する導光部６０１７ａ、導光部６０１７ｂにより、発光部６０１５と受光部６０１６とを表示装置６００６の下側に配置することができ、外光が受光部６０１６に到達してタッチセンサが誤動作することを抑制できる。特に、可視光を吸収し、赤外線を透過する樹脂を用いると、タッチセンサの誤動作をより効果的に抑制できる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置を適用可能な、電子機器の例について説明する。

図１７（Ａ）に示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。

電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。

表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。

図１７（Ｂ）は、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。

筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリー６５１８等が配置されている。

保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が図示しない接着層により固定されている。

また、表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されている。また、当該折り返された部分に、ＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。またＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。

表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイパネルを適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリー６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様を用いて作製された表示装置を備える電子機器について説明する。

以下で例示する電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を備えるものである。したがって、高い解像度が実現された電子機器である。また高い解像度と、大きな画面が両立された電子機器とすることができる。

本発明の一態様は、表示装置と、アンテナ、バッテリー、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、タッチセンサ、及び操作ボタンのうち、少なくとも一つと、を有する。

本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。

二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。

本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像、情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。

本発明の一態様の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。

電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、ノート型のパーソナルコンピュータ、モニタ装置、デジタルサイネージ、パチンコ機、ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。

本発明の一態様が適用された電子機器は、家屋、またはビルなどの建物の内壁または外壁、自動車等の内装または外装等が有する平面または曲面に沿って組み込むことができる。

図１８（Ａ）は、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。

カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、シャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。

なおカメラ８０００は、レンズ８００６と筐体とが一体となっていてもよい。

カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、またはタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。

筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００のほか、ストロボ装置等を接続することができる。

ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、ボタン８１０３等を有する。

筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００はカメラ８０００から受信した映像等を表示部８１０２に表示させることができる。

ボタン８１０３は、電源ボタン等としての機能を有する。

カメラ８０００の表示部８００２、及びファインダー８１００の表示部８１０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ８０００であってもよい。

図１８（Ｂ）は、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。

ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、ケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリー８２０６が内蔵されている。

ケーブル８２０５は、バッテリー８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。

また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。

表示部８２０４に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。

図１８（Ｃ）、図１８（Ｄ）、及び図１８（Ｅ）は、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。

使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。

なお、表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の半導体装置を有する表示装置は、極めて精細度が高いため、図１８（Ｅ）のようにレンズ８３０５を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示することができる。

図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）に示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。

図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画または動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。

図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。

図１９（Ａ）は、テレビジョン装置９１００を示す斜視図である。テレビジョン装置９１００は、大画面、例えば、５０インチ以上、または１００インチ以上の表示部９００１を組み込むことが可能である。

図１９（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字、画像情報などをその複数の面に表示することができる。図１９（Ｂ）では３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールまたはＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリーの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。

図１９（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。

図１９（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、または充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。

図１９（Ｅ）、図１９（Ｆ）、及び図１９（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図１９（Ｅ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１９（Ｇ）は折り畳んだ状態、図１９（Ｆ）は図１９（Ｅ）と図１９（Ｇ）の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。

図２０（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７５００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。

図２０（Ａ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、または別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。または、表示部７５００にタッチパネルを適用し、これに触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、操作ボタンの他に表示部を有していてもよい。

なお、テレビジョン装置７１００は、テレビ放送の受信機、またはネットワーク接続のための通信装置を有していてもよい。

図２０（Ｂ）に、ノート型パーソナルコンピュータ７２００を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７５００が組み込まれている。

図２０（Ｃ）、及び図２０（Ｄ）に、デジタルサイネージ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｇｅ：電子看板）の一例を示す。

図２０（Ｃ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７５００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。

また、図２０（Ｄ）は円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７５００を有する。

表示部７５００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができ、また人の目につきやすいため、例えば広告の宣伝効果を高める効果を奏する。

表示部７５００にタッチパネルを適用し、使用者が操作できる構成とすると好ましい。これにより、広告用途だけでなく、路線情報、交通情報、または商用施設の案内情報など、使用者が求める情報を提供するための用途にも用いることができる。

また、図２０（Ｃ）、及び図２０（Ｄ）に示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７５００に表示される広告の情報を情報端末機７３１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１を操作することで、表示部７５００の表示を切り替えることもできる。

また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。

図２０（Ａ）乃至図２０（Ｄ）における表示部７５００に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。

本実施の形態の電子機器は表示部を有する構成としたが、表示部を有さない電子機器にも本発明の一態様を適用することができる。

１０：表示パネル１１：表示部１２、１２ａ、１２ｂ：第１の駆動回路１３：第２の駆動回路３１：シフトレジスタ回路３２、３３：ラッチ回路３４：レベルシフタ回路３５：ＤＡＣ回路３６：アナログバッファ回路３７：ソースフォロア回路３８：サンプリング回路４１：ラッチ回路部４２：レベルシフタ回路部４３：Ｄ－Ａ変換部４４：アナログバッファ回路部４５：ソースフォロア回路部４６：デマルチプレクサ回路５１、５２：トランジスタ５３：容量素子５４：発光素子１００、１００Ａ－Ｄ：トランジスタ１０２：基板１０３：絶縁層１０６：導電層１０８ｆ：金属酸化物膜１０８ｎ：低抵抗領域１０８：半導体層１１０：絶縁層１１２ｆ：導電膜１１２：導電層１１４ｆ：金属酸化物膜１１４：金属酸化物層１１８：絶縁層１１９：絶縁層１２０ａ、１２０ｂ：導電層１３０ａ、１３０ｂ：導電層１３１ｆ、１３２ｆ：金属膜１３１、１３２：金属層１３５、１３６：レジストマスク１４０：不純物元素１４１ａ－ｄ：開口部１４２ａ、１４２ｂ：開口部２００：トランジスタ、２００Ａ－Ｄ：トランジスタ２０６：導電層２０８ｆ：金属酸化物膜２０８ｎ：低抵抗領域２０８：半導体層２１２：導電層２１４：金属酸化物層２２０ａ、２２０ｂ：導電層２３０ａ、２３０ｂ：導電層２４０：表示装置２５０Ｗ：発光素子２５１：基板２５０Ｂ：発光素子２５０Ｇ：発光素子２５０Ｒ：発光素子２６１：画素電極２６２Ｒ、２５２Ｇ、２６２Ｂ、２６２Ｗ：ＥＬ層２６３：共通電極２６４Ｒ、２６４Ｇ、２６４Ｂ：着色層２７１：保護層２７２：絶縁層

Claims

第１の酸化物半導体層を有する第１のトランジスタと、第２の酸化物半導体層を有する第２のトランジスタと、を有する、表示装置の作製方法であって、
第１の基板上に、第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層上に、第１の金属酸化物膜を成膜し、
前記第１の金属酸化物膜上に、第１の金属膜を成膜し、
前記第１の金属膜上に、島状の第１のレジストマスクを形成し、
前記第１の金属膜及び前記第１の金属酸化物膜の、前記第１のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第１の金属層と、島状の前記第１の酸化物半導体層を形成すると共に、前記第１の絶縁層の上面の一部を露出させ、
前記第１のレジストマスクを除去し、
前記第１の金属層、及び前記第１の絶縁層上に、第２の金属酸化物膜を成膜し、
前記第２の金属酸化物膜上に、第２の金属膜を成膜し、
前記第２の金属膜上であって、前記第１の金属膜と重ならない領域に、島状の第２のレジストマスクを形成し、
前記第２の金属膜及び前記第２の金属酸化物膜の、前記第２のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第２の金属層と、島状の前記第２の酸化物半導体層を形成し、
前記第２のレジストマスクを除去し、
前記第１の金属層、及び前記第２の金属層を除去する、
表示装置の作製方法。
第１の酸化物半導体層を有する第１のトランジスタと、第２の酸化物半導体層を有する第２のトランジスタと、を有する、表示装置の作製方法であって、
第１の基板上に、第１の絶縁層を形成し、
前記第１の絶縁層上に、第１の金属酸化物膜を成膜し、
前記第１の金属酸化物膜上に、第１の金属膜を成膜し、
前記第１の金属膜上に、島状の第１のレジストマスクを形成し、
前記第１の金属膜の、前記第１のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第１の金属層を形成し、
前記第１のレジストマスクを除去し、
前記第１の金属酸化物膜の、前記第１の金属膜に覆われていない部分を除去して、島状の前記第１の酸化物半導体層を形成すると共に、前記第１の絶縁層の上面の一部を露出させ、
前記第１の金属層、及び前記第１の絶縁層上に、第２の金属酸化物膜を成膜し、
前記第２の金属酸化物膜上に、第２の金属膜を成膜し、
前記第２の金属膜上であって、前記第１の金属膜と重ならない領域に、島状の第２のレジストマスクを形成し、
前記第２の金属膜の、前記第２のレジストマスクに覆われていない部分を除去して、島状の第２の金属層を形成し、
前記第２のレジストマスクを除去し、
前記第２の金属酸化物膜の、前記第２の金属膜に覆われていない部分を除去して、島状の前記第２の酸化物半導体層を形成し、
前記第１の金属層、及び前記第２の金属層を除去する、
表示装置の作製方法。
請求項１または請求項２において、
前記第１の金属酸化物膜は、インジウム、亜鉛、及びガリウムを含み、
前記第２の金属酸化物膜は、インジウムを含み、
前記第２の金属酸化物膜は、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、前記第１の金属酸化物膜よりも大きくなるように形成される、
表示装置の作製方法。
請求項１または請求項２において、
前記第２の金属酸化物膜は、インジウム、亜鉛、及びガリウムを含み、
前記第１の金属酸化物膜は、インジウムを含み、
前記第１の金属酸化物膜は、含有される金属元素の原子数に対する、インジウムの原子数の割合が、前記第２の金属酸化物膜よりも大きくなるように形成される、
表示装置の作製方法。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の金属膜は、ドライエッチング法によりエッチングされ、前記第１の金属酸化物膜はウェットエッチング法によりエッチングされ、
前記第２の金属膜は、ドライエッチング法によりエッチングされ、前記第２の金属酸化物膜はウェットエッチング法によりエッチングされ、
前記第１の金属層及び前記第２の金属層は、ウェットエッチング法によりエッチングされる、
表示装置の作製方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の金属膜、及び前記第２の金属膜に、タングステン、モリブデン、またはチタンを用いる、
表示装置の作製方法。