溅射靶材的制造方法与流程

本发明涉及溅射靶材及其制造方法。

本发明还涉及例如氧化物、晶体管以及半导体装置以及它们的制造方法。另外，本发明还涉及例如氧化物、显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、处理器以及电子设备。另外，本发明还涉及氧化物、显示装置、液晶显示装置、发光装置、存储装置以及电子设备的制造方法。此外，本发明还涉及半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、存储装置以及电子设备的驱动方法。

本发明的一形态不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一形态的技术领域涉及物体、方法或制造方法。此外，本发明的一形态涉及工序、机器、产品或组合物(日文：コンポジション·オブ·マター)。

在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。显示装置、发光装置、照明装置、电光装置、半导体电路以及电子设备存在包括半导体装置的情况。

背景技术：

使用在具有绝缘表面的基板上的半导体来形成晶体管的技术受到关注。该晶体管被广泛应用于如集成电路或显示装置等的半导体装置。作为可适用于晶体管的半导体，公知为硅。

作为用于晶体管的半导体的硅，可以根据用途使用非晶硅或多晶硅。例如，在将硅用于构成大型显示装置的晶体管的情况下，如果使用已确立了大面积基板上的成膜技术的非晶硅则较为理想。另一方面，在将硅用于构成在同一基板上形成有驱动电路及像素电路的高功能的显示装置的晶体管的情况下，如果使用可制造具有高场效应迁移率的晶体管的多晶硅则较为理想。作为多晶硅的形成方法，已知通过对非晶硅进行高温的热处理或激光处理来形成的方法。

近年来，对使用氧化物半导体(典型的是in-ga-zn氧化物)的晶体管积极地进行开发。

氧化物半导体的历史久远，1988年公开了将结晶in-ga-zn氧化物应用于半导体元件(参照专利文献1)。此外，1995年发明了使用氧化物半导体的晶体管，并公开了其电特性(参照专利文献2)。

2013年，有团体报告了非晶in-ga-zn氧化物为通过照射电子束就能促进晶化的不稳定的结构(参照非专利文献1)。此外，还报告了他们所形成的非晶in-ga-zn氧化物在利用高分辨率透射电子显微镜观察时不具有有序性。

2014年对具有比使用非晶in-ga-zn氧化物的晶体管更优异的电特性及可靠性的使用结晶性in-ga-zn氧化物的晶体管进行了报道(参照非专利文献2、非专利文献3及非专利文献4)。其中报告了在具有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)的in-ga-zn氧化物中观察不到明确的晶界。

另外还公开了可将结晶性高的caac-os成膜的溅射靶材(参照专利文献3)。

作为高分子的结晶结构的一种，已知次晶(日文：パラクリスタル)的概念。次晶看起来残留有晶格的形状，但与理想的单晶比较，是具有应变的结晶结构(参照非专利文献5)。

[专利文献1]日本专利申请特开昭63-239117

[专利文献2]日本专利申请特表平11-505377

[专利文献3]日本专利申请特开2014-51735

[非专利文献1]t.kamiya，kojikimoto，naokiohashi，katsumiabe，yuichirohanyu，hideyakumomi，hideohosono：proceedingsofthe20thinternationaldisplayworkshops，2013，amd2-5l

[非专利文献2]s.yamazaki，h.suzawa，k.inoue，k.kato，t.hirohashi，k.okazaki，andn.kimizuka：japanesejournalofapplied.physics2014vol.5304ed18

[非专利文献3]s.yamazaki，t.hirohashi，m.takahashi，s.adachi，m.tsubuku，j.koezuka，k.okazaki，y.kanzaki，h.matsukizono，s.kaneko，s.mori，andt.matsuo：journalofthesocietyforinformationdisplay，2014，volume22，issue1，p.55-p.67

[非专利文献4]s.yamazaki：theelectrochemicalsocietytransactions，2014，vol.64(10)，pp155-164

[非专利文献5]rolfhosemann：journalofappliedphysics，1963january，vol.34，number.1，pp25-41

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明课题之一是提供一种具有杂质浓度低的氧化物的溅射靶材。另外，本发明课题之一是提供一种具有结晶性高的氧化物的溅射靶材。另外，本发明课题之一是提供一种使用该溅射靶材的杂质浓度低的氧化物的制造方法。另外，本发明课题之一是提供一种使用该溅射靶材的结晶性高的氧化物的制造方法。

本发明课题之一是提供一种将氧化物用于半导体的半导体装置。此外，本发明课题之一是提供一种具有将氧化物用于半导体的半导体装置的模块。另外，本发明课题之一是提供一种电子设备，该电子设备具有：将氧化物用于半导体的半导体装置；或者具有将氧化物用于半导体的半导体装置的模块。

本发明课题之一是提供一种电特性良好的晶体管。另外，本发明课题之一是提供一种电特性稳定的晶体管。另外，本发明课题之一是提供一种具有高频率特性的晶体管。另外，本发明课题之一是提供一种关态时(日文：オフ時)的电流小的晶体管。另外，本发明课题之一是提供一种具有上述晶体管的半导体装置。另外，本发明课题之一是提供一种具有上述半导体装置的模块。另外，本发明课题之一是提供一种具有上述半导体装置或上述模块的电子设备。

但是这些课题的记载并不妨碍其他课题的存在。本发明的一形态不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的课题。

(1)

本发明一形态是溅射靶材的制造方法，该方法包括如下步骤：准备包含铟、锌、元素m(元素m为铝、镓、钇或锡)及氧的混合物的第一步骤；在以90体积％以上且100体积％以下的浓度含有氮的第一气氛下，将混合物从第一温度升温至第二温度的第二步骤；以及，在以10体积％以上且100体积％以下的浓度含有氧的第二气氛下，将混合物从第二温度降温至第三温度的第三步骤。

(2)

本发明一形态是溅射靶材的制造方法，该方法包括如下步骤：准备包含铟、锌、元素m(元素m为铝、镓、钇或锡)及氧的混合物的第一步骤；在以90体积％以上且100体积％以下的浓度含有氮的第一气氛下，将混合物从第一温度升温至第二温度的第二步骤；在第一气氛及第二温度下保持混合物3分以上且不到24小时的第三步骤；以及，在以10体积％以上且100体积％以下的浓度含有氧的第二气氛下，将混合物从第二温度降温至第三温度的第四步骤。

(3)

本发明一形态是溅射靶材的制造方法，该方法包括如下步骤：准备包含铟、锌、元素m(元素m为铝、镓、钇或锡)及氧的混合物的第一步骤；在以90体积％以上且100体积％以下的浓度含有氮的第一气氛下，将混合物从第一温度升温至第二温度的第二步骤；在第一气氛及第二温度下保持混合物3分以上且不到24小时的第三步骤；在以10体积％以上且100体积％以下的浓度含有氧的第二气氛及第二温度下保持混合物3分以上且不到24小时的第四步骤；以及，在第二气氛下将混合物从第二温度降温至第三温度的第四步骤。

(4)

本发明一形态是：在(1)～(3)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第一气氛具有露点低于-60℃的气体。

(5)

本发明一形态是：在(1)～(4)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第二气氛具有露点低于-60℃的气体。

(6)

本发明一形态是：在(1)～(4)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第二气氛具有干燥空气。

(7)

本发明一形态是：在(1)～(6)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第一温度为10℃以上且300℃以下。

(8)

本发明一形态是：在(1)～(7)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第二温度为800℃以上且1700℃以下。

(9)

本发明一形态是：在(1)～(8)中的任一个的溅射靶材的制造方法中，第三温度为10℃以上且300℃以下。

发明的效果

本发明能提供一种具有杂质浓度低的氧化物的溅射靶材。另外，本发明能提供一种具有结晶性高的氧化物的溅射靶材。另外，本发明能提供一种使用该溅射靶材的杂质浓度低的氧化物的制造方法。本发明能提供一种使用该溅射靶材的结晶性高的氧化物的制造方法。

本发明能提供一种将氧化物用于半导体的半导体装置。此外，本发明能提供一种具有将氧化物用于半导体的半导体装置的模块。另外，本发明能提供一种电子设备，该电子设备具有将氧化物用于半导体的半导体装置、或具有将氧化物用于半导体的半导体装置的模块。

本发明能提供一种电特性良好的晶体管。另外，本发明能提供一种电特性稳定的晶体管。另外，本发明能提供一种具有高频率特性的晶体管。另外，本发明能提供一种关态电流小的晶体管。另外，本发明能提供一种具有上述晶体管的半导体装置。另外，本发明能提供一种具有上述半导体装置的模块。另外，本发明能提供一种具有上述半导体装置或上述模块的电子设备。

这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。本发明一形态不需要实现所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的效果。

附图说明

图1是示出溅射靶材的制造方法的一个例子的流程图及说明烧成的条件的图；

图2是说明烧成的条件的图；

图3是说明氢脱离模型的图；

图4是说明氢脱离模型的图；

图5是说明氢脱离模型的图；

图6是说明氢脱离模型的图；

图7是说明氢脱离模型的图；

图8是说明氢脱离模型的图；

图9是示出溅射靶材的制造方法的一个例子的流程图；

图10是示出溅射靶材的制造方法的一个例子的流程图；

图11是示出溅射靶材的制造方法的一个例子的流程图；

图12是说明in-m-zn氧化物的组成的三角图；

图13是说明溅射装置的图；

图14是说明溅射装置的图；

图15是说明溅射装置的图；

图16是说明溅射装置的图；

图17是说明溅射装置的图；

图18是说明溅射装置的图；

图19是示出成膜装置的一个例子的俯视图；

图20是示出成膜装置的结构的一个例子的图；

图21是说明caac-os的成膜方法的图；

图22是说明inmzno4的结晶及颗粒的图；

图23是说明caac-os的成膜方法的图；

图24是说明caac-os的成膜方法的图；

图25是说明caac-os的成膜方法的图；

图26是说明caac-os的成膜方法的图；

图27是说明粒子附着在颗粒上的位置的图；

图28是说明粒子附着在颗粒上的位置的图；

图29是本发明的一形态的晶体管的俯视图及截面图；

图30是本发明的一形态的晶体管的截面图；

图31是本发明的一形态的晶体管的截面图；

图32是具有本发明的形态的氧化物半导体的区域的能带图；

图33是本发明的一形态的晶体管的俯视图及截面图；

图34是本发明的一形态的晶体管的截面图；

图35是本发明的一形态的晶体管的截面图；

图36是示出本发明的一形态的半导体装置的电路图；

图37是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图38是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图39是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图40是示出本发明的一形态的存储装置的电路图；

图41是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图42是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图43是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图44是示出本发明的一形态的半导体装置的俯视图；

图45是示出本发明的一形态的半导体装置的方框图；

图46是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图47是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图48是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图49是示出本发明的一形态的半导体装置的立体图及截面图；

图50是示出本发明的一形态的半导体装置的方框图；

图51是示出本发明的一形态的半导体装置的电路图；

图52是示出本发明的一形态的半导体装置的电路图、俯视图及截面图；

图53是示出本发明的一形态的半导体装置的截面图；

图54是示出本发明的一形态的半导体装置的电路图及截面图；

图55是示出本发明的一形态的电子设备的立体图；

图56是caac-os的截面中的cs校正高分辨率tem图像以及caac-os的截面示意图；

图57是caac-os的平面的cs校正高分辨率tem图像；

图58是说明通过xrd得到的caac-os以及单晶氧化物半导体的结构分析的图；

图59是示出caac-os的电子衍射图案的图；

图60是因电子照射导致的in-ga-zn氧化物的结晶部的变化的图；

图61是示出氢浓度的图。

具体实施方式

使用附图对本发明的实施方式详细地进行说明。但本发明不局限于以下说明，本领域技术人员容易理解将该形态和详细内容变换为各种形式。另外，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。另外，当利用附图说明发明结构时，表示相同对象的符号在不同的附图中共同使用。另外，有时使用相同的阴影图案表示相同的部分，而不特别附加符号。另外，在参照不同符号的构成要素的记载的情况下，可以适当地使用关于参照的构成要素的厚度、组成、结构或形状等的记载。

在附图中，有时为了清楚了解而夸大尺寸、膜(层)的厚度或区域。

在本说明书中，可以互相调换“膜”的表示和“层”的表示。

另外，电压大多指某个电位与标准电位(例如，接地电位(gnd)或源电位)之间的电位差。由此，可以将电压换称为电位。一般而言，电位(电压)是相对的，由与基准电位的相对大小决定。因此，即使在记载为“接地电位”等的情况下，电位也不局限于0v。例如，也有电路中的最低电位为“接地电位”的情况。或者，也有电路中的中间电位为“接地电位”的情况。在该情况下，以该电位为基准规定正电位及负电位。

另外，为方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地替换为“第二”或“第三”等来进行说明。另外，本说明书等中所记载的序数词与用于指定本发明的一形态的序数词有时不一致。

即使在表示为“半导体”的情况下，例如在导电性充分低时，有时也具有作为“绝缘体”的特性。此外，“半导体”与“绝缘体”的境界不清楚，因此有时不能精确地区别。由此，有时可将本说明书所记载的“半导体”换称为“绝缘体”。同样地，有时可将本说明书所记载的“绝缘体”换称为“半导体”。

另外，即使在表示为“半导体”的情况下，例如在导电性充分高时，有时也具有作为“导电体”的特性。此外，“半导体”和“导电体”的境界不清楚，因此有时不能精确地区别。由此，有时可将本说明书所记载的“半导体”换称为“导电体”。同样地，有时可将本说明书所记载的“导电体”换称为“半导体”。

半导体的杂质例如是指半导体的主要成分之外的元素。例如，浓度为低于0.1原子％的元素是杂质。有时由于包含杂质而导致例如在半导体中形成dos(densityofstates：态密度)、载流子迁移率降低、或结晶性降低等。在半导体是氧化物半导体时，作为改变半导体特性的杂质，例如有第1族元素、第2族元素、第14族元素、第15族元素、或主要成分之外的过渡金属等，尤其是，例如有氢(也包含在水中)、锂、钠、硅、硼、磷、碳、氮等。在氧化物半导体的情况下，有时例如由于氢等杂质的混入导致氧缺陷的产生。另外，在半导体是硅的情况下，作为改变半导体特性的杂质，例如有氧、除氢之外的第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素等。

另外，在本说明书中，在记载为“a具有浓度b的区域”时，例如包括：a的某区域整体在深度方向上的浓度为b的情况；a的某区域在深度方向上的浓度的平均值为b的情况；a的某区域在深度方向上的浓度的中值为b的情况；a的某区域在深度方向上的浓度的最大值为b的情况；a的某区域在深度方向上的浓度的最小值为b的情况；a的某区域在深度方向上的浓度的结束值为b的情况；以及a中的在测量上能够得到可能是个准确的值的区域的浓度为b的情况等。

此外，在本说明书中，在记载为“a具有大小b、长度b、厚度b、宽度b或距离b的区域”时，例如包括：a的某区域整体的大小、长度、厚度、宽度或距离为b的情况；a的某区域的大小、长度、厚度、宽度或距离的平均值为b的情况；a的某区域的大小、长度、厚度、宽度或距离的中值为b的情况；a的某区域的大小、长度、厚度、宽度或距离的最大值为b的情况；a的某区域的大小、长度、厚度、宽度或距离的最小值为b的情况；a的某区域的大小、长度、厚度、宽度或距离的结束值为b的情况；以及a中的在测量上能够得到可能是个准确的值的区域的大小、长度、厚度、宽度或距离为b的情况等。

沟道(日文：チャネル)长度例如是指在晶体管的俯视图中，半导体(或在晶体管处于导通状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极互相重叠的区域、或者其中形成沟道的区域中的源极(源区或源电极)和漏极(漏区或漏电极)之间的距离。另外，在一个晶体管中，沟道长度不一定是在所有区域中相同。也就是说，一个晶体管的沟道长度有时不局限于一个值。因此，在本说明书中，沟道长度是形成沟道的区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。

沟道宽度例如是指半导体(或在晶体管处于导通状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极互相重叠的区域、或者形成沟道的区域中的源极与漏极相对的部分的长度。另外，在一个晶体管中，沟道宽度不一定是在所有区域中相同。也就是说，一个晶体管的沟道宽度有时不局限于一个值。因此，在本说明书中，沟道宽度是其中形成沟道的区域中的任一个值、最大值、最小值或平均值。

另外，根据晶体管的结构，实际上存在形成沟道的区域中的沟道宽度(下面称为实效沟道宽度)和晶体管的俯视图所示的沟道宽度(下面称为外观上的沟道宽度)不同的情况。例如，在具有立体结构的晶体管中，有时因为实效沟道宽度大于晶体管的俯视图所示的外观上的沟道宽度，所以不能忽略其影响。例如，在具有微细且立体的结构的晶体管中，有时形成在半导体的侧面的沟道形成区域的比率增大。在此情况下，实际上其中形成沟道的实效沟道宽度大于俯视图所示的外观上的沟道宽度。

在具有立体结构的晶体管中，有时难以通过实测估计实效沟道宽度。例如，为了根据设计值估计实效沟道宽度，需要预先知道半导体的形状的假定。因此，当半导体的形状不清楚时，难以准确地测量实效沟道宽度。

因此，在本说明书中，有时将在晶体管的俯视图中半导体和栅电极互相重叠的区域中的源极与漏极相对的部分的长度，即外观上的沟道宽度称为“围绕沟道宽度(scw：surroundedchannelwidth)”。另外，在本说明书中，在简单地描述为“沟道宽度”时，有时是指围绕沟道宽度或外观上的沟道宽度。或者，在本说明书中，在简单地描述为“沟道宽度”时，有时是指实效沟道宽度。另外，通过对截面tem图像等进行分析等，可以决定沟道长度、沟道宽度、实效沟道宽度、外观上的沟道宽度、围绕沟道宽度等的值。

另外，在通过计算求得晶体管的场效应迁移率或每个沟道宽度的电流值等时，有时使用围绕沟道宽度来计算。在此情况下，该值有时与使用实效沟道宽度计算的值不同。

在本说明书中，记载为“a具有其端部比b的端部突出的形状”有时意味着在俯视图或截面图中a的至少一个端部具有位于b的至少一个端部的外侧的形状。因此，例如可以将“a具有其端部比b的端部突出的形状”的记载解释为在俯视图中a的一个端部具有位于b的一个端部的外侧的形状。

在本说明书中，“平行”是指两条直线以-10°以上且10°以下的角度进行配置的状态。因此，也包括该角度为-5°以上且5°以下的状态。另外，“大致平行”是指两条直线以-30°以上且30°以下的角度进行配置的状态。另外，“垂直”是指两条直线以80°以上且100°以下的角度进行配置的状态。因此，也包括该角度为85°以上且95°以下的状态。另外，“大致垂直”是指两条直线以60°以上且120°以下的角度进行配置的状态。

在本说明书中，将三方晶系和菱方晶系表述为六方晶系。

在本说明书中，当记载为半导体时，可以换称为氧化物半导体。作为半导体，还可以使用：硅或锗等的第14族半导体；碳化硅、硅化锗、砷化镓、磷化铟、硒化锌、硫化镉、氧化物半导体等化合物半导体；以及有机半导体。

在说明书中，当只记载为氧化物时，可以换称为氧化物半导体、氧化物绝缘体或氧化物导电体。

<靶材1>

下面，将说明本发明的一形态的溅射靶材。但靶材的用途不局限于溅射法。例如，也可用于分子束外延(mbe：molecularbeamepitaxy)法、脉冲激光沉积(pld：pulsedlaserdeposition)法等溅射法。

图1(a)是示出溅射靶材的制造方法的流程图。

首先，称量原料(步骤s101)。作为原料，使用第一～第n氧化物粉末(n为2以上的自然数)。例如，使用氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末。另外，也可以使用氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末或氧化钨粉末代替氧化铟粉末、氧化镓粉末或/及氧化锌粉末。例如，将氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末的摩尔数比设定为“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通过采用上述摩尔数比，在后面容易得到包含结晶性高的多晶氧化物的溅射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化铟粉末、氧化镓粉末、氧化锌粉末、氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末、氧化钨粉末、氧化铟粉末及氧化锌粉末、氧化铟粉末及氧化镓粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末、氧化铝粉末及氧化锌粉末、氧化锌粉末及氧化锡粉末或者氧化铟粉末及氧化锡粉末作为原料。

通过使用高纯度的材料作为原料，后面容易得到包含杂质浓度低的多晶氧化物的溅射靶材。具体而言，可以将碱金属设定为低于10重量ppm，优选低于5重量ppm，更优选低于2重量ppm。另外，可以将碱土金属设定为低于5重量ppm，优选低于2重量ppm，更优选低于1重量ppm。另外，可以将卤素设定为低于10重量ppm，优选低于5重量ppm，更优选低于2重量ppm。另外，可以将硼、镁、磷、铜、锗设定为低于5重量ppm，优选为低于2重量ppm，更优选为低于1重量ppm。另外，可以将氮设定为低于20重量ppm，优选为低于10重量ppm，更优选为低于5重量ppm，进一步优选为低于2重量ppm。另外，可以将硅设定为低于50重量ppm，优选为低于20重量ppm，更优选为低于10重量ppm，进一步优选为低于5重量ppm。可利用二次离子质谱分析(sims:secondaryionmassspectrometry)、辉光放电质谱法(gdms:glowdischargemassspectrometry)或者电感耦合等离子体质谱(icp-ms:inductivelycoupledplasmamassspectrometry)等测量杂质浓度。

接着，将称量的原料混合(步骤s102)。

接着，将混合后的原料摊铺到成型模中进行成形(步骤s103)。

接着，通过对成形体进行烧成(也称为进行烧结)，制造烧结体(步骤s104)。

图1(b)是说明烧成的条件的图。在烧成中，使用炉(也称为烧成炉或烧结炉)。烧成在惰性气氛下从时刻t0及温度t1开始。温度t1例如可以为10℃以上且400℃以下。当温度t1太高时，有时会使炉的构件劣化。另外，当温度t1太低时，有时会在后面的降温工序中下降至温度t1所需时间变长。惰性气氛是指包含氮、稀有气体等惰性气体的气氛、或没有包含氧化性气体等反应气体的气氛。具体而言，该气氛为氧化性气体等的反应性气体低于10％，优选低于5％，更优选低于1％，进一步优选低于0.1％的气氛。另外，在烧成时，炉内的压力也可以为100pa以下、10pa以下或1pa以下的减压。为了降低杂质的混入，惰性气体的纯度优选设定为8n(99.999999％)以上，更优选设定为9n(99.9999999％)以上。

接着，在时刻t0到时刻t1之间，升温至温度t2。温度t2例如为800℃以上且1700℃以下，优选为1000℃以上且1400℃以下。从时刻t0到时刻t1的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。另外，在升温至温度t2时，有时会存在因炉的原因暂时超过温度t2的情况。在此情况下，可经过规定时间形成到温度t2即可。由此，在实际的处理时，存在具有超高图1(b)的最高温度的温度t2的时间。

接着，从时刻t1至时刻t3保持温度t2。从时刻t1到时刻t3的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。此时，在时刻t1和时刻t3之间的时刻t2切换炉内的气氛较为理想。例如，可以切换为氧化性气氛。从时刻t1到时刻t2的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。另外，氧化性气氛是指包含氧化性气体的气氛。氧化性气体是氧、臭氧或一氧化二氮等，优选不包含水、氢等。在氧化性气氛中也可混合氧化性气体和惰性气体。在此情况下，形成为至少包含10％以上、优选为20％以上、更优选为50％以上、进一部优选为90％以上的氧化性气体的气氛。为了降低杂质的混入，惰性气体的纯度优选设定为8n以上，更优选设定为9n以上。另外，可以在切换气氛的同时使炉内的压力变动。例如，将压力从减压加压到大气压。另外，也可从大气压进行减压。

在惰性气氛或减压下，通过保持在温度t2，可有效减少成形体所含的氢或水。这可通过后叙的氢脱离模型进行说明。随着氢脱离，成形体内形成氧缺陷(也记载为vo)。另外，通过减少水，可降低成形体所具有的间隙，形成密度(也称为相对密度)高的烧结体。

另外，通过在氧化性气氛下以温度t2保持烧结体，可以减少烧结体内的氧缺陷。

然后，在时刻t3到时刻t4之间，降温至温度t3。温度t3例如可以为20℃以上且500℃以下。当温度t3太高时，有时在从炉取出烧结体时烧结体产生裂缝。当温度t3太低时，有时下降至温度t3时所需要的时间变长。

烧成的条件不局限于图1(b)所示的条件。例如，也可以在图2(a)或图2(b)所示的条件下进行烧成。

<烧成条件的变形例1>

图2(a)所示的烧成条件为如下：在惰性气氛下从时刻t0及温度t1开始。温度t1例如可以为10℃以上且400℃以下。当温度t1太高时，有时使构件劣化。另外，当温度t1太低时，有时下降至温度t1时所需要的时间变长。另外，烧成时，炉内的压力也可以为100pa以下、10pa以下或1pa以下的减压。

接着，在时刻t0到时刻t1之间，升温至温度t2。温度t2例如为800℃以上且1700℃以下，优选为1000℃以上且1400℃以下。从时刻t0至时刻t1的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。

接着，从时刻t1至时刻t3保持温度t2。从时刻t1到时刻t3的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。此时，在时刻t1和时刻t3之间的时刻t2优选切换炉内的气氛。例如，可以切换为氧化性气氛。从时刻t1到时刻t2的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。另外，可以在切换气氛的同时使炉内的压力变动。例如，将压力从减压加压到大气压。另外，也可以从大气压进行减压。

在惰性气氛或减压下，通过保持温度t2可以有效地减少成形体所含的氢或水。随着氢脱离，成形体中形成氧缺陷。另外，通过减少水，可以降低成形体所具有的间隙，形成密度高的烧结体。

另外，通过在氧化性气氛下以温度t2保持烧结体，可以减少烧结体内的氧缺陷。

接着，在时刻t3到时刻t4之间，降温至温度t3。温度t3例如可以为20℃以上且500℃以下。当温度t3太低时，有时下降至温度t3时所需要的时间变长。

接着，优选在时刻t4切换炉内的气氛。例如，可以切换为惰性气氛。另外，可以在切换气氛的同时使炉内的压力变动。例如，将压力从减压加压到大气压。另外，也可以从大气压进行减压。

接着，在时刻t4到时刻t5之间，升温至温度t2。从时刻t4到时刻t5的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。另外，在时刻t5，可升温至与温度t2不同的温度。例如，可以上升至比温度t2高的温度、或比温度t2低的温度。例如，通过在时刻t5上升至比温度t2高的温度，可以有效地减少烧结体所包含的氢及水。另外，其结果是，可以进一步提高烧结体的结晶性。

接着，从时刻t5至时刻t7保持温度t2。从时刻t5到时刻t7的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。此时，在时刻t5和时刻t7之间的时刻t6优选切换炉内的气氛。例如，可以切换为氧化性气氛。另外，从时刻t5到时刻t7的时间可以为与从时刻t1到时刻t3的时间不同的时间。例如，可以使从时刻t5到时刻t7的时间比从时刻t1到时刻t3的时间长或者短。从时刻t5到时刻t6的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。另外，从时刻t5到时刻t6的时间可以为与从时刻t1到时刻t2的时间不同的时间。例如，可以使从时刻t5到时刻t6的时间比从时刻t1到时刻t2的时间长或者短。另外，可以在切换气氛的同时使炉内的压力变动。例如，将压力从减压加压到大气压。另外，也可以从大气压进行减压。

另外，通过在氧化性气氛下以温度t2保持烧结体，可以减少烧结体内的氧缺陷。

接着，在时刻t7到时刻t8之间，降温至温度t3。另外，可以在时刻t8下降至与温度t3不同的温度。例如，可以下降至比温度t3高的温度或比温度t3低的温度。通过下降至比温度t3低的温度，可以抑制在从炉取出烧结体时所产生的裂缝。

例如，图2(a)所示的烧成条件为进行在提高炉内的温度后降低其温度的处理的循环两次，但是本发明的一形态的烧成不局限于上述条件。例如，可以重复进行三次循环以上。另外，随着进行循环，上升的温度就高或者低。

<烧成条件的变形例2>

图2(b)所示的烧成条件为如下：在惰性气氛下从时刻t0及温度t1开始。温度t1例如可以为100℃以上且400℃以下。当温度t1太高时，有时可能会使构件劣化。另外，当温度t1太低时，有时下降至温度t1时所需要的时间变长。另外，在进行烧成时，炉内的压力也可以为100pa以下、10pa以下或1pa以下的减压。

接着，在时刻t0到时刻t1之间，升温至温度t2。温度t2例如为800℃以上且1700℃以下，优选为1000℃以上且1400℃以下。从时刻t0到时刻t1的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。

接着，从时刻t1至时刻t5保持温度t2。从时刻t1到时刻t5的时间例如为1小时以上且72小时以下，优选为2小时以上且36小时以下，更优选为4小时以上且12小时以下。此时，在时刻t1和时刻t5之间的时刻t2优选切换炉内的气氛。例如，可以切换为氧化性气氛。从时刻t1到时刻t2的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。优选在时刻t2和时刻t5之间的时刻t3切换炉内的气氛。例如，可以切换为惰性气氛。从时刻t2到时刻t3的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。优选在时刻t3和时刻t5之间的时刻t4切换炉内的气氛。例如，可以切换为氧化性气氛。从时刻t3到时刻t4的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。从时刻t4到时刻t5的时间例如为0.5小时以上且70小时以下，优选为1小时以上且30小时以下，更优选为2小时以上且10小时以下。另外，可以在切换气氛的同时使炉内的压力变动。例如，将压力从减压加压到大气压。另外，也可以从大气压进行减压。

在惰性气氛或减压下，通过保持温度t2，可以有效地减少成形体所包含的氢或水。随着氢脱离，成形体中形成氧缺陷。另外，通过减少水，也降低成形体所具有的间隙，形成密度高的烧结体。

另外，通过在氧化性气氛下以温度t2保持烧结体，可以减少烧结体内的氧缺陷。

接着，在时刻t5到时刻t6之间，降温至温度t3。温度t3例如可以为20℃以上且500℃以下。当温度t3太低时，有时下降至温度t3时所需要的时间变长。

通过在图2(b)所示的条件下进行烧成，可以有效地减少烧结体所包含的氢及水。另外，也可以进一步减少氧缺陷。

例如，图2(b)所示的烧成条件为进行在提高炉内的温度后降低其温度的处理的循环一次，但是本发明的一形态的烧成不局限于上述条件。例如，可以重复进行两次循环以上。另外，随着进行循环，上升的温度就高或者低。

通过在上述条件等进行烧成，并且对制造的烧结体进行精处理，来制造溅射靶材。具体而言，进行分断或研磨以调节烧结体的长度、宽度及厚度。另外，因在烧结体的表面存在微小凹凸时会发生异常放电，所以进行表面的抛光处理。优选通过化学机械抛光(cmp：chemicalmechanicalpolishing)进行抛光处理。

通过进行上述工序，可以制造氢等的杂质浓度低的溅射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的溅射靶材。另外，可以制造结晶性高的溅射靶材。另外，可以制造相对密度高的溅射靶材。具体而言，可以将溅射靶材的相对密度优选为90％以上、95％以上或99％以上。另外，可以提高溅射靶材的纯度。具体而言，可以将溅射靶材的主要成分的比率形成为99.9重量％(3n)以上，优选为99.99重量％(4n)以上，优选为99.999重量％(5n)以上。可以将上述溅射靶材称为高纯度本征或实质上高纯度本征的溅射靶材。

通过使用制造的溅射靶材，可形成杂质浓度低的膜。另外，可以形成氢浓度低的膜。另外，可形成缺陷少的膜。另外，可形成载流子密度低的膜。另外，可形成结晶性高的膜。另外，使用制造的溅射靶材形成的膜是本发明的一形态的膜。另外，具有使用制造的溅射靶材形成的膜的装置是本发明的一形态的装置。

〈氢脱离模型〉

下面说明in-m-zn氧化物的氢脱离模型。

图3(a)是示出in-m-zn氧化物的结晶结构的示意图。在in-m-zn氧化物中存在杂质的氢原子。

通过在惰性气氛或减压下对上述状态下的in-m-zn氧化物进行加热，一个氢原子与一个氧原子键合来形成oh(参照图3(b))。当oh达到in-m-zn氧化物的表面时，与其他氢原子键合，作为h2o脱离(参照图3(c))。此时，氧脱离的位点成为氧缺陷(vo)。

由此可知，in-m-zn氧化物的一个氧原子使两个氢原子脱离。

如图4(a)所示，在成为氧缺陷的位点的周围原子配置产生应变。由于原子配置的应变，可能会容易使相邻的氧原子和铟原子的键合切断。键合切断的氧原子的不成对电子与氢原子键合形成新oh。如上所述，当oh达到in-m-zn氧化物的表面时，与其他氢原子键合，作为h2o脱离。如此再形成氧缺陷。通过反复形成氧缺陷，氢浓度下降。由此，氧缺陷在一个层中连续地增加(参照图4(b))。

另一方面，在氧化性气氛下对in-m-zn氧化物进行加热时，由于h2o的脱离所产生的氧缺陷即刻被氧埋入，不产生原子配置的应变。因在氧化性气氛下的加热难以切断氧原子的键合，所以与惰性气氛或减压下的加热相比，降低氢浓度的效果较小。

可知在惰性气氛或减压下的加热可降低in-m-zn氧化物的氢浓度，但同时增加氧缺陷。由此，在惰性气氛或减压下进行加热后，在氧化性气氛下进行加热较为理想。通过在氧化性气氛下的加热，可降低形成在in-m-zn氧化物中的氧缺陷。氧缺陷得到降低的in-m-zn氧化物有时如图4(c)所示那样恢复到原来的结晶结构，有时如图4(d)所示那样氧原子个数比原来的结晶结构多。

如上所示那样，可知在in-m-zn氧化物维持结晶结构的同时，还可以降低氢浓度。但如果在in-m-zn氧化物包含多氧缺陷的状态下降温时，存在为恢复到原来的结晶结构而需要长时间的加热的情况。由此，从惰性气氛或减压到氧化性气氛的切换优选在加热的最高温度附近进行。

<氧缺陷的聚集性>

接着，使用第一原理计算说明氧缺陷的聚集性。

在第一原理计算中，使用vasp(viennaabinitiosimulationpackage)。另外，作为交换相关势，使用pbe(perdew-burke-ernzerhof)型的广义梯度近似(gga：generalizedgradientapproximation)，作为离子势能，使用paw(projectoraugmentedwave：投影缀加波)法。另外，将截止能量设定为400ev，k点取样只为γ点。

图5(a)和图5(b)示出in-m-zn氧化物的一种的ingazno4结晶(252原子)。图5(a)示出从垂直于c轴的方向看到的结构，图5(b)示出从平行于c轴的方向看到的结构。另外，图5(a)和图5(b)所示的框线表述周期边界。

在此，在ingazno4结晶中配置氧缺陷，验证其稳定性。

模型a是如下模型：在图6(a)中的以虚线围绕的部分的层中，如图6(b)所示的以虚线围绕的部分那样去除7个氧原子。就是说，这是氧缺陷聚集的模型。模型b是如下模型：在图6(c)中的以虚线围绕的部分的层中，如图6(d)所示的以虚线围绕的部分那样去除7个氧原子。就是说，这是如下模型：氧缺陷只存在一个层中，但与模型a相比分散。模型c是如下模型：在图6(e)中的以虚线围绕的部分，就是说ingazno4结晶整体中随机去除7个氧原子。就是说，这是ingazno4结晶的氧缺陷分散的模型。模型d是如下模型：在图7(a)中的以虚线围绕的部分的层中，如图7(b)所示的以虚线围绕的部分那样去除19个氧原子。就是说，这是氧缺陷聚集的模型。模型e是如下模型：在图7(c)中的以虚线围绕的部分的层中，如图7(d)所示的以虚线围绕的部分那样去除19个氧原子。就是说，这是如下模型：氧缺陷只存在一个层中，但与模型d相比分散。模型f是如下模型：在图7(e)中的以虚线围绕的部分，就是说ingazno4结晶整体中随机去除19个氧原子。就是说，这是ingazno4结晶的氧缺陷分散的模型。

在模型a、模型b、模型c、模型d、模型e及模型f中，对各模型的结构最优化，计算出最优化后的能量。另外，在各模型中，按照数量改变氧缺陷的配置，计算出结构最优化后的结构的能量。

图8(a)示出模型a、模型b及模型c的结构最优化后的结构的能量。图8(b)示出模型d、模型e及模型f的结构最优化后的结构的能量。另外，以圆圈表示的符号是中央值。

由图8(a)可知，在对模型a、模型b及模型c进行比较时，模型a的能量最低。由图8(b)可知，在对模型d、模型e及模型f进行比较时，模型d的能量最低。模型a及模型d都是氧缺陷聚集的模型。就是说，可知当氧缺陷的数量相同时，聚集比分散更稳定。

该计算结果表示氧缺陷容易聚集。

<靶材2>

下面，将说明本发明的一形态的溅射靶材的其他制造方法。

图9是示出溅射靶材的制造方法的流程图。

首先，称量原料(步骤s111)。作为原料，使用第一～第n氧化物粉末(n为2以上的自然数)。例如使用氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末。另外，也可以使用氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末或氧化钨粉末代替氧化铟粉末、氧化镓粉末或/及氧化锌粉末。例如，将氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末的摩尔数比设定为“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通过采用上述摩尔数比，在后面容易得到包含结晶性高的多晶氧化物的溅射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化铟粉末、氧化镓粉末、氧化锌粉末、氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末、氧化钨粉末、氧化铟粉末及氧化锌粉末、氧化铟粉末及氧化镓粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末、氧化铝粉末及氧化锌粉末、氧化锌粉末及氧化锡粉末、或者氧化铟粉末及氧化锡粉末作为原料。

接着，混合称量的原料、水和有机物(分散剂及粘合剂)使其浆料化(步骤s112)。

接着，将该浆料流入成型模(步骤s113)。在成型模的底部设置有一个或多个吸引口，能够吸引水等。另外，在成型模的底部设置有过滤器。该过滤器具有不透过原料的粉末而透过水及有机物的功能。具体而言，可以使用在织布或毛毡上附着多孔树脂膜而成的过滤器等。

接着，将浆料通过设置在成型模的底部的过滤器，吸引水等，从浆料中去除水和有机物，形成成形体(步骤s114)。通过使用浆料化的原料，可以形成使原料均匀地混合的成形体。

在得到的成形体中稍微残留水及有机物，因此进行干燥处理及有机物的去除(步骤s115)。通过自然干燥进行干燥处理，以成形体不容易产生裂缝，所以是优选的。另外，通过以300℃以上且700℃以下的温度进行加热处理，可以去除经过自然干燥也不能去除的水及有机物。

接着，通过对成形体进行烧成，制造烧结体(步骤s116)。另外，烧成可以在图1(b)、图2(a)或图2(b)所示的条件下进行。

通过对制造的烧结体进行精处理，制造溅射靶材。具体而言，进行分断或研磨以调节烧结体的长度、宽度及厚度。另外，在烧结体的表面存在微小凹凸时会发生异常放电，因此进行该表面的抛光处理。抛光处理优选通过cmp进行。

通过进行上述工序，可以制造氢等杂质的浓度低的溅射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的溅射靶材。另外，可以制造结晶性高的溅射靶材。另外，可以在形成成形体时均匀地混合原料，还可制造相对密度高的溅射靶材。

通过使用制造的溅射靶材，可以形成杂质浓度低的膜。另外，可以形成氢浓度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成载流子密度低的膜。另外，可以形成结晶性高的膜。另外，使用制造的溅射靶材形成的膜是本发明的一形态的膜。另外，具有使用制造的溅射靶材形成的膜的装置是本发明的一形态的装置。

<靶材3>

下面，将说明本发明的一形态的溅射靶材的其他制造方法。

图10是示出溅射靶材的制造方法的流程图。

首先，称量原料(步骤s121)。作为原料，使用第一～第n氧化物粉末(n为2以上的自然数)。例如使用氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末。另外，也可以使用氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末或氧化钨粉末代替氧化铟粉末、氧化镓粉末或/及氧化锌粉末。例如，将氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末的摩尔数比设定为“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通过采用上述摩尔数比，在后面容易得到包含结晶性高的多晶氧化物的溅射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化铟粉末、氧化镓粉末、氧化锌粉末、氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末、氧化钨粉末、氧化铟粉末及氧化锌粉末、氧化铟粉末及氧化镓粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末、氧化铝粉末及氧化锌粉末、氧化锌粉末及氧化锡粉末、或者氧化铟粉末及氧化锡粉末作为原料。

接着，混合称量的原料(步骤s122)。

接着，对混合的原料进行烧成(第一烧成)(步骤s123)。另外，第一烧成可以在图1(b)、图2(a)或图2(b)所示的条件下进行。

通过进行第一烧成，获得是混合的原料的反应生成物的氧化物。在此获得in-ga-zn氧化物。另外，第一烧成可以在改变的条件下进行多次。

接着，通过粉碎in-ga-zn氧化物获得具有结晶性的in-ga-zn氧化物(步骤s124)。in-ga-zn氧化物的粉碎可以利用球磨机等的粉碎机。作为用于球磨机的球，可以使用玛瑙、氧化铝、氧化锆、碳化钨或碳化硅等硬度高的物质。另外，对用于球磨机的容器没有特别的限制，优选使用与上述球相同的材料。另外，使用球磨机的粉碎可以以8小时以上且72小时以下、优选为20小时以上且72小时以下进行。

另外，在步骤s124之后，也可以回到步骤s123，对in-ga-zn氧化物粉末进行第一烧成。在此情况下，在进行第一烧成之后再次在步骤s124中粉碎in-ga-zn氧化物。通过反复进行步骤s123及步骤s124多次，可以进一步提高in-ga-zn氧化物粉末的结晶性。

接着，使得到的in-ga-zn氧化物粉末的粒径均匀化(步骤s125)。在此，以in-ga-zn氧化物粉末的粒径为1μm以下、优选为0.5μm以下、更优选为0.3μm以下的方式进行处理。在该处理中，可以使用能够使1μm以下、0.5μm以下或0.3μm以下的粒子透过的过滤网或过滤器。然后，优选去除在很多情况下其结晶性低且粒径小于0.01μm的in-ga-zn氧化物粉末。在该去除中，可以使用能够使小于0.01μm的粒子透过的过滤网或过滤器。由此，可以使in-ga-zn氧化物粉末的粒径为0.01μm以上且1μm以下、0.01μm以上且0.5μm以下、或0.01μm以上且0.3μm以下。

接着，将in-ga-zn氧化物摊铺到成型模中进行成形(步骤s126)。

接着，通过对成形体进行烧成(第二烧成)制造烧结体(步骤s127)。另外，第二烧成可以在图1(b)、图2(a)或图2(b)所示的条件下进行。

通过对制造的烧结体进行精处理，制造溅射靶材。具体而言，进行分断或研磨以调节烧结体的长度、宽度及厚度。另外，在烧结体的表面存在微小凹凸时会发生异常放电，因此进行该表面的抛光处理。抛光处理优选通过cmp进行。

通过进行上述工序，可以制造氢等杂质的浓度低的溅射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的溅射靶材。另外，由于成形体所包含的氧化物粉末的结晶性高，所以可以制造结晶性更高的溅射靶材。另外，可以制造相对密度高的溅射靶材。

通过使用制造的溅射靶材，可以形成杂质浓度低的膜。另外，可以形成氢浓度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成载流子密度低的膜。另外，可以形成结晶性高的膜。另外，使用制造的溅射靶材形成的膜是本发明的一形态的膜。另外，具有使用制造的溅射靶材形成的膜的装置是本发明的一形态的装置。

<靶材4>

下面，将说明本发明的一形态的溅射靶材的其他制造方法。

图11是示出溅射靶材的制造方法的流程图。

首先，称量原料(步骤s131)。作为原料，使用第一～第n氧化物粉末(n为2以上的自然数)。例如使用氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末。另外，也可以使用氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末或氧化钨粉末代替氧化铟粉末、氧化镓粉末或/及氧化锌粉末。例如，将氧化铟粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末的摩尔数比设定为“2：2：1”、“8：4：3”、“3：1：1”、“1：1：1”、“4：2：3”、“1：1：2”、“3：1：4”、“4：2：4.1”、“5：5：6”、“1：3：2”、“1：3：4”或“3：1：2”。通过采用上述摩尔数比，在后面容易得到包含结晶性高的多晶氧化物的溅射靶材。

但原料不局限于上述原料。例如，可以使用氧化铟粉末、氧化镓粉末、氧化锌粉末、氧化锡粉末、氧化铝粉末、氧化钛粉末、氧化镍粉末、氧化锆粉末、氧化镧粉末、氧化铈粉末、氧化钕粉末、氧化铪粉末、氧化钽粉末、氧化钨粉末、氧化铟粉末及氧化锌粉末、氧化铟粉末及氧化镓粉末、氧化镓粉末及氧化锌粉末、氧化铝粉末及氧化锌粉末、氧化锌粉末及氧化锡粉末或者氧化铟粉末及氧化锡粉末作为原料。

接着，混合称量的原料(步骤s132)。

接着，对混合的原料进行烧成(第一烧成)(步骤s133)。另外，第一烧成可以在图1(b)、图2(a)或图2(b)所示的条件下进行。

通过进行第一烧成，获得是混合的原料的反应生成物的氧化物。在此获得in-ga-zn氧化物。另外，第一烧成可以在改变的条件下进行多次。

接着，通过粉碎in-ga-zn氧化物获得具有结晶性的in-ga-zn氧化物(步骤s134)。in-ga-zn氧化物的粉碎可以利用球磨机等粉碎机。作为用于球磨机的球，可以使用玛瑙、氧化铝、氧化锆、碳化钨或碳化硅等硬度高的物质。另外，对用于球磨机的容器没有特别的限制，优选使用与上述球相同的材料。另外，使用球磨机的粉碎可以以8小时以上且72小时以下、优选为20小时以上且72小时以下进行。

另外，在步骤s134之后，也可以回到步骤s133，对in-ga-zn氧化物粉末进行第一烧成。在此情况下，在进行第一烧成之后再次在步骤s134中粉碎in-ga-zn氧化物。通过反复进行步骤s133及步骤s134多次，可以进一步提高in-ga-zn氧化物粉末的结晶性。

接着，使得到的in-ga-zn氧化物粉末的粒径均匀化(步骤s135)。在此，以in-ga-zn氧化物粉末的粒径为1μm以下、优选为0.5μm以下、更优选为0.3μm以下的方式进行处理。在该处理中，可以使用能够使1μm以下、0.5μm以下或0.3μm以下的粒子透过的过滤网或过滤器。然后，优选去除在很多情况下其结晶性低且粒径小于0.01μm的in-ga-zn氧化物粉末。在该去除中，可以使用能够使小于0.01μm的粒子透过的过滤网或过滤器。由此，可以使in-ga-zn氧化物粉末的粒径为0.01μm以上且1μm以下、0.01μm以上且0.5μm以下或0.01μm以上且0.3μm以下。

接着，混合in-ga-zn氧化物、水和有机物(分散剂及粘合剂)使其浆料化(步骤s136)。

接着，将该浆料流入成型模(步骤s137)。在成型模的底部设置有一个或多个吸引口，能够吸引水等。另外，在成型模的底部设置有过滤器。该过滤器具有不透过原料的粉末而透过水及有机物的功能。具体而言，可以使用在织布或毛毡上附着多孔树脂膜而成的过滤器等。

接着，将浆料通过设置在成型模的底部的过滤器吸引水等，从浆料中去除水和有机物，形成成形体(步骤s138)。通过使用浆料化的原料，可以形成使原料均匀地混合的成形体。

在得到的成形体中稍微残留水及有机物，因此进行干燥处理及有机物的去除(步骤s139)。通过自然干燥进行干燥处理，以成形体不容易产生裂缝，所以是优选的。另外，通过以300℃以上且700℃以下的温度进行加热处理，可以去除经过自然干燥也不能去除的水及有机物。

接着，通过对成形体进行烧成(第二烧成)制造烧结体(步骤s140)。另外，第二烧成可以在图1(b)、图2(a)或图2(b)所示的条件下进行。

通过对制造的烧结体进行精处理，制造溅射靶材。具体而言，进行分断或研磨以调节烧结体的长度、宽度及厚度。另外，在烧结体的表面存在微小凹凸时会发生异常放电，因此进行该表面的抛光处理。抛光处理优选通过cmp进行。

通过进行上述工序，可以制造氢等杂质的浓度低的溅射靶材。另外，可以制造氧缺陷少的溅射靶材。另外，可以制造结晶性高的溅射靶材。另外，由于成形体所包含的氧化物粉末的结晶性高，所以可以制造结晶性更高的溅射靶材。另外，可以制造相对密度高的溅射靶材。

通过使用制造的溅射靶材，可以形成杂质浓度低的膜。另外，可以形成氢浓度低的膜。另外，可以形成缺陷少的膜。另外，可以形成载流子密度低的膜。另外，可以形成结晶性高的膜。另外，使用制造的溅射靶材形成的膜是本发明的一形态的膜。另外，具有使用制造的溅射靶材形成的膜的装置是本发明的一形态的装置。

<组成>

下面，对可适用于溅射靶材的in-m-zn氧化物的组成进行说明。元素m表示铝、镓、钇或锡等。除了上述以外，元素m也可以为硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨等。

图12是在各顶点配置了in、m或zn的三角图。另外，图中的[in]表示in的原子浓度，[m]表示元素m的原子浓度，并且[zn]表示zn的原子浓度。

in-m-zn氧化物的结晶已知具有同系结构，可以由inmo3(zno)m(m为自然数)表示。另外，由于in和m可以互换代替使用，所以也可以由in1+αm1-αo3(zno)m表示。该组成为由虚线表示的组成，即[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:1、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:2、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:3、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:4、[in]:[m]:[zn]＝1+α:1-α:5。虚线上的粗线表示例如在混合作为原料的氧化物并以1350℃烧成时可成为固溶体的组成。

因此，通过接近上述可成为固溶体的组成，可以提高结晶性。另外，在通过溅射法形成in-m-zn氧化物膜时，有时靶材的组成与膜的组成不同。例如，在作为靶材使用原子数比为[1:1:1]、[1:1:1.2]、[3:1:2]、[4:2:4.1]、[1:3:2]、[1:3:4]、[1:4:5]的in-m-zn氧化物的情况下，膜的原子数比分别成为[1:1:0.7(0.5至0.9左右)]、[1:1:0.9(0.8至1.1左右)]、[3:1:1.5(1至1.8左右)]、[4:2:3(2.6至3.6左右)]、[1:3:1.5(1至1.8左右)]、[1:3:3(2.5至3.5左右)]、[1:4:4(3.4至4.4左右)]。因此，为了得到所希望的组成的膜，只要对组成的变化加以考虑而选择靶材的组成即可。

<溅射装置>

下面，对可设置本发明的一形态的溅射靶材的溅射装置进行说明。在以下所示的溅射装置中，为了容易理解或说明成膜时的动作，在具有基板和靶材等的状态下进行显示。然而，基板及靶材等是在通常的溅射装置中使用者设置的物质，所以还存在本发明的一形态的溅射装置不包括基板及靶材的情况。

图13(a)是作为平行平板型溅射装置的成膜室101的截面图。图13(a)所示的成膜室101包括靶材架120、垫板110、靶材100、磁铁单元130、基板架170。此外，靶材100配置在垫板110上。垫板110配置在靶材架120上。磁铁单元130隔着垫板110配置在靶材100下。基板架170以与靶材100面对的方式配置。此外，在本说明书中，将多个磁铁(磁石)的组合称为磁铁单元。磁铁单元也可以被称为阴极、阴极磁铁、磁力构件、磁力零件等。磁铁单元130包括磁铁130n、磁铁130s、磁铁架132。此外，在磁铁单元130中，磁铁130n及磁铁130s配置在磁铁架132上。磁铁130n以与磁铁130s间隔开的方式配置。当将基板160搬入成膜室101时，基板160配置在基板架170上。可以将使用平行平板型溅射装置的成膜方法称为pesp(parallelelectrodesp)。

靶材架120与垫板110由螺钉(螺栓等)被固定，被施加相同电位。靶材架120具有隔着垫板110支撑靶材100的功能。

靶材100被固定于垫板110。例如，可以由包含铟等低熔点金属的粘合构件固定垫板110与靶材100。

图13(a)示出由磁铁单元130形成的磁力线180a及磁力线180b。

磁力线180a为形成靶材100的上表面附近的水平磁场的磁力线之一。靶材100的上表面附近例如是指从靶材100的垂直距离为0mm以上且10mm以下，尤其是0mm以上且5mm以下的区域。

磁力线180b为在离磁铁单元130上表面有垂直距离d的平面上形成水平磁场的磁力线之一。垂直距离d例如为0mm以上且20mm以下、或者5mm以上且15mm以下。

此时，通过使用磁力大的磁铁130n及磁力大的磁铁130s，即使在基板160的上表面附近也能产生强磁场。具体而言，可以将基板160的上表面的水平磁场的磁通密度设定为10g以上且100g以下，优选为15g以上且60g以下，更优选为20g以上且40g以下。

水平磁场的磁通密度的测定可测定垂直磁场的磁通密度为0g时的值。

通过将成膜室101中的磁场的磁通密度设定为上述范围，可以获得高密度且高结晶性的氧化物。另外，所得到的氧化物很少包含多种结晶相，几乎只包含单一的结晶相。

图13(b)示出磁铁单元130的俯视图。在磁铁单元130中，将圆形或大致圆形的磁铁130n及圆形或大致圆形的磁铁130s固定在磁铁架132上。磁铁单元130可以以磁铁单元130的上表面的中央或大致中央的法线向量为旋转轴而旋转。例如，磁铁单元130以0.1hz以上且1khz以下的拍子(也可以说节奏、脉冲、频率、周期或循环等)旋转即可。

因此，靶材100上的磁场强的区域随着磁铁单元130的旋转变化。由于磁场强的区域成为高密度等离子体区域，所以其附近容易发生靶材100的溅射现象。例如，在磁场强的区域为特定部位时，仅在靶材100的特定区域使用。另一方面，如图13(b)所示，通过使磁铁单元130旋转，可以均匀地使用靶材100。此外，通过使磁铁单元130旋转，可以形成具有均匀的厚度及质量的膜。

通过使磁铁单元130旋转，也可以改变基板160的上表面的磁力线的方向。

这里虽然示出使磁铁单元130旋转的例子，但本发明的一形态不局限于此。例如，也可以在上下或/及左右方向上摆动磁铁单元130。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子移动磁铁单元130即可。或者，也可以使靶材100旋转或移动。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子使靶材100旋转或移动即可。或者，通过使基板160旋转，也可以相对地改变基板160的上表面的磁力线的方向。或者，也可以组合上述方法。

成膜室101也可以在垫板110的内部或下部等具有水路。通过使流体(空气、氮、稀有气体、水、油等)流过水路，可以抑制在进行溅射时靶材100的温度上升所引起的放电异常或者构件的变形所引起的成膜室101的损伤等。此时，如果用粘合构件将垫板110与靶材100接合在一起，冷却性能得到提高，所以是优选的。

如果在靶材架120与垫板110之间设置垫片，杂质不容易从外部或水路等侵入成膜室101，所以是优选的。

在磁铁单元130中，磁铁130n及磁铁130s各自朝向靶材100侧不同的极进行配置。在此就以靶材100侧成为n极的方式配置磁铁130n，以靶材100侧成为s极的方式配置磁铁130s的情况进行说明。磁铁单元130中的磁铁及极的配置不局限于此。此外，也不局限于图13(a)所示的配置。

成膜时，施加到与靶材架120连接的端子v1的电位v1例如比施加到与基板架170连接的端子v2的电位v2低。施加到与基板架170连接的端子v2的电位v2例如为接地电位。施加到与磁铁架132连接的端子v3的电位v3例如为接地电位。施加到端子v1、端子v2及端子v3的电位不局限于上述电位。另外，也可以不对靶材架120、基板架170和磁铁架132中的全部施加电位。例如，基板架170也可以处于电浮动状态。在图13(a)中示出对与靶材架120连接的端子v1施加电位v1的所谓的dc溅射法的例子，但本发明的一形态不局限于此。例如，也可以使用将频率为13.56mhz或27.12mhz等高频电源连接到靶材架120的所谓的rf溅射法。

在图13(a)中，虽然示出了不使垫板110及靶材架120与磁铁单元130及磁铁架132电连接的例子，但是不局限于此。例如，垫板110及靶材架120与磁铁单元130及磁铁架132也可以电连接且被施加相同电位。

为了进一步提高所得到的氧化物的结晶性，也可以提高基板160的温度。通过提高基板160的温度，可以促进基板160的上表面的溅射粒子的迁移。因此，可成膜密度更高且结晶性更高的氧化物。注意，基板160的温度例如为100℃以上且450℃以下，优选为150℃以上且400℃以下，更优选为170℃以上且350℃以下，即可。

当成膜气体中的氧分压过高时，容易形成包含多种结晶相的氧化物，因此优选作为成膜气体使用氩等稀有气体(氦、氖、氪、氙等)与氧的混合气体。例如，氧在整体中所占的比率低于50体积％，优选为33体积％以下，更优选为20体积％以下，进一步优选为15体积％以下即可。

另外，靶材100与基板160之间的垂直距离为10mm以上且600mm以下，优选为20mm以上且400mm以下，更优选为30mm以上且200mm以下，进一步优选为40mm以上且100mm以下。通过在上述范围内使靶材100与基板160之间的垂直距离较小，有时可抑制溅射粒子到达基板160之前能量降低。另外，通过在上述范围内使靶材100与基板160之间的垂直距离较大，因使溅射粒子入射到基板160时的方向接近于垂直，所以有时可以减轻溅射粒子的碰撞所导致的基板160的损伤。

图14(a)示出与图13(a)不同的成膜室的例子。

图14(a)所示的成膜室101包括靶材架120a、靶材架120b、垫板110a、垫板110b、靶材100a、靶材100b、磁铁单元130a、磁铁单元130b、构件142、基板架170。靶材100a配置在垫板110a上。垫板110a配置在靶材架120a上。磁铁单元130a隔着垫板110a配置在靶材100a下。靶材100b配置在垫板110b上。垫板110b配置在靶材架120b上。磁铁单元130b隔着垫板110b配置在靶材100b下。

磁铁单元130a包括磁铁130n1、磁铁130n2、磁铁130s、磁铁架132。在磁铁单元130a中，磁铁130n1、磁铁130n2及磁铁130s配置在磁铁架132上。磁铁130n1及磁铁130n2以与磁铁130s间隔开的方式配置。磁铁单元130b具有与磁铁单元130a相同的结构。在将基板160搬入成膜室101时，基板160配置在基板架170上。

靶材100a、垫板110a及靶材架120a与靶材100b、垫板110b及靶材架120b由构件142隔开。构件142优选为绝缘体。但构件142也可以为导电体或半导体。此外，构件142也可以为由绝缘体覆盖导电体或半导体表面而成的构件。

靶材架120a与垫板110a由螺钉(螺栓等)固定，被施加相同电位。靶材架120a具有隔着垫板110a支撑靶材100a的功能。靶材架120b与垫板110b由螺钉(螺栓等)固定，被施加相同电位。靶材架120b具有隔着垫板110b支撑靶材100b的功能。

垫板110a具有固定靶材100a的功能。垫板110b具有固定靶材100b的功能。

图14(a)示出由磁铁单元130a形成的磁力线180a及磁力线180b。

磁力线180a为形成靶材100a的上表面附近的水平磁场的磁力线之一。靶材100a的上表面附近例如是指从靶材100a的垂直距离为0mm以上且10mm以下，尤其是0mm以上且5mm以下的区域。

磁力线180b为在离磁铁单元130a上表面有垂直距离d的平面上形成水平磁场的磁力线之一。垂直距离d例如为0mm以上且20mm以下或者5mm以上且15mm以下。

此时，通过使用磁力大的磁铁130n1、磁力大的磁铁130n2及磁力大的磁铁130s，即使在基板160的上表面附近也能产生强磁场。具体而言，可以将基板160的上表面的水平磁场的磁通密度设定为10g以上且100g以下，优选为15g以上且60g以下，更优选为20g以上且40g以下。

通过将成膜室101中的磁场的磁通密度设定为上述范围，可以获得高密度且高结晶性的氧化物。另外，所得到的氧化物很少包含多种结晶相，几乎只包含单一的结晶相。

磁铁单元130b也形成与磁铁单元130a相同的磁力线。

图14(b)示出磁铁单元130a及磁铁单元130b的俯视图。可知在磁铁单元130a中，将长方形或大致长方形的磁铁130n1、长方形或大致长方形的磁铁130n2及长方形或大致长方形的磁铁130s固定在磁铁架132上。如图14(b)所示那样左右摆动磁铁单元130a。例如，以0.1hz以上且1khz以下的拍子摆动磁铁单元130a即可。

因此，靶材100a上的磁场强的区域随着磁铁单元130a的摆动变化。由于磁场强的区域成为高密度等离子体区域，所以其附近容易发生靶材100a的溅射现象。例如，在磁场强的区域为特定部位时，只在靶材100a的特定区域使用。另一方面，如图14(b)所示那样，通过使磁铁单元130a摆动，可以均匀地使用靶材100a。此外，通过使磁铁单元130a摆动，可以形成具有均匀的厚度及质量的膜。

通过使磁铁单元130a摆动，也可以改变基板160的上表面的磁力线的状态。磁铁单元130b也是相同的。

这里，示出使磁铁单元130a及磁铁单元130b摆动的例子，但本发明的一形态不局限于此。例如，也可以使磁铁单元130a及磁铁单元130b旋转。例如，以0.1hz以上且1khz以下的周期使磁铁单元130a及磁铁单元130b旋转即可。或者，也可以使靶材100旋转或移动。例如，以0.1hz以上且1khz以下的周期使靶材100旋转或移动即可。或者，通过使基板160旋转，可以相对地改变基板160的上表面的磁力线的状态。或者，也可以组合上述方法。

成膜室101也可以在垫板110a及垫板110b的内部或下部等具有水路。通过使流体(空气、氮、稀有气体、水、油等)流过水路，可以抑制在进行溅射时靶材100a及靶材100b的温度上升所引起的放电异常或者构件的变形所引起的成膜室101的损伤等。此时，通过用粘合构件将垫板110a与靶材100a接合在一起，冷却性能得到提高，所以是优选的。通过用粘合构件将垫板110b与靶材100b接合在一起，冷却性能得到提高，所以是优选的。

如果在靶材架120a与垫板110a之间设置垫片，杂质不容易从外部或水路等侵入成膜室101，所以是优选的。此外，如果在靶材架120b与垫板110b之间设置垫片，杂质不容易从外部或水路等侵入成膜室101，所以是优选的。

在磁铁单元130a中，磁铁130n1和磁铁130n2及磁铁130s各自朝向靶材100a侧不同的极进行配置。在此就磁铁130n1和磁铁130n2以靶材100a侧成为n极的方式进行配置，且磁铁130s以靶材100a侧成为s极的方式进行配置的情况进行说明。但磁铁单元130a中的磁铁及极的配置不局限于此。此外，也不局限于图14(a)所示的配置。磁铁单元103b也是相同的。

成膜时，施加在连接于靶材架120a的端子v1与连接于靶材架120b的端子v4之间电位高低互相调换的电位即可。施加到与基板架170连接的端子v2的电位v2例如为接地电位。施加到与磁铁架132连接的端子v3的电位v3例如为接地电位。施加到端子v1、端子v2、端子v3及端子v4的电位不局限于上述电位。另外，也可以不对靶材架120a、靶材架120b、基板架170和磁铁架132中的全部施加电位。例如，基板架170也可以处于电浮动状态。在图14(a)中示出施加在连接于靶材架120a的端子v1与连接于靶材架120b的端子v4之间电位高低互相调换的电位的所谓的ac溅射法的例子，但本发明的一形态不局限于此。

在图14(a)中，示出不使垫板110a及靶材架120a与磁铁单元130a及磁铁架132电连接的例子，但是不局限于此。例如，垫板110a及靶材架120a与磁铁单元130a及磁铁架132也可以电连接且被施加相同电位。另外，示出不使垫板110b及靶材架120b与磁铁单元130b及磁铁架132电连接的例子，但是不局限于此。例如，垫板110a及靶材架120b与磁铁单元130b及磁铁架132也可以电连接且被施加相同电位。

为了进一步提高所得到的氧化物的结晶性，也可以提高基板160的温度。通过提高基板160的温度，可以促进基板160的上表面的溅射粒子的迁移。因此，能将密度更高且结晶性更高的氧化物成膜。基板160的温度例如为100℃以上且450℃以下，优选为150℃以上且400℃以下，更优选为170℃以上且350℃以下，即可。

当成膜气体中的氧分压过高时，容易形成包含多种结晶相的氧化物，因此优选作为成膜气体使用氩等稀有气体(氦、氖、氪、氙等)与氧的混合气体。例如，氧在整体中所占的比率低于50体积％，优选为33体积％以下，更优选为20体积％以下，进一步优选为15体积％以下即可。

另外，靶材100a与基板160之间的垂直距离为10mm以上且600mm以下，优选为20mm以上且400mm以下，更优选为30mm以上且200mm以下，进一步优选为40mm以上且100mm以下。通过在上述范围内使靶材100a与基板160之间的垂直距离较小，有时可以抑制溅射粒子到达基板160之前能量降低。另外，通过在上述范围内使靶材100a与基板160之间的垂直距离较大，可以使溅射粒子入射到基板160时的方向接近于垂直，因此有时可以减轻溅射粒子的碰撞所导致的基板160的损伤。

另外，靶材100b与基板160之间的垂直距离为10mm以上且600mm以下，优选为20mm以上且400mm以下，更优选为30mm以上且200mm以下，进一步优选为40mm以上且100mm以下。通过在上述范围内使靶材100b与基板160之间的垂直距离较小，有时可以抑制溅射粒子到达基板160之前能量降低。另外，通过在上述范围内使靶材100b与基板160之间的垂直距离较大，可以使溅射粒子入射到基板160时的方向接近于垂直，因此有时可以减轻溅射粒子的碰撞所导致的基板160的损伤。

图15(a)示出与图13(a)及图14(a)不同的成膜室的截面图的例子。

图15(a)是对向靶材式溅射装置。另外，也可以将使用该对向靶材式溅射装置的成膜方法称为vdsp(vapordepositionsp)。

图15(a)是溅射装置的成膜室的截面示意图。图15(a)所示的成膜室包括靶材100a及靶材100b、分别保持靶材100a及靶材100b的垫板110a及垫板110b、隔着垫板110a及垫板110b配置在靶材100a及靶材100b的背面的磁铁单元130a及磁铁单元130b。基板架170配置在靶材100a与靶材100b之间。在将基板160搬入成膜室的情况下，基板160通过基板架170固定。

另外，如图15(a)所示，垫板110a和垫板110b连接于用来施加电位的电源190和电源191。优选使用所谓的ac电源，即以在连接于垫板110a的电源190与连接于垫板110b的电源191之间交替转换电位的高低的方式施加电位。另外，虽然示出了使用ac电源作为图15所示的电源190和电源191的例子，但是不局限于此。例如，也可以使用rf电源、dc电源等作为电源190和电源191。或者，电源190和电源191也可以分别使用种类不同的电源。

另外，基板架170优选连接于gnd。另外，基板架170也可以处于浮动状态。

图15(b)和图15(c)示出沿图15(a)的点划线a-b间的等离子体140的电位分布。图15(b)所示的电位分布示出对垫板110a施加了高电位，且对垫板110b施加了低电位的状态。就是说，使阳离子向靶材100b加速。图15(c)所示的电位分布示出对垫板110a施加了低电位，且对垫板110b施加了高电位的状态。就是说，使阳离子向靶材100b加速。可以以图15(b)和图15(c)所示的状态交替转换的方式进行成膜。

另外，优选在等离子体140充分到达基板160的表面的状态下进行成膜。例如，如图15(a)所示，优选为在等离子体140中配置有基板架170及基板160的状态。特别优选在等离子体140中的正柱区的区域中配置有基板架170及基板160。等离子体140中的正柱区的区域是在图15(b)和图15(c)所示的电位分布中，电位分布梯度小的区域。就是说，如图15(a)所示，由于在等离子体140中的正柱区的区域中配置基板160，使得基板160不被暴露于等离子体140中的强电场部，由此基板160因等离子体140受到的损伤少，可以减少缺陷。

另外，通过如图15(a)所示那样在等离子体140中配置有基板架170及基板160的状态下形成膜，就能提高靶材100a及靶材100b的使用效率，所以较为理想。

如图15(a)所示，将基板架170与靶材100a之间的水平距离定为l1，将基板架170与靶材100b之间的水平距离定为l2。l1和l2的长度都优选与基板160相等。另外，如上所述，为了使基板160在等离子体140中的正柱区的区域中，优选适当地调整l1和l2的距离。例如，l1和l2都可以为10mm以上且200mm以下。

在图15(a)所示的结构中，靶材100a和靶材100b以彼此平行且相对的方式配置。另外，磁铁单元130a和磁铁单元130b以异极相对的方式配置。此时，磁力线为从磁铁单元130b至磁铁单元130a。因此，在成膜时，等离子体140封闭在由磁铁单元130a和磁铁单元130b形成的磁场中。基板架170及基板160配置在靶材100a与靶材100b相对之间的区域(也称为靶材间区域)中。另外，在图15(a)中，与靶材100a和靶材100b相对的方向平行地配置基板架170及基板160，但是也可以倾斜于靶材100a和靶材100b相对的方向配置基板架170及基板160。例如，通过使基板架170及基板160倾斜30°以上且60°以下(典型为45°)，可以提高在成膜时垂直入射到基板160的溅射粒子的比率。

图16所示的结构与图15(a)所示的结构的不同点是：在图16中，靶材100a和靶材100b以不是平行而是倾斜地相对的方式(v字形状)配置。因此，就靶材的配置方式以外的点可以参照图15(a)的说明。另外，磁铁单元130a和磁铁单元130b以异极相对的方式配置。基板架170及基板160配置在靶材间区域中。通过如图16所示那样配置靶材100a和靶材100b，可以提高到达基板160的溅射粒子的比率，由此可以提高沉积速度。

另外，在图15(a)中示出了将基板架170及基板160配置在等离子体140中的状态，但是不局限于此。例如，如图17所示，也可以将基板架170及基板160配置在等离子体140的外侧。通过使基板160不暴露于等离子体140的高电场区域中，可以减少由等离子体140导致的损伤。但是，基板160离等离子体140越远，靶材100a及靶材100b的使用效率越低。另外，如图17所示，基板架170的位置优选可变。

另外，基板架170配置在靶材间区域的上侧，但是也可以配置在该区域的下侧。另外，也可以配置在下侧和上侧的双方。通过将基板架170配置在下侧和上侧，可以对两个以上的基板同时进行成膜，由此可以提高产率。“靶材100a和靶材100b相对的区域的上侧或/及下侧”也可以被称为“靶材100a和靶材100b相对的区域的侧方”。

对向靶材式溅射装置即使在高真空下也可以稳定地生成等离子体。例如，在0.005pa以上且0.09pa以下也可以进行成膜。因此，可以降低在进行成膜时混入的杂质的浓度。

通过使用对向靶材式溅射装置，可以在高真空下进行成膜，所以即使在基板160的温度低的情况下也可以形成结晶性高的膜。例如，即使在基板160的温度为10℃以上且低于100℃的情况下也可以形成结晶性高的膜。

图18(a)示出对向靶材式溅射装置的其他例子。

图18(a)是对向靶材式溅射装置中的成膜室的截面示意图。与图15(a)所示的成膜室的不同，在图18(a)中，设置有靶材屏蔽122及靶材屏蔽123，并且具有连接于垫板110a及垫板110b的电源191。

另外，如图18(a)所示，靶材屏蔽122a及靶材屏蔽122b连接于gnd。就是说，借助于发生在被施加电源191的电位的垫板110a及垫板110b与被施加gnd的靶材屏蔽122a及靶材屏蔽122b之间的电位差，形成等离子体140。

另外，优选在等离子体140充分到达基板160的表面的状态下进行成膜。例如，如图18(a)所示，优选为在等离子体140中配置有基板架170及基板160的状态。特别优选以基板架170及基板160在等离子体140中的正柱区的区域中的方式配置基板架170及基板160。等离子体中的正柱区的区域是电位分布梯度小的区域。就是说，如图18(a)所示，通过在等离子体140中的正柱区的区域中配置基板160，使得基板不被暴露于等离子体140中的强电场部，由此基板160因等离子体140受到的损伤少，可以得到高质量的氧化物。

另外，通过如图18(a)所示那样在等离子体140中配置有基板架170及基板160的状态下形成膜，可以提高靶材100a及靶材100b的使用效率，所以优选。

如图18(a)所示，将基板架170与靶材100a之间的水平距离定为l1，并将基板架170与靶材100b之间的水平距离定为l2。l1和l2的长度优选都与基板160的尺寸相等。另外，如上所述，为了使基板160在等离子体140中的正柱区的区域中，优选适当地调整l1和l2的距离。

另外，在图18(a)中虽然示出了将基板架170及基板160配置在等离子体140中的状态，但是不局限于此。例如，如图18(b)所示，也可以将基板架170及基板160配置在等离子体140的外侧。通过使基板160不暴露于等离子体140的高电场区域中，可以减少由等离子体140导致的损伤。但是，基板160离等离子体140越远，靶材100a及靶材100b的使用效率越低。另外，如图18(b)所示，基板架170的位置优选可变。

另外，如图18(b)所示，基板架170配置在靶材100a和靶材100b相对的区域的上侧，但是也可以配置在该区域的下侧。另外，也可以配置在下侧和上侧的双方。通过将基板架170配置在该区域的下侧和上侧，可以对两个以上的基板同时进行成膜，由此可以提高产率。

在上述对向靶材式溅射装置中，等离子体封闭在靶材间的磁场，所以可以减轻基板的等离子体损伤。此外，通过靶材的倾斜可以减小溅射粒子对基板的入射角度，所以可以提高沉积膜的台阶覆盖性。另外，可以在高真空下进行成膜，所以可以降低混入膜中的杂质的浓度。

在成膜室中，也可以使用平行平板型溅射装置、离子束溅射装置。

〈成膜装置〉

下面说明具备能够设置根据本发明的一形态的溅射靶材的成膜室的成膜装置的结构。

首先，参照图19至图20说明在成膜时等杂质很少混入膜中的成膜装置的结构。

图19示意性地示出枚叶式多室成膜装置2700的俯视图。成膜装置2700包括：具备收纳基板的盒式接口(日文：カセットポート)2761和进行基板对准的对准接口(日文：イメントポート)2762的大气侧基板供应室2701；从大气侧基板供应室2701搬运基板的大气侧基板搬运室2702；进行基板的搬入且将室内的压力从大气压切换为减压或从减压切换为大气压的装载闭锁室2703a；进行基板的搬出且将室内的压力从减压切换为大气压或从大气压切换为减压的卸载闭锁室2703b；进行真空中的基板的搬运的搬运室2704；对基板进行加热的基板加热室2705；以及配置有靶材且进行成膜的成膜室2706a、成膜室2706b及成膜室2706c。关于成膜室2706a、成膜室2706b及成膜室2706c的结构，可以参照上述成膜室的结构。

大气侧基板搬运室2702与装载闭锁室2703a以及卸载闭锁室2703b连接，装载闭锁室2703a以及卸载闭锁室2703b与搬运室2704连接，搬运室2704与基板加热室2705、成膜室2706a、成膜室2706b以及成膜室2706c连接。

在各室的连接部设置有闸阀2764，可独立地保持除了大气侧基板供应室2701及大气侧基板搬运室2702以外的其他各室为真空状态。大气侧基板搬运室2702及搬运室2704具有搬运机器人2763，可以搬运基板。

基板加热室2705如果兼作等离子体处理室的话，较为理想。成膜装置2700可在处理和处理之间以不暴露于大气的方式搬运基板，由此可以抑制杂质吸附到基板上。另外，可以自由地决定成膜或者热处理等的顺序。搬运室、成膜室、装载闭锁室、卸载闭锁室以及基板加热室的数量不局限于上述数量，可以根据设置空间或工序条件适当地决定。

接着，图20示出沿着图19所示的成膜装置2700的点划线x1-x2、点划线y1-y2及点划线y2-y3的截面。

图20(a)示出了基板加热室2705和搬运室2704的截面。基板加热室2705具有能够收纳基板的多个加热载物台2765。基板加热室2705通过阀与真空泵2770连接。作为真空泵2770，例如可以使用干燥泵和机械增压泵等。

作为可以用于基板加热室2705的加热机构，例如也可以使用利用电阻发热体等进行加热的加热机构。或者，也可以使用利用被加热的气体等的介质的热传导或热辐射来进行加热的加热机构。例如，可以使用grta(gasrapidthermalanneal：气体快速热退火)、lrta(lamprapidthermalanneal：灯快速热退火)等的rta(rapidthermalanneal：快速热退火)。lrta通过卤素灯、金卤灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯、高压汞灯等的灯发射的光(电磁波)的辐射来加热被处理物。grta利用高温气体进行热处理。作为气体使用惰性气体。

基板加热室2705通过质量流量控制器2780与精制器2781连接。虽然根据气体种类的数目决定质量流量控制器2780和精制器2781的数目，但是为了便于理解只示出一个质量流量控制器2780和一个精制器2781。作为导入到基板加热室2705中的气体，可以使用露点为-80℃以下、优选为-100℃以下的气体，例如可以使用氧气体、氮气体及稀有气体(氩气体等)。

搬运室2704具有搬运机器人2763。搬运机器人2763能够将基板搬运到各室。搬运室2704通过阀与真空泵2770以及低温泵2771连接。通过采用上述结构，将搬运室2704使用真空泵2770从大气压抽空到低真空或中真空(0.1pa至几百pa左右)，然后切换阀，使用低温泵2771从中真空抽空到高真空或超高真空(0.1pa至1×10^-7pa)。

例如也可以使两台以上的低温泵2771与搬运室2704并联连接。通过采用上述结构，即使一台低温泵在进行再生中，也可以使用其他的低温泵进行排气。上述再生是指进行释放在低温泵中积存的分子(或原子)的处理。当低温泵积存过多分子(或原子)时，其排气能力降低，由此定期进行再生。

图20(b)示出成膜室2706b、搬运室2704、装载闭锁室2703a的截面。

在此，参照图20(b)说明成膜室(溅射室)的详细结构。图20(b)所示的成膜室2706b包括：靶材2766a、靶材2766b、靶材屏蔽2767a、靶材屏蔽2767b、磁铁单元2790a、磁铁单元2790b、基板架2768及电源2791。虽然未图示，但是靶材2766a及靶材2766b各自隔着垫板固定于靶材架。靶材2766a及靶材2766b与电源2791电连接。磁铁单元2790a及磁铁单元2790b分别被配置在靶材2766a及靶材2766b的背面。靶材屏蔽2767a及靶材屏蔽2767b分别以围绕靶材2766a及靶材2766b的端部的方式配置。在此，基板架2768支撑有基板2769。基板架2768隔着可变构件2784固定于成膜室2706b。可以由可变构件2784将基板架2768移动到靶材2766a与靶材2766b之间的区域(也称为靶材间区域)。例如，通过将支撑基板2769的基板架2768配置在靶材间区域，有时可以减轻等离子体所引起的损伤。虽然未图示，但是基板架2768也可以具备保持基板2769的基板保持机构或从背面对基板2769加热的背面加热器等。

通过靶材屏蔽2767a及靶材屏蔽2767b可以抑制从靶材2766a及靶材2766b溅射出的粒子沉积在不希望的区域。另外，优选对靶材屏蔽2767及靶材屏蔽2767b进行加工以防止沉积的溅射粒子剥离。例如，可以进行使表面粗糙度增加的喷砂处理、或者在靶材屏蔽2767及靶材屏蔽2767b的表面设置凹凸。

成膜室2706b通过气体加热机构2782与质量流量控制器2780连接。气体加热机构2782通过质量流量控制器2780与精制器2781连接。利用气体加热机构2782可将导入到成膜室2706b的气体加热到40℃以上且400℃以下，优选为50℃以上且200℃以下。虽然根据气体种类的数目决定气体加热机构2782、质量流量控制器2780和精制器2781的数目，但是为了便于理解只示出一个气体加热机构2782、一个质量流量控制器2780和一个精制器2781。作为导入到成膜室2706b的气体，优选使用露点为-80℃以下、优选为-100℃以下的气体，例如使用氧气体、氮气体及稀有气体(氩气体等)。

当在气体导入口的前面设置精制器时，将从精制器到成膜室2706b的管道的长度设定为10m以下，优选为5m以下，更优选为1m以下。通过将管道的长度设定为10m以下、5m以下或1m以下，可以根据管道长度减少来自管道的释放气体的影响。再者，气体的管道优选使用内部由氟化铁、氧化铝或氧化铬等覆盖的金属管道。例如与sus316l-ep管道相比，上述管道所释放的包含杂质的气体的量少，可以降低杂质混入气体。作为管道的接头，可使用高性能超小型金属垫片接头(upg接头)。通过以金属构成全部的管道，与使用树脂等的情况相比，可以降低所产生的释放气体及外部泄漏的影响，所以是优选的。

成膜室2706b通过阀与涡轮分子泵2772以及真空泵2770连接。

在成膜室2706b中设置有低温冷阱2751。

低温冷阱2751是能吸附水等的融点较高的分子(或原子)的机构。涡轮分子泵2772能够稳定排出大分子(或原子)且维修频度低，因此在生产率上占有优势，但是排氢、排水的能力较低。于是，为了提高排出水等的能力，采用低温冷阱2751与成膜室2706b连接的结构。低温冷阱2751的制冷机的温度为100k以下，优选为80k以下。当低温冷阱2751具有多个制冷机时，通过使每个制冷机的温度为不同，可以高效率地进行排气，所以是优选的。例如，可以将第一阶段的制冷机的温度设定为100k以下，将第二阶段的制冷机的温度设定为20k以下。通过使用钛升华泵代替低温冷阱，有时可以进一步实现高真空。此外，通过使用离子泵代替低温冷阱及涡轮分子泵，有时可以进一步实现高真空。

成膜室2706b的排气方法不局限于上述方法，也可以与上述搬运室2704的排气方法(利用低温泵及真空泵的排气方法)同样。当然，搬运室2704的排气方法也可以与成膜室2706b(利用涡轮分子泵及真空泵的排气方法)同样。

优选将上述搬运室2704、基板加热室2705和成膜室2706b的背压(全压)以及各气体分子(原子)的分压设定为如下。尤其是，因存在杂质混入形成的膜的可能性，需要考虑成膜室2706b的背压以及各气体分子(原子)的分压。

上述各室的背压(全压)为1×10^-4pa以下，优选为3×10^-5pa以下，更优选为1×10^-5pa以下。上述各室的质量电荷比(m/z)是18的气体分子(原子)的分压为3×10^-5pa以下，优选为1×10^-5pa以下，更优选为3×10^-6pa以下。此外，上述各室的m/z是28的气体分子(原子)的分压为3×10^-5pa以下，优选为1×10^-5pa以下，更优选为3×10^-6pa以下。上述各室的m/z是44的气体分子(原子)的分压为3×10^-5pa以下，优选为1×10^-5pa以下，更优选为3×10^-6pa以下。

真空腔室内的全压及分压可以使用质量分析器测量。例如，使用由ulvac,inc.制造的四极质量分析器(也称为q-mass)quleecgm-051即可。

优选将上述搬运室2704、基板加热室2705及成膜室2706b形成为外部泄漏及内部泄漏少的构成。

例如，上述搬运室2704、基板加热室2705及成膜室2706b的泄漏率为3×10^-6pa·m³/s以下，优选为1×10^-6pa·m³/s以下。m/z是18的气体分子(原子)的泄漏率为1×10^-7pa·m³/s以下，优选为3×10^-8pa·m³/s以下。m/z是28的气体分子(原子)的泄漏率为1×10^-5pa·m³/s以下，优选为1×10^-6pa·m³/s以下。m/z是44的气体分子(原子)的泄漏率为3×10^-6pa·m³/s以下，优选为1×10^-6pa·m³/s以下。

泄漏率可以根据利用上述质量分析器测出的全压及分压算出。

泄漏率取决于外部泄漏及内部泄漏。外部泄漏是指由于微小的孔或密封不良等，气体从真空系统的外部流入的现象。内部泄漏起因于来自真空系统中的阀等隔板的泄漏或来自内部构件的释放气体。为了将泄漏率设定为上述数值以下，需要从外部泄漏及内部泄漏的两个方面采取措施。

例如，优选使用金属垫片对成膜室2706b的开闭部分进行密封。金属垫片优选使用由氟化铁、氧化铝或氧化铬覆盖的金属。金属垫片的紧密性比o形环高，因此可以降低外部泄漏。通过利用钝态的由氟化铁、氧化铝、氧化铬等覆盖的金属，可以抑制从金属垫片释放的包含杂质的释放气体，由此可以降低内部泄漏。

作为构成成膜装置2700的构件，使用包含杂质的释放气体少的铝、铬、钛、锆、镍或钒。另外，也可以将上述构件覆盖含有铁、铬及镍等的合金进行使用。含有铁、铬及镍等的合金具有刚性，耐热且适于加工。在此，如果预先通过抛光等减少构件表面的凹凸以缩小表面积，则可以减少释放气体。

或者，也可以使用氟化铁、氧化铝、氧化铬等覆盖上述成膜装置2700的构件。

优选成膜装置2700的构件尽量只由金属构成，例如当设置由石英等构成的观察窗(日文：覗き窓、viewingwindow)等时，为了抑制释放气体，可以氟化铁、氧化铝或氧化铬等薄薄地覆盖表面。

虽然存在于成膜室内的吸附物吸附于内壁等而不影响成膜室的压力，但是该吸附物成为对成膜室进行排气时产生的气体释放的原因。因此，虽然泄漏率与排气速度不相关，但是使用排气能力高的泵尽量使存在于成膜室内的吸附物脱离，预先进行排气是重要的。为了促进吸附物的脱离，也可以对成膜室进行烘烤。通过进行烘烤，可以将吸附物的脱离速度提高10倍左右。烘烤以100℃以上且450℃以下进行即可。此时，如果一边将惰性气体导入成膜室，一边去除吸附物，则可进一步提高仅通过排气不容易脱离的水等的脱离速度。再者，通过将所导入的惰性气体加热至与烘烤温度相同程度的温度，可以进一步提高吸附物的脱离速度。这里，作为惰性气体优选使用稀有气体。根据形成的膜的种类，也可以使用氧等代替惰性气体。例如，当进行氧化物的成膜时，有时优选使用作为主要成分的氧。优选使用灯进行烘烤。

另外，优选通过导入加热的稀有气体等的惰性气体或氧等，提高成膜室内的压力，并在经过一定时间之后再次对成膜室进行排气处理。通过加热的气体的导入使成膜室内的吸附物脱离，可减少存在于成膜室内的杂质。有效的是将该处理反复进行2次以上且30次以下，优选为5次以上且15次以下。具体地，通过导入温度在40℃以上且400℃以下，优选为50℃以上且200℃以下的惰性气体或氧等，使成膜室内的压力形成为0.1pa以上且10kpa以下，优选为1pa以上且1kpa以下，更优选为5pa以上且100pa以下，并将保持压力的期间定为1分以上且300分以下，优选为5分以上且120分以下，即可。然后，对成膜室进行排气5分以上且300分以下，优选为10分以上且120分以下。

另外，通过进行假成膜(日文：ダミー成膜)也可进一步提高吸附物的脱离速度。假成膜是指通过溅射法等对假基板进行成膜以在假基板上及成膜室内壁沉积膜，来将成膜室内的杂质及成膜室内壁的吸附物封闭在膜中。作为假基板优选使用释放气体少的基板。通过进行假成膜可以降低后面形成的膜中的杂质浓度。另外，可以与烘烤同时进行假成膜。

接着，对图20(b)所示的搬运室2704和装载闭锁室2703a以及图20(c)所示的大气侧基板搬运室2702和大气侧基板供应室2701的详细结构进行详细说明。图20(c)示出大气侧基板搬运室2702和大气侧基板供应室2701的截面。

关于图20(b)所示的搬运室2704，参照图20(a)所示的搬运室2704的记载。

装载闭锁室2703a具有基板交接载物台2752。装载闭锁室2703a将压力从减压上升到大气压，当将装载闭锁室2703a的压力上升到大气压时，基板交接载物台2752从设置在大气侧基板搬运室2702中的搬运机器人2763接收基板。然后，在对装载闭锁室2703a进行抽空而处于减压状态之后，设置在搬运室2704中的搬运机器人2763从基板交接载物台2752接收基板。

装载闭锁室2703a通过阀与真空泵2770以及低温泵2771连接。关于真空泵2770、低温泵2771的排气系统的连接方法，可以参照搬运室2704的连接方法，所以这里省略说明。图19所示的卸载闭锁室2703b可以采用与装载闭锁室2703a相同的结构。

大气侧基板搬运室2702具有搬运机器人2763。通过搬运机器人2763可以进行盒式接口2761和装载闭锁室2703a之间的基板的交接。另外，也可以在大气侧基板搬运室2702、大气侧基板供应室2701的上方设置用来去除尘屑或微粒的机构如hepa过滤器(highefficiencyparticulateairfilter：高效空气净化器)等。

大气侧基板供应室2701具有多个盒式接口2761。盒式接口2761可以收纳多个基板。

靶材的表面温度为100℃以下，优选为50℃以下，更优选为室温程度(典型的是25℃)。对应大面积基板的溅射装置大多使用大面积的靶材。但是，没有接缝地制造具有对应大面积的尺寸的靶材是困难的。在实际制造时，将多个靶材以尽量没有间隙的方式排列成较大的形状，但是无论怎样总会有微小的间隙。当靶材的表面温度升高时，有时锌等从该微小的间隙挥发，导致间隙渐渐变大。当间隙变大时，有时用于垫板及用来粘合垫板与靶材的粘合构件的金属也被溅射，这成为导致杂质浓度变高的主要原因。因此，充分冷却靶材较为理想。

具体地，作为垫板使用具有高导电性及高散热性的金属(具体的是铜)。通过在垫板内形成水路并使充分量的冷却水流过水路，可以高效率地冷却靶材。

当靶材含有锌时，通过在氧气体气氛下成膜，等离子体损伤减轻，由此可以获得不易发生锌挥发的氧化物。

通过使用上述成膜装置，可以将如下的氧化物半导体成膜，氧化物半导体是利用二次离子质谱分析(sims：secondaryionmassspectrometry)测得的氢浓度为2×10²⁰atoms/cm³以下，优选为5×10¹⁹atoms/cm³以下，更优选为1×10¹⁹atoms/cm³以下，进一步优选为5×10¹⁸atoms/cm³以下的氧化物半导体。

另外，可以将如下的氧化物半导体成膜，氧化物半导体是利用sims测得的氮浓度低于5×10¹⁹atoms/cm³，优选为1×10¹⁹atoms/cm³以下，更优选为5×10¹⁸atoms/cm³以下，进一步优选为1×10¹⁸atoms/cm³以下的氧化物半导体。

另外，可以将如下的氧化物半导体成膜，氧化物半导体是利用sims测得的碳浓度低于5×10¹⁹atoms/cm³，优选为5×10¹⁸atoms/cm³以下，更优选为1×10¹⁸atoms/cm³以下，进一步优选为5×10¹⁷atoms/cm³以下的氧化物半导体。

另外，可以将如下的氧化物半导体成膜，氧化物半导体是利用热脱附谱分析法(tds：thermaldesorptionspectroscopy)测得的m/z是2(氢分子等)的气体分子(原子)、m/z是18的气体分子(原子)、m/z是28的气体分子(原子)及m/z是44的气体分子(原子)的释放量分别为1×10¹⁹个/cm³以下，优选为1×10¹⁸个/cm³以下的氧化物半导体。

通过使用上述成膜装置，可以抑制杂质混入氧化物半导体。并且，通过利用上述成膜装置形成接触于氧化物半导体的膜，可以抑制杂质从接触于氧化物半导体的膜混入氧化物半导体。

<成膜方法>

以下说明利用溅射法的caac-os成膜模型的一个例子。

如图21(a)所示，基板220与靶材230以相对的方式配置。基板220与靶材230之间的距离d(也称为靶材-基板间距离(t-s间距离))为0.01m以上且1m以下，优选为0.02m以上且0.5m以下。成膜室内几乎被成膜气体(例如，氧、氩或包含5体积％以上的氧的混合气体)充满，并且成膜室内的压力被控制为0.01pa以上且100pa以下，优选为0.1pa以上且10pa以下。在此，通过对靶材230施加一定值以上的电压，开始放电，确认到等离子体240。通过磁场在靶材230附近形成高密度等离子体区域。在高密度等离子体区域中，因成膜气体离子化而产生离子201。离子201例如是氧的阳离子(o⁺)或氩的阳离子(ar⁺)等。此外，在基板220的下部设置有加热机构260。

靶材230与垫板210粘合。在隔着垫板210与靶材230相对的位置配置有磁铁250。将利用磁铁的磁场提高成膜速度的溅射法称为磁控溅射法。

靶材230具有包含多个晶粒的多晶结构，其中任一晶粒都含有劈开面。作为一个例子，图22(a)示出靶材230所包含的inmzno4(元素m例如为铝、镓、钇或锡)的结晶结构。图22(a)示出从平行于b轴的方向观察时的inmzno4的结晶结构。在inmzno4结晶中，通过氧原子具有负电荷，在靠近的两个m-zn-o层之间产生斥力。因此，inmzno4结晶在靠近的两个m-zn-o层之间具有劈开面。

在高密度等离子体区域产生的离子201被电场向靶材230一侧加速，然后碰撞到靶材230。此时，是平板状或颗粒状的溅射粒子的颗粒(日文：ペレット)200从劈开面剥离。另外，随着颗粒200的剥离，粒子203也从靶材230溅出。粒子203具有一个原子或几个原子的集合体。由此，粒子203也被称为原子状粒子(atomicparticles：原子状粒子)。

使用图23所示的截面图说明在靶材表面的劈开的样子。图23(a)是具有劈开面(虚线部)的靶材230的截面图。当离子201碰撞到靶材230时，从劈开面的端部开始切断键合(参照图23(b))。劈开了的面和面之间因存在同一极性的电荷，而互相排斥。由此，不会发生键合切断的地方的再键合。然后，通过电荷的排斥进展，使得键合切断的区域逐渐扩大(参照图23(c))。最终，颗粒200从靶材230剥离(参照图23(d))。颗粒200是夹在图22(a)所示的两个劈开面之间的部分。因此，如果只抽出颗粒200的话，可知其截面成为如图22(b)所示那样，其上表面成为如图22(c)所示那样。有时因离子201碰撞时的冲击而在颗粒200的结构上发生应变。

颗粒200是具有三角形(例如正三角形)的平面的平板状或颗粒状的溅射粒子。或者，颗粒200是具有六角形、例如正六角形的平面的平板状或颗粒状的溅射粒子。但颗粒200的形状不局限于三角形或六角形。例如，有时成为组合多个三角形的形状。例如，有时也成为组合两个三角形(例如，正三角形)而成的四角形(例如，菱形)。

颗粒200的厚度取决于成膜气体的种类等。例如，颗粒200的厚度为0.4nm以上且1nm以下，优选为0.6nm以上且0.8nm以下。另外，例如，颗粒200的宽度为1nm以上且3nm以下，优选为1.2nm以上且2.5nm以下。

有时存在颗粒200通过从等离子体240接收电荷，表面带负电或正电的情况。例如，存在颗粒200从等离子体240中的o^2-接收负电荷的情况。在此情况下，颗粒200的表面的氧原子带负电。另外，还存在颗粒200因在等离子体240中粒子203附着于其侧面并键合而发生横向生长的情况。

通过等离子体240的颗粒200及粒子203到达基板220的表面。另外，还存在粒子203的一部分由于质量小而被真空泵等排出到外部的情况。

接着，使用图24说明在基板220的表面中的颗粒200及粒子203的沉积。

首先，第一个颗粒200的颗粒200a沉积在基板220上。由于颗粒200a是平板状，所以其平面一侧朝向基板220的表面进行沉积(参照图24(a))。此时，颗粒200a的基板220一侧的表面的电荷通过基板220释放。

接着，第二个颗粒200颗粒200b到达基板220。此时，由于颗粒200a的表面及颗粒200b的表面带电荷，所以互相排斥(参照图24(b))。

其结果是，颗粒200b避开在颗粒200a上沉积，而在基板220的表面的少许离开颗粒200a的地方朝向基板表面平面侧进行沉积(参照图24(c))。通过反复进行上述沉积，在基板220的表面沉积无数的颗粒200，其厚度仅为一层的厚度。另外，在颗粒200和其他颗粒200之间产生未沉积颗粒200的区域。

接着，与此同样，作为第三个颗粒200的颗粒200c以其平面一侧朝向基板220的表面的方式沉积。另外，接受了来自等离子体240的能量的粒子203到达基板220的表面(参照图25(a))。

粒子203不能在颗粒200的表面等的活性区域沉积。由此，粒子203以填入未沉积颗粒200的区域的方式沉积。由此，粒子203附着于颗粒200之间。粒子203通过接受来自等离子体240的能量而使键形成活性状态，与颗粒200进行化学连接，形成横向生长部202(参照图25(b))。再者，横向生长部202在横向方向上生长(也称为横向生长：lateralgrowth)，连结颗粒200之间，形成层206a(参照图25(c))。由此，直到填满未沉积颗粒200的区域为止沉积粒子203。该机理类似于原子层沉积(ald：atomiclayerdeposition)法的沉积机理。

因此，即使在多个颗粒200以其平面一侧朝向基板220的表面的方式沉积的情况下，以及多个颗粒200向彼此不同的方向的情况下，通过粒子203一边横向生长，一边填入多个颗粒200之间，可以避免形成明确的晶界。另外，由于在多个颗粒200之间由粒子203平滑地连结，所以形成与单晶及多晶不同的结晶结构。换言之，形成在微小的结晶区域(颗粒200)之间具有应变的结晶结构。像这样，由于填入结晶区域间的区域为应变的结晶区域，所以可以认为将该区域称为非晶结构是不适当的。

然后，作为新的颗粒200的颗粒206d、颗粒206e以及颗粒206f以其平面一侧朝向层206a的表面的方式沉积(参照图26(a))。接着，粒子203以填入未沉积颗粒200的区域的方式沉积。这样，粒子203附着于颗粒200的侧面，横向生长部202进行横向生长，连接颗粒200之间，形成层206b(参照图26(b))。直到形成第m层(m为2以上的整数)的层206m为止继续成膜，形成具有叠层体的薄膜结构(参照图26(c))。

另外，颗粒200的沉积机理也可根据基板220的表面温度等而变化。例如，如果基板220的表面温度高，颗粒200在基板220的表面发生迁移。其结果是，由于在颗粒200和其他颗粒200之间直接连结而不介入粒子203的比例增加，所以成为取向性高的caac-os。在将caac-os成膜时的基板220的表面温度为100℃以上且低于500℃，优选为140℃以上且低于450℃，更优选为170℃以上且低于400℃。因此，可知即使在使用第8代以上的大面积基板作为基板220的情况下，也几乎不产生因caac-os的成膜导致的翘曲等。

另一方面，如果基板220的表面温度低，颗粒200不易在基板220的表面发生迁移。其结果是，通过颗粒200之间堆积重叠，成为取向性低的nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：纳米晶氧化物半导体)等。在nc-os中，通过颗粒200带负电，颗粒200有可能隔着一定间隔进行沉积。因此，nc-os的取向性低，但稍微有规律性，可形成较非晶氧化物半导体更加致密的结构。

在caac-os中，因颗粒间的间隙变得极小，所以有时形成一个大颗粒。一个大颗粒内部具有单晶结构。例如，颗粒的大小，如果从上面看的话，有时为10nm以上且200nm以下、15nm以上且100nm以下、或20nm以上且50nm以下。

认为通过如上述的成膜模型，颗粒就会在基板的表面沉积下去。即使在被形成面不具有结晶结构的情况下，也能进行caac-os的成膜，所以可知作为与外延生长不同的成长机构的上述的成膜模型是很妥当的。另外，还可知因是上述成膜模型，所以caac-os及nc-os即使是大面积的玻璃基板等，也可均匀地成膜。例如，即使基板的表面(被形成面)的结构为非晶结构(例如非晶氧化硅)，也能将caac-os成膜。

另外还可知：即使在作为被形成面的基板表面存在凹凸状的情况下，颗粒也沿着其形状排列。

另外，根据上述成膜模型可知，为了将结晶性高的caac-os进行成膜，只要采用如下方法即可。首先，为了增长平均自由行程，在更高真空状态下成膜。其次，为了减少基板附近的损伤，减弱等离子体的能量。其次，对被形成面施加热能，以消除伴随每次成膜的等离子体损伤。

对颗粒为平板状的情况的说明到此为止。例如，当颗粒为立方体形状(日文：サイコロ状)或柱状等的宽度小的颗粒时，到达基板表面的颗粒以各种各样的方向进行沉积。并且，粒子附着于保持沉积时的方向的颗粒侧面，横向生长部进行横向生长。其结果是，所得到的薄膜的结晶的取向性有可能不一样。

另外，上述成膜模型不局限于如下靶材的情况，即该靶材具有含有多个晶粒的in-m-zn氧化物等复合氧化物的多晶结构且其中任一晶粒包含劈开面。例如，也可以应用于使用含有氧化铟、元素m的氧化物以及氧化锌的混合物靶材的情况。

因为混合物靶材没有劈开面，所以被溅射时原子状粒子从靶材剥离。成膜时，在靶材附近形成有等离子体的强电场区域。由此，从靶材剥离了的原子状粒子因等离子体的强电场区域的作用而键合并进行横向生长。例如，首先，作为原子状粒子的铟键合而进行横向生长，由此形成由in-o层构成的纳米晶。接着，以补充该纳米晶的方式在上下方向上键合m-zn-o层。如此，即使在使用混合物靶材的情况下，也可能形成颗粒。由此，即使在使用混合物靶材的情况下，也可以应用上述成膜模型。

但是，在靶材附近没有形成等离子体的强电场区域时，只有从靶材剥离了的原子状粒子沉积在基板表面上。在此情况下，有时也在基板表面上原子状粒子进行横向生长。但是，原子状粒子的方向不一样，由此所得到的薄膜的结晶取向性也不一样。也就是说，成为nc-os等。

<横向生长>

下面，对在颗粒200的横向方向上粒子203附着(也称为键合或吸附)而横向生长的情况进行说明。

图27(a)、图27(b)、图27(c)、图27(d)及图27(e)是示出颗粒200的结构及金属离子附着的位置的图。另外，作为颗粒200，假设从ingazno4的结晶结构在保持化学计量组成的情况下抽出84个原子的团簇模型(日文：クラスタモデル、clustermodel)。另外，图27(f)示出从平行于c轴的方向看颗粒200时所看到的结构。图27(g)示出从平行于a轴的方向看颗粒200时所看到的结构。

以位置a、位置b、位置a、位置b及位置c示出金属离子的附着位置。另外，位置a为在颗粒200上表面由一个镓、两个锌围绕的晶格间位点(site)的上方。位置b为在颗粒200上表面由两个镓、一个锌围绕的晶格间位点的上方。位置a为颗粒200侧面的铟位点。位置b为在颗粒200侧面in-o层与ga-zn-o层之间的晶格间位点。位置c为颗粒200侧面的镓位点。

接着，利用第一原理计算对在所假设的位置a、位置b、位置a、位置b及位置c配置金属离子的情况的相对能量进行评价。在第一原理计算中，使用vasp(viennaabinitiosimulationpackage)。另外，作为交换相关势使用pbe(perdew-burke-ernzerhof)型的广义梯度近似(gga：generalizedgradientapproximation)，作为离子势能使用paw(projectoraugmentedwave：投影缀加波)法。另外，将截止能量设定为400ev，k点取样只为γ点。下表示出在位置a、位置b、位置a、位置b及位置c配置铟离子(in³⁺)、镓离子(ga³⁺)及锌离子(zn²⁺)的情况的相对能量。另外，相对能量是在计算模型中能量最低的模型的能量为0ev时的相对值。

[表1]

上述结果可知：每个金属离子与颗粒200上表面相比更易附着于侧面。尤其是，在位置a的铟位点不仅是铟离子，锌离子也最容易附着。

同样地，对氧离子(o^2-)的对于颗粒200的附着性进行评价。图28(a)、图28(b)、图28(c)、图28(d)及图28(e)是示出颗粒200的结构及氧离子附着的位置的图。另外，图28(f)示出从平行于c轴的方向来看颗粒200所看到的结构。图28(g)示出从平行于b轴的方向来看颗粒200所看到的结构。

以位置c、位置d、位置d、位置e及位置f示出氧离子的附着位置。另外，位置c为与颗粒200上表面的镓键合的位置。位置d为与颗粒200上表面的锌键合的位置。位置d为与颗粒200侧面的铟键合的位置。位置e为与颗粒200侧面的镓键合的位置。位置f为与颗粒200侧面的锌键合的位置。

接着，利用第一原理计算对在所假定的位置c、位置d、位置d、位置e及位置f配置氧离子的情况的相对能量进行评价。下表示出在位置c、位置d、位置d、位置e及位置f配置氧离子(o^2-)的情况的相对能量。

[表2]

上述结果可知：氧离子也与颗粒200上表面相比更易附着于侧面。

因此可知，接近于颗粒200的粒子203优先附着于颗粒200的侧面。即，可以说通过附着于颗粒200的侧面的粒子203发生颗粒200的横向生长的上述成膜模型是很妥当的。

<氧化物半导体的结构〉

下面说明氧化物半导体的结构。

氧化物半导体被分为单晶氧化物半导体和非单晶氧化物半导体。作为非单晶氧化物半导体有caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)、多晶氧化物半导体、nc-os(nanocrystallineoxidesemiconductor：纳米晶氧化物半导体)、拟似非晶氧化物半导体(a-likeos(amorphouslikeoxidesemiconductor))以及非晶氧化物半导体等。

从其他观点看，氧化物半导体被分为非晶氧化物半导体和结晶氧化物半导体。作为结晶氧化物半导体有单晶氧化物半导体、caac-os、多晶氧化物半导体以及nc-os等。

作为非晶结构的定义，一般而言已知：处于介稳状态并没有被固定化；具有各向同性且不具有不均匀结构等。另外，也可以换句话说为非晶结构具有灵活键角并具有短程秩序性，而不具有长程秩序性。

从相反的观点看，不能将实质上稳定的氧化物半导体称为完全非晶(completelyamorphous)氧化物半导体。另外，不能将不具有各向同性(例如，在微小区域中具有周期结构)的氧化物半导体称为完全非晶氧化物半导体。但，a-likeos在微小区域中具有周期结构，但是同时具有空洞(也称为void)，是不稳定的结构，为此，a-likeos在物性上近乎于非晶氧化物半导体。

〈caac-os〉

首先，对caac-os进行说明。

caac-os是包含多个c轴取向的结晶部(也称为颗粒)的氧化物半导体之一。

通过透射电子显微镜(tem：transmissionelectronmicroscope)观察caac-os的明视场图像与衍射图案的复合分析图像(也称为高分辨率tem图像)时，观察到多个颗粒。然而，在高分辨率tem图像中，不能明确确认颗粒与颗粒之间的边界，即晶界(grainboundary)。因此，可以说在caac-os中，不容易发生起因于晶界的电子迁移率的降低。

下面，通过tem对观察到的caac-os进行说明。图56(a)示出从大致平行于试样面的方向观察到的caac-os的截面的高分辨率tem图像。利用球面像差校正(sphericalaberrationcorrector)功能得到高分辨率tem图像。将利用球面像差校正功能所得到的高分辨率tem图像特别称为cs校正高分辨率tem图像。例如可以使用日本电子株式会社制造的原子分辨率分析型电子显微镜jem-arm200f等得到cs校正高分辨率tem图像。

图56(b)示出将图56(a)中的区域(1)放大的cs校正高分辨率tem图像。由图56(b)可确认到：在颗粒中金属原子排列为层状。金属原子的各层的排列反映了形成caac-os的面(也称为被形成面)或caac-os的上表面的凸凹，并与caac-os的被形成面或上表面平行排列。

如图56(b)所示，caac-os具有特有的原子排列。图56(c)是以辅助线示出特有的原子排列的图。由图56(b)和图56(c)可知：一个颗粒的尺寸为1nm以上且3nm以下程度，由颗粒与颗粒之间的倾斜所产生的间隙的尺寸为0.8nm左右。因此，也可以将颗粒称为纳米晶(nc：nanocrystal)。也可以将caac-os称为具有canc(c-axisalignednanocrystals：c轴取向纳米晶)的氧化物半导体。

在此，如果根据cs校正高分辨率tem图像，将基板5120上的caac-os的颗粒5100的配置示意性地表示的话，为堆积砖块或块体的结构(参照图56(d))。在图56(c)中观察到的在颗粒与颗粒之间产生倾斜的部分相当于图56(d)所示的区域5161。

图57(a)示出从大致垂直于试样面的方向观察到的caac-os的平面的cs校正高分辨率tem图像。图57(b)、图57(c)和图57(d)分别示出将图57(a)中的区域(1)、区域(2)和区域(3)放大的cs校正高分辨率tem图像。由图57(b)、图57(c)和图57(d)可知：在颗粒中金属原子排列为三角形状、四角形状或六角形状。但是，在不同的颗粒之间没能看到金属原子的排列规律性。

接着，说明使用x射线衍射(xrd：x-raydiffraction)进行分析的caac-os。例如，如果利用out-of-plane法对包含ingazno4结晶的caac-os进行结构分析的话，如图58(a)所示，存在衍射角(2θ)为31°附近出现峰的情况。由于该峰归属于ingazno4结晶的(009)面，由此可知caac-os中的结晶具有c轴取向性，并且c轴朝向大致垂直于被形成面或上表面的方向。

当利用out-of-plane法分析caac-os的结构时，除了2θ为31°附近出现峰以外，有时还在2θ为36°附近出现峰。2θ为36°附近的峰表示caac-os中的一部分包含不具有c轴取向性的结晶。优选的是，在利用out-of-plane法分析的caac-os的结构中，在2θ为31°附近出现峰而不在2θ为36°附近出现峰。

另一方面，如果利用从大致垂直于c轴的方向使x射线入射到试样的in-plane法对caac-os的结构进行分析的话，在2θ为56°附近出现峰。该峰值归属于ingazno4结晶的(110)面。在caac-os的情况下，即使将2θ固定为56°附近并在以试样面的法线向量为轴(轴)旋转试样的条件下进行分析(扫描)，也如图58b所示的那样观察不到明确的峰。相比之下，在ingazno4的单晶氧化物半导体中，在将2θ固定为56°附近进行扫描时，如图58(c)所示那样观察到归属于相等于(110)面的结晶面的六个峰。因此，由使用xrd的结构分析可以确认到：caac-os中的a轴和b轴的取向不规则。

接着，对利用电子衍射进行分析的caac-os进行说明。例如，如果对包含ingazno4结晶的caac-os在平行于试样面的方向上入射束径为300nm的电子束的话，可能会出现图59(a)所示的衍射图案(也称为选区透射电子衍射图案)。在该衍射图案中包含起因于ingazno4结晶的(009)面的斑点。因此，由电子衍射也可知：caac-os所含的颗粒具有c轴取向性，并且c轴朝向大致垂直于被形成面或上表面的方向。另一方面，图59(b)示出对相同的试样在垂直于试样面的方向上入射束径为300nm的电子束时的衍射图案。由图59(b)观察到环状的衍射图案。因此，由电子衍射也可知：caac-os所含的颗粒的a轴和b轴不具有取向性。可以认为图59(b)中的第一环起因于ingazno4结晶的(010)面和(100)面等。另外，可以认为图59(b)中的第二环起因于(110)面等。

如上所述，caac-os是结晶性高的氧化物半导体。因为氧化物半导体的结晶性有时因杂质的混入或缺陷的生成等而降低，所以从相反的观点看，也可以说caac-os是杂质或缺陷(氧缺陷等)少的氧化物半导体。

此外，杂质是指氧化物半导体的主要成分以外的元素，诸如氢、碳、硅和过渡金属元素等。例如，与氧的键合力比构成氧化物半导体的金属元素强的硅等元素通过从氧化物半导体夺取氧，打乱氧化物半导体的原子排列，导致结晶性下降。另外，由于铁或镍等的重金属、氩、二氧化碳等的原子半径(或分子半径)大，所以会打乱氧化物半导体的原子排列，导致结晶性下降。

存在当氧化物半导体包含杂质或缺陷时，其特性因光或热等发生变动的情况。例如，存在含在氧化物半导体中的杂质成为载流子陷阱的情况、或成为载流子发生源的情况。另外，氧化物半导体中的氧缺陷有时会成为载流子陷阱或因俘获氢而成为载流子发生源。

杂质及氧缺陷少的caac-os是载流子密度低的氧化物半导体。具体而言，可以使用载流子密度小于8×10¹¹个/cm³、优选小于1×10¹¹个/cm³、更优选小于1×10¹⁰个/cm³、且是1×10^-9个/cm³以上的氧化物半导体。将这样的氧化物半导体称为高纯度本征或实质上高纯度本征的氧化物半导体。caac-os的杂质浓度和缺陷态密度都低。即，可以说caac-os是具有稳定特性的氧化物半导体。

<nc-os>

接着说明nc-os。

在nc-os的高分辨率tem图像中具有能观察到结晶部的区域和观察不到明确的结晶部的区域。nc-os所含的结晶部的尺寸大多为1nm以上且10nm以下、或1nm以上且3nm以下。有时将其结晶部的尺寸大于10nm且在100nm以下的氧化物半导体称为微晶氧化物半导体。例如，在nc-os的高分辨率tem图像中，有时无法明确地观察到晶界。纳米晶的来源有可能与caac-os中的颗粒相同。因此，下面有时将nc-os的结晶部称为颗粒。

nc-os在微小的区域(例如1nm以上且10nm以下的区域，特别是1nm以上且3nm以下的区域)中在原子排列上具有周期性。另外，nc-os在不同的颗粒之间观察不到结晶取向的规律性。因此，膜整体中观察不到取向性。所以，有时nc-os在某些分析方法中与a-likeos或非晶氧化物半导体没有差别。例如，当利用使用其束径比颗粒大的x射线的out-of-plane法对nc-os进行结构分析时，检测不到表示结晶面的峰。在使用其束径比颗粒大(例如，50nm以上)的电子射线对nc-os进行电子衍射时，观察到类似光晕图案的衍射图案。另一方面，在使用其束径近于颗粒或者比颗粒小的电子射线对nc-os进行纳米束电子衍射时，观察到斑点。另外，如果对nc-os进行纳米束电子衍射的话，有时观察到如圆那样的(环状的)亮度高的区域，有时还观察到环状的区域内的多个斑点。

如此，由于在颗粒(纳米晶)之间结晶取向都没有规律性，所以也可以将nc-os称为具有ranc(randomalignednanocrystals：无规取向纳米晶)的氧化物半导体、或具有nanc(non-alignednanocrystals：无取向纳米晶)的氧化物半导体。

nc-os是规律性比非晶氧化物半导体高的氧化物半导体。因此，nc-os的缺陷态密度比a-likeos或非晶氧化物半导体低。但是，在nc-os中的不同的颗粒之间观察不到晶体取向的规律性。所以，nc-os的缺陷态密度比caac-os高。

<a-likeos>

a-likeos是具有介于nc-os与非晶氧化物半导体之间的结构的氧化物半导体。

在a-likeos的高分辨率tem图像中有时观察到空洞(日文：鬆)。另外，在高分辨率tem图像中，具有能明确地观察到结晶部的区域和不能观察到结晶部的区域。

由于a-likeos包含空洞，所以其结构不稳定。为了显示与caac-os及nc-os相比a-likeos具有不稳定的结构，下面示出电子照射的结构变化。

作为进行电子照射的试样，准备a-likeos(记为试样a)、nc-os(记为试样b)和caac-os(记为试样c)。上述每个试样都是in-ga-zn氧化物。

首先，获取各试样的高分辨率截面tem图像。通过高分辨率截面tem图像可知每个试样都具有结晶部。

如下那样进行将哪个部分作为一个结晶部的判定。例如，已知ingazno4结晶的单位晶格具有如下的结构：即该结构是将包括三层in-o层和六层ga-zn-o层的共计九层在c轴方向上层状层叠的结构。这些彼此靠近的层和层的间隔与(009)面的晶格表面间隔(也称为d值)是几乎相等的，由结晶结构分析求出其值为0.29nm。由此，可将晶格条纹的间隔为0.28nm以上且0.30nm以下的地方看作为ingazno4结晶部。晶格条纹对应于ingazno4结晶的a-b面。

图60示出调查了各试样的结晶部(从22个地方至45个地方)的平均大小的例子。但将上述晶格条纹的长度定为结晶部的大小。由图60可知：a-likeos的结晶部随着电子的累积照射量的增大而逐渐变大。具体而言，如图60中的(1)所示，可知在利用tem的观察初期，尺寸为1.2nm左右的结晶部(也称为初始晶核)，在累积照射量为4.2×10⁸e^-/nm²时生长到2.6nm左右。另一方面，可知nc-os和caac-os在开始电子照射时到电子的累积照射量为4.2×10⁸e^-/nm²的范围内，看不到结晶部的尺寸的变化。具体而言，如图60中的(2)及(3)所示，可知无论电子的累积照射量如何，nc-os及caac-os的结晶部的大小都分别为1.4nm左右及2.1nm左右。

如此，a-likeos存在电子照射引起其结晶部的生长的情况。另一方面，可知在nc-os和caac-os中，几乎不见电子照射所引起的结晶部的生长。也就是说可知：a-likeos与caac-os及nc-os相比具有不稳定的结构。

此外，由于包含空洞，所以a-likeos的密度比nc-os及caac-os低。具体而言，a-likeos的密度为具有相同组成的单晶氧化物半导体的密度的78.6％以上且小于92.3％。nc-os的密度及caac-os的密度为具有相同组成的单晶氧化物半导体的92.3％以上且小于100％。密度小于单晶氧化物半导体的密度的78％的氧化物半导体其自身难成膜。

例如，在原子数比满足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半导体中，具有菱方晶系结构的单晶ingazno4的密度为6.357g/cm³。因此，例如，在原子数比满足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半导体中，a-likeos的密度为5.0g/cm³以上且小于5.9g/cm³。另外，例如，在原子数比满足in:ga:zn＝1:1:1的氧化物半导体中，nc-os的密度和caac-os的密度为5.9g/cm³以上且小于6.3g/cm³。

有时不存在相同组成的单晶氧化物半导体。此时，通过以任意比例组合组成不同的单晶氧化物半导体，可以估计出相当于所希望的组成的单晶氧化物半导体的密度。根据组成不同的单晶氧化物半导体的组合比例使用加权平均计算出相当于所希望的组成的单晶氧化物半导体的密度即可。但是优选尽可能减少所组合的单晶氧化物半导体的种类来计算密度。

如上所述，氧化物半导体具有各种结构及各种特性。氧化物半导体可以是具有例如非晶氧化物半导体、a-likeos、nc-os和caac-os中的两种以上的叠层膜。

<晶体管1>

图29(a)和图29(b)是根据本发明的一形态的晶体管的俯视图及截面图。图29(a)是俯视图，图29(b)是沿图29(a)所示的点划线a1-a2及点划线a3-a4所示的部分的截面图。另外，在图29(a)的俯视图中，为了清楚起见，省略要素的一部分进行图示。

图29(a)和图29(b)所示的晶体管包括：基板400上的导电体413；基板400及导电体413上的绝缘体402；绝缘体402上的半导体406a；半导体406a上的半导体406b；与半导体406b的上表面及侧面接触且间隔开地配置的导电体416a及导电体416b；半导体406b、导电体416a及导电体416b上的半导体406c；半导体406c上的绝缘体412；绝缘体412上的导电体404；以及导电体404上的绝缘体408。虽然在此将导电体413认为晶体管的一部分，但是不局限于此。例如，可以导电体413也可是独立于晶体管的构成要素。

此外，导电体404在a3-a4间的截面中具有隔着绝缘体412面对半导体406b的上表面及侧面的区域。另外，导电体413具有隔着绝缘体402面对半导体406b的底面的区域。

半导体406b具有作为晶体管的沟道形成区域的功能。另外，导电体404具有作为晶体管的第一栅电极(也称为前栅电极)的功能。此外，导电体413具有作为晶体管的第二栅电极(也称为背栅电极)的功能。另外，导电体416a及导电体416b具有作为晶体管的源电极及漏电极的功能。

如图29(b)所示，通过导电体404或/及导电体413的电场，能电围绕半导体406b(将由导电体生成的电场电围绕半导体的晶体管结构称为围绕沟道(surroundedchannel(s-channel)结构))。因此，沟道形成在整个半导体406b中(上表面、底面及侧面)。在s-channel结构中，能使大电流流过在晶体管的源极与漏极间，提高导通时的电流(通态电流(日文：オン電流))。

当晶体管具有s-channel结构时，在半导体406b的侧面也形成沟道。因此，半导体406b的厚度越大，沟道形成区域越大。即，半导体406b越厚，越能够提高晶体管的通态电流。另外，因为半导体406b越厚，载流子的控制性高的区域的比率越增加，所以可以减小亚阈值摆幅值(日文：サブスレッショルドスイング値)。例如，半导体406b具有其厚度为20nm以上、优选为40nm以上、更优选为60nm以上、进一步优选为100nm以上的区域即可。但半导体装置的生产率有时会下降，因此，例如，半导体406b可具有厚度为300nm以下、优选为200nm以下、更优选为150nm以下的区域即可。

由于能得到高通态电流，因此可以说s-channel结构是适合于微型晶体管的结构。因能将晶体管微细化，所以具有该晶体管的半导体装置可形成高集成度及高密度的半导体装置。例如，晶体管具有其沟道长度优选为40nm以下、更优选为30nm以下、进一步优选为20nm以下的区域，并且，晶体管具有其沟道宽度优选为40nm以下、更优选为30nm以下、进一步优选为20nm以下的区域。

作为基板400可使用例如绝缘体基板、半导体基板或导电体基板。作为绝缘体基板，例如可以举出玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、稳定氧化锆基板(氧化钇稳定的氧化锆基板等)、树脂基板等。另外，作为半导体基板，可以举出由硅、锗等的单体半导体基板、或者由碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓作为材料的化合物半导体基板等。并且，还可以举出在上述半导体基板内部具有绝缘体区域的半导体基板，例如为soi(silicononinsulator：绝缘体上硅)基板等。作为导电体基板，可以举出石墨基板、金属基板、合金基板、导电树脂基板等。或者，可以举出包含金属的氮化物的基板、包含金属的氧化物的基板等。再者，还可以举出在绝缘体基板上设置有导电体或半导体的基板、在半导体基板上设置有导电体或绝缘体的基板、在导电体基板上设置有半导体或绝缘体的基板等。或者，也可以使用在这些基板上设置有元件的基板。作为设置在基板上的元件，可以举出电容元件、电阻元件、开关元件、发光元件、存储元件等。

另外，作为基板400也可以使用柔性基板。另外，作为在柔性基板上设置装置的方法，可以举出如下方法：在不具有柔性的基板上形成装置之后，剥离装置而将该装置转置到柔性基板的基板400上的方法。在此情况下，可在不具有柔性的基板与装置之间设置剥离层。另外，作为基板400，也可以使用编织了纤维的薄片、薄膜或箔等。另外，基板400也可以具有伸缩性。另外，基板400可以具有在停止弯曲或拉伸时恢复为原来的形状的性质。或者，也可以具有不恢复为原来的形状的性质。基板400的厚度例如为5μm以上且700μm以下，优选为10μm以上且500μm以下，更优选为15μm以上且300μm以下。通过将基板400的厚度变薄，可实现半导体装置的轻量化。另外，通过将基板400的厚度变薄，即便在使用玻璃等的情况下，基板400有时也会具有伸缩性，或者具有在停止弯曲或拉伸时恢复为原来形状的性质。因此，可以缓和因掉落等而基板400上的半导体装置受到的冲击等。也就是说，能够提供一种坚固的半导体装置。

作为柔性基板的基板400，例如可以使用金属、合金、树脂或玻璃或其纤维等。柔性基板的基板400的线膨胀系数越低，越可抑制因环境而发生的变形，所以较为理想。作为柔性基板的基板400，例如使用线膨胀系数为1×10^-3/k以下、5×10^-5/k以下或1×10^-5/k以下的材料即可。作为树脂，例如可以举出聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。尤其是芳族聚酰胺因其线膨胀系数较低，因此能适用于柔性基板的基板400。

作为导电体413，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、钼、钌、银、铟、锡、钽和钨中的一种以上的导电体的单层或叠层。例如，也可以使用包含上述元素的合金或化合物，还可以使用包含铝的合金、包含铜及钛的合金、包含铜及锰的合金、包含铟、锡及氧的化合物、包含钛及氮的化合物等。

作为绝缘体402，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体的单层或叠层。作为绝缘体402，例如使用氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪或氧化钽即可。

在半导体406b为氧化物半导体的情况下，绝缘体402优选为具有过剩氧的绝缘体。

作为导电体416a及导电体416b，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、钼、钌、银、铟、锡、钽和钨中的一种以上的导电体的单层或叠层。例如，也可以使用包含上述元素的合金或化合物，还可以使用包含铝的合金、包含铜及钛的合金、包含铜及锰的合金、包含铟、锡及氧的化合物、包含钛及氮的化合物等。

作为绝缘体412，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体的单层或叠层。作为绝缘体402，例如使用氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪或氧化钽即可。

在半导体406b为氧化物半导体的情况下，绝缘体412优选为具有过剩氧的绝缘体。

作为导电体404，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、钼、钌、银、铟、锡、钽和钨中的一种以上的导电体的单层或叠层。例如，也可以使用合金或化合物，可以使用包含铝的合金、包含铜及钛的合金、包含铜及锰的合金、包含铟、锡及氧的化合物、包含钛及氮的化合物等。

绝缘体408例如是氢透过性低(具有阻挡氢的性质)的绝缘体。

由于其原子半径等较小，所以氢容易扩散在绝缘体中(扩散系数较大)。例如，密度低的绝缘体的氢透过性增高。换言之，密度高的绝缘体的氢透过性降低。密度低的绝缘体不必绝缘体整体的密度都低，可以是部分密度低。这是因为密度低的区域成为氢的路径的缘故。可能使氢透过的密度不局限于一个值，典型地可以举出低于2.6g/cm³的值等。作为密度低的绝缘体，例如有：氧化硅和氧氮化硅等无机绝缘体，以及聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯和丙烯酸树脂等有机绝缘体等。作为密度高的绝缘体，例如有氧化镁、氧化铝、氧化锗、氧化镓、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪及氧化钽等。但密度低的绝缘体及密度高的绝缘体不局限于上述绝缘体。例如，在上述绝缘体中，也可以包含选自硼、氮、

氟、氖、磷、氯和氩中的一种以上的元素。

另外，具有晶界的绝缘体有时具有较高的氢透过性。换言之，不具有晶界(或者晶界少)的绝缘体不容易使氢透过。例如，非多晶绝缘体(非晶绝缘体等)的氢透过性比多晶绝缘体的低。

另外，与氢的键合能量高的绝缘体有时具有较低的氢透过性。例如，与氢键合而形成氢化合物的绝缘体只要具有在装置的制造工序或装置的工作中的温度下不使氢脱离的程度的键合能量，就可称为氢透过性低的绝缘体。例如，在200℃以上且1000℃以下、300℃以上且1000℃以下、或者400℃以上且1000℃以下形成氢化合物的绝缘体存在氢透过性低的情况。另外，例如，能形成氢脱离温度为200℃以上且1000℃以下、300℃以上且1000℃以下、或者400℃以上且1000℃以下的氢化合物的绝缘体存在氢透过性低的情况。另一方面，能形成氢脱离温度为20℃以上且400℃以下、20℃以上且300℃以下、或者20℃以上且200℃以下的氢化合物的绝缘体存在氢透过性高的情况。另外，有时将容易脱离的氢或已游离的氢称为过剩氢。

另外，绝缘体408例如是氧透过性低(具有阻挡氧的性质)的绝缘体。

另外，绝缘体408例如是水的透过性低(具有阻挡水的性质)的绝缘体。

另外，也可以不形成导电体413(参照图30(a))。此外，绝缘体412及半导体406c也可被形成为从导电体404突出的形状(参照图30(b))。此外，绝缘体412及半导体406c也可被形成为不从导电体404突出的形状(参照图30(c))。a1-a2截面中的导电体413的宽度也可以大于半导体406b(参照图31(a))。另外，导电体413与导电体404也可通过开口部进行接触(参照图31(b))。此外，也可以不设置导电体404(参照图31(c))。

<半导体>

以下，对半导体406a、半导体406b及半导体406c进行说明。

存在通过在半导体406b的上下配置半导体406a及半导体406c，可以提高晶体管的电特性的情况。

半导体406b例如是包含铟的氧化物半导体。如果半导体406b例如包含铟时，其载流子迁移率(电子迁移率)得到提高。此外，半导体406b优选包含元素m。元素m优选是铝、镓、钇或锡等。作为可用作元素m的其他元素，有硼、硅、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨等。但是作为元素m有时也可以组合多个上述元素。元素m例如是与氧的键能高的元素，例如是与氧的键能高于铟的元素。或者，元素m例如是具有增大氧化物半导体的能隙的功能的元素。此外，半导体406b优选包含锌。当氧化物半导体包含锌时，有时容易晶化。

但半导体406b不局限于包含铟的氧化物半导体。半导体406b例如也可以是锌锡氧化物或镓锡氧化物等不包含铟且包含锌、镓或锡的氧化物半导体等。

作为半导体406b例如使用能隙大的氧化物。半导体406b的能隙例如是2.5ev以上且4.2ev以下，优选为2.8ev以上且3.8ev以下，更优选为3ev以上且3.5ev以下。

例如，半导体406a及半导体406c是由构成半导体406b的氧以外的元素一种以上或两种以上的构成氧化物半导体。因为由构成半导体406b的氧以外的元素一种以上或者二种以上构成半导体406a及半导体406c，所以在半导体406a与半导体406b的界面、以及半导体406b与半导体406c的界面处不容易形成缺陷态。

半导体406a、半导体406b及半导体406c优选至少包含铟。另外，当半导体406a是in-m-zn氧化物时，将in和m的总和定为100原子％时，优选的是，in低于50原子％，m高于50原子％，更优选的是，in低于25原子％，m高于75原子％。此外，当半导体406b是in-m-zn氧化物时，将in和m的总和为100原子％时，优选的是，in高于25原子％，m低于75原子％，更优选的是，in高于34原子％，m低于66原子％。此外，当半导体406c是in-m-zn氧化物时，将in和m的总和为100原子％时，优选的是，in低于50原子％，m高于50原子％，更优选的是，in低于25原子％，m高于75原子％。另外，半导体406c也可以使用与半导体406a相同的种类的氧化物。但也存在半导体406a及/或半导体406c也可不包含铟的情况。例如，半导体406a及/或半导体406c也可以是氧化镓。半导体406a、半导体406b及半导体406c所包含的各元素的原子数也可以不是简单的整数比。

作为半导体406b，能使用其电子亲和势大于半导体406a及半导体406c的氧化物。例如，作为半导体406b，可使用如下氧化物：电子亲和势比半导体406a及半导体406c大0.07ev以上且1.3ev以下，优选大0.1ev以上且0.7ev以下，更优选大0.15ev以上且0.4ev以下的氧化物。电子亲和势是真空能级(日文：真空準位)和导带底端的能量(日文：伝導帯下端のエネルギー)之间的能量差。

铟镓氧化物具有较小的电子亲和势及较高的氧阻挡性(日文：酸素ブロック性)。因此，半导体406c优选包含铟镓氧化物。镓原子的比率[ga/(in+ga)]例如为70％以上，优选为80％以上，更优选为90％以上。

此时，若施加栅电压，沟道则形成在半导体406a、半导体406b和半导体406c中的电子亲和势最大的半导体406b中。

在此，有时在半导体406a与半导体406b之间具有半导体406a和半导体406b的混合区域。另外，有时在半导体406b与半导体406c之间具有半导体406b和半导体406c的混合区域。混合区域的缺陷态密度低。因此，半导体406a、半导体406b和半导体406c的叠层体形成如下的能带图：即在各自的界面附近，能量连续地变化(也称为连续接合)(参照图32)。存在无法明确地区分半导体406a、半导体406b及半导体406c的各个界面的情况。

此时，电子不是在半导体406a及半导体406c中，而主要在半导体406b中移动。如上所述，通过降低半导体406a与半导体406b的界面处的缺陷态密度以及半导体406b与半导体406c的界面处的缺陷态密度，半导体406b中妨碍电子移动的情况减少，从而提高晶体管的通态电流。

越减少妨碍电子移动的因素，越能够提高晶体管的通态电流。例如，在没有妨碍电子移动的因素的情况下，推测电子高效率地移动。电子移动在例如，沟道形成区域中的物理性凹凸较大的情况下也会受到妨碍。

为了提高晶体管的通态电流，例如，半导体406b的上表面或底面(被形成面，在此为半导体406a)的1μm×1μm的范围内的均方根(rms：rootmeansquare)粗糙度为低于1nm，优选为低于0.6nm，更优选为低于0.5nm，进一步优选为低于0.4nm，即可。另外，其1μm×1μm的范围内的平均表面粗糙度(也称为ra)为低于1nm，优选为低于0.6nm，更优选为低于0.5nm，进一步优选为低于0.4nm，即可。其1μm×1μm的范围内的最大高低差(也称为p-v)为低于10nm，优选为低于9nm，更优选为低于8nm，进一步优选为低于7nm。rms粗糙度、ra以及p-v可通过使用由精工电子纳米科技(siinanotechnology)有限公司制造的扫描探针显微镜spa-500等测定。

此外，为了提高晶体管的通态电流，半导体406c的厚度越小越好。例如，可形成具有低于10nm、优选为5nm以下、更优选为3nm以下的厚度区域的半导体406c。另一方面，半导体406c具有如下的功能：即以不让构成相邻的绝缘体的氧之外的元素(氢、硅等)侵入形成有沟道的半导体406b中的方式进行阻挡。因此，半导体406c优选具有一定程度的厚度。例如，可形成具有0.3nm以上、优选为1nm以上、更优选为2nm以上的厚度区域的半导体406c。另外，为了抑制从绝缘体402等释放的氧向外扩散，半导体406c优选具有阻挡氧的性质。

此外，为了提高可靠性，半导体406a厚且半导体406c薄较为理想。例如，可形成具有10nm以上、优选为20nm以上、更优选为40nm以上、进一步优选为60nm以上的厚度区域的半导体406a。通过将半导体406a的厚度增厚，可以拉开从相邻的绝缘体与半导体406a的界面至形成有沟道的半导体406b的距离。但因为半导体装置的生产率可能会下降，所以可形成具有例如为200nm以下、优选为120nm以下、更优选为80nm以下的厚度区域的半导体406a。

例如在半导体406b与半导体406a之间例如具有通过二次离子质谱分析法(sims：secondaryionmassspectrometry)得到的硅浓度为1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10¹⁸atoms/cm³以下的区域。此外，在半导体406b与半导体406c之间具有通过sims得到的硅浓度为1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10¹⁸atoms/cm³以下的区域。

另外，半导体406b具有通过sims得到的氢浓度为1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10²⁰atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、进一步优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下的区域。为了降低半导体406b的氢浓度，优选降低半导体406a及半导体406c的氢浓度。半导体406a及半导体406c具有通过sims得到的氢浓度为1×10¹⁶atoms/cm³以上且2×10²⁰atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且1×10¹⁹atoms/cm³以下、进一步优选为1×10¹⁶atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下的区域。此外，半导体406b具有通过sims得到的氮浓度为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且1×10¹⁸atoms/cm³以下、进一步优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁷atoms/cm³以下的区域。为了降低半导体406b的氮浓度，优选降低半导体406a及半导体406c的氮浓度。半导体406a及半导体406c具有通过sims得到的氮浓度为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁹atoms/cm³以下、优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁸atoms/cm³以下、更优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且1×10¹⁸atoms/cm³以下、进一步优选为1×10¹⁵atoms/cm³以上且5×10¹⁷atoms/cm³以下的区域。

上述三层结构是一个例子。例如，也可以采用没有半导体406a或半导体406c的两层结构。或者，也可以采用在半导体406a上或下、或者在半导体406c上或下设置作为半导体406a、半导体406b和半导体406c例示的半导体中的任何一个半导体的四层结构。或者，也可以采用在半导体406a上、半导体406a下、半导体406c上、半导体406c下中的任何两个以上的位置设置作为半导体406a、半导体406b和半导体406c例示的半导体中的任何一个的半导体的n层结构(n为5以上的整数)。

<晶体管2>

图33(a)和图33(b)是本发明的一形态的晶体管的俯视图及截面图。图33(a)是俯视图，图33(b)是沿图33a中的点划线f1-f2及点划线f3-f4所示的部分的截面图。另外，在图33(a)的俯视图中，为了清楚起见，省略要素的一部分进行图示。

图33(a)和图33(b)所示的晶体管包括：基板500上的导电体513；存在绝缘体502上的且其上表面的高度与导电体513一致的绝缘体503；导电体513上及绝缘体503上的绝缘体502；绝缘体502上的半导体506a；半导体506a上的半导体506b；与半导体506b的上表面接触且隔着间隔配置的导电体516a及导电体516b；绝缘体502、半导体506b、导电体516a及导电体516b上的半导体506c；半导体506c上的绝缘体512；绝缘体512上的导电体504；以及导电体504上的绝缘体508。虽然在此将导电体513作为晶体管的一部分，但是不局限于此。例如，可将导电体513为独立于晶体管的构成要素。

关于基板500，参照基板400的记载。关于导电体513，参照导电体413的记载。关于绝缘体502，参照绝缘体402的记载。关于半导体506a，参照半导体406a的记载。关于半导体506b，参照半导体406b的记载。关于导电体516a，参照导电体416a的记载。关于导电体516b，参照导电体416b的记载。关于半导体506c，参照半导体406c的记载。关于绝缘体512，参照绝缘体412的记载。关于导电体504，参照导电体404的记载。关于绝缘体508，参照绝缘体408的记载。

作为绝缘体503，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体的单层或叠层。作为绝缘体503，例如可以使用氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪或氧化钽。

如图33(b)所示，晶体管具有s-channel结构。另外，在该结构中，来自导电体504及导电体513的电场不容易在半导体506b的侧面被导电体516a及导电体516b等阻碍。

也可不形成导电体513(参照图34(a))。另外，可将绝缘体512及半导体506c形成为从导电体504突出的形状(参照图34(b))。另外，也可将绝缘体512及半导体506c形成为不从导电体504突出的形状(参照图34(c))。另外，f1-f2截面中的导电体513的宽度也可以大于半导体506b的宽度(参照图35(a))。另外，导电体513和导电体504通过开口部进行接触(参照图35(b))。此外，也可以不设置导电体504(参照图35(c))。

<电路>

下面，说明本发明的一形态的半导体装置的电路的一例。

<cmos反相器>

图36(a)所示的电路图示出所谓的cmos反相器的结构，其中使p沟道型晶体管2200与n沟道型晶体管2100串联连接，并使其栅极互相连接。

<半导体装置的结构1>

图37是对应于图36(a)的半导体装置的截面图。图37所示的半导体装置包括晶体管2200以及晶体管2100。晶体管2100配置于晶体管2200的上方。虽然示出作为晶体管2100使用图33所示的晶体管的例子，但是本发明的一形态的半导体装置不局限于此。例如，也可以使用图29、图30、图31、图34或图35等所示的晶体管等作为晶体管2100。因此，关于晶体管2100，适当地参照上述晶体管的记载。图37(a)、图37(b)及图37(c)分别是不同地点的截面图。

图37所示的晶体管2200是使用半导体基板450的晶体管。晶体管2200包括半导体基板450中的区域472a、半导体基板450中的区域472b、绝缘体462以及导电体454。

在晶体管2200中，区域472a及区域472b具有作为源区及漏区的功能。另外，绝缘体462具有作为栅极绝缘体的功能。另外，导电体454具有作为栅电极的功能。因此，通过施加到导电体454的电位，能控制沟道形成区域的电阻。即，通过施加到导电体454的电位，就能控制区域472a与区域472b之间的导通或非导通。

作为半导体基板450，例如可以以由硅或锗等的单体半导体基板、或者由碳化硅、硅锗、砷化镓、磷化铟、氧化锌或氧化镓作为材料的化合物半导体基板等。优选的是，作为半导体基板450使用单晶硅基板。

作为半导体基板450，使用包含赋予n型导电型的杂质的半导体基板。但也可以使用包含赋予p型导电型的杂质的半导体基板作为半导体基板450。此时，在形成晶体管2200的区域中配置包含赋予n型导电型的杂质的阱即可。或者，半导体基板450也可以为i型。

半导体基板450的上表面优选具有(110)面。由此，能够提高晶体管2200的通态特性。

区域472a及区域472b是包含赋予p型导电型的杂质的区域。由此，晶体管2200构成p沟道型晶体管。

晶体管2200与邻接的晶体管被区域460等隔开。区域460是具有绝缘性的区域。

图37所示的半导体装置包括绝缘体464、绝缘体466、绝缘体468、绝缘体422、导电体480a、导电体480b、导电体480c、导电体478a、导电体478b、导电体478c、导电体476a、导电体476b、导电体474a、导电体474b、导电体474c、导电体496a、导电体496b、导电体496c、导电体496d、导电体498a、导电体498b、导电体498c、绝缘体490、绝缘体502、绝缘体492、绝缘体428、绝缘体409以及绝缘体494。

这里，绝缘体422、绝缘体428及绝缘体409是具有阻挡性的绝缘体。即，图37所示的半导体装置具有晶体管2100被具有阻挡性的绝缘体围绕的结构。也可以不包括绝缘体422、绝缘体428和绝缘体409中的任一个以上。

绝缘体464配置于晶体管2200上。绝缘体466配置于绝缘体464上。绝缘体468配置于绝缘体466上。绝缘体490配置于绝缘体468上。晶体管2100配置于绝缘体490上。绝缘体492配置于晶体管2100上。绝缘体494配置于绝缘体492上。

绝缘体464包括到达区域472a的开口部、到达区域472b的开口部以及到达导电体454的开口部。导电体480a、导电体480b或导电体480c分别填埋于各开口部中。

绝缘体466包括到达导电体480a的开口部、到达导电体480b的开口部以及到达导电体480c的开口部。导电体478a、导电体478b或导电体478c分别填埋于各开口部中。

绝缘体468及绝缘体422包括到达导电体478b的开口部以及到达导电体478c的开口部。导电体476a或导电体476b分别填埋于各开口部中。

绝缘体490包括与晶体管2100的沟道形成区域重叠的开口部、到达导电体476a的开口部以及到达导电体476b的开口部。导电体474a、导电体474b或导电体474c分别填埋于各开口部中。

导电体474a也可以具有作为晶体管2100的栅电极的功能。或者，例如，也可以通过对导电体474a施加一定的电位，来控制晶体管2100的阈值电压等的电特性。或者，例如，也可以将导电体474a与具有作为晶体管2100的栅电极的功能的导电体404电连接。由此，可以增加晶体管2100的通态电流。此外，由于可以抑制穿通现象，因此可以使晶体管2100的饱和区域中的电特性稳定。

绝缘体409及绝缘体492包括穿过作为晶体管2100的源电极和漏电极中的一方的导电体516b到达导电体474b的开口部、到达作为晶体管2100的源电极和漏电极中的另一方的导电体516a的开口部、到达作为晶体管2100的栅电极的导电体504的开口部、以及到达导电体474c的开口部。导电体496a、导电体496b、导电体496c或导电体496d分别填埋于各开口部中。但还存在各开口部穿过晶体管2100等的构成要素的任一个的情况。

绝缘体494包括到达导电体496a的开口部、到达导电体496b及导电体496d的开口部、以及到达导电体496c的开口部。导电体498a、导电体498b或导电体498c分别填埋于各开口部中。

作为绝缘体464、绝缘体466、绝缘体468、绝缘体490、绝缘体492及绝缘体494，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体的单层或叠层。作为绝缘体401，例如可以使用氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化镓、氧化锗、氧化钇、氧化锆、氧化镧、氧化钕、氧化铪或氧化钽。

绝缘体464、绝缘体466、绝缘体468、绝缘体490、绝缘体492和绝缘体494中的一个以上优选包括具有阻挡性的绝缘体。

作为具有阻挡氢等杂质及氧的功能的绝缘体，例如可以使用包含硼、碳、氮、氧、氟、镁、铝、硅、磷、氯、氩、镓、锗、钇、锆、镧、钕、铪或钽的绝缘体的单层或叠层。

作为导电体480a、导电体480b、导电体480c、导电体478a、导电体478b、导电体478c、导电体476a、导电体476b、导电体474a、导电体474b、导电体474c、导电体496a、导电体496b、导电体496c、导电体496d、导电体498a、导电体498b及导电体498c，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、钼、钌、银、铟、锡、钽和钨中的一种以上的导电体的单层或叠层。例如，也可以使用合金或化合物，诸如包含铝的合金、包含铜及钛的合金、包含铜及锰的合金、包含铟、锡及氧的化合物、包含钛及氮的化合物等。导电体480a、导电体480b、导电体480c、导电体478a、导电体478b、导电体478c、导电体476a、导电体476b、导电体474a、导电体474b、导电体474c、导电体496a、导电体496b、导电体496c、导电体496d、导电体498a、导电体498b和导电体498c中的一个以上优选包括具有阻挡性的导电体。

图38所示的半导体装置与图37所示的半导体装置的不同之处只在于晶体管2200的结构不同。因此，关于图38所示的半导体装置，参照图37所示的半导体装置的记载。具体而言，在图38所示的半导体装置中，晶体管2200为fin(鳍)型。通过使晶体管2200成为fin型，实效的沟道宽度得到增大，从而能够提高晶体管2200的通态特性。另外，由于可以增大栅电极的电场的影响，所以能够提高晶体管2200的关态特性。图38(a)、图38(b)及图38(c)是不同地点的截面图。

另外，图39所示的半导体装置与图37所示的半导体装置的不同之处只在于晶体管2200的结构的不同。因此，关于图39所示的半导体装置，参照图37所示的半导体装置的记载。具体而言，在图39所示的半导体装置中，晶体管2200设置在soi基板上。图39示出了区域456通过绝缘体452与半导体基板450分离的结构。通过使用soi基板，可以抑制穿通现象等，所以能够提高晶体管2200的关态特性。绝缘体452可以通过使半导体基板450的一部分绝缘体化形成。例如，作为绝缘体452可以使用氧化硅。图39(a)、图39(b)及图39(c)是不同地点的截面图。

在图37至图39所示的半导体装置因使用半导体基板形成p沟道型晶体管，并在其上方形成n沟道型晶体管，所以能够缩小元件所占的面积。即，可以提高半导体装置的集成度。另外，与使用同一半导体基板形成n沟道型晶体管及p沟道型晶体管的情况相比，可以简化制造工序，所以能够提高半导体装置的生产率。另外还能够提高半导体装置的成品率。另外，p沟道型晶体管有时可以省略ldd(lightlydopeddrain：轻掺杂漏)区域的形成、浅沟槽(shallowtrench)结构的形成、或变形设计等复杂的工序。因此，与使用半导体基板形成n沟道型晶体管的半导体装置相比，图37至图39所示的半导体装置有时能够提高生产率和成品率。

<cmos模拟开关>

此外，图36(b)所示的电路图示出使晶体管2100和晶体管2200的源极互相连接且漏极互相连接的结构。通过采用这种结构，可以将该晶体管用作所谓的cmos模拟开关。

<存储装置1>

图40示出半导体装置(存储装置)的一个例子，该半导体装置(存储装置)使用本发明的一形态的晶体管，即便在没有电力供应的情况下也能够保持存储内容，并且对写入次数也没有限制。

图40(a)所示的半导体装置包括使用第一半导体的晶体管3200、使用第二半导体的晶体管3300以及电容元件3400。另外，作为晶体管3300可以使用上述晶体管。

晶体管3300优选使用关态电流(日文：オフ電流)小的晶体管。晶体管3300例如可以使用包含氧化物半导体的晶体管。由于晶体管3300的关态电流小，所以可以长期间使半导体装置的特定的节点保持存储内容。即，因为不需要刷新动作或可以使刷新动作的频度极低，所以能够实现低功耗的半导体装置。

在图40(a)中，第一布线3001与晶体管3200的源极电连接，第二布线3002与晶体管3200的漏极电连接。此外，第三布线3003与晶体管3300的源极和漏极中的一方电连接，第四布线3004与晶体管3300的栅极电连接。然后，晶体管3200的栅极及晶体管3300的源极和漏极中的另一方与电容元件3400的一个电极电连接，第五布线3005与电容元件3400的另一个电极电连接。

图40(a)所示的半导体装置通过具有能够保持晶体管3200的栅极的电位的特征，可以如下所示进行信息的写入、保持以及读出。

对信息的写入及保持进行说明。首先，将第四布线3004的电位设定为使晶体管3300处于导通状态的电位，而使晶体管3300处于导通状态。由此，第三布线3003的电位施加到与晶体管3200的栅极及电容元件3400的一个电极电连接的节点fg。换言之，对晶体管3200的栅极施加规定的电荷(写入)。这里，施加赋予两种不同电位电平的电荷(以下，称为低电平电荷、高电平电荷)中的任一个。然后，通过将第四布线3004的电位设定为使晶体管3300成为非导通状态的电位而使晶体管3300处于非导通状态，使电荷保持在节点fg(保持)。

因为晶体管3300的关态电流较小，所以节点fg的电荷被长时间保持。

接着，对信息的读出进行说明。如果在对第一布线3001施加规定的电位(恒电位)的状态下对第五布线3005施加适当的电位(读出电位)的话，第二布线3002具有对应于保持在节点fg中的电荷量的电位。这是因为：如果晶体管3200为n沟道型晶体管的话，对晶体管3200的栅极施加高电平电荷时的外观上的阈值电压vth_h低于对晶体管3200的栅极施加低电平电荷时的外观上的阈值电压vth_l。在此，外观上的阈值电压是指使晶体管3200成为“导通状态”所需的第五布线3005的电位。由此，通过将第五布线3005的电位设定为vth_h与vth_l之间的电位v0，可以判别施加到节点fg的电荷。例如，在写入时，在对节点fg施加高电平电荷的情况下，若第五布线3005的电位为v0(＞vth_h)，晶体管3200则成为“导通状态”。另一方面，当对节点fg施加低电平电荷时，即便第五布线3005的电位为v0(＜vth_l)，晶体管3200也保持“非导通状态”。因此，通过判别第二布线3002的电位，可以读出节点fg所保持的信息。

当将存储单元设置为阵列状时，在读出时必须读出所希望的存储单元的信息。为了不读出其他存储单元的信息，对第五布线3005施加不管施加到节点fg的电荷如何都使晶体管3200成为“非导通状态”的电位，即低于vth_h的电位，即可。或者，对第五布线3005施加不管施加到节点fg的电荷如何都使晶体管3200成为“导通状态”的电位，即高于vth_l的电位，即可。

<半导体装置的结构2>

图41是对应于图40(a)的半导体装置的截面图。图41所示的半导体装置包括晶体管3200、晶体管3300以及电容元件3400。晶体管3300及电容元件3400配置于晶体管3200的上方。作为晶体管3300，参照上述晶体管2100的记载。作为晶体管3200，参照图37所示的晶体管2200的记载。在图37中，对晶体管2200为p沟道型晶体管的情况进行说明，但是晶体管3200也可以为n沟道型晶体管。图41(a)、图41(b)及图41(c)是不同地点的截面图。

图41所示的晶体管3200是使用半导体基板450的晶体管。晶体管3200包括半导体基板450中的区域472a、半导体基板450中的区域472b、绝缘体462以及导电体454。

图41所示的半导体装置包括绝缘体464、绝缘体466、绝缘体468、绝缘体422、导电体480a、导电体480b、导电体480c、导电体478a、导电体478b、导电体478c、导电体476a、导电体476b、导电体474a、导电体474b、导电体474c、导电体496a、导电体496b、导电体496c、导电体496d、导电体498a、导电体498b、导电体498c、导电体498d、绝缘体490、绝缘体502、绝缘体492、绝缘体428、绝缘体409以及绝缘体494。

这里，绝缘体422、绝缘体428及绝缘体409是具有阻挡性的绝缘体。即，图41所示的半导体装置具有晶体管3300被具有阻挡性的绝缘体围绕的结构。但也可以不包括绝缘体422、绝缘体428和绝缘体409中的任一个以上。

绝缘体464配置于晶体管3200上。绝缘体466配置于绝缘体464上。绝缘体468配置于绝缘体466上。绝缘体422配置于绝缘体468上。绝缘体490配置于绝缘体422上。晶体管3300配置于绝缘体490上。绝缘体492配置于晶体管3300上。绝缘体494配置于绝缘体492上。

绝缘体464包括到达区域472a的开口部、到达区域472b的开口部以及到达导电体454的开口部。另外，导电体480a、导电体480b或导电体480c分别填埋于各开口部中。

绝缘体466包括到达导电体480a的开口部、到达导电体480b的开口部以及到达导电体480c的开口部。导电体478a、导电体478b或导电体478c分别填埋于各开口部中。

绝缘体468及绝缘体422包括到达导电体478b的开口部以及到达导电体478c的开口部。导电体476a或导电体476b分别填埋于各开口部中。

绝缘体490包括与晶体管3300的沟道形成区域重叠的开口部、到达导电体476a的开口部以及到达导电体476b的开口部。导电体474a、导电体474b或导电体474c分别填埋于各开口部中。

导电体474a也可以具有作为晶体管3300的底栅电极的功能。或者，例如，也可以通过对导电体474a施加一定的电位，来控制晶体管3300的阈值电压等的电特性。或者，例如，也可以将导电体474a与作为晶体管3300的顶栅电极的导电体404电连接。由此，可以增加晶体管3300的通态电流。此外，由于可以抑制穿通现象，因此可以使晶体管3300的饱和区域中的电特性稳定。

绝缘体409及绝缘体492包括穿过作为晶体管3300的源电极和漏电极中的一方的导电体516b到达导电体474b的开口部、到达与作为晶体管3300的源电极和漏电极中的另一方的导电体516a隔着绝缘体512重叠的导电体514的开口部、到达作为晶体管3300的栅电极的导电体504的开口部、以及穿过作为晶体管3300的源电极和漏电极中的另一方的导电体516a到达导电体474c的开口部。导电体496a、导电体496b、导电体496c或导电体496d分别填埋于各开口部中。但各开口部有时穿过晶体管3300等的构成要素的任一个。

绝缘体494包括到达导电体496a的开口部、到达导电体496b的开口部、到达导电体496c的开口部、以及到达导电体496d的开口部。导电体498a、导电体498b、导电体498c或导电体498d分别填埋于各开口部中。

绝缘体464、绝缘体466、绝缘体468、绝缘体490、绝缘体492和绝缘体494中的一个以上优选包括具有阻挡性的绝缘体。

作为导电体498d，例如可以使用包含硼、氮、氧、氟、硅、磷、铝、钛、铬、锰、钴、镍、铜、锌、镓、钇、锆、钼、钌、银、铟、锡、钽和钨中的一种以上的导电体的单层或叠层。例如，也可以使用合金或化合物，还可以使用包含铝的合金、包含铜及钛的合金、包含铜及锰的合金、包含铟、锡及氧的化合物、包含钛及氮的化合物等。导电体498d优选包括具有阻挡性的导电体。

晶体管3200的源极和漏极通过导电体480b、导电体478b、导电体476a、导电体474b以及导电体496c电连接到作为晶体管3300的源电极和漏电极中的一方的导电体516b。作为晶体管3200的栅电极的导电体454通过导电体480c、导电体478c、导电体476b、导电体474c以及导电体496d电连接到作为晶体管3300的源电极和漏电极中的另一方的导电体516a。

电容元件3400包括与晶体管3300的源电极和漏电极中的另一方电连接的电极、导电体514、以及绝缘体512。因为绝缘体512可同与作为晶体管3300的栅极绝缘体起作用的绝缘体512经同一工序形成，所以能提高生产率。另外，如果使用与作为晶体管3300的栅电极起作用的导电体504同一工序所形成的层作为导电体514的话，能提高生产率。

对于其他结构，可以适当地参照关于图37等的记载。

图42所示的半导体装置与图41所示的半导体装置的不同之处只在于晶体管3200的结构不同。因此，对于图42所示的半导体装置，可参照图41所示的半导体装置的记载。具体而言，示出了图所示的半导体装置的晶体管3200为fin型的情况。对于作为fin型的晶体管3200，参照图38所示的晶体管2200的记载。在图38中，对晶体管2200为p沟道型晶体管的情况进行说明，但是晶体管3200也可以为n沟道型晶体管。图42(a)、图42(b)及图42(c)是不同地点的截面图。

另外，图43所示的半导体装置与图41所示的半导体装置的不同之处只在于晶体管3200的结构。因此，对于图43所示的半导体装置，参照图41所示的半导体装置的记载。具体而言，示出了图43所示的半导体装置的晶体管3200设置在作为soi基板的半导体基板450上的情况。关于设置在作为soi基板的半导体基板450上的晶体管3200，参照图39所示的晶体管2200的记载。在图39中，对晶体管2200为p沟道型晶体管的情况进行说明，但是晶体管3200也可以为n沟道型晶体管。图43(a)、图43(b)及图43(c)是不同地点的截面图。

<存储装置2>

图40(b)所示的半导体装置与图40(a)所示的半导体装置的不同之处在于图40(b)所示的半导体装置不包括晶体管3200的点上。在此情况下，也可通过与图40(a)所示的半导体装置相同的动作进行信息的写入及保持动作。

关于图40(b)所示的半导体装置中的信息读出进行说明。如果晶体管3300成为导通状态，处于浮动状态的第三布线3003和电容元件3400导通，且在第三布线3003和电容元件3400之间进行电荷再次分配。其结果是：第三布线3003的电位产生变化。第三布线3003的电位的变化量根据电容元件3400的一个电极的电位(或积累在电容元件3400中的电荷)的不同而具有不同的值。

例如，如果将电容元件3400的一个电极的电位定为v，将电容元件3400的电容量定为c，将第三布线3003所具有的电容成分定为cb，将再次分配电荷之前的第三布线3003的电位定为vb0的话，再次分配电荷之后的第三布线3003的电位为(cb×vb0+c×v)/(cb+c)。因此，如果将电容元件3400的一个电极的电位成为v1和v0(v1＞v0)的两个状态作为存储单元的状态的话，可知保持电位v1时的第三布线3003的电位(＝(cb×vb0+c×v1)/(cb+c))高于保持电位v0时的第三布线3003的电位(＝(cb×vb0+c×v0)/(cb+c))。

然后，通过将第三布线3003的电位与规定的电位进行比较，就能读出信息。

在此情况下，可以将上述第一半导体所适用的晶体管作为用来驱动存储单元的驱动电路，且将作为晶体管3300的使用第二半导体的晶体管层叠在该驱动电路上。

上述半导体装置可以通过应用用了氧化物半导体的关态电流较小的晶体管来长期间保持存储内容。也就是说，因为不需要刷新动作或可以使刷新动作的频率极低，所以能够实现低功耗的半导体装置。另外，即使在没有电力供应时(但优选固定电位)也可以长期间保持存储内容。

另外，因为该半导体装置在写入信息时不需要高电压，所以不容易产生元件的劣化。例如，不同于现有的非易失性存储器，不需要对浮动栅极注入电子或从浮动栅极抽出电子，因此不会发生绝缘体劣化等问题。换言之，在本发明的一形态的半导体装置中，与现有非易失性存储器不同，不限制可重写次数，并且其可靠性得到极大提高。并且，通过晶体管的导通状态或非导通状态进行信息写入，所以能够高速工作。

<拍摄装置>

以下对本发明的一形态的拍摄装置进行说明。

图44(a)是示出本发明的一形态的拍摄装置2000的例子的平面图。拍摄装置2000包括像素部2010、用来驱动像素部2010的外围电路(日文：周辺回路)2060、外围电路2070、外围电路2080及外围电路2090。像素部2010包括配置为p行q列(p及q为2以上的整数)的矩阵状的多个像素2011。外围电路2060、外围电路2070、外围电路2080及外围电路2090分别与多个像素2011连接，具有供给用来驱动多个像素2011的信号的功能。另外，在本说明书等中，有时将外围电路2060、外围电路2070、外围电路2080及外围电路2090等总称为“外围电路”或“驱动电路”。例如，外围电路2060也可以说是外围电路的一部分。

拍摄装置2000优选包括光源2091。光源2091能够发射检测光p1。

外围电路至少包括逻辑电路、开关、缓冲器、放大电路和转换电路中的一个。另外，也可以在形成像素部2010的基板上制造外围电路。另外，也可以将ic芯片等半导体装置用于外围电路的一部分或全部。外围电路也可以省略外围电路2060、外围电路2070、外围电路2080和外围电路2090中的一个以上。

如图44(b)所示，在拍摄装置2000所包括的像素部2010中，也可倾斜像素2011进行配置。通过倾斜像素2011进行配置，可以缩短在行方向上及列方向上的像素间隔(间距)。由此，可以提高拍摄装置2000的拍摄质量。

<像素的构成例1〉

通过以多个子像素2012构成拍摄装置2000所包括的一个像素2011，且使每个子像素2012与使特定的波长区域的光透过的滤光片(滤色片)组合，可以获得用来实现彩色图像显示的信息。

图45(a)是示出用来取得彩色图像的像素2011的一个例子的平面图。图45(a)所示的像素2011包括设置有使红色(r)的波长区域的光透过的滤色片的子像素2012(以下也称为“子像素2012r”)、设置有使绿色(g)的波长区域的光透过的滤色片的子像素2012(以下也称为“子像素2012g”)以及设置有使蓝色(b)的波长区域的光透过的滤色片的子像素2012(以下也称为“子像素2012b”)。子像素2012可以被用作光电传感器。

子像素2012(子像素2012r、子像素2012g及子像素2012b)与布线2031、布线2047、布线2048、布线2049、布线2050电连接。另外，子像素2012r、子像素2012g及子像素2012b分别独立地连接于布线2053。在本说明书等中，例如将与第n行的像素2011连接的布线2048及布线2049分别称为布线2048[n]及布线2049[n]。另外，例如，将与第m列的像素2011连接的布线2053称为布线2053[m]。另外，在图45(a)中，将与第m列的像素2011所包括的子像素2012r连接的布线2053称为布线2053[m]r，将与子像素2012g连接的布线2053称为布线2053[m]g，以及将与子像素2012b连接的布线2053称为布线2053[m]b。子像素2012通过上述布线与外围电路电连接。

拍摄装置2000具有相邻的像素2011中的设置有使相同的波长区域的光透过的滤色片的子像素2012之间通过开关彼此电连接的结构。图45(b)示出配置在第n行(n为1以上且p以下的整数)第m列(m为1以上且q以下的整数)的像素2011所包括的子像素2012与相邻于该像素2011的配置在第n+1行第m列的像素2011所包括的子像素2012的连接例子。在图45(b)中，配置在第n行第m列的子像素2012r与配置在第n+1行第m列的子像素2012r通过开关2001连接。另外，配置在第n行第m列的子像素2012g与配置在第n+1行第m列的子像素2012g通过开关2002连接。另外，配置在第n行第m列的子像素2012b与配置在第n+1行第m列的子像素2012b通过开关2003连接。

用于子像素2012的滤色片的颜色不局限于红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)，也可以使用分别使青色(c)、黄色(y)及品红色(m)的光透过的滤色片。通过在一个像素2011中设置检测三种不同波长区域的光的子像素2012，可以获得全彩色图像。

或者，可以使用除了包括分别设置有使红色(r)、绿色(g)及蓝色(b)的光透过的滤色片的子像素2012以外，还包括设置有使黄色(y)的光透过的滤色片的子像素2012的像素2011。或者，可以使用除了包括分别设置有使青色(c)、黄色(y)及品红色(m)的光透过的滤色片的子像素2012以外，还包括设置有使蓝色(b)的光透过的滤色片的子像素2012的像素2011。通过在一个像素2011中设置检测四种不同波长区域的光的子像素2012，可以进一步提高所获得的图像的颜色再现性。

例如，在图45(a)中，检测红色的波长区域的子像素2012、检测绿色的波长区域的子像素2012及检测蓝色的波长区域的子像素2012的像素数比(或受光面积比)不局限于1:1:1。例如，也可以采用像素数比(受光面积比)为红色:绿色:蓝色＝1:2:1的bayer排列。或者，像素数比(受光面积比)也可以为红色:绿色:蓝色＝1:6:1。

设置在像素2011中的子像素2012的数量可以为一个，但优选为两个以上。例如，通过设置两个以上的检测相同的波长区域的子像素2012，可以提高冗余性，由此可以提高拍摄装置2000的可靠性。

另外，通过使用反射或吸收可见光且使红外光透过的ir(ir：infrared)滤光片，可以实现检测红外光的拍摄装置2000。

通过使用nd(nd：neutraldensity)滤光片(减光滤光片)，可以防止大光量光入射到光电转换元件(受光元件)时产生的输出饱和。通过组合使用减光量不同的nd滤光片，可以增大拍摄装置的动态范围。

除了上述滤光片以外，还可以在像素2011中设置透镜。在此，参照图46的截面图说明像素2011、滤光片2054、透镜2055的配置例子。通过设置透镜2055，光电转换元件高效受光。具体而言，如图46(a)所示，形成通过形成在像素2011中的透镜2055、滤光片2054(滤光片2054r、滤光片2054g及滤光片2054b)以及像素电路2030等，使光2056入射到光电转换元件2020的结构。

如由点划线围绕的区域所示那样，存在箭头所示的光2056的一部分被布线2057的一部分遮蔽的情况。因此，如图46(b)所示，优选采用在光电转换元件2020侧配置透镜2055及滤光片2054，而使光电转换元件2020高效地接收光2056的结构。通过从光电转换元件2020侧将光2056入射到光电转换元件2020，可以提供检测灵敏度高的拍摄装置2000。

作为图46所示的光电转换元件2020，也可以使用形成有pn型结或pin型结的光电转换元件。

光电转换元件2020也可以使用具有吸收辐射产生电荷的功能的物质形成。作为具有吸收辐射产生电荷的功能的物质，可举出硒、碘化铅、碘化汞、砷化镓、碲化镉、镉锌合金等。

例如，如果将硒用于光电转换元件2020时，可以实现对可见光、紫外光、红外光、x射线、伽马射线等较宽的波长区域具有光吸收系数的光电转换元件2020。

在此，拍摄装置2000所包括的一个像素2011除了图45所示的子像素2012以外，还可以包括具有第一滤光片的子像素2012。

<像素的构成例2〉

下面，对使用用了硅的晶体管及用了氧化物半导体的晶体管构成像素的一个例子进行说明。

图47(a)及图47(b)是构成拍摄装置的元件的截面图。图47(a)所示的拍摄装置包括设置在硅基板2300上的使用了硅所形成的晶体管2351、在晶体管2351上层叠配置的使用了氧化物半导体所形成的晶体管2352及晶体管2353、以及设置在硅基板2300中的光电二极管2360。各晶体管及光电二极管2360与各种插头2370及布线2371电连接。另外，光电二极管2360具有阳极2361及阴极2362，阳极2361通过低电阻区域2363与插头2370电连接。

拍摄装置包括：具有设置在硅基板2300上的晶体管2351及光电二极管2360的层2310、以与层2310接触的方式设置且包括布线2371的层2320、以与层2320接触的方式设置且包括晶体管2352及晶体管2353的层2330、以与层2330接触的方式设置且包括布线2372及布线2373的层2340。

在图47(a)的截面图的一个例子中，在硅基板2300中，在与形成有晶体管2351的面相反一侧设置有光电二极管2360的受光面。通过采用该结构，可以确保光路而不受各种晶体管或布线等的影响。因此，可以形成高开口率的像素。另外，光电二极管2360的受光面也可以是与形成有晶体管2351的面相同的面。

在只使用由氧化物半导体形成的晶体管构成像素时，层2310形成为包括由氧化物半导体形成的晶体管的层即可。或者，也可省略层2310，只使用由氧化物半导体形成的晶体管构成像素。

在只使用由硅形成的晶体管构成像素时，也可以省略层2330。图47(b)示出省略层2330的截面图的一个例子。当省略层2330时，也可以省略层2340的布线2372。

硅基板2300也可以是soi基板。另外，也可以使用包含锗、硅锗、碳化硅、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟、氮化镓、有机半导体的基板代替硅基板2300。

这里，在包括晶体管2351及光电二极管2360的层2310和包括晶体管2352及晶体管2353的层2330之间设置有绝缘体2422。但绝缘体2422的位置不局限于此。

设置在晶体管2351的沟道形成区域附近的绝缘体中的氢具有使硅的悬空键终结，提高晶体管2351的可靠性的效果。另一方面，设置在晶体管2352及晶体管2353等附近的绝缘体中的氢成为在氧化物半导体中生成载流子的原因之一。因此，该氢存在成为晶体管2352及晶体管2353等的可靠性的下降的原因的情况。因此，当在使用硅的晶体管上层叠设置使用氧化物半导体的晶体管时，优选在它们之间设置具有阻挡性的绝缘体2422。此外，优选由具有阻挡性的绝缘体2328及绝缘体2428围绕晶体管2352及晶体管2353的四周。此外，优选由具有阻挡性的绝缘体2409覆盖晶体管2352及晶体管2353的上方。通过将氢封闭在低于绝缘体2422的下面层，可以提高晶体管2351的可靠性。再者，由于可抑制氢从低于绝缘体2422的下面层扩散至高于绝缘体2422的上面层，所以可以提高晶体管2352及晶体管2353等的可靠性。

即，图47所示的半导体装置具有晶体管2352及晶体管2353被具有阻挡性的绝缘体围绕的结构。但是，晶体管2352及晶体管2353也可以不被具有阻挡性的绝缘体围绕。

在图47(a)的截面图中，可以以设置在层2310中的光电二极管2360与设置在层2330中的晶体管重叠的方式形成。因此，可以提高像素的集成度。就是说，可以提高拍摄装置的分辨率。

此外，如图48(a)及图48(b)所示，也可以在像素的上部或下部配置滤光片2354或/及透镜2355。滤光片2354可参照滤光片2054的记载。透镜2355可参照透镜2055的记载。

如图49(a1)及图49(b1)所示，可以使拍摄装置的一部分或全部弯曲。图49(a1)示出使拍摄装置在该附图中的点划线x1-x2的方向上弯曲的状态。图49(a2)是沿着图49(a1)中的点划线x1-x2所示的部位的截面图。图49(a3)是沿着图49(a1)中的点划线y1-y2所示的部位的截面图。

图49(b1)示出使拍摄装置在该附图中的点划线x3-x4的方向上弯曲、且在该附图中的点划线y3-y4的方向上弯曲的状态。图49(b2)是沿着图49(b1)中的点划线x3-x4所示的部位的截面图。图49(b3)是沿着图49(b1)中的点划线y3-y4所示的部位的截面图。

通过使拍摄装置弯曲，可以降低像场弯曲或像散(astigmatism)。因此，可以使与拍摄装置组合使用的透镜等的光学设计变得容易。例如，由于可减少用于像差校正的透镜的片数，因此可实现使用拍摄装置的电子设备等的小型化或轻量化。另外，可以提高拍摄的图像的品质。

<cpu>

下面对包括上述晶体管或上述存储装置等的半导体装置的cpu进行说明。

图50是示出其一部分使用上述晶体管的cpu的一个例子的构成的框图。

图50所示的cpu在基板1190上具有：alu1191(alu：arithmeticlogicunit：算术逻辑单元)、alu控制器1192、指令译码器1193、中断控制器1194、时序控制器1195、寄存器1196、寄存器控制器1197、总线接口1198、能够重写的rom1199以及rom接口1189。作为基板1190使用半导体基板、soi基板、玻璃基板等。rom1199及rom接口1189也可以设置在不同的芯片上。当然，图50所示的cpu只是简化其结构而示的一个例子而已，所以实际上的cpu根据其用途具有各种各样的结构。例如，也可以以包括图50所示的cpu或运算电路的结构为核心，设置多个该核心并使其同时工作。另外，在cpu的内部运算电路或数据总线中能够处理的位数例如可以为8位、16位、32位、64位等。

通过总线接口1198输入到cpu的指令在输入到指令译码器1193并被译码后，输入到alu控制器1192、中断控制器1194、寄存器控制器1197、时序控制器1195。

alu控制器1192、中断控制器1194、寄存器控制器1197、时序控制器1195根据被译码的指令进行各种控制。具体而言，alu控制器1192生成用来控制alu1191的动作的信号。另外，中断控制器1194在执行cpu的程序时，根据其优先度或掩码状态来判断来自外部的输入/输出装置或外围电路的中断要求而对该要求进行处理。寄存器控制器1197生成寄存器1196的地址，并对应于cpu的状态来进行寄存器1196的读出或写入。

另外，时序控制器1195生成用来控制alu1191、alu控制器1192、指令译码器1193、中断控制器1194以及寄存器控制器1197的动作时序的信号。例如，时序控制器1195具有根据基准时钟信号来生成内部时钟信号的内部时钟生成部，并将内部时钟信号供给上述各种电路。

在图50所示的cpu中，在寄存器1196中设置有存储单元。可以将上述晶体管或存储装置等用于寄存器1196的存储单元。

在图50所示的cpu中，寄存器控制器1197根据alu1191的指令进行寄存器1196中的保持动作的选择。换言之，寄存器控制器1197在寄存器1196所具有的存储单元中选择由触发器保持数据还是由电容元件保持数据。在选择由触发器保持数据的情况下，对寄存器1196中的存储单元供应电源电压。在选择由电容元件保持数据的情况下，对电容元件进行数据的重写，而可以停止对寄存器1196中的存储单元供应电源电压。

图51是能用作寄存器1196的存储元件1200的电路图的一个例子。存储元件1200包括通过电源关闭失去存储数据的电路1201、通过电源关闭不失去存储数据的电路1202、开关1203、开关1204、逻辑元件1206、电容元件1207以及具有选择功能的电路1220。电路1202包括电容元件1208、晶体管1209及晶体管1210。另外，存储元件1200根据需要还可以包括其他元件诸如二极管、电阻元件或电感器等。

在此，可以使用上述存储装置作为电路1202。在停止对存储元件1200供应电源电压时，形成gnd(0v)或使晶体管1209关闭的电位持续被输入到电路1202中的晶体管1209的栅极的构成。例如，形成晶体管1209的栅极通过电阻器等的负荷接地的构成。

在此示出开关1203由一导电型(例如，n沟道型)的晶体管1213构成，开关1204由与一导电型相反的导电型(例如，p沟道型)的晶体管1214构成的例子。这里，开关1203的第一端子对应于晶体管1213的源极和漏极中的一方，开关1203的第二端子对应于晶体管1213的源极和漏极中的另一方，开关1203的第一端子与第二端子之间的导通或非导通(即，晶体管1213的导通状态或非导通状态)由输入到晶体管1213的栅极中的控制信号rd选择。开关1204的第一端子对应于晶体管1214的源极和漏极中的一方，开关1204的第二端子对应于晶体管1214的源极和漏极中的另一方，并且开关1204的第一端子与第二端子之间的导通或非导通(即，晶体管1214的导通状态或非导通状态)由输入到晶体管1214的栅极中的控制信号rd选择。

晶体管1209的源极和漏极中的一方电连接到电容元件1208的一对电极中的一个及晶体管1210的栅极。在此，将连接部分称为节点m2。晶体管1210的源极和漏极中的一方电连接到能够供应低电源电位的布线(例如，gnd线)，而另一方电连接到开关1203的第一端子(晶体管1213的源极和漏极中的一方)。开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)电连接到开关1204的第一端子(晶体管1214的源极和漏极中的一方)。开关1204的第二端子(晶体管1214的源极和漏极中的另一方)电连接到能够供应电源电位vdd的布线。开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)、开关1204的第一端子(晶体管1214的源极和漏极中的一方)、逻辑元件1206的输入端子和电容元件1207的一对电极的一个是电连接的。在此，将连接部分称为节点m1。可以对电容元件1207的一对电极的另一个输入固定电位。例如，可以对其输入低电源电位(gnd等)或高电源电位(vdd等)。电容元件1207的一对电极的另一个电连接到能够供应低电源电位的布线(例如，gnd线)。可以对电容元件1208的一对电极的另一个输入固定电位。例如，可以对其输入低电源电位(gnd等)或高电源电位(vdd等)。电容元件1208的一对电极的另一个电连接到能够供应低电源电位的布线(例如，gnd线)。

另外，由于积极地利用晶体管或布线的寄生电容等，还可省略电容元件1207及电容元件1208。

控制信号we输入到晶体管1209的栅极。开关1203及开关1204的第一端子与第二端子之间的导通状态或非导通状态由与控制信号we不同的控制信号rd选择，当一方的开关的第一端子与第二端子之间处于导通状态时，另一方的开关的第一端子与第二端子之间处于非导通状态。

将对应于保持在电路1201中的数据的信号输入到晶体管1209的源极和漏极中的另一方。图51示出从电路1201输出的信号输入到晶体管1209的源极和漏极中的另一方的例子。由逻辑元件1206使从开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)输出的信号的逻辑值反转而成为反转信号，将其经由电路1220输入到电路1201。

另外，虽然图51示出从开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)输出的信号通过逻辑元件1206及电路1220输入到电路1201的例子，但是不局限于此。另外，也可以不使从开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)输出的信号的逻辑值反转而输入到电路1201。例如，当电路1201包括其中保持使从输入端子输入的信号的逻辑值反转的信号的节点时，可以将从开关1203的第二端子(晶体管1213的源极和漏极中的另一方)输出的信号输入到该节点。

在图51中，用于存储元件1200的晶体管中，晶体管1209以外的晶体管也可以使用其沟道形成在由氧化物半导体以外的半导体构成的膜或基板1190上的晶体管。例如，可以使用其沟道形成在硅膜或硅基板中的晶体管。另外，可将用于存储元件1200的晶体管的全部形成为沟道由氧化物半导体形成的晶体管。或者，存储元件1200除了晶体管1209以外还可以包括沟道由氧化物半导体形成的晶体管，并且将其余的晶体管形成为其沟道形成在由氧化物半导体以外的半导体构成的膜或基板1190中的晶体管。

图51所示的电路1201例如可以使用触发器电路。另外，作为逻辑元件1206例如可以使用反相器或时钟反相器等。

在本发明的一形态的半导体装置中，在不向存储元件1200供给电源电压的期间，可以通过设置在电路1202中的电容元件1208保持储存在电路1201中的数据。

另外，其沟道形成在氧化物半导体中的晶体管的关态电流极小。例如，其沟道形成在氧化物半导体中的晶体管的关态电流比其沟道形成在具有结晶性的硅中的晶体管的关态电流显著小。因此，通过将该晶体管用作晶体管1209，即便在不向存储元件1200供给电源电压的期间也可以长期间保持电容元件1208所保持的信号。因此，存储元件1200在停止供给电源电压的期间也可以保持存储内容(数据)。

另外，由于该存储元件通过设置开关1203及开关1204进行预充电工作，因此可以缩短在再次开始供给电源电压之后直到电路1201重新保持原来的数据为止所需要的时间。

另外，在电路1202中，电容元件1208所保持的信号被输入到晶体管1210的栅极。因此，在再次开始向存储元件1200供给电源电压之后，通过电容元件1208所保持的信号使晶体管1210的导通状态或非导通状态进行切换，并根据其状态从电路1202读出信号。因此，即便对应于保持在电容元件1208中的信号的电位稍有变动，也可以准确地读出原来的信号。

通过将这样的存储元件1200用于处理器所具有的寄存器或高速缓冲存储器等存储装置，可以防止存储装置内的数据因停止电源电压的供给而消失。另外，可以在再次开始供应电源电压之后在短时间内恢复到停止供应电源之前的状态。因此，在处理器整体或构成处理器的一个或多个逻辑电路中，在短时间内也可停止电源，从而可以抑制消耗电能。

虽然说明将存储元件1200用于cpu的例子，但也可以将存储元件1200应用于诸如dsp(digitalsignalprocessor：数字信号处理器)、定制lsi、pld(programmablelogicdevice：可编程逻辑器件)等、rf(radiofrequency：射频)设备中。

<显示装置>

以下参照图52以及图54说明根据本发明的一形态的显示装置。

作为用于显示装置的显示元件，可以使用液晶元件(也称为液晶显示元件)、发光元件(也称为发光显示元件)等。发光元件在其范畴内包括其亮度由电流或电压控制的元件，具体而言，包括无机el(electroluminescence：电致发光)元件、有机el元件等。下面，对作为显示装置的一个例子使用el元件的显示装置(el显示装置)及使用液晶元件的显示装置(液晶显示装置)进行说明。

另外，下面示出的显示装置包括处于密封有显示元件状态的面板以及处于在该面板中安装有包括控制器的ic等状态的模块。

另外，下面示出的显示装置是指图像显示器件或光源(包括照明装置)。此外，显示装置还包括：安装有连接器诸如fpc或tcp的模块；在tcp的端部设置有印刷线路板的模块；或者通过cog方式将ic(集成电路)直接安装到显示元件的模块。

图52是根据本发明的一形态的el显示装置的一个例子。图52(a)示出el显示装置的像素的电路图。图52(b)是示出el显示装置整体的俯视图。

图52(a)是用于el显示装置的像素的电路图的一个例子。

在本说明书等中，有时即使不特定有源元件(晶体管、二极管等)、无源元件(电容元件、电阻元件等)等所具有的所有端子的连接位置，本领域技术人员也能够构成发明的一形态。就是说，即使特定连接位置，也可以说发明的一形态是明确的，并且，当在本说明书等记载有特定连接位置的内容时，有时可以判断为在本说明书等中记载有该方式。尤其是，在端子的连接位置有多个的情况下，不一定必须要将该端子的连接位置限于特定的地方。因此，有时通过仅特定有源元件(晶体管、二极管等)、无源元件(电容元件、电阻元件等)等所具有的一部分的端子的连接位置，就能够构成发明的一形态。

在本说明书等中，当至少特定某个电路的连接位置时，有时本领域技术人员能够特定发明。或者，当至少特定某个电路的功能时，有时本领域技术人员能够特定发明。也就是说，只要特定功能，就可以说是发明的一形态是明确的，而判断为在本说明书等中记载有该方式。因此，即使只特定某个电路的连接位置而不特定其功能时，也可以判断为该电路作为发明的一形态公开而构成发明的一形态。或者，即使只特定某个电路的功能而不特定其连接位置时，也可以判断为该电路作为发明的一形态公开而构成发明的一形态。

图52(a)所示的el显示装置包含开关元件743、晶体管741、电容元件742、发光元件719。

另外，由于图52(a)等是电路结构的一个例子，所以还可以追加设置晶体管。与此相反，在图52(a)的各节点中，也可以不追加晶体管、开关、无源元件等。

晶体管741的栅极与开关元件743的一个端子及电容元件742的一个电极电连接。晶体管741的源极与电容元件742的另一个电极进行电连接，与发光元件719的一个电极电连接。晶体管741的漏极被供应电源电位vdd。开关元件743的另一个端子与信号线744电连接。发光元件719的另一个电极被供应恒电位。另外，恒电位为接地电位gnd或者比接地电位gnd小的电位。

作为开关元件743，优选使用晶体管。通过使用晶体管，能形成可以减小像素的面积且分辨率高的el显示装置。作为开关元件743，如果使用通过与晶体管741同一工序形成的晶体管，可以提高el显示装置的生产率。作为晶体管741或/及开关元件743，例如可以适用上述晶体管。

图52(b)是el显示装置的俯视图。el显示装置包括基板700、基板750、密封材料734、驱动电路735、驱动电路736、像素737以及fpc732。密封材料734以包围像素737、驱动电路735以及驱动电路736的方式配置在基板700与基板750之间。另外，驱动电路735或/及驱动电路736也可以配置在密封材料734的外侧。

图52(c)是沿图52(b)中的点划线m-n所示的部分的el显示装置的截面图。另外，在驱动电路735与像素737之间具有绝缘体428。

图52(c)示出晶体管741的结构，即该晶体管741包括：基板700上的绝缘体422；绝缘体422上的导电体704a；导电体704a上的绝缘体712a；绝缘体712a上的绝缘体712b；在绝缘体712b上并与导电体704a重叠的半导体706a及半导体706b；与半导体706a及半导体706b接触的导电体716a及导电体716b；半导体706b、导电体716a及导电体716b上的绝缘体718a；绝缘体718a上的绝缘体718b；绝缘体718b上的绝缘体718c；以及在绝缘体718c上并与半导体706b重叠的导电体714a。晶体管741的结构只是一个例子，也可以采用与图52(c)所示的结构不同的结构。

因此，在图52(c)所示的晶体管741中，导电体704a具有作为栅电极的功能，绝缘体712a及绝缘体712b具有作为栅极绝缘体的功能，导电体716a具有作为源电极的功能，导电体716b具有作为漏电极的功能，绝缘体718a、绝缘体718b及绝缘体718c具有作为栅极绝缘体的功能，并且导电体714a具有作为栅电极的功能。半导体706有时有因光照射变动电特性的情况。因此，优选的是导电体704a、导电体716a、导电体716b和导电体714a中的任何一个以上具有遮光性。

虽然以虚线表示绝缘体718a和绝缘体718b之间的界面，但也存在两者的边界不明确的情况。例如，当作为绝缘体718a及绝缘体718b使用同种绝缘体时，根据观察方法的不同存在无法区分两者的情况。

图52(c)示出电容元件742的结构，即该电容元件742包括：基板上的导电体704b；导电体704b上的绝缘体712a；绝缘体712a上的绝缘体712b；在绝缘体712b上并与导电体704b重叠的导电体716a；导电体716a上的绝缘体718a；绝缘体718a上的绝缘体718b；绝缘体718b上的绝缘体718c；以及在绝缘体718c上并与导电体716a重叠的导电体714b，并且，在导电体716a与导电体714b重叠的区域中绝缘体718a及绝缘体718b的一部分被去除的。

在电容元件742中，将导电体704b及导电体714b起到作为一方电极的作用，将导电体716a起到作为另一方电极的作用。

因此，可以使用与晶体管741相同的膜制造电容元件742。另外，将导电体704a及导电体704b优选使用同种导电体。此时，可以通过同一工序形成导电体704a及导电体704b。另外，较好将导电体714a及导电体714b形成为同种导电体。此时，可通过同一工序形成导电体714a及导电体714b。

图52(c)所示的电容元件742是每占有面积的电容大的电容元件。因此，图52(c)是显示质量高的el显示装置。虽然图52(c)所示的电容元件742具有绝缘体718a及绝缘体718b的一部分被去除以便减薄导电体716a与导电体714b重叠的区域的结构，但是本发明的一形态的电容元件的结构不局限于此。例如，也可以具有绝缘体718c的一部分被去除以便减薄导电体716a与导电体714b重叠的区域的结构。

在晶体管741及电容元件742上配置有绝缘体720。在此，绝缘体720也可以具有到达起到作为晶体管741的源电极作用的导电体716a的开口部。在绝缘体720上配置有绝缘体409，在绝缘体409上配置有导电体781。导电体781也可以通过绝缘体720中的开口部与晶体管741电连接。

在导电体781上配置有包含到达导电体781的开口部的分隔壁784。在分隔壁784上配置有在分隔壁784的开口部中与导电体781接触的发光层782。在发光层782上配置有导电体783。导电体781、发光层782和导电体783重叠的区域成为发光元件719。

这里，绝缘体422、绝缘体428及绝缘体409是具有阻挡性的绝缘体。即，图52所示的显示装置具有晶体管741被具有阻挡性的绝缘体围绕的结构。但是也可以不具有绝缘体422、绝缘体428和绝缘体409中的任一个以上。

此外，为了使el显示装置高精细化，也可以层叠晶体管、电容元件或/及布线层等。

图53是示出形成在半导体基板上的el显示装置的像素的截面图的一个例子。

图53所示的el显示装置包括半导体基板801、基板802、绝缘体803、绝缘体804、绝缘体805、粘合层806、滤光片807、滤光片808、滤光片809、绝缘体811、绝缘体812、绝缘体813、绝缘体814、绝缘体815、绝缘体816、绝缘体817、绝缘体818、绝缘体819、绝缘体820、绝缘体821、导电体831、导电体832、导电体833、导电体834、导电体835、导电体836、导电体837、导电体838、导电体839、导电体840、导电体841、导电体842、导电体843、导电体844、导电体845、导电体846、导电体847、导电体848、导电体849、导电体850、导电体851、导电体852、导电体853、导电体854、导电体855、导电体856、导电体857、导电体858、导电体859、导电体860、导电体861、导电体862、绝缘体871、导电体872、绝缘体873、绝缘体874、区域875、区域876、绝缘体877、绝缘体878、绝缘体881、导电体882、绝缘体883、绝缘体884、区域885、区域886、层887、层888以及发光层893。

由半导体基板801、绝缘体871、导电体872、绝缘体873、绝缘体874、区域875、区域876构成晶体管891。半导体基板801具有作为沟道形成区域的功能。绝缘体871具有作为栅极绝缘体的功能。导电体872具有作为栅电极的功能。绝缘体873具有作为侧壁绝缘体的功能。绝缘体874具有作为侧壁绝缘体的功能。区域875具有作为源区或/及漏区的功能。区域876具有作为源区或/及漏区的功能。

导电体872具有隔着绝缘体871与半导体基板801的一部分重叠的区域。区域875及区域876是对半导体基板801添加杂质而成的区域。或者，当半导体基板801是硅基板时，也可以是形成有硅化物的区域。例如，也可以是包含钨硅化物、钛硅化物、钴硅化物或镍硅化物等的区域。区域875及区域876可以通过导电体872、绝缘体873及绝缘体874等以自对准的方式形成。因此，在夹住半导体基板801的沟道形成区域的位置上分别配置区域875及区域876。

晶体管891通过包括绝缘体873，可以使区域875与沟道形成区域隔开。因此，通过包括绝缘体873，可以抑制因区域875所产生的电场而导致的晶体管891的损坏或劣化。此外，晶体管891通过包括绝缘体874，可以使区域876与沟道形成区域隔开。因此，通过包括绝缘体874，可以抑制因区域876所产生的电场而导致的晶体管891的损坏或劣化。此外，晶体管891具有区域876与沟道形成区域的间隔比区域875与沟道形成区域的间隔宽的结构。例如，在晶体管891工作的情况下，在很多情况下，在区域876与沟道形成区域的电位差比区域875与沟道形成区域的电位差大时，可以兼顾高通态电流及高可靠性。

通过半导体基板801、绝缘体881、导电体882、绝缘体883、绝缘体884、区域885、区域886构成晶体管892。半导体基板801具有作为沟道形成区域的功能。绝缘体881具有作为栅极绝缘体的功能。导电体882具有作为栅电极的功能。绝缘体883具有作为侧壁绝缘体的功能。绝缘体884具有作为侧壁绝缘体的功能。区域885具有作为源区或/及漏区的功能。区域886具有作为源区或/及漏区的功能。

导电体882具有隔着绝缘体881与半导体基板801的一部分重叠的区域。区域885及区域886是对半导体基板801添加杂质而成的区域。或者，当半导体基板801是硅基板时，区域885及区域886是形成有硅化物的区域。区域885及区域886可以通过导电体882、绝缘体883及绝缘体884等以自对准的方式形成。因此，在夹住半导体基板801的沟道形成区域的位置上分别配置区域885及区域886。

晶体管892通过具有绝缘体883，可使区域885与沟道形成区域隔开。因此，通过具有绝缘体883，可以抑制因区域885所产生的电场而导致的晶体管892的损坏或劣化。此外，晶体管892通过具有绝缘体884，可以使区域886与沟道形成区域隔开。因此，通过具有绝缘体884，可以抑制因区域886所产生的电场而导致的晶体管892的损坏或劣化。此外，晶体管892具有区域886与沟道形成区域的间隔比区域885与沟道形成区域的间隔宽的结构。例如，在晶体管892工作时，在很多情况下，在区域886与沟道形成区域的电位差比区域885与沟道形成区域的电位差大时，可以兼顾高通态电流及高可靠性。

绝缘体877以覆盖晶体管891及晶体管892的方式配置。因此，绝缘体877具有作为晶体管891及晶体管892的保护膜的功能。绝缘体803、绝缘体804及绝缘体805具有使元件分离的功能。例如，通过绝缘体803及绝缘体804而使晶体管891与晶体管892被元件分离。

导电体851、导电体852、导电体853、导电体854、导电体855、导电体856、导电体857、导电体858、导电体859、导电体860、导电体861及导电体862具有电连接元件与元件、元件与布线、布线与布线等的功能。因此，也可以将这些导电体换称为布线或插头。

导电体831、导电体832、导电体833、导电体834、导电体835、导电体836、导电体837、导电体838、导电体839、导电体840、导电体841、导电体842、导电体843、导电体844、导电体845、导电体846、导电体847、导电体849、导电体850具有作为布线、电极或/及遮光层的功能。

例如，导电体836及导电体844具有作为包括绝缘体817的电容元件的电极的功能。例如，导电体838及导电体845具有作为包括绝缘体818的电容元件的电极的功能。例如，导电体840及导电体846具有作为包括绝缘体819的电容元件的电极的功能。例如，导电体842及导电体847具有作为包括绝缘体820的电容元件的电极的功能。此外，导电体836与导电体838也可以电连接。导电体844与导电体845也可以电连接。导电体840与导电体842也可以电连接。导电体846与导电体847也可以电连接。

绝缘体811、绝缘体812、绝缘体813、绝缘体814、绝缘体815及绝缘体816具有作为层间绝缘体的功能。绝缘体811、绝缘体812、绝缘体813、绝缘体814、绝缘体815及绝缘体816的表面优选被平坦化。

导电体831、导电体832、导电体833及导电体834配置在绝缘体811上。导电体851配置在绝缘体811的开口部中。导电体851使导电体831与区域875电连接。导电体852配置在绝缘体811的开口部中。导电体852电连接导电体833和区域885。导电体853配置在绝缘体811的开口部中。导电体853电连接导电体834和区域886。

导电体835、导电体836、导电体837及导电体838配置在绝缘体812上。绝缘体817配置在导电体836上。导电体844配置在绝缘体817上。绝缘体818配置在导电体838上。导电体845配置在绝缘体818上。导电体854配置在绝缘体812的开口部中。导电体854电连接导电体835和导电体831。导电体855配置在绝缘体812的开口部中。导电体855电连接导电体837和导电体833。

导电体839、导电体840、导电体841及导电体842配置在绝缘体813上。绝缘体819配置在导电体840上。导电体846配置在绝缘体819上。绝缘体820配置在导电体842上。导电体847配置在绝缘体820上。导电体856配置在绝缘体813的开口部中。导电体856电连接导电体839和导电体835。导电体857配置在绝缘体813的开口部中。导电体857电连接导电体840和导电体844。导电体858配置在绝缘体813的开口部中。导电体858电连接导电体841和导电体837。导电体859配置在绝缘体813的开口部中。导电体859电连接导电体842和导电体845。

导电体843配置在绝缘体814上。导电体860配置在绝缘体814的开口部中。导电体860电连接导电体843和导电体846。导电体860电连接导电体843和导电体847。

导电体848配置在绝缘体815上。导电体848也可以处于电浮动状态。导电体848只要具有作为遮光层的功能，就不局限于导电体。例如，导电体848也可以是具有遮光性的绝缘体或半导体。

导电体849配置在绝缘体816上。绝缘体821配置在绝缘体816上及在导电体849上。绝缘体821具有露出导电体849的开口部。发光层893配置在导电体849上及在绝缘体821上。导电体850配置在发光层893上。

因此，通过对导电体849和导电体850施加电位差，从发光层893发光。因此，导电体849、导电体850、发光层893具有作为发光元件的功能。此外，绝缘体821具有作为分隔壁的功能。

绝缘体878配置在导电体850上。绝缘体878由于覆盖发光元件，所以具有作为保护绝缘体的功能。例如，绝缘体878也可以是具有阻挡性的绝缘体。此外，也可以采用由具有阻挡性的绝缘体围绕发光元件的结构。

基板802也可使用具有透光性的基板。基板802例如可参照关于基板750的记载。在基板802上设置有层887及层888。层887及层888具有作为遮光层的功能。作为遮光层例如也可以使用树脂或金属等。通过具有层887及层888，可以降低el显示装置的对比度或混色等。

滤光片807、滤光片808及滤光片809具有作为滤色片的功能。滤光片807、滤光片808及滤光片809例如可参照关于滤光片2054的记载。滤光片808跨过层888、基板802及层887进行配置。滤光片807在层888上具有与滤光片808重叠的区域。滤光片809在层887上具有与滤光片808重叠的区域。滤光片807、滤光片808及滤光片809也可以具有彼此不同的厚度。通过滤光片的厚度彼此不同，有时从发光元件获取光的效率得到提高。

在滤光片807、滤光片808及滤光片809与绝缘体878之间配置有粘合层806。

图53所示的el显示装置由于具有层叠有晶体管、电容元件或/及布线层等的结构，所以可以缩小像素。为此能实现高精的el显示装置。

至此，说明了el显示装置的例子。接着，将说明液晶显示装置的例子。

图54(a)是示出液晶显示装置的像素的结构例子的电路图。图54所示的像素包括晶体管751、电容元件752、在一对电极之间填充有液晶的元件(液晶元件)753。

在晶体管751中，源极和漏极中的一方与信号线755电连接，栅极与扫描线754电连接。

在电容元件752中，一个电极与晶体管751的源极和漏极中的另一方电连接，电容元件752的另一个电极与供给公共电位的布线电连接。

在液晶元件753中，一个电极与晶体管751的源极和漏极中的另一方电连接，液晶元件753的另一电极与供给公共电位的布线电连接。此外，供给与上述电容元件752的另一电极电连接的布线的公共电位与供给液晶元件753的另一电极的公共电位可以不同。

假设液晶显示装置的俯视图与el显示装置相同来进行说明。图54(b)示出沿图52(b)中的点划线m-n的液晶显示装置的截面图。在图54(b)中，fpc732通过端子731与布线733a连接。布线733a也可以使用与构成晶体管751的导电体或半导体的任一个同样种类的导电体或半导体。

关于晶体管751，参照关于晶体管741的记载。关于电容元件752，参照关于电容元件742的记载。另外在图54(b)示出具有对应于图52c所示的电容元件742的结构的电容元件752的结构，但是不局限于此。

当将氧化物半导体用于晶体管751的半导体时，可以实现关态电流极小的晶体管。因此，保持在电容元件752中的电荷不容易泄漏，而可以长期间维持施加到液晶元件753的电压。因此，当显示动作少的动态图像或静态图像时，通过使晶体管751处于关闭状态，不需要用来使晶体管751工作的电力，由此可以实现低电耗的液晶显示装置。另外，因为可以缩小电容元件752的占有面积，所以可以提供一种开口率高的液晶显示装置或高精细化的液晶显示装置。

在晶体管751及电容元件752上配置有绝缘体721。在此，绝缘体721具有到达晶体管751的开口部。在绝缘体721上配置有导电体791。导电体791通过绝缘体721中的开口部与晶体管751电连接。

这里，绝缘体422、绝缘体428及绝缘体409是具有阻挡性的绝缘体。即，图54所示的显示装置具有晶体管751被具有阻挡性的绝缘体围绕的结构。但也可以不包括绝缘体422、绝缘体428和绝缘体409中的任一个以上。

在导电体791上配置有起到作为取向膜的作用的绝缘体792。在绝缘体792上配置有液晶层793。在液晶层793上配置有起到作为取向膜作用的绝缘体794。在绝缘体794上配置有隔离物795。在隔离物795及绝缘体794上配置有导电体796。在导电体796上配置有基板797。

通过采用上述结构，可以提供一种具有占有面积小的电容元件的显示装置。或者，可以提供一种显示质量高的显示装置。或者，可以提供一种高精细化的显示装置。

例如，在本说明书等中，显示元件、作为包括显示元件的装置的显示装置、发光元件以及作为包括发光元件的装置的发光装置可以采用各种方式或者包括各种元件。显示元件、显示装置、发光元件或发光装置例如包括白色、红色、绿色或蓝色等的发光二极管(led：lightemittingdiode)、晶体管(根据电流而发光的晶体管)、电子发射元件、液晶元件、电子墨水、电泳元件、光栅光阀(glv)、等离子体显示器(pdp)、使用微电机系统(mems)的显示元件、数字微镜设备(dmd)、数字微快门(dms)、imod(干涉测量调节)元件、快门方式的mems显示元件、光干涉方式的mems显示元件、电润湿(electrowetting)元件、压电陶瓷显示器和使用碳纳米管的显示元件等中的至少一个。除此以外，还可以包括其对比度、亮度、反射率、透射率等因电或磁作用而变化的显示媒体。

作为使用el元件的显示装置的一个例子，有el显示器等。作为使用电子发射元件的显示装置的一个例子，有场致发射显示器(fed)或sed方式平面型显示器(sed：surface-conductionelectron-emitterdisplay：表面传导电子发射显示器)等。作为使用液晶元件的显示装置的一个例子，有液晶显示器(透射式液晶显示器、半透射式液晶显示器、反射式液晶显示器、直观式液晶显示器、投射式液晶显示器)等。作为使用电子墨水或电泳元件的显示装置的一个例子，有电子纸等。当实现半透射式液晶显示器或反射式液晶显示器时，使像素电极的一部分或全部具有作为反射电极的功能即可。例如，使像素电极的一部分或全部包含铝、银等即可。并且，此时可以将sram等存储电路设置在反射电极下。由此，可以进一步降低功耗。

当使用led时，也可以在led的电极或氮化物半导体下配置石墨烯或石墨。石墨烯或石墨也可形成为层叠有多个层的多层膜。如此，通过设置石墨烯或石墨，可以更容易地在其上形成氮化物半导体，如具有结晶的n型gan半导体等。并且，在其上设置具有结晶的p型gan半导体等，能够构成led。此外，也可以在石墨烯或石墨与具有晶体的n型gan半导体之间设置aln层。可以利用mocvd形成led所包括的gan半导体。当设置石墨烯时，可以以溅射法形成led所包括的gan半导体。

<电子设备>

本发明的一形态的半导体装置可用于显示设备、个人计算机或具备记录媒体的图像再现装置(典型的是，能够播放记录媒体如数字通用磁盘(dvd：digitalversatiledisc)等并具有可以显示该图像的显示器的装置)中。另外，作为可以使用本发明的一形态的半导体装置的电子设备，可以举出移动电话、包括便携式的游戏机、便携式数据终端、电子书阅读器终端、拍摄装置诸如视频摄像机或数码相机等、护目镜型显示器(头戴式显示器)、导航系统、音频再现装置(汽车音响系统、数字音频播放器等)、复印机、传真机、打印机、多功能打印机、自动柜员机(atm)以及自动售货机等。图55示出这些电子设备的具体例子。

图55(a)是便携式游戏机，其包括框体901、框体902、显示部903、显示部904、麦克风905、扬声器906、操作键907以及触屏笔908等。虽然图55(a)所示的便携式游戏机包括两个显示部903和显示部904，但是便携式游戏机所包括的显示部的个数不限于此。

图55(b)是便携式数据终端，其包括第一框体911、第二框体912、第一显示部913、第二显示部914、连接部915、操作键916等。第一显示部913设置在第一框体911中，而第二显示部914设置在第二框体912中。而且，第一框体911和第二框体912由连接部915连接，可以通过连接部915改变第一框体911和第二框体912之间的角度。第一显示部913的影像也可以根据连接部915所形成的第一框体911和第二框体912之间的角度切换。另外，也可以对第一显示部913和第二显示部914中的至少一方使用附加有位置输入功能的显示装置。另外，可以通过在显示装置中设置触摸屏来附加位置输入功能。或者，也可以通过在显示装置的像素部中设置还称为光电传感器的光电转换元件来附加位置输入功能。

图55(c)是笔记本型个人计算机，其包括框体921、显示部922、键盘923以及指向装置924等。

图55(d)是电冷藏冷冻箱，其包括框体931、冷藏室门932、冷冻室门933等。

图55(e)是视频摄像机，其包括第一框体941、第二框体942、显示部943、操作键944、透镜945、连接部946等。操作键944及透镜945设置在第一框体941中，而显示部943设置在第二框体942中。并且，第一框体941和第二框体942由连接部946连接，可以通过连接部946改变第一框体941和第二框体942之间的角度。显示部943的影像也可以根据连接部946所形成的第一框体941和第二框体942之间的角度切换。

图55(f)是汽车，其包括车身951、车轮952、仪表盘953及灯954等。

实施例1

在本实施例中，烧成多晶in-ga-zn氧化物，测定该氧化物的氢浓度。

准备好的多晶in-ga-zn氧化物的原子数比为in:ga:zn＝1：1：1。并且，切出多晶in-ga-zn氧化物，根据烧成条件的不同分别形成为试样1、试样2、试样3及试样4。

试样1是在图1(b)所示的条件下进行烧成的试样。下表示出试样1的烧成条件。

[表3]

试样2是在图1(b)所示的条件下进行烧成的试样。下表示出试样2的烧成条件。

[表4]

试样3是在图2(a)所示的条件下进行烧成的试样。下表示出试样3的烧成条件。

[表5]

另外，试样4相当于试样1至试样3的进行烧成之前的试样。

通过sims测定制得的试样1至试样4的氢浓度。图61(a)、61(b)、61(c)和图61(d)分别示出这些分布。图中的虚线示出本测定中的测定下限。在sims中使用ulvac-phi公司制造的四极二次离子质谱分析仪phiadept1010进行测定。

在相当于烧成前的试样4中，除了表面的特殊点以外，平均的氢浓度为1×10¹⁹atoms/cm³左右。另外，进行了烧成的试样1为3×10¹⁸atoms/cm³左右。进行了烧成的试样2为4×10¹⁸atoms/cm³左右。进行了烧成的试样3为3×10¹⁸atoms/cm³左右。此外，由于进行了烧成的试样1至试样3的氢浓度为本测定的下限的1.3×10¹⁸atoms/cm³附近，所以氢浓度也可能具有测定下限以下的区域。

由本实施例可知：根据本发明的一形态的进行了烧成的in-ga-zn氧化物的氢浓度比烧成前的氢浓度降低。由试样1的结果可知：通过在惰性气氛的氮气氛下进行加热，in-ga-zn氧化物的氢浓度被减少。另一方面，在试样2及试样3中，如果将惰性气氛的氮气氛下的加热和氧化性气氛的氧气氛下的加热进行组合的话，与试样1相比，in-ga-zn氧化物的氧缺陷也被减少。由此可知：与试样2或试样3同样制得的溅射靶材是氢浓度低、且氧缺陷少、缺陷密度低的靶材。

符号说明

100靶材

100a靶材

100b靶材

101成膜室

103b磁铁单元

110垫板

110a垫板

110b垫板

120靶材架

120a靶材架

120b靶材架

122靶材屏蔽

122a靶材屏蔽

122b靶材屏蔽

123靶材屏蔽

130磁铁单元

130a磁铁单元

130b磁铁单元

130n磁铁

130n1磁铁

130n2磁铁

130s磁铁

132磁铁架

140等离子体

142构件

160基板

170基板架

180a磁力线

180b磁力线

190电源

191电源

200颗粒

200a颗粒

200b颗粒

200c颗粒

201离子

202横向生长部

206a层

206b层

206d颗粒

206e颗粒

206f颗粒

206m层

210垫板

220基板

230靶材

240等离子体

250磁铁

260加热机构

400基板

401绝缘体

402绝缘体

404导电体

406a半导体

406b半导体

406c半导体

408绝缘体

409绝缘体

412绝缘体

413导电体

416a导电体

416b导电体

422绝缘体

428绝缘体

450半导体基板

452绝缘体

454导电体

456区域

460区域

462绝缘体

464绝缘体

466绝缘体

468绝缘体

472a区域

472b区域

474a导电体

474b导电体

474c导电体

476a导电体

476b导电体

478a导电体

478b导电体

478c导电体

480a导电体

480b导电体

480c导电体

490绝缘体

492绝缘体

494绝缘体

496a导电体

496b导电体

496c导电体

496d导电体

498a导电体

498b导电体

498c导电体

498d导电体

500基板

502绝缘体

503绝缘体

504导电体

506a半导体

506b半导体

506c半导体

508绝缘体

512绝缘体

513导电体

514导电体

516a导电体

516b导电体

700基板

704a导电体

704b导电体

706半导体

706a半导体

706b半导体

712a绝缘体

712b绝缘体

714a导电体

714b导电体

716a导电体

716b导电体

718a绝缘体

718b绝缘体

718c绝缘体

719发光元件

720绝缘体

721绝缘体

731端子

732fpc

733a布线

734密封材料

735驱动电路

736驱动电路

737像素

741晶体管

742电容元件

743开关元件

744信号线

750基板

751晶体管

752电容元件

753液晶元件

754扫描线

755信号线

781导电体

782发光层

783导电体

784分隔壁

791导电体

792绝缘体

793液晶层

794绝缘体

795隔离物

796导电体

797基板

801半导体基板

802基板

803绝缘体

804绝缘体

805绝缘体

806粘合层

807滤光片

808滤光片

809滤光片

811绝缘体

812绝缘体

813绝缘体

814绝缘体

815绝缘体

816绝缘体

817绝缘体

818绝缘体

819绝缘体

820绝缘体

821绝缘体

831导电体

832导电体

833导电体

834导电体

835导电体

836导电体

837导电体

838导电体

839导电体

840导电体

841导电体

842导电体

843导电体

844导电体

845导电体

846导电体

847导电体

848导电体

849导电体

850导电体

851导电体

852导电体

853导电体

854导电体

855导电体

856导电体

857导电体

858导电体

859导电体

860导电体

861导电体

862导电体

871绝缘体

872导电体

873绝缘体

874绝缘体

875区域

876区域

877绝缘体

878绝缘体

881绝缘体

882导电体

883绝缘体

884绝缘体

885区域

886区域

887层

888层

891晶体管

892晶体管

893发光层

901框体

902框体

903显示部

904显示部

905麦克风

906扬声器

907操作键

908触屏笔

911框体

912框体

913显示部

914显示部

915连接部

916操作键

921框体

922显示部

923键盘

924指向装置

931框体

932冷藏室门

933冷冻室门

941框体

942框体

943显示部

944操作键

945透镜

946连接部

951车身

952车轮

953仪表盘

954灯

1189rom接口

1190基板

1191alu

1192alu控制器

1193指令译码器

1194中断控制器

1195时序控制器

1196寄存器

1197寄存器控制器

1198总线接口

1199rom

1200存储元件

1201电路

1202电路

1203开关

1204开关

1206逻辑元件

1207电容元件

1208电容元件

1209晶体管

1210晶体管

1213晶体管

1214晶体管

1220电路

2000拍摄装置

2001开关

2002开关

2003开关

2010像素部

2011像素

2012子像素

2012b子像素

2012g子像素

2012r子像素

2020光电转换元件

2030像素电路

2031布线

2047布线

2048布线

2049布线

2050布线

2053布线

2054滤光片

2054b滤光片

2054g滤光片

2054r滤光片

2055透镜

2056光

2057布线

2060外围电路

2070外围电路

2080外围电路

2090外围电路

2091光源

2100晶体管

2200晶体管

2355透镜

2700成膜装置

2300硅基板

2310层

2320层

2328绝缘体

2330层

2340层

2351晶体管

2352晶体管

2353晶体管

2354滤光片

2360光电二极管

2361阳极

2363低电阻区域

2370插头

2371布线

2372布线

2373布线

2409绝缘体

2422绝缘体

2428绝缘体

2701大气侧基板供应室

2702大气侧基板搬运室

2703a装载闭锁室

2703b卸载闭锁室

2704搬运室

2705基板加热室

2706a成膜室

2706b成膜室

2706c成膜室

2751低温冷阱

2752基板交接载物台

2761盒式接口

2762对准接口

2763搬运机器人

2764闸阀

2765加热载物台

2766a靶材

2766b靶材

2767靶材屏蔽

2767a靶材屏蔽

2767b靶材屏蔽

2768基板架

2769基板

2770真空泵

2771低温泵

2772涡轮分子泵

2780质量流量控制器

2781精制器

2782气体加热机构

2784可变构件

2790a磁铁单元

2790b磁铁单元

2791电源

3001布线

3002布线

3003布线

3004布线

3005布线

3200晶体管

3300晶体管

3400电容元件

5100颗粒

5120基板

5161区域