半导体装置及半导体装置的制造方法与流程

本申请是如下发明专利申请的分案申请：

发明名称：半导体装置及半导体装置的制造方法；申请号：201210367145.6；申请日：2012年9月28日。

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

此外，在本说明书中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而起作用的所有装置，电光装置、半导体电路以及电子设备都是半导体装置。

背景技术：

利用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜来构成晶体管（也称为薄膜晶体管（tft））的技术受到注目。该晶体管广泛地应用于如集成电路（ic）或图像显示装置（显示装置）那样的电子设备。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料被广泛地周知，而作为其他材料氧化物半导体受到注目。

例如，已经公开了使用由包含铟（in）、镓（ga）及锌（zn）的非晶氧化物（igzo类非晶氧化物）构成的半导体层的晶体管（参照专利文献1）。

[专利文献1]日本特开2011-181801号公报。

技术实现要素：

另外，为了实现商品化，在具有使用氧化物半导体的晶体管的半导体装置中，达成高可靠性是重要事项。

然而，半导体装置由具有复杂的构造的多个薄膜构成，并且利用多种材料、方法及工序制造。因此，存在着产生以采用的制造工序为起因的所得到的半导体装置的形状不良或电特性变差的担忧。

鉴于这样的问题，以提供具有使用氧化物半导体的晶体管的可靠性高的半导体装置作为课题之一。

另外，以成品率良好地制造可靠性高的半导体装置来达成高生产率作为课题之一。

在具有底栅构造的反交错（invertedstaggered）型晶体管的半导体装置中，该晶体管在含有铟的氧化物半导体膜上设置有作为沟道保护膜起作用的绝缘层，防止因在形成源电极层及漏电极层的蚀刻工序中产生的残留物飞散而引起的绝缘层表面及其附近的污染。

在形成源电极层及漏电极层的蚀刻工序中使用含有氯的气体。然而，当含有铟的氧化物半导体膜暴露于含有氯的气体时，含有氯的气体与含有铟的氧化物半导体膜会进行反应而产生残留物。另外，由于该残留物飞散，从而不仅在氧化物半导体膜上而在其他部位也会存在该残留物。尤其是在源电极层与漏电极层之间的绝缘层表面及其附近存在的残留物是导致泄漏电流等晶体管的电特性变差的主要因素。

残留物例如包括含有铟及氯的化合物。另外，有时氧化物半导体膜所含有的其他金属元素（例如，镓或锌）、用于含有氯的气体的其他元素（例如硼）等包括在残留物中。

在本说明书所公开的发明的结构的一个方式中，在形成源电极层及漏电极层之后，进行去除绝缘层表面及其附近的在源电极层与漏电极层之间存在的残留物的工序。去除工序能够通过利用溶液的洗涤处理或使用稀有气体的等离子体处理进行。例如，能够适用利用稀氢氟酸溶液的洗涤处理或使用氩的等离子体处理等。

在本说明书所公开的发明的结构的另一个方式中，为了防止含有氯的气体与含有铟的氧化物半导体膜的反应，在进行含有氯的气体的蚀刻工序时，构成为由绝缘层或导电膜覆盖含有铟的氧化物半导体膜来不使含有铟的氧化物半导体膜暴露于含有氯的气体。

由于能够防止绝缘层表面及其附近被残留物污染，所以能够将具有底栅构造的反交错型晶体管的半导体装置的绝缘层表面的氯浓度设为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下），并且将铟浓度设为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，能够将氧化物半导体膜中的氯浓度设为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

因此，能够提供包含使用氧化物半导体膜的具有稳定电特性的晶体管的可靠性高的半导体装置。另外，能够成品率良好地制造可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

本说明书所公开的发明的结构的一个方式是一种半导体装置，包括：绝缘表面上的栅电极层；栅电极层上的栅极绝缘膜；栅极绝缘膜上的含有铟的氧化物半导体膜；位于氧化物半导体膜上并与氧化物半导体膜接触的绝缘层，该绝缘层与栅电极层重叠；以及与氧化物半导体膜及绝缘层接触的源电极层及漏电极层，并且绝缘层表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下并且铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下。

本说明书所公开的发明的结构的一个方式是一种半导体装置，包括：绝缘表面上的栅电极层；栅电极层上的栅极绝缘膜；栅极绝缘膜上的含有铟的氧化物半导体膜；位于氧化物半导体膜上并与氧化物半导体膜接触的绝缘层，该绝缘层与栅电极层重叠；以及与氧化物半导体膜及绝缘层接触的源电极层及漏电极层，并且氧化物半导体膜中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下，绝缘层表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下并且铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下。

本说明书所公开的发明的结构的一个方式是一种半导体装置的制造方法，在绝缘表面上形成栅电极层；在栅电极层上形成栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成含有铟的氧化物半导体膜；形成位于氧化物半导体膜上并与氧化物半导体膜接触的绝缘层，该绝缘层与栅电极层重叠；形成与氧化物半导体膜及绝缘层接触的导电膜；利用含有氯的气体对导电膜进行蚀刻来形成源电极层及漏电极层；以及对氧化物半导体膜及绝缘层进行残留物除去工序。

本说明书所公开的发明的结构的一个方式是一种半导体装置的制造方法，在绝缘表面上形成栅电极层；在栅电极层上形成栅极绝缘膜；在栅极绝缘膜上形成含有铟的氧化物半导体膜；形成与氧化物半导体膜接触且覆盖氧化物半导体膜的绝缘层；在绝缘层形成到达氧化物半导体膜的开口；在绝缘层上覆盖开口的内壁来形成导电膜；以及利用含有氯的气体对导电膜进行蚀刻来在开口中形成源电极层及漏电极层。

另外，也可以对氧化物半导体膜进行使氢或水分释放的加热处理（脱水化或脱氢化处理）。此外，当作为氧化物半导体膜使用结晶氧化物半导体膜时，也可以进行用于晶化的加热处理。

此外，也可以进行对氧化物半导体膜氧的供应。尤其是，由于脱水化或脱氢化处理，有作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧会同时脱离而减少的担忧。在氧化物半导体膜中，氧脱离的部位中存在氧缺损，并且以该氧缺损为起因而会产生导致晶体管的电特性变动的施主能级。

由此，优选对进行了脱水化或脱氢化处理的氧化物半导体膜供应氧。通过对氧化物半导体膜供应氧，能够填补膜中的氧缺损。

例如，通过设置为将氧化物半导体膜与成为氧的供应源的包含较多（过剩的）氧的氧化物绝缘膜接触，能够从该氧化物绝缘膜向氧化物半导体膜供应氧。在上述结构中，也可以通过在作为脱水化或脱氢化处理进行了加热处理的氧化物半导体膜与氧化物绝缘膜至少部分接触的状态下进行加热处理来进行向氧化物半导体膜的氧的供应。

另外，也可以对进行了脱水化或脱氢化处理的氧化物半导体膜引入氧（至少包含氧自由基、氧原子和氧离子中的任何一个）来将氧供应至膜中。作为氧的引入方法，能够使用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没离子注入法、等离子体处理等。

再者，优选设置于晶体管的氧化物半导体膜可以是包含与氧化物半导体处于结晶状态时的化学计量组成相比氧含量过剩的区域的膜。在此情况下，氧含量为超过氧化物半导体的化学计量组成的程度。或者，氧含量为超过单晶时的氧含量的程度。有时在氧化物半导体的晶格之间存在氧。

通过从氧化物半导体去除氢或水分，以尽量不包含杂质的方式高纯度化，并且供应氧来填补氧缺损，从而能够为i型（本征）的氧化物半导体或无限趋近于i型（本征）的氧化物半导体。由此，能够使氧化物半导体的费米能级（ef）达到与本征费米能级（ei）相同水平。因此，通过将该氧化物半导体膜用于晶体管，能够降低起因于氧缺损的晶体管的阈值电压vth的偏差、阈值电压的偏移δvth。

本发明的一个方式涉及一种半导体装置，具有晶体管或结构中包含晶体管的电路。例如，涉及一种半导体装置，具有沟道形成区由氧化物半导体形成的晶体管或结构中包含该晶体管的电路。例如，涉及：lsi；cpu；搭载于电源电路的功率器件；包括存储器、晶闸管、转换器、图像传感器等的半导体集成电路；以液晶显示面板为代表的电光装置；将具有发光元件的发光显示装置作为部件进行搭载的电子设备。

提供一种具有使用氧化物半导体的晶体管的可靠性高的半导体装置。

另外，成品率良好地制造可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

附图说明

图1a和图1b是说明半导体装置的一个方式的平面图及截面图。

图2a至图2d是说明半导体装置的制造方法的一个方式的截面图。

图3a和图3b是说明半导体装置的一个方式的平面图及截面图。

图4a至图4d是说明半导体装置的制造方法的一个方式的截面图。

图5a至图5c是说明半导体装置的一个方式的平面图。

图6a和图6b是说明半导体装置的一个方式的平面图及截面图。

图7a和图7b是示出半导体装置的一个方式的截面图。

图8a和图8b是示出半导体装置的一个方式的等效电路图及截面图。

图9a至图9c是示出电子设备的图。

图10a至图10c是示出电子设备的图。

图11是示出sims测定结果的图。

具体实施方式

下面，使用附图详细地说明本说明书所公开的发明的实施方式。但是，所属技术领域的普通技术人员能容易地理解这一情况，就是本说明书所公开的发明的不限于以下说明，其方式及详细内容能变换为各种各样的形式。另外，本说明书所公开的发明不应解释为限于以下所示的实施方式的记载内容。另外，为了方便起见而使用了作为第一、第二而附加的序数词，其并不表示工序顺序或叠层顺序。此外，在本说明书中，不作为用于确定发明的事项而表示固有名称。

（实施方式1）

在本实施方式中，使用图1a至图2d对半导体装置及半导体装置的制造方法的一个方式进行说明。在本实施方式中，作为半导体装置的一个例子示出具有氧化物半导体膜的晶体管。

晶体管可以是形成一个沟道形成区的单栅构造，又可以是形成两个沟道形成区的双栅（double-gate）构造，还可以是形成三个沟道形成区的三栅（triple-gate）构造。此外，还可以是具有在沟道形成区的上下隔着栅极绝缘膜配置的两个栅电极层的两栅（dual-gate）型。

图1a和图1b所示的晶体管440是称为沟道保护型（也称为沟道停止（channelstop）型）的底栅构造之一的也称为反交错型晶体管的晶体管的一个例子。图1a是平面图，沿着图1a中的点划线x1-y1切断的截面相当于图1b。

如作为沟道长度方向的截面图的图1b所示，包含晶体管440的半导体装置在设置有绝缘膜436的具有绝缘表面的衬底400上具有：栅电极层401、栅极绝缘膜402、含有铟的氧化物半导体膜403、绝缘层413、源电极层405a以及漏电极层405b。

与氧化物半导体膜403接触的绝缘层413设置在与栅电极层401重叠的氧化物半导体膜403的沟道形成区上，并作为沟道保护膜起作用。

通过调节位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层413的截面形状，具体而言，端部的截面形状（锥角、膜厚等），能够缓和在漏电极层405b的端部附近有产生的担忧的电场集中，并且能够抑制晶体管440的开关特性的变差。

具体而言，使位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层413的截面形状为梯形或三角形，并使截面形状的下端部的锥角为60°以下，优选为45°以下，更优选设为30°以下。通过设为这样的角度范围，在较高的栅电压施加到栅电极层401的情况下，能够缓和在漏电极层405b的端部附近有产生的担忧的电场集中。

在本实施方式中，绝缘层413的相对中央范围d位于外侧的端部为锥状。

另外，将位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层413的厚度设为0.3μm以下，优选设为5nm以上0.1μm以下。通过设为这样的厚度范围，能够降低电场强度的峰值，或者将电场集中分散而电场集中的部位变为多个，其结果是能够缓和在漏电极层405b的端部附近有产生的担忧的电场集中。

作为用于氧化物半导体膜403的氧化物半导体，至少包含铟（in）。尤其是优选包含in及锌（zn）。此外，作为用来降低使用该氧化物的晶体管的电特性偏差的稳定剂，除了上述元素以外优选还具有镓（ga）。此外，作为稳定剂优选具有锡（sn）。另外，作为稳定剂优选具有铪（hf）。此外，作为稳定剂优选具有铝（al）。另外，作为稳定剂优选具有锆（zr）。

此外，作为其他稳定剂，也可以具有作为镧系元素的镧（la）、铈（ce）、镨（pr）、钕（nd）、钐（sm）、铕（eu）、钆（gd）、铽（tb）、镝（dy）、钬（ho）、铒（er）、铥（tm）、镱（yb）、镥（lu）中的任一种或多种。

例如，作为氧化物半导体能够使用氧化铟；氧化锡；氧化锌；作为二元金属氧化物的in-zn类氧化物、in-mg类氧化物、in-ga类氧化物；作为三元金属氧化物的in-ga-zn类氧化物（也称为igzo）、in-al-zn类氧化物、in-sn-zn类氧化物、in-hf-zn类氧化物、in-la-zn类氧化物、in-ce-zn类氧化物、in-pr-zn类氧化物、in-nd-zn类氧化物、in-sm-zn类氧化物、in-eu-zn类氧化物、in-gd-zn类氧化物、in-tb-zn类氧化物、in-dy-zn类氧化物、in-ho-zn类氧化物、in-er-zn类氧化物、in-tm-zn类氧化物、in-yb-zn类氧化物、in-lu-zn类氧化物；作为四元金属氧化物的in-sn-ga-zn类氧化物、in-hf-ga-zn类氧化物、in-al-ga-zn类氧化物、in-sn-al-zn类氧化物、in-sn-hf-zn类氧化物、in-hf-al-zn类氧化物。

此外，在此，例如，in-ga-zn类氧化物意味着具有以in、ga、zn为主成分的氧化物，对in、ga、zn的比率没有限制。另外，也可以加入in、ga、zn以外的金属元素。

另外，作为氧化物半导体，也可以使用表示为inmo3（zno）m（m>0且m不是整数）的材料。此外，m表示选自ga、fe、mn和co中的一种金属元素或多种金属元素。此外，作为氧化物半导体，也可以使用表示为in2sno5（zno）n（n>0且n是整数）的材料。

例如，能够使用原子数比为in:ga:zn=1:1:1（=1/3:1/3:1/3）、in:ga:zn=2:2:1（=2/5:2/5:1/5）或in:ga:zn=3:1:2（=1/2:1/6:1/3）的in-ga-zn类氧化物或与其类似的组成的氧化物。或者，可以使用原子数比为in:sn:zn=1:1:1（=1/3:1/3:1/3）、in:sn:zn=2:1:3（=1/3:1/6:1/2）或in:sn:zn=2:1:5（=1/4:1/8:5/8）的in-sn-zn类氧化物或与其类似的组成的氧化物。

但是，含有铟的氧化物半导体不限于此，可以根据所需要的半导体特性（迁移率、阈值、偏差等）而使用适当的组成。另外，优选设为适当的载流子浓度、杂质浓度、缺陷密度、金属元素及氧的原子数比、原子间距离、密度等，以得到所需要的半导体特性。

例如，用in-sn-zn类氧化物比较容易得到高迁移率。但是，使用in-ga-zn类氧化物也能够通过降低块内缺陷密度而提高迁移率。

此外，例如in、ga、zn的原子数比为in:ga:zn=a:b:c（a+b+c=1）的氧化物的组成与原子数比为in:ga:zn=a:b:c（a+b+c=1）的氧化物的组成类似是指，a、b、c满足（a-a）²+（b-b）²+（c-c）²≤r²。作为r例如可以为0.05。其他氧化物也是同样的。

氧化物半导体膜403取为单晶、多晶（也称为polycrystal。）或非晶等状态。

氧化物半导体膜优选为caac-os（caxisalignedcrystallineoxidesemiconductor，c轴取向结晶氧化物半导体）膜。

caac-os膜不是完全的单晶，也不是完全的非晶。caac-os膜是在非晶相中具有结晶部的结晶-非晶混合相构造的氧化物半导体膜。另外，一般该结晶部为容纳于一个边长小于100nm的立方体内的大小。另外，在使用透射型电子显微镜（tem，transmissionelectronmicroscope）观察的图像中，包含于caac-os膜中的非晶部与结晶部的边界不明确。另外，在caac-os膜中利用tem不能确认晶界（也称为grainboundary）。因此，caac-os膜能抑制起因于晶界的电子迁移率的降低。

包含于caac-os膜中的结晶部的c轴在平行于caac-os膜的被形成面的法线向量或表面的法线向量的方向上一致，且在从垂直于ab面的方向看时具有三角形或六边形的原子排列，在从垂直于c轴的方向看时，金属原子排列为层状或者金属原子和氧原子排列为层状。另外，在不同结晶部之间，a轴及b轴的方向也可以彼此不同。在本说明书中，在只记载“垂直”时，也包括85°以上且95°以下的范围。另外，当只记载“平行”时，也包括-5°以上且5°以下的范围。

另外，在caac-os膜中，结晶部的分布也可以不相同。例如，在caac-os膜的形成过程中，当从氧化物半导体膜的表面一侧进行结晶生长时，有时相当于被形成面附近而在表面附近结晶部所占的比例更高。另外，通过向caac-os膜添加杂质，有时在该杂质添加区中结晶部发生非晶化。

由于包含于caac-os膜的结晶部的c轴在平行于caac-os膜的被形成面的法线向量或表面的法线向量的方向上一致，所以有时根据caac-os膜的形状（被形成面的截面形状或表面的截面形状）而朝向互相不同的方向。另外，结晶部的c轴方向是平行于形成caac-os膜时的被形成面的法线向量或表面的法线向量的方向。结晶部是通过成膜或通过在成膜之后进行加热处理等晶化处理而形成的。

使用caac-os膜的晶体管能够降低由可见光或紫外光的照射引起的电特性变动。因此，该晶体管的可靠性高。

另外，也可以用氮取代构成氧化物半导体膜的氧的一部分。

另外，在如caac-os那样的具有结晶部的氧化物半导体中，能够进一步降低块内缺陷，如果提高表面的平坦性，则能够得到非晶状态的氧化物半导体以上的迁移率。为了提高表面的平坦性，优选在平坦的表面上形成氧化物半导体，具体地，可以在平均面粗糙度（ra）为1nm以下，优选为0.3nm以下，更优选为0.1nm以下的表面上形成氧化物半导体。

ra是将jisb0601:2001(iso4287:1997)中定义的算术平均粗糙度扩大为三维以使其能够应用于曲面，能够以“将从基准面到指定面的偏差的绝对值平均而得的值”表示，以如下算式定义。

[数学式1]

这里，指定面是指成为测量粗糙度的对象的面，是以坐标（x1，y1，f（x1，y1））、（x1，y2，f（x1，y2））、（x2，y1，f（x2，y1））、（x2，y2，f（x2，y2））这四点表示的四边形区域，指定面投影在xy平面的长方形的面积为s0，基准面的高度（指定面的平均高度）为z0。可以利用原子力显微镜（afm，atomicforcemicroscope）测定ra。

但是，由于在本实施方式中说明的晶体管440为底栅型，所以衬底400、栅电极层401和栅极绝缘膜402存在于氧化物半导体膜的下方。因此，为了得到上述平坦的表面，可以在形成栅电极层401及栅极绝缘膜402之后进行cmp处理等平坦化处理。另外，不限于对所希望的部位进行平坦化，通过在栅电极层401的侧面与绝缘层413的下端部之间离开足够的间隔，至少能够使成为沟道形成区的区域接近上述平坦的表面。晶体管440为沟道保护型，因此根据绝缘层413的尺寸能决定沟道形成区的尺寸（l/w）。

将氧化物半导体膜403的厚度设为1nm以上且30nm以下（优选为5nm以上且10nm以下），能够适当地利用溅射法、mbe（molecularbeamepitaxy，分子束外延）法、cvd法、脉冲激光沉积法、ald（atomiclayerdeposition，原子层沉积）法等。此外，氧化物半导体膜403可以使用在设置多个衬底表面大致垂直于溅射靶材的表面的状态下进行成膜的溅射装置来成膜。

例如使用作为多晶的氧化物半导体溅射用靶材通过溅射法来成膜caac-os膜。当离子碰撞到该溅射用靶材时，有时包含在溅射用靶材中的结晶区域从ab面劈开，作为具有平行于ab面的面的平板状或球（pellet）状的溅射粒子剥离。此时，通过使该平板状的溅射粒子在保持结晶状态的情况下到达衬底，能够成膜caac-os膜。

另外，为了成膜caac-os膜，优选应用如下条件。

通过降低成膜时的杂质的混入，能够抑制因杂质导致的结晶状态的破坏。例如，可以降低存在于成膜室内的杂质（氢、水、二氧化碳及氮等）的浓度。另外，可以降低成膜气体中的杂质浓度。具体而言，使用露点为-80℃以下，优选为-100℃以下的成膜气体。

另外，通过增高成膜时的衬底加热温度，在溅射粒子到达衬底之后引起溅射粒子的迁移。具体而言，将衬底加热温度设为100℃以上且740℃以下，优选为200℃以上且500℃以下来进行成膜。通过增高成膜时的衬底加热温度，当平板状的溅射粒子到达衬底时，在衬底上引起迁移，溅射粒子的平坦的面附着于衬底。

另外，优选的是，通过增高成膜气体中的氧比例并对电力进行最优化，从而减轻成膜时的等离子体损伤。将成膜气体中的氧比例设为30体积%以上，优选为100体积%。

以下，作为溅射用靶材的一个例子示出in-ga-zn-o化合物靶材。

将inox粉末、gaoy粉末及znoz粉末以既定的摩尔数比混合，进行加压处理后，在1000℃以上且1500℃以下的温度下进行加热处理，由此得到作为多晶的in-ga-zn-o化合物靶材。另外，x、y及z为任意正数。在此，inox粉末、gaoy粉末及znoz粉末的既定的摩尔数比例如为2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3或3:1:2。另外，粉末的种类及其混合的摩尔数比可以根据所制造的溅射用靶材而适当地改变。

图2a至图2d示出具有晶体管440的半导体装置的制造方法的一个例子。

首先，在具有绝缘表面的衬底400上形成绝缘膜436。

对能够使用于具有绝缘表面的衬底400的衬底没有很大的限制，但是需要至少具有能承受后面的热处理的程度的耐热性。例如，能够使用硼硅酸钡玻璃或硼硅酸铝玻璃等玻璃衬底、陶瓷衬底、石英衬底、蓝宝石衬底等。另外，作为衬底400，也能够应用硅或碳化硅等的单晶半导体衬底、多晶半导体衬底、硅锗等的化合物半导体衬底、soi衬底等，还可以使用在这些衬底上设置有半导体元件的衬底。

此外，作为衬底400也可以使用柔性衬底来制造半导体装置。在制造具有柔性的半导体装置时，既可以在柔性衬底上直接制造包含氧化物半导体膜403的晶体管440，也可以在其他制造衬底上制造包含氧化物半导体膜403的晶体管440，然后剥离并转置到柔性衬底。此外，为了从制造衬底剥离并转置到柔性衬底，可以在制造衬底与包含氧化物半导体膜的晶体管440之间设置剥离层。

作为绝缘膜436，能够通过等离子体cvd法或溅射法等并使用如下材料形成：氧化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氧化铪、氧化镓等氧化物绝缘材料；氮化硅、氮氧化硅、氮化铝、氮氧化铝等氮化物绝缘材料；或者它们的混合材料。

绝缘膜436既可以是单层又可以是叠层。

在本实施方式中，作为绝缘膜436使用通过等离子体cvd法形成的膜厚100nm的氮化硅膜与膜厚150nm的氧化硅膜的叠层。

接着，在绝缘膜436上形成导电膜，对该导电膜进行蚀刻形成栅电极层401。

栅电极层401的材料能够使用钼、钛、钽、钨、铝、铜、铬、钕、钪等金属材料或以这些为主成分的合金材料形成。此外，作为栅电极层401，可以使用以掺杂有磷等杂质元素的多晶硅膜为代表的半导体膜、硅化镍等硅化物膜。栅电极层401既可以是单层构造，又可以是叠层构造。

另外，栅电极层401的材料能够应用氧化铟-氧化锡、包含氧化钨的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡、氧化铟-氧化锌以及添加有氧化硅的氧化铟锡等导电材料。此外，也能够设为上述导电材料与上述金属材料的叠层构造。

此外，作为与栅极绝缘膜402接触的栅电极层401中的一层，能够使用包含氮的金属氧化物，具体地说，包含氮的in-ga-zn-o膜、包含氮的in-sn-o膜、包含氮的in-ga-o膜、包含氮的in-zn-o膜、包含氮的sn-o膜、包含氮的in-o膜以及金属氮化膜（inn、snn等）。这些膜具有5ev（电子伏）以上，优选具有5.5ev（电子伏）以上的功函数，并且用作栅电极层时，能够使作为晶体管的电特性之一的阈值电压为正值，而能够实现所谓的常关闭型（normallyoff）的开关元件。

在本实施方式中，通过溅射法形成膜厚100nm的钨膜。

接着，在栅电极层401上形成栅极绝缘膜402。

另外，为了提高栅极绝缘膜402的覆盖性，也可以对栅电极层401表面进行平坦化处理。尤其是，当作为栅极绝缘膜402使用膜厚较薄的绝缘膜时，优选栅电极层401的表面具有良好的平坦性。

能够将栅极绝缘膜402的膜厚设为1nm以上20nm以下，并能够适当地利用溅射法、mbe法、cvd法、脉冲激光沉积法、ald法等。此外，栅极绝缘膜402也可以使用在以大致垂直于溅射靶材表面的方式设置有多个衬底表面的状态下进行成膜的溅射装置而进行成膜。

栅极绝缘膜402能够使用如下材料形成：氧化硅膜；氧化镓膜；氧化铝膜；氮化硅膜；氧氮化硅膜；氧氮化铝膜；或者氮氧化硅膜。

此外，通过使用氧化铪、氧化钇、硅酸铪（hfsixoy（x>0，y>0））、添加有氮的硅酸铪（hfsioxny（x>0、y>0））、铝酸铪（hfalxoy（x>0、y>0））以及氧化镧等高k材料作为栅极绝缘膜402的材料，能够降低栅极泄漏电流。另外，栅极绝缘膜402既可以为单层构造，又可以为叠层构造。

优选栅极绝缘膜402与氧化物半导体膜403接触的部分含有氧。尤其是，优选栅极绝缘膜402的膜中（块中）至少存在超过化学计量组成比的量的氧，例如，当将氧化硅膜用作栅极绝缘膜402时，为sio2+α（但是，α>0）。

通过以接触于氧化物半导体膜403的方式设置成为氧的供应源的包含多量的（过剩的）氧的栅极绝缘膜402，能够从该栅极绝缘膜402向氧化物半导体膜403供应氧。也可以通过在氧化物半导体膜403与栅极绝缘膜402至少部分接触的状态下进行加热处理来进行向氧化物半导体膜403供应氧。

通过向氧化物半导体膜403供应氧，能够填补膜中的氧缺损。再者，优选考虑到所制造的晶体管的尺寸和栅极绝缘膜402的台阶覆盖性而形成栅极绝缘膜402。

在本实施方式中，通过高密度等离子体cvd法形成膜厚200nm的氧氮化硅膜。

接着，在栅极绝缘膜402上形成氧化物半导体膜403。

在形成氧化物半导体膜403的工序中，为了尽量不使氧化物半导体膜403包含氢或水，优选在溅射装置的预热室中对形成有栅极绝缘膜402的衬底进行预热作为成膜氧化物半导体膜403的预处理，使附着于衬底及栅极绝缘膜402的氢、水分等杂质脱离而排出。另外，设置在预热室中的排气单元优选为低温泵。

也可以对栅极绝缘膜402中的与氧化物半导体膜403接触而形成的区域进行平坦化处理。作为平坦化处理，没有特别的限制，而能够使用研磨处理（例如，化学机械研磨（chemicalmechanicalpolishing，cmp）法）、干蚀刻处理及等离子体处理。

作为等离子体处理，例如能够进行引入氩气来产生等离子体的反溅射。反溅射是指使用rf电源在氩气氛下对衬底一侧施加电压，来在衬底附近形成等离子体以进行表面改性的方法。另外，也可以使用氮、氦、氧等代替氩气氛。通过进行反溅射，能够去除附着于栅极绝缘膜402表面的粉状物质（也称为微粒、尘屑）。

作为平坦化处理，既可以多次进行研磨处理、干蚀刻处理、等离子体处理，又可以组合上述处理而进行。此外，当组合进行时，对工序顺序也没有特别的限制，可以根据栅极绝缘膜402表面的凹凸状态适当地设定。

此外，优选在成膜时包含多量的氧的那样的条件（例如，在氧为100%的气氛下利用溅射法进行成膜等）下成膜氧化物半导体膜403，使其成为包含多量的氧（优选为包含与氧化物半导体处于结晶状态时的化学计量组成相比氧含量过剩的区域）的膜。

另外，在本实施方式中，作为氧化物半导体膜403，通过利用具有ac电源的溅射装置的溅射法形成膜厚35nm的in-ga-zn类氧化物膜（igzo膜）。在本实施方式中，使用原子数比为in:ga:zn=1:1:1（1/3:1/3:1/3）的in-ga-zn类氧化物靶材。另外，成膜条件如下：氧及氩气氛下（氧流量比率为50%）；压力为0.6pa；电源功率为5kw；衬底温度为170℃。该成膜条件下的成膜速度为16nm/min。

成膜氧化物半导体膜403时使用的溅射气体，优选使用去除了氢、水、羟基或氢化物等杂质的高纯度气体。

在保持为减压状态的成膜室内保持衬底。然后，去除成膜室内的残留水分并且引入去除了氢和水分的溅射气体，使用上述靶材在衬底400上成膜氧化物半导体膜403。为了去除成膜室内的残留水分，优选使用吸附型真空泵，例如低温泵、离子泵、钛升华泵。此外，作为排气单元，也可以为添加有冷阱的涡轮分子泵。因为在使用低温泵进行排气的成膜室中，例如氢原子、水（h2o）等包含氢原子的化合物等被排出（更优选的是，包含碳原子的化合物也被排出），所以能够降低包含在该成膜室中成膜的氧化物半导体膜403中的杂质的浓度。

另外，优选以不使栅极绝缘膜402暴露于大气的方式连续形成栅极绝缘膜402和氧化物半导体膜403。通过以不使栅极绝缘膜402暴露于大气的方式连续形成栅极绝缘膜402和氧化物半导体膜403，能够防止氢或水分等杂质附着于栅极绝缘膜402表面。

能够通过对膜状的氧化物半导体膜进行光刻工序而加工为岛状的氧化物半导体膜来形成氧化物半导体膜403。

另外，也可以通过喷墨法形成用于形成岛状的氧化物半导体膜403的抗蚀剂掩模。由于通过喷墨法形成抗蚀剂掩模时不使用光掩模，所以能够降低制造成本。

另外，氧化物半导体膜的蚀刻可以通过干蚀刻或湿蚀刻，也可以使用双方。例如，作为用于氧化物半导体膜的湿蚀刻的蚀刻剂，能够使用混合有磷酸、醋酸及硝酸的溶液等。此外，也可以使用ito-07n（由日本关东化学株式会社制造）。另外，也可以通过利用icp（inductivelycoupledplasma，感应耦合等离子体）蚀刻法的干蚀刻进行蚀刻加工。

另外，也可以对氧化物半导体膜403进行用于去除过剩的氢（包括水或羟基）（脱水化或脱氢化）的加热处理。将加热处理的温度设为300℃以上且700℃以下或低于衬底的应变点。加热处理能够在减压下或氮气氛下等进行。

在本实施方式中，将衬底引入到作为加热处理装置之一的电炉中，在氮气氛下以450℃对氧化物半导体膜403进行1小时的加热处理，并且在氮及氧气氛下以450℃进行1小时的加热处理。

另外，加热处理装置不限于电炉，也可以使用通过来自电阻发热体等发热体的热传导或热辐射对被处理物进行加热的装置。例如，能够使用grta（gasrapidthermalanneal，气体快速热退火）装置、lrta（lamprapidthermalanneal，灯快速热退火）装置等rta（rapidthermalanneal，快速热退火）装置。lrta装置是通过从卤素灯、金卤灯、氙弧灯、碳弧灯、高压钠灯或者高压汞灯等灯发射的光（电磁波）的辐射来加热被处理物的装置。grta装置是使用高温气体进行加热处理的装置。对于高温气体，能使用氩等稀有气体或氮那样的不因加热处理而与被处理物发生反应的惰性气体。

例如，作为加热处理，也可以进行如下grta，即将衬底放入加热到650℃至700℃的高温的惰性气体中，在加热几分钟之后，将衬底从惰性气体中取出。

另外，在加热处理中，氮或氦、氖、氩等稀有气体优选不包含水、氢等。另外，优选将引入到加热处理装置中的氮或氦、氖、氩等稀有气体的纯度设为6n（99.9999%）以上，优选为7n（99.99999%）以上（即，将杂质浓度设为1ppm以下，优选为0.1ppm以下）。

此外，也可以在通过加热处理加热氧化物半导体膜403之后，对相同的炉中引入高纯度的氧气、高纯度的一氧化二氮气体或超干燥空气（使用crds（cavityring-downlaserspectroscopy，光腔衰荡光谱法）方式的露点仪进行测定时的水分量是20ppm（露点换算，-55℃）以下，优选的是1ppm以下，更优选的是10ppb以下的空气）。氧气或一氧化二氮气体优选不包含水、氢等。或者，优选将引入加热处理装置中的氧气或一氧化二氮气体的纯度设为6n以上，优选设为7n以上（即，将氧气或一氧化二氮气体中的杂质浓度设为1ppm以下，优选为0.1ppm以下）。利用氧气或一氧化二氮气体的作用，供应利用脱水化或脱氢化处理进行杂质排除工序的同时减少的作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧，由此能够使氧化物半导体膜403高纯度化及i型（本征）化。

另外，进行用于脱水化或脱氢化的加热处理的定时既可以在形成膜状的氧化物半导体膜之后，又可以在形成岛状的氧化物半导体膜403之后。

另外，用于脱水化或脱氢化的加热处理既可以进行多次，又可以兼作其他加热处理。

通过在加工为岛状而作为氧化物半导体膜403之前，在膜状的氧化物半导体膜覆盖栅极绝缘膜402的状态下进行用于脱水化或脱氢化的加热处理，能够防止因加热处理而释放包含在栅极绝缘层402中的氧，所以是优选的。

另外，也可以对进行了脱水化或脱氢化处理的氧化物半导体膜403引入氧（至少包含氧自由基、氧原子和氧离子中的任一个）来对膜中供应氧。

此外，由于脱水化或脱氢化处理，有作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧会同时脱离而减少的担忧。在氧化物半导体膜中，在氧脱离的部位中存在氧缺损，并且以该氧缺损为起因会产生导致晶体管的电特性变动的施主能级。

通过对进行了脱水化或脱氢化处理的氧化物半导体膜403引入氧而对膜中供应氧，能够使氧化物半导体膜403高纯度化且i型（本征）化。具有高纯度化且i型（本征）化的氧化物半导体膜403的晶体管的电特性变动被抑制，在电性上稳定。

作为氧的引入方法，能够使用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没式离子注入法、等离子体处理等。

关于氧的引入工序，当对氧化物半导体膜403引入氧时，既可以对氧化物半导体膜403直接引入，又可以透过栅极绝缘膜402等其他膜向氧化物半导体膜403引入。当透过其他膜引入氧时，使用离子注入法、离子掺杂法、等离子体浸没式离子注入法等即可，但是当向露出的氧化物半导体膜403直接引入氧时，也能够使用等离子体处理等。

优选在进行脱水化或脱氢化处理之后向氧化物半导体膜403引入氧，但没有特别限制。此外，也可以多次进行向进行了上述脱水化或脱氢化处理的氧化物半导体膜403的氧的引入。

接着，在与栅电极层401重叠的氧化物半导体膜403的沟道形成区上形成绝缘层413（参照图2a）。

绝缘层413能够通过对利用等离子体cvd法、溅射法成膜的绝缘膜进行蚀刻而加工来形成。作为绝缘层413，典型地能够使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化铝膜、氧氮化铝膜、氧化铪膜、氧化镓膜、氮化硅膜、氮化铝膜、氮氧化硅膜、氮氧化铝膜等无机绝缘膜的单层或叠层。

当使与氧化物半导体膜403接触的绝缘层413（当绝缘层413为叠层构造时，是与氧化物半导体膜403接触的膜）为包含多量的氧的状态时，能够适合作为向氧化物半导体膜403供应氧的供应源起作用。

在本实施方式中，作为绝缘层413，利用溅射法形成膜厚200nm的氧化硅膜。通过对氧化硅膜选择性地进行蚀刻，形成截面形状为梯形或三角形且截面形状的下端部的锥角为60°以下，优选为45°以下，更优选为30°以下的绝缘层413。另外，绝缘层413的平面形状为矩形。另外，在本实施方式中，通过利用光刻工序在氧化硅膜上形成抗蚀剂掩模并选择性地进行蚀刻来将绝缘层413的下端部的锥角形成为约30°。

也可以在形成绝缘层413之后进行加热处理。在本实施方式中，在氮气氛下以300℃进行1小时的加热处理。

接着，在栅电极层401、栅极绝缘膜402、氧化物半导体膜403及绝缘层413上形成成为源电极层和漏电极层（包括由与此相同的层形成的布线）的导电膜445（参照图2b）。

导电膜445使用能承受在后面进行的加热处理的材料。作为用于源电极层及漏电极层的导电膜445，例如能够使用含有选自al、cr、cu、ta、ti、mo、w中的元素的金属膜或以上述元素为成分的金属氮化物膜（氮化钛膜、氮化钼膜、氮化钨膜）等。此外，还可以是在al、cu等的金属膜的下侧或上侧的一个或双方层叠ti、mo、w等高熔点金属膜或它们的金属氮化物膜（氮化钛膜、氮化钼膜、氮化钨膜）的结构。另外，作为用于源电极层及漏电极层的导电膜445，也可以用导电金属氧化物形成。作为导电金属氧化物，能够使用氧化铟（in2o3）、氧化锡（sno2）、氧化锌（zno）、氧化铟-氧化锡（in2o3-sno2）、氧化铟-氧化锌（in2o3-zno）或使它们的金属氧化物材料包含氧化硅。

通过光刻工序在导电膜445上形成抗蚀剂掩模448a、448b，并且选择性地进行蚀刻来形成源电极层405a及漏电极层405b（参照图2c）。在形成源电极层405a及漏电极层405b之后去除抗蚀剂掩模。其结果是，源电极层405a位于绝缘层413的上表面或者侧面，并且漏电极层405b的端部位于绝缘层413的上表面或者侧面。

在导电膜445的蚀刻中，使用含有氯的气体447。作为含有氯的气体447，例如能够使用含有氯（cl2）、三氯化硼（bcl3）、四氯化硅（sicl4）、四氯化碳（ccl4）等的气体。

作为蚀刻方法，能够使用平行平板型rie（reactiveionetching，反应离子蚀刻）法或icp（inductivelycoupledplasma，感应耦合等离子体）蚀刻法。适当地调节蚀刻条件（施加到线圈型电极的电力的量、施加到衬底一侧的电极的电力的量、衬底一侧的电极温度等），以便能够蚀刻为所希望的加工形状。

在本实施方式中，作为导电膜445使用通过溅射法形成的膜厚100nm的钛膜、膜厚400nm的铝膜及膜厚100nm的钛膜的叠层。关于导电膜445的蚀刻，利用干蚀刻法对钛膜、铝膜及钛膜的叠层进行蚀刻来形成源电极层405a及漏电极层405b。

在本实施方式中，在以第一蚀刻条件对钛膜及铝膜的两层进行蚀刻之后，以第二蚀刻条件去除残留的钛膜单层。此外，第一蚀刻条件为：利用蚀刻气体（bcl3:cl2=750sccm:150sccm）；偏压功率为1500w；icp电源功率为0w；压力为2.0pa。第二蚀刻条件为：利用蚀刻气体（bcl3:cl2=700sccm:100sccm）；偏压功率为750w；icp电源功率为0w；压力为2.0pa。

如上所述，在形成源电极层405a及漏电极层405b的蚀刻工序中使用含有氯的气体447。然而，当含有铟的氧化物半导体膜403暴露于含有氯的气体447时，含有氯的气体447与含有铟的氧化物半导体膜403发生反应而会产生残留物。另外，由于该残留物的飞散，在源电极层405a与漏电极层405b之间的绝缘层413表面及其附近也会产生该残留物。存在于源电极层405a与漏电极层405b之间的绝缘层413表面及其附近的残留物是导致泄漏电流等晶体管440的电特性变差的主要因素。另外，含有氯的气体中所包含的氯（有时也包括气体中的氯以外的元素）混入或附着于氧化物半导体膜403中，有对晶体管特性造成不良影响的担忧。

残留物例如包括含有铟及氯的化合物。另外，有时在残留物中包括了氧化物半导体膜所包含的其他金属元素（例如，镓或锌）、用于含有氯的气体的其他元素（例如硼）。

因此，在形成源电极层405a及漏电极层405b之后，进行去除存在于源电极层405a与漏电极层405b之间的绝缘层413表面及其附近的残留物的工序。去除残留物的工序能够通过利用溶液的洗涤处理或使用稀有气体的等离子体处理进行。例如，能够适用使用利用稀氢氟酸溶液的洗涤处理或使用氩的等离子体处理等。另外，去除残留物的工序还具有去除混入或附着于氧化物半导体膜403的氯的效果。

如上所述，由于通过进行去除残留物的工序能够防止绝缘层413表面及其附近以及氧化物半导体膜403被残留物污染，所以能够使作为具有底栅构造的反交错型晶体管的晶体管440的半导体装置的绝缘层413表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）并且使铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，能够使氧化物半导体膜403中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

通过上述工序，制造本实施方式的晶体管440（参照图2d）。另外，也可以在源电极层405a及漏电极层405b上形成成为保护绝缘膜的绝缘膜。

保护绝缘膜能够使用与绝缘层413同样的材料及方法形成。例如，利用cvd法形成400nm的氧氮化硅膜。另外，也可以在形成保护绝缘膜之后进行加热处理。例如，在氮气氛下以300℃进行1小时的加热处理。

或者，也可以设置致密度高的无机绝缘膜作为保护绝缘膜。例如，利用溅射法形成氧化铝膜作为保护绝缘膜。通过使氧化铝膜为高的致密度（膜密度为3.2g/cm³以上，优选为3.6g/cm³以上），能够对晶体管440赋予稳定的电特性。膜密度能够利用卢瑟福背散射法（rbs，rutherfordbackscatteringspectrometry)或x射线反射率测定法（xrr，x-rayreflection）来测定。

能够用作设置在晶体管440上的保护绝缘膜的氧化铝膜，不使氢、水分等杂质及氧这两者透过膜的遮断效果（阻挡效果）高。

因此，氧化铝膜作为这样的保护膜起作用，该保护膜防止在制造工序中及制造后成为电特性变动的主要因素的氢、水分等杂质混入到氧化物半导体膜403并且防止从氧化物半导体膜403释放作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧，所以优选使用。

此外，为了降低起因于晶体管440的表面凹凸，也可以形成平坦化绝缘膜。作为平坦化绝缘膜，能够使用聚酰亚胺、丙烯酸、苯并环丁烯类树脂等有机材料。此外，除了上述有机材料之外，还能够使用低介电常数材料（低k材料）等。另外，也可以通过层叠多个由这些材料形成的绝缘膜来形成平坦化绝缘膜。

例如，作为平坦化绝缘膜，可以形成膜厚1500nm的丙烯酸树脂膜。丙烯酸树脂膜能够利用涂敷法涂敷之后进行烧结（例如在氮气氛下以250℃进行1小时的烧结）来形成。

也可以在形成平坦化绝缘膜之后进行加热处理。例如，在氮气氛下以250℃进行1小时的加热处理。

这样，也可以在形成晶体管440之后进行加热处理。另外，加热处理也可以多次进行。

因此，能够提供包含使用氧化物半导体膜403的具有稳定电特性的晶体管440的可靠性高的半导体装置。另外，能够通过成品率良好地制造可靠性高的半导体装置来达成高生产率。

图11示出利用二次离子质量分析法（sims，secondaryionmassspectrometry）对没有进行洗涤处理而制造的晶体管的氧化物半导体膜中的氯浓度进行测定的结果。用于测定的晶体管是除了没有进行洗涤处理并且设置有由氧氮化硅膜形成的保护绝缘膜以外通过与本实施方式的晶体管440相同的材料及方法制造的晶体管。另外，对没有形成作为沟道保护膜起作用的绝缘层的区域进行测定。从保护绝缘膜的表面向深度方向进行测定。在测定区域中，层叠有作为保护绝缘膜的氧氮化硅膜（膜厚400nm）、作为氧化物半导体膜的igzo膜、作为栅极绝缘膜的氧氮化硅膜。

由图11的测定结果可知，作为氧化物半导体膜的igzo膜中（界面附近）的氯浓度高于1×10¹⁹/cm³。另一方面，作为位于igzo膜正下方的栅极绝缘膜的氧氮化硅膜中的氯浓度为1×10¹⁶/cm³以下。在蚀刻工序之后制造的作为保护绝缘膜的氧氮化硅膜中的氯浓度也为1×10¹⁶/cm³左右。特别地，由于在保护绝缘膜的制造等中不使用含有氯的气体并且氯的测定极限（背景（background））为4×10¹⁶/cm³左右，这意味着保护绝缘膜中的氯浓度低于sims的测定极限。由这些结果及考察可知，igzo膜中的氯浓度明显高于栅极绝缘膜及保护绝缘膜中的氯浓度，表示没有进行洗涤工序的氧化物半导体膜含有氯。如果进一步考察该测定结果，当然能推测通过进行洗涤工序能去除附着于氧化物半导体膜的氯，所以sims测定的洗涤工序之后的氧化物半导体膜中的氯浓度低于1×10¹⁹/cm³。

（实施方式2）

在本实施方式中，使用图3a至图4d对半导体装置及半导体装置的制造方法的另一个方式进行说明。与上述实施方式相同的部分或者具有相同功能的部分和工序能够与上述实施方式同样地进行，并省略重复说明。此外，省略相同部位的详细说明。

图3a和图3b所示的晶体管420是被称为沟道保护型（也称为沟道停止型）的底栅晶体管之一、也被称为反交错型晶体管的晶体管的一个例子。图3a是平面图，图3b相当于沿着图3a中的点划线x2-y2切断的截面。

如作为沟道长度方向的截面图的图3b所示，包含晶体管420的半导体装置在设置有绝缘膜436的具有绝缘表面的衬底400上具有：栅电极层401、栅极绝缘膜402、含有铟的氧化物半导体膜403、绝缘层423、源电极层405a及漏电极层405b。

绝缘层423设置在至少包含与栅电极层401重叠的沟道形成区上的氧化物半导体膜403上，作为沟道保护膜起作用。再者，绝缘层423具有到达氧化物半导体膜403，并且以内壁被源电极层405a或漏电极层405b覆盖的方式设置的开口。从而，氧化物半导体膜403的周围部被绝缘层423覆盖，并且还作为层间绝缘膜起作用。通过在栅极布线与源极布线的交叉部中不仅配置栅极绝缘膜402，还配置绝缘层423作为层间绝缘膜，能够降低寄生电容。

在晶体管420中，构成为氧化物半导体膜403被绝缘层423、源电极层405a及漏电极层405b覆盖。

通过调节位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层423的截面形状，具体而言，端部的截面形状（锥角和膜厚等），能够缓和在漏电极层405b的端部附近具有产生的担忧的电场集中，并且抑制晶体管420的开关特性劣化。

具体而言，使位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层423的截面形状为梯形或三角形并将截面形状的下端部的锥角设为60°以下，优选为45°以下，更优选为30°以下。通过设为这样的角度范围，在较高的栅电压施加到栅电极层401的情况下，能够缓和在漏电极层405b的端部附近具有产生的担忧电场集中。

另外，将位于沟道形成区上并与沟道形成区重叠的绝缘层423的膜厚设为0.3μm以下，优选为5nm以上0.1μm以下。通过设为这样的膜厚范围，能够降低电场强度的峰值或者使电场集中分散到而电场集中的部位变为多个，能够在结果上缓和在漏电极层405b的端部附近具有产生的担忧的电场集中。

图4a至图4d示出具有晶体管420的半导体装置的制造方法的一个例子。

在具有绝缘表面的衬底400上形成绝缘膜436。在本实施方式中，作为绝缘膜436使用通过等离子体cvd法形成的膜厚100nm的氮化硅膜与膜厚150nm的氧化硅膜的叠层。

在绝缘膜436上形成导电膜，对该导电膜进行蚀刻而形成栅电极层401。在本实施方式中，通过溅射法形成膜厚100nm的钨膜。

在栅电极层401上形成栅极绝缘膜402。在本实施方式中，通过高密度等离子体cvd法形成膜厚200nm的氧氮化硅膜。

在栅极绝缘膜402上形成氧化物半导体膜403。在本实施方式中，作为氧化物半导体膜403通过利用具有ac电源装置的溅射装置的溅射法形成膜厚35nm的in-ga-zn类氧化物膜（igzo膜）。在本实施方式中，使用原子数比为in:ga:zn=1:1:1（=1/3:1/3:1/3）的in-ga-zn类氧化物靶材。另外，成膜条件如下：氧及氩气氛下（氧流量比率为50%）；压力为0.6pa；电源功率为5kw；衬底温度为170℃。该成膜条件下的成膜速度为16nm/min。

也可以对氧化物半导体膜403进行用于去除过剩的氢（包括水或羟基）（脱水化或脱氢化）的加热处理。在本实施方式中，将衬底引入到加热处理装置之一的电炉中，在氮气氛下以450℃对氧化物半导体膜403进行1小时的加热处理，并且在氮及氧气氛下以450℃对其进行1小时的加热处理。

接着，在氧化物半导体膜403上形成具有到达氧化物半导体膜403的开口425a、425b的绝缘层423（参照图4a）。

绝缘层423能够对利用等离子体cvd法或溅射法成膜的绝缘膜进行蚀刻而加工来形成。绝缘层423的开口425a、425b的内壁具有锥形形状。

绝缘层423设置在至少包含与栅极电极层401重叠的氧化物半导体膜403的沟道形成区上，其一部分作为沟道保护膜起作用。

在本实施方式中，构成为氧化物半导体膜403的沟道形成区被绝缘层423覆盖。另外，氧化物半导体膜403的端部也被绝缘层423覆盖。

在本实施方式中，作为绝缘层423，利用溅射法形成膜厚200nm的氧化硅膜。另外，在本实施方式中，截面中的绝缘层423的下端部的锥角为30°。

也可以在形成绝缘层423之后进行加热处理。在本实施方式中，在氮气氛下以300℃进行1小时的加热处理。

接着，以覆盖栅电极层401、栅极绝缘膜402、氧化物半导体膜403、绝缘层423、开口425a、425b的内壁的方式，形成成为源电极层及漏电极层（包括由与此相同的层形成的布线）的导电膜445（参照图4b）。

通过光刻工序在导电膜445上形成抗蚀剂掩模448a及448b，并且选择性地进行蚀刻来形成源电极层405a、漏电极层405b（参照图4c）。在形成源电极层405a、漏电极层405b之后去除抗蚀剂掩模。

在导电膜445的蚀刻中，使用含有氯的气体447。作为含有氯的气体447，例如能够使用含有氯（cl2）、三氯化硼（bcl3）、四氯化硅（sicl4）、四氯化碳（ccl4）等的气体。

作为蚀刻方法，能够使用平行平板型rie（reactiveionetching，反应离子蚀刻）法或icp（inductivelycoupledplasma，感应耦合等离子体）蚀刻法。适当地调节蚀刻条件（施加到线圈型电极的电力的量、施加到衬底一侧的电极的电力的量、衬底一侧的电极温度等），以便能够蚀刻为所希望的加工形状。

在本实施方式中，作为导电膜445使用通过溅射法形成的膜厚100nm的钛膜、膜厚400nm的铝膜、膜厚100nm的钛膜的叠层。关于导电膜445的蚀刻，利用干蚀刻法对钛膜、铝膜、钛膜的叠层进行蚀刻来形成源电极层405a、漏电极层405b。

在本实施方式中，在以第一蚀刻条件对上层的钛膜及铝膜这两层进行蚀刻之后，以第二蚀刻条件去除残留的钛膜单层。此外，第一蚀刻条件为：利用蚀刻气体（bcl3:cl2=750sccm:150sccm）；偏压功率为1500w；icp电源功率为0w；压力为2.0pa。第二蚀刻条件为：利用蚀刻气体（bcl3:cl2=700sccm:100sccm）；偏压功率为750w；icp电源功率为0w；压力为2.0pa。

如上所述，在形成源电极层405a及漏电极层405b的工序中使用含有氯的气体447。然而，当含有铟的氧化物半导体膜403暴露于含有氯的气体447时，含有氯的气体447与含有铟的氧化物半导体膜403进行反应而会产生残留物。另外，由于该残留物飞散，在源电极层405a与漏电极层405b之间的绝缘层423表面及其附近也会产生该残留物。存在于源电极层405a与漏电极层405b之间的绝缘层423表面及其附近的残留物成为导致泄漏电流等晶体管420的电特性变差的主要因素。另外，含有氯的气体中所包含的氯（有时也包括气体中的氯以外的元素）混入或附着于氧化物半导体膜403而存在对晶体管特性造成不良影响的担忧。

残留物例如包括含有铟及氯的化合物。另外，有时在残留物中包括氧化物半导体膜所包含的其他金属元素（例如，镓或锌）、用于含有氯的气体的其他元素（例如硼）等。

在本实施方式中，由于当进行使用含有氯的气体447的蚀刻工序时，氧化物半导体膜403以覆盖绝缘层423以及开口425a、425b的内壁的方式设置有导电膜445，所以氧化物半导体膜403不暴露于含有氯的气体447。因此，能够防止含有氯的气体447与含有铟的氧化物半导体膜403的反应，并且防止残留物的产生。

通过以上工序制造本实施方式的晶体管420（参照图4d）。

也可以在源电极层405a、漏电极层405b上形成成为保护绝缘膜的绝缘膜。

保护绝缘膜能够使用与绝缘层423同样的材料及方法形成。例如，将利用cvd法形成的氧氮化硅膜形成为400nm。另外，也可以在形成保护绝缘膜之后进行加热处理。例如，在氮气氛下以300℃进行1小时的加热处理。

此外，为了降低起因于晶体管420的表面凹凸，也可以形成平坦化绝缘膜。

例如，在保护绝缘膜上作为平坦化绝缘膜，可以形成膜厚1500nm的丙烯酸树脂膜。丙烯酸树脂膜能够利用涂敷法涂敷之后进行烧结（例如在氮气氛下以250℃进行1小时的烧结）来形成。

也可以在形成平坦化绝缘膜之后进行加热处理。例如，在氮气氛下以250℃进行1小时的加热处理。

如上所述，由于能够防止绝缘层423表面及其附近被残留物污染，所以能够使具有作为底栅结构的反交错型晶体管的晶体管420的半导体装置的绝缘层423表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下），并且使铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，由于氧化物半导体膜403不暴露于含有氯的气体447，所以能够使氧化物半导体膜403中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

因此，能够提供包含使用氧化物半导体膜403的具有稳定电特性的晶体管420的可靠性高的半导体装置。另外，能够成品率良好地制造可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

（实施方式3）

通过使用实施方式1或实施方式2所示的晶体管，能够制造具有显示功能的半导体装置（也称为显示装置）。此外，将包含晶体管的驱动电路的一部分或全部形成在与像素部相同的基板上，能够形成面板上的系统（system-on-panel）。

在图5a中，以围绕设置在第一基板4001上的像素部4002的方式设置密封剂4005，使用第二基板4006进行密封。在图5a中，第一基板4001上的与由密封剂4005围绕的区域不同的区域中安装有使用单晶半导体膜或多晶半导体膜形成在另行准备的基板上的扫描线驱动电路4004、信号线驱动电路4003。此外，供应到另行形成的信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或者像素部4002的各种信号及电位从fpc（flexibleprintedcircuit，柔性印刷电路）4018a、4018b供应。

在图5b和图5c中，以围绕设置在第一基板4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004的方式设置有密封剂4005。此外，在像素部4002和扫描线驱动电路4004上设置有第二基板4006。因此，像素部4002及扫描线驱动电路4004与显示元件一起由第一基板4001、密封剂4005以及第二基板4006密封。在图5b和图5c中，在第一基板4001上的与由密封剂4005围绕的区域不同的区域中安装有通过单晶半导体膜或多晶半导体膜形成在另行准备的基板上的信号线驱动电路4003。在图5b和图5c中，供应到另行形成的信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004或者像素部4002的各种信号及电位从fpc4018供应。

此外，在图5b和图5c中，示出另行形成信号线驱动电路4003并且将其安装到第一基板4001的例子，但是不限于该结构。既可以另行形成扫描线驱动电路并进行安装，又可以仅另行形成信号线驱动电路的一部分或者扫描线驱动电路的一部分并进行安装。

另外，对另行形成的驱动电路的连接方法没有特别的限制，能够采用cog（chiponglass，玻璃上芯片）方法、引线接合方法或者tab（tapeautomatedbonding，卷带式自动接合）方法等。图5a是通过cog方法安装信号线驱动电路4003、扫描线驱动电路4004的例子，图5b是通过cog方法安装信号线驱动电路4003的例子，图5c是通过tab方法安装信号线驱动电路4003的例子。

此外，显示装置包括显示元件为密封状态的面板和在该面板中处于安装有包含控制器的ic等的状态的模块。

此外，本说明书中的显示装置是指图像显示装置、显示装置或光源（包括照明装置）。另外，显示装置还包括：安装有fpc、或tab胶带或tcp的连接器的模块；在tab胶带或tcp的端部设置有印刷布线板的模块；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以上全部。

此外，设置在第一基板上的像素部及扫描线驱动电路具有多个晶体管，能够应用实施方式1或实施方式2所示的晶体管。

作为设置在显示装置中的显示元件，能够使用液晶元件（也称为液晶显示元件）、发光元件（也称为发光显示元件）。发光元件将由电流或电压控制亮度的元件包括在其范畴内，具体而言，包括无机el（electroluminescence，电致发光）、有机el等。此外，也能够应用电子墨等由于电作用而改变对比度的显示介质。

另外，使用图5a至图7b对半导体装置的一个方式进行说明。图7a和图7b相当于沿着图5b的m-n的截面图。

如图5a、图5b、图7a和图7b所示，半导体装置具有连接端子电极4015及端子电极4016，连接端子电极4015及端子电极4016通过各向异性导电膜4019电连接到fpc4018所具有的端子。

连接端子电极4015由与第一电极层4030相同的导电膜形成，并且，端子电极4016由与晶体管4040、4011的栅电极层相同的导电膜形成。

此外，设置在第一基板4001上的像素部4002、扫描线驱动电路4004具有多个晶体管，在图7a和图7b中例示了像素部4002所包含的晶体管4040、扫描线驱动电路4004所包含的晶体管4011。在图7a中，在晶体管4040、4011上设置有绝缘膜4020，在图7b中还设置有绝缘膜4021。另外，绝缘膜4023是作为基底膜起作用的绝缘膜。

作为晶体管4040、4011，能够使用实施方式1或实施方式2所示的晶体管。在本实施方式中，示出使用具有与实施方式1所示的晶体管440相同的构造的晶体管的例子。晶体管4040、4011是在氧化物半导体膜上设置有作为沟道保护膜起作用的绝缘层的底栅构造的反交错型晶体管。

关于具有与实施方式1所示的晶体管440同样的构造的晶体管4040、4011，在形成源电极层及漏电极层之后，进行去除存在于源电极层与漏电极层之间的绝缘层表面及其附近的残留物的工序。去除工序能够通过利用溶液的洗涤处理或使用稀有气体的等离子体处理进行。例如，能够合适地使用利用稀氢氟酸溶液的洗涤处理或使用氩的等离子体处理等。

另外，对晶体管4040、4011也可以采用与实施方式2所示的晶体管420同样的构造。在实施方式2所示的晶体管中，为了防止含有氯的气体与含有铟的氧化物半导体膜发生反应，构成为在利用含有氯的气体的蚀刻工序中由绝缘层或导电膜覆盖含有铟的氧化物半导体膜来不使含有铟的氧化物半导体膜暴露于含有氯的气体。为此，作为沟道保护膜起作用的绝缘层设置在至少包含与栅极绝缘层重叠的氧化物半导体膜的沟道形成区上，并且具有到达氧化物半导体膜且以内壁被源电极层或漏电极层覆盖的方式设置的开口。

由于能够防止绝缘层表面及其附近被残留物污染，所以能够使晶体管4040、4011的绝缘层表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）并且铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，能够使氧化物半导体膜中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

因此，作为图5a、图5b、图7a和图7b所示的本实施方式的使用氧化物半导体膜的具有稳定的电特性的晶体管4040、4011的半导体装置，能够提供可靠性高的半导体装置。另外，能够成品率良好地制造这样的可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

此外，也可以在与驱动电路用晶体管4011的氧化物半导体膜的沟道形成区重叠的位置进一步设置导电层。通过将导电层设置在与氧化物半导体膜的沟道形成区重叠的位置，能够进一步降低偏压-热压力试验（bt试验）前后的晶体管4011的阈值电压的变化量。此外，导电层的电位既可以与晶体管4011的栅电极层相同，又可以不同，并且还能够作为第二栅电极层起作用。此外，导电层的电位也可以为gnd、0v或者浮动状态。

此外，该导电层还具有遮蔽外部的电场的功能，即不使外部的电场作用到内部（包括晶体管的电路部）的功能（尤其是，对于静电的静电遮蔽功能）。利用导电层的遮蔽功能，能够防止由于静电等外部的电场的影响而使晶体管的电特性变动。

设置在像素部4002中的晶体管4040电连接到显示元件而构成显示面板。显示元件只要能够进行显示就没有特别的限制，而能够使用各种显示元件。

图7a示出使用液晶元件作为显示元件的液晶显示装置的例子。在图7a中，作为显示元件的液晶元件4013包含第一电极层4030、第二电极层4031以及液晶层4008。另外，以夹持液晶层4008的方式设置有作为取向膜起作用的绝缘膜4032、4033。构成为第二电极层4031设置在第二基板4006一侧，第一电极层4030和第二电极层4031夹着液晶层4008层叠。

此外，间隔物（spacer）4035是通过对绝缘膜选择性地进行蚀刻而获得的柱状间隔物，并且是为控制液晶层4008的膜厚（单元间隙（cellgap））而设置的。另外，也可以使用球状间隔物。

当使用液晶元件作为显示元件时，能够使用热致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、铁电液晶、反铁电液晶等。这些液晶材料（液晶组成物）根据条件而呈现胆甾相、近晶相、立方相、手性向列相、各向同性相等。

另外，也可以将不使用取向膜的呈现蓝相的液晶组成物用于液晶层4008。在此情况下，是液晶层4008与第一电极层4030及第二电极层4031接触的构造。蓝相是液晶相的一种，是指当使胆甾相液晶的温度上升时从胆甾相转变到各向同性相之前出现的相。蓝相能够使用混合液晶及手性试剂的液晶组成物来呈现。此外，为了扩大呈现蓝相的温度范围，能够对呈现蓝相的液晶组成物添加聚合性单体及聚合引发剂等，进行高分子稳定化处理来形成液晶层。由于呈现蓝相的液晶组成物的响应速度短，并且其具有光学各向同性，所以不需要取向处理，且视角依赖性小。另外，由于不需要设置取向膜而也不需要摩擦处理，因此能够防止由于摩擦处理而引起的静电破坏，并能够降低制造工序中的液晶显示装置的不良、破损。从而，可以提高液晶显示装置的生产率。在使用氧化物半导体膜的晶体管中，晶体管的电特性因静电的影响而存在着显著变动而越出设计范围的担忧。因此，将呈现蓝相的液晶组成物用于具有使用氧化物半导体膜的晶体管的液晶显示装置是更有效的。

此外，液晶材料的固有电阻为1×10⁹ω·cm以上，优选为1×10¹¹ω·cm以上，更优选为1×10¹²ω·cm以上。另外，本说明书中的固有电阻的值为以20℃测量的值。

考虑到配置在像素部的晶体管的泄漏电流等而以能够在指定期间中保持电荷的方式设定设在液晶显示装置中的保持电容的大小。可以考虑到晶体管的截止电流等设定保持电容的大小。通过使用具有本说明书所公开的氧化物半导体膜的晶体管，如果设置具有相对于各像素中的液晶电容的1/3以下，优选为1/5以下的电容大小的保持电容，则是足够的。

使用本说明书所公开的氧化物半导体膜的晶体管能够抑制截止状态下的电流值（截止电流值）。因此，能够延长图像信号等电信号的保持时间，在开启电源的状态下也能够延长写入间隔。因此，能够降低刷新动作的频度，所以起到抑制功耗的效果。

此外，使用本说明书所公开的氧化物半导体膜的晶体管能得到比较高的场效应迁移率，所以能进行高速驱动。例如，通过将这种能进行高速驱动的晶体管用于液晶显示装置，能够在同一基板上形成像素部的开关晶体管及驱动电路部所使用的驱动晶体管。也就是说，因为作为另外的驱动电路不需要使用由硅片等形成的半导体装置，所以能够缩减半导体装置的部件数。另外，在像素部中也通过使用能进行高速驱动的晶体管，能够提供高画质的图像。

液晶显示装置能够采用tn（twistednematic，扭曲向列）模式、ips（in-plane-switching，平面内转换）模式、ffs（fringefieldswitching，边缘电场转换）模式、asm（axiallysymmetricalignedmicro-cell，轴对称排列微单元）模式、ocb（opticalcompensatedbirefringence，光学补偿弯曲）模式、flc（ferroelectricliquidcrystal，铁电性液晶）模式、aflc（antiferroelectricliquidcrystal，反铁电性液晶）模式等。

此外，也可以使用常黑型液晶显示装置，例如采用垂直配向（va）模式的透过型液晶显示装置。作为垂直配向模式，能列举几个例子，例如能够使用mva（multi-domainverticalalignment，多象限垂直取向）模式、pva（patternedverticalalignment，垂直取向构型）模式、asv（advancedsuperview，高级超视觉）模式等。另外，也能够应用于va型液晶显示装置。va型液晶显示装置是控制液晶显示面板的液晶分子的排列的方式之一。va型液晶显示装置是在不施加电压时液晶分子朝向垂直于面板表面的方向的方式。此外，能够使用称为多畴化或多畴设计的方法，即将像素（pixel）分成几个区域（子像素）且使分子调整为分别倒向不同方向的方法。

此外，在显示装置中，适当地设置黑矩阵（遮光层）、偏振构件、相位差构件、抗反射构件等的光学构件（光学基板）等。例如，也可以使用偏振基板以及相位差基板导致的圆偏振光。此外，作为光源，也可以使用背光灯、侧光灯等。

此外，作为像素部中的显示方式，能够采用逐行扫描方式或隔行扫描方式等。此外，作为当进行彩色显示时在像素中控制的颜色因素，不局限于rgb（r表示红色，g表示绿色，b表示蓝色）这三种颜色。例如，有rgbw（w表示白色）或对rgb追加黄色（yellow）、青色（cyan）、品红色（magenta）等中的一种以上的情况。另外，也可以按每个颜色因素的点使其显示区的大小不同。但是，所公开的发明不限于彩色显示的显示装置，也能够应用于单色显示的显示装置。

此外，作为显示装置所包含的显示元件，能够应用利用电致发光的发光元件。利用电致发光的发光元件根据发光材料是有机化合物还是无机化合物而区分，一般地，前者称为有机el元件，后者称为无机el元件。

关于有机el元件，通过对发光元件施加电压，电子及空穴分别从一对电极注入到包含发光性的有机化合物的层，使电流流动。并且，通过这些载流子（电子及空穴）复合，发光性的有机化合物形成激发态，当从该激发态回到基态时发光。由于这种机制，这种发光元件称为电流激发型发光元件。在本实施方式中，示出作为发光元件使用有机el元件的例子。

无机el元件根据其元件结构而分类为分散型无机el元件和薄膜型无机el元件。分散型无机el元件具有发光材料的粒子分散在粘合剂中的发光层，并且其发光机制是利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光。薄膜型无机el元件具有将发光层夹在介电层中并且进一步由电极夹持该介电层的构造，发光机制是利用金属离子的内壳层电子跃迁的定域型发光（localizedtypelightemission）。另外，这里作为发光元件使用有机el元件进行说明。

为了取出发光，使发光元件的一对电极中的至少一个具有透光性即可。并且，在衬底上形成晶体管及发光元件，发光元件能够采用下述发射构造中的任何一个：从与衬底相反一侧的表面取出发光的顶部发射构造；从衬底一侧的表面取出发光的底部发射构造；以及从衬底一侧的表面及与衬底相反一侧的表面取出发光的双面发射结构。

图6a、图6b及图7b示出使用发光元件作为显示元件的发光装置的例子。

图6a是发光装置的平面图，图6b相当于沿图6a中的点划线v1-w1、v2-w2及v3-w3切断的截面。另外，在图6a的平面图中，省略电致发光层542及第二电极层543而未图示。

图6a和图6b所示的发光装置在设置有作为基底膜起作用的绝缘膜501的衬底500上具有晶体管510、电容元件520及布线层交叉部530，其中晶体管510与发光元件540电连接。另外，图6a和图6b是通过基板500取出来自发光元件540的光的底面发射型构造的发光装置。

作为晶体管510，能够使用实施方式1或实施方式2所示的晶体管。在本实施方式中示出使用与实施方式2所示的晶体管420具有相同的构造的晶体管的例子。晶体管510是在氧化物半导体膜上设置有作为沟道保护膜起作用的绝缘层的底栅构造的反交错型晶体管。

晶体管510包含栅电极层511a、511b、栅极绝缘膜502、氧化物半导体膜512、绝缘层503以及作为源电极层或漏电极层起作用的导电层513a、513b。

关于具有与实施方式2所示的晶体管420同样的构造的晶体管510，为了防止含有氯的气体与含有铟的氧化物半导体膜512发生反应，构成为在利用含有氯的气体的蚀刻工序中由绝缘层503或成为源电极层或漏电极层的导电膜覆盖含有铟的氧化物半导体膜512来不使含有铟的氧化物半导体膜512暴露于含有氯的气体。为此，作为沟道保护膜起作用的绝缘层503设置在至少包含与栅电极层511a、511b重叠的氧化物半导体膜512的沟道形成区上，并且具有到达氧化物半导体膜512且内壁被作为源电极层或漏电极层起作用的导电层513a、513b覆盖的方式设置的开口。

另外，晶体管510还可以采用与实施方式1所示的晶体管440同样的构造。关于晶体管510，在形成作为源电极层或漏电极层起作用的导电层513a、513b之后，进行去除存在于作为源电极层或漏电极层起作用的导电层513a、513b之间的绝缘层503表面及其附近的残留物的工序。去除工序能够通过利用溶液的洗涤处理或使用稀有气体的等离子体处理来进行。例如，能够较好地使用利用稀氢氟酸溶液的洗涤处理或使用氩的等离子体处理等。

由于能够防止绝缘层503表面及其附近被残留物污染，所以能够使晶体管510的绝缘层503表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）并且使铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，能够使氧化物半导体膜512中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

因此，作为图6a和图6b所示的本实施方式的使用氧化物半导体膜512的具有稳定的电特性的晶体管510的半导体装置，能够提供可靠性高的半导体装置。另外，能够成品率高地制造这样的可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

电容元件520包含导电层521a、521b、栅极绝缘膜502、氧化物半导体膜522及导电层523，其中通过构成为由导电层521a、521b及导电层523夹持栅极绝缘膜502及氧化物半导体膜522来形成电容。

布线层交叉部530是栅电极层511a、511b与导电层533的交叉部，栅电极层511a、511b与导电层533隔着栅极绝缘膜502及绝缘层503交叉。在实施方式2所示的构造中，由于能够布线层交叉部530在栅电极层511a、511b与导电层533之间不仅能够配置栅极绝缘膜502还能够配置绝缘层503，所以能够降低在栅电极层511a、511b与导电层533之间产生的寄生电容。

在本实施方式中，作为栅电极层511a及导电层521a使用膜厚30nm的钛膜，作为栅电极层511b及导电层521b使用膜厚200nm的铜薄膜。由此，栅电极层为钛膜与铜薄膜的叠层结构。

作为氧化物半导体膜512、522，使用膜厚25nm的igzo膜。

在晶体管510、电容元件520及布线层交叉部530上形成有层间绝缘膜504，并且在层间绝缘膜504上的与发光元件540重叠的区域设置有滤色层505。在层间绝缘膜504及滤色层505上设置有作为平坦化绝缘膜起作用的绝缘膜506。

在绝缘膜506上设置有包含依次叠层第一电极层541、电致发光层542及第二电极层543的叠层结构的发光元件540。在到达导电层513a的形成在绝缘膜506及层间绝缘膜504中的开口中第一电极层541与导电层513a接触，由此发光元件540与晶体管510电连接。另外，以覆盖第一电极层541的一部分及该开口的方式设置有隔壁507。

层间绝缘膜504能够使用利用等离子体cvd法形成的膜厚200nm以上且600nm以下的氧氮化硅膜。另外，绝缘膜506能够使用膜厚1500nm的光敏丙烯酸膜，隔壁507能够使用膜厚1500nm的光敏聚酰亚胺膜。

作为滤色层505，例如能够使用彩色的透光树脂。作为彩色的透光树脂，能够使用感光或非感光有机树脂，但是使用感光有机树脂层时，能够缩减抗蚀剂掩模的数量，所以简化工序，是优选的。

彩色是指除了黑、灰、白等的无彩色之外的颜色，滤色层使用只透过被着色的彩色光的材料来形成。作为彩色，能够使用红色、绿色、蓝色等。另外，还可以使用青色（cyan）、品红色（magenta）、黄色（yellow）等。只透过被着色的彩色光是指滤色层中的透过光在该彩色光的波长处具有峰值。滤色层考虑所包含的着色材料的浓度与光的透过率的关系以适当地控制最适合的膜厚即可。例如，可以将滤色层505的膜厚设为1500nm以上且2000nm以下。

在图7b所示的发光元件中，作为显示元件的发光元件4513电连接到设置在像素部4002的晶体管4040。另外，发光元件4513的结构是第一电极层4030、场致发光层4511、第二电极层4031的叠层结构，但是，不限于所示结构。根据从发光元件4513取出的光的方向等，能够适当地改变发光元件4513的结构。

隔壁4510、507使用有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。尤其是，优选使用感光树脂材料，在第一电极层4030、541上形成开口部，并且将该开口部的侧壁形成为具有连续曲率的形成的倾斜面。

场致发光层4511、542可以使用一个层构成，也可以使用多个层的叠层构成。

为了防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入到发光元件4513、540中，也可以在第二电极层4031、543及隔壁4510、507上形成保护膜。作为保护膜，能够形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、dlc膜等。

另外，为了防止氧、氢、水分、二氧化碳等侵入到发光元件4513、540中，也可以通过蒸镀法形成覆盖发光元件4513、540的包含有机化合物的层。

此外，在由第一基板4001、第二基板4006以及密封剂4005密封的空间中设置有填充材4514并被密封。如此，为了不暴露于外部气体，优选使用气密性高且脱气少的保护薄膜（粘合膜、紫外线固化树脂膜等）、覆盖材料进行封装（封入）。

作为填充材4514，除了氮或氩等惰性气体以外，也能够使用紫外线固化树脂或热固化树脂，能够使用pvc（聚氯乙烯）、丙烯酸、聚酰亚胺、环氧树脂、硅酮树脂、pvb（聚乙烯醇缩丁醛）或eva（乙烯-醋酸乙烯酯）。例如，作为填充材使用氮即可。

另外，如果需要，则也可以在发光元件的射出面适当地设置偏振片或者圆偏振片（包括椭圆偏振片）、相位差板（λ/4板，λ/2板）、滤色片等的光学薄膜。此外，也可以在偏振片或者圆偏振片上设置防反射膜。例如，能够实施抗眩光处理，该处理是利用表面的凹凸来扩散反射光而能够降低眩光的处理。

此外，作为显示装置，也能提供驱动电子墨的电子纸。电子纸也称为电泳显示装置（电泳显示器），并具有如下优点：与纸同样的易读性；功耗比其他显示装置低；形状薄且轻。

电泳显示装置能考虑各种方式，电泳显示装置是如下装置，即在溶剂或溶质中分散有包含具有正电荷的第一粒子和具有负电荷的第二粒子的多个微囊，并且通过对微囊施加电场使微囊中的粒子向相互相反的方向移动，以仅显示集中在一侧的粒子的颜色。另外，第一粒子或第二粒子包含染料，当没有电场时不移动。此外，第一粒子的颜色和第二粒子的颜色不同（包括无色）。

这样，电泳显示装置是利用介电常数高的物质移动到高电场区域，即所谓的介电泳效应（dielectrophoreticeffect）的显示器。

分散有上述微囊的溶剂称为电子墨，并且该电子墨能够印刷到玻璃、塑料、布、纸等的表面。另外，还可以通过使用滤色片、具有色素的粒子来进行彩色显示。

此外，微囊中的第一粒子及第二粒子可以使用选自导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料、液晶材料、铁电性材料、电致发光材料、电致变色材料、磁泳材料中的一种材料或这些的复合材料。

此外，作为电子纸，也能够应用使用旋转球（twistingball）显示方式的显示装置。旋转球显示方式是如下方法，即将分别涂为白色和黑色的球形粒子配置在作为用于显示元件的电极层的第一电极层与第二电极层之间，使第一电极层与第二电极层产生电位差来控制球形粒子的方向，由此进行显示。

另外，在图5a至图7b中，作为第一基板4001、500、第二基板4006，除了玻璃基板以外，也能够使用具有柔性的基板，例如，能够使用具有透光性的塑料基板等。作为塑料，能够使用frp（fiberglass-reinforcedplastics，玻璃纤维强化塑料）板、pvf（聚氟乙烯）膜、聚酯膜或丙烯酸树脂膜。此外，如果不需要透光性，则也可以使用铝、不锈钢等的金属基板（金属膜）。例如，也能够使用构造为由pvf膜或聚酯膜夹住铝箔的片。

在本实施方式中，作为绝缘膜4020使用氧化铝膜。绝缘膜4020能够利用溅射法或等离子体cvd法形成。

在氧化物半导体膜上作为绝缘膜4020设置的氧化铝膜，对于氢、水分等杂质及氧这两者不使其透过膜的遮断效果（阻挡效果）高。

因此，在制造工序中及制造之后，氧化铝膜作为防止成为变动主要原因的氢、水分等杂质混入到氧化物半导体膜，以及防止作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧从氧化物半导体膜释放而起作用，所以优选使用。

另外，作为平坦化绝缘膜起作用的绝缘膜4021、506，能够使用丙烯酸、聚酰亚胺、苯并环丁烯类树脂、聚酰胺、环氧树脂等具有耐热性的有机材料。此外，除了上述有机材料以外，也能够使用低介电常数材料（低k材料）、硅氧烷类树脂、psg（磷硅玻璃）、bpsg（硼磷硅玻璃）等。另外，也可以通过层叠多个由这些材料形成的绝缘膜来形成绝缘膜。

对绝缘膜4021、506的形成方法没有特别的限制，能够根据其材料利用溅射法、sog法、旋涂法、浸渍法、喷涂法、液滴喷射法（喷墨法等）、印刷法（丝网印刷、胶版印刷等）、刮刀、辊涂机、幕式涂敷机、刮刀式涂敷机等。

显示装置通过使来自光源或显示元件的光透过来进行显示。因此，设置在光透过的像素部中的衬底、绝缘膜、导电膜等薄膜全都对可见光的波长区域的光具有透光性。

在对显示元件施加电压的第一电极层及第二电极层（也称为像素电极层、公共电极层、对置电极层等）中，可以根据取出光的方向、设置电极层的地方以及电极层的图案构造来选择透光性、反射性。

关于第一电极层4030、541及第二电极层4031、543，能够使用含有氧化钨的氧化铟、含有氧化钨的氧化铟锌、含有氧化钛的氧化铟、含有氧化钛的氧化铟锡、氧化铟锡、氧化铟锌、添加有氧化硅的氧化铟锡、石墨烯等具有透光性的导电材料。

此外，第一电极层4030、541、第二电极层4031、543，能够使用从钨（w）、钼（mo）、锆（zr）、铪（hf）、钒（v）、铌（nb）、钽（ta）、铬（cr）、钴（co）、镍（ni）、钛（ti）、铂（pt）、铝（al）、铜（cu）、银（ag）等金属、或其合金、或其金属氮化物中的一种或多种来形成。

在本实施方式中，由于图6a和图6b所示的发光装置是底面发射型，所以第一电极层541具有透光性，第二电极层543具有反射性。因此，当将金属膜用于第一电极层541时，可以使膜厚薄来确保透光性；当将具有透光性的导电膜用于第二电极层543时，可以层叠具有反射性的导电膜。

此外，作为第一电极层4030、541、第二电极层4031、543，能够使用包括导电高分子（也称为导电聚合体）的导电组成物来形成。作为导电高分子，能够使用所谓的π电子共轭类导电高分子。例如，能举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由苯胺、吡咯和噻吩中的两种以上构成的共聚物或其衍生物等。

此外，由于晶体管容易因静电等损坏，所以优选设置用来保护驱动电路的保护电路。保护电路优选使用非线性元件构成。

如上所述，通过应用实施方式1或实施方式2所示的晶体管，能够提供具有各种功能的半导体装置。

本实施方式所示的结构、方法等能够与其他的实施方式所示的结构、方法等适当地组合而使用。

（实施方式4）

通过使用实施方式1或实施方式2所示的晶体管，能够制造具有读取对象物的信息的图像传感器功能的半导体装置。

图8a示出具有图像传感器功能的半导体装置的一个例子。图8a是光电传感器的等效电路，图8b是示出光电传感器的一部分的截面图。

光电二极管602的一个电极电连接到光电二极管复位信号线658，而另一个电极电连接到晶体管640的栅极。晶体管640的源极或漏极中的一个电连接到光电传感器基准信号线672，而源极或漏极中的另一个电连接到晶体管656的源极或漏极中的一个。晶体管656的栅极电连接到栅极信号线659，源极或漏极中的另一个电连接到光电传感器输出信号线671。

注意，在本说明书的电路图中，为了使使用氧化物半导体膜的晶体管能够明确地判明，将使用氧化物半导体膜的晶体管的标号表示为“os”。在图8a中，晶体管640、晶体管656能够应用实施方式1或实施方式2所示的晶体管，是使用氧化物半导体膜的晶体管。在本实施方式中，示出应用具有与实施方式1所示的晶体管440同样的构造的晶体管的例子。晶体管640是在氧化物半导体膜上设置有作为沟道保护膜起作用的绝缘层的底栅构造的反交错型晶体管。

图8b是示出光电传感器中的光电二极管602和晶体管640的截面图，在具有绝缘表面的衬底601（tft衬底）上，设置有作为传感器起作用的光电二极管602和晶体管640。在光电二极管602和晶体管640上使用粘合层608设置有衬底613。

在晶体管640上设置有绝缘膜631、层间绝缘膜633以及层间绝缘膜634。光电二极管602设置在层间绝缘膜633上，并且具有如下构造：在形成于层间绝缘膜633上的电极层641a、641b与设置在层间绝缘膜634上的电极层642之间，从层间绝缘膜633一侧依次层叠有第一半导体膜606a、第二半导体膜606b及第三半导体膜606c。

电极层641b与形成于层间绝缘膜634的导电层643电连接，并且电极层642通过电极层641a与导电层645电连接。导电层645与晶体管640的栅电极层电连接，并且光电二极管602与晶体管640电连接。

在此，例示出一种pin型光电二极管，其中层叠作为第一半导体膜606a的具有p型导电型的半导体膜、作为第二半导体膜606b的高电阻的半导体膜（i型半导体膜）、作为第三半导体膜606c的具有n型导电型的半导体膜。

第一半导体膜606a是p型半导体膜，能够由包含赋予p型的杂质元素的非晶硅膜形成。使用包含第13族的杂质元素（例如，硼（b））的半导体材料气体通过等离子体cvd法来形成第一半导体膜606a。作为半导体材料气体，可以使用硅烷（sih4）。另外，也可以使用si2h6、sih2cl2、sihcl3、sicl4、sif4等。另外，也可以在形成不包含杂质元素的非晶硅膜之后，使用扩散法或离子注入法将杂质元素引入到该非晶硅膜。可以通过在使用离子注入法等引入杂质元素之后进行加热等来使杂质元素扩散。在此情况下，作为形成非晶硅膜的方法，可以使用lpcvd法、气相生长法或溅射法等。优选将第一半导体膜606a的膜厚形成为10nm以上且50nm以下。

第二半导体膜606b是i型半导体膜（本征半导体膜），由非晶硅膜形成。对于第二半导体膜606b的形成，通过等离子体cvd法使用半导体材料气体来形成非晶硅膜。作为半导体材料气体，可以使用硅烷（sih4）。或者，也可以使用si2h6、sih2cl2、sihcl3、sicl4或sif4等。也可以通过lpcvd法、气相生长法、溅射法等进行第二半导体膜606b的形成。优选将第二半导体膜606b的膜厚形成为200nm以上且1000nm以下。

第三半导体膜606c是n型半导体膜，由包含赋予n型的杂质元素的非晶硅膜形成。关于第三半导体膜606c的形成，使用包含第15族的杂质元素（例如，磷（p））的半导体材料气体通过等离子体cvd法来形成。作为半导体材料气体，可以使用硅烷（sih4）。或者，也可以使用si2h6、sih2cl2、sihcl3、sicl4或sif4等。另外，可以在形成不包含杂质元素的非晶硅膜之后，使用扩散法或离子注入法将杂质元素引入到该非晶硅膜。可以通过在使用离子注入法等引入杂质元素之后进行加热等来使杂质元素扩散。在此情况下，作为形成非晶硅膜的方法，可以使用lpcvd法、气相生长法或溅射法等。优选将第三半导体膜606c的膜厚形成为20nm以上且200nm以下。

此外，第一半导体膜606a、第二半导体膜606b以及第三半导体膜606c也可以不使用非晶半导体而使用多晶半导体或微晶半导体（semiamorphoussemiconductor，sas）形成。

此外，由于光电效应生成的空穴的迁移率低于电子的迁移率，因此当p型半导体膜一侧的表面用作光接收面时，pin型光电二极管示出更好的特性。这里示出将光电二极管602从形成有pin型光电二极管的衬底601的面接收的光转换为电信号的例子。此外，来自其导电型与作为光接收面的半导体膜一侧相反的半导体膜一侧的光是干扰光，因此，电极层可以使用具有遮光性的导电膜。另外，也能够将n型半导体膜一侧用作光接收面。

作为绝缘膜631、层间绝缘膜633、层间绝缘膜634，能够使用绝缘材料且根据该材料使用溅射法、等离子体cvd法、sog法、旋涂法、浸渍法、喷涂法、液滴喷射法（喷墨法等）、印刷法（丝网印刷、胶版印刷等）等来形成。

作为绝缘膜631，能够使用无机绝缘膜，例如氧化硅层、氧氮化硅层、氧化铝层或氧氮化铝层等氧化物绝缘膜、氮化硅层、氮氧化硅层、氮化铝层或氮氧化铝层等氮化物绝缘膜的单层或叠层。

在本实施方式中，使用氧化铝膜作为绝缘膜631。绝缘膜631能够通过溅射法或等离子体cvd法形成。

在氧化物半导体膜上作为绝缘膜631设置的氧化铝膜，对于氢、水分等杂质及氧的双方不使其透过膜的遮断效果（阻挡效果）高。

因此，在制造工序中及制造之后，氧化铝膜作为防止成为变动的主要原因的氢、水分等杂质混入到氧化物半导体膜，并且防止作为构成氧化物半导体的主成分材料的氧从氧化物半导体膜释放，所以优选使用。

作为层间绝缘膜633、634，优选的是作为用于减少表面凹凸的平坦化绝缘膜的绝缘膜。作为层间绝缘膜633、634，例如能够使用聚酰亚胺、丙烯酸树脂、苯并环丁烯类树脂、聚酰胺、环氧树脂等具有耐热性的有机绝缘材料。另外，除了上述有机绝缘材料之外，也能够使用低介电常数材料（低k材料）、硅氧烷类树脂、psg（磷硅玻璃）、bpsg（硼磷硅玻璃）等的单层或叠层。

通过检测入射到光电二极管602的光，能够读取检测对象的信息。另外，在读取检测对象的信息时，能够使用背光灯等光源。

关于具有与实施方式1所示的晶体管440同样的构造的晶体管640，在形成源电极层及漏电极层之后，进行去除存在于源电极层与漏电极层之间的绝缘层表面及其附近的残留物的工序。去除工序能够通过利用溶液的洗涤处理或使用稀有气体的等离子体处理进行。例如，能够较好地使用利用稀氢氟酸溶液的洗涤处理或使用氩的等离子体处理等。

另外，晶体管640也可以应用与实施方式2所示的晶体管420同样的构造。关于实施方式2所示的晶体管，为了防止含有氯的气体与含有铟的氧化物半导体膜发生反应，在利用含有氯的气体的蚀刻工序时由绝缘层或导电膜覆盖含有铟的氧化物半导体膜来不使含有铟的氧化物半导体膜暴露于含有氯的气体。为此，作为沟道保护膜起作用的绝缘层设置在至少包含与栅电极层重叠的氧化物半导体膜的沟道形成区上的氧化物半导体膜上，并且，具有到达氧化物半导体膜且以内壁被源电极层或漏电极层覆盖的方式设置的开口。

由于能够防止绝缘层表面及其附近被残留物污染，所以能够使晶体管640的绝缘层表面的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）并且能够使铟浓度为2×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。另外，能够使氧化物半导体膜中的氯浓度为1×10¹⁹/cm³以下（优选为5×10¹⁸/cm³以下）。

因此，能够提供包含使用本实施方式的氧化物半导体膜的具有稳定的电特性的晶体管640的可靠性高的半导体装置。另外，能够成品率良好地制造可靠性高的半导体装置，达成高生产率。

本实施方式所示的结构、方法等能够与其他实施方式所示的结构、方法等适当地组合使用。

（实施方式5）

能够将本说明书所公开的半导体装置应用于多种电子设备（包括游戏机）。作为电子设备，能举出电视装置（也称为电视或电视接收机）、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数字相框、移动电话机、便携式游戏机、移动信息终端、声音再现装置、游戏机（弹子机、投币机等）、壳体游戏机。图9a至图9c示出这些电子设备的具体例子。

图9a示出具有显示部的桌子9000。在桌子9000中，壳体9001中装入有显示部9003，利用显示部9003能显示影像。另外，示出了利用四个腿部9002支撑壳体9001的结构。另外，壳体9001具有用于供应电力的电源线9005。

实施方式1至实施方式4中的任一个所示的半导体装置能用于显示部9003，能够对电子设备赋予高可靠性。

显示部9003具有触摸输入功能。通过用指头等触摸显示于桌子9000的显示部9003的显示按钮9004，能够进行屏面操作或信息输入。并且通过能够与其他家电产品进行通信或能够控制其他家电产品，也可以将显示部9003作为通过屏面操作控制其他家电产品的控制装置。例如，如果使用实施方式3所示的具有图像传感器功能的半导体装置，则能够使显示部9003具有触屏输入功能。

另外，利用设置于壳体9001的铰链也能够将显示部9003的屏面以垂直于地板的方式立起来，从而也能够用作电视装置。虽然在小房间里设置大屏面的电视装置时自由使用的空间会变小，然而，如果在桌子中内置有显示部则能够有效地利用房间的空间。

图9b示出电视装置9100。在电视装置9100中，在壳体9101中装入有显示部9103，利用显示部9103能够显示图像。此外，在此示出利用支架9105支撑壳体9101的结构。

能够通过利用壳体9101所具备的操作开关、另外的遥控操作机9110进行电视装置9100的操作。通过遥控操作机9110所具备的操作键9109，能够进行频道及音量的操作，并可以对在显示部9103上显示的影像进行操作。此外，也可以构成为在遥控操作机9110设置显示从该遥控操作机9110输出的信息的显示部9107。

图9b所示的电视装置9100具备接收机及调制解调器等。电视装置9100能够利用接收机进行一般的电视广播的接收，再者，电视装置9100经由调制解调器利用有线或无线方式连接到通信网络，也可以进行单向（从发送者到接收者）或双向（在发送者和接收者之间或在接收者彼此之间等）的信息通信。

实施方式1至实施方式4中的任一个所示的半导体装置能够用于显示部9103、9107，由此能够对电视装置及遥控操作机赋予高可靠性。

图9c是计算机，该计算机包含主体9201、壳体9202、显示部9203、键盘9204、外部连接端口9205、定位装置9206等。计算机通过将利用本发明的一个方式制造的半导体装置用于其显示部9203来制造。如果利用上述实施方式所示的半导体装置，则能提供可靠性高的计算机。

图10a和图10b是能够进行折叠的平板型终端。图10a是打开的状态，平板终端包含壳体9630、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9034、电源开关9035、省电模式切换开关9036、卡子9033、操作开关9038。

实施方式1至实施方式4中的任一个所示的半导体装置能用于显示部9631a、显示部9631b，能提供可靠性高的平板型终端。

在显示部9631a中，能够将其一部分用作触摸面板的区域9632a，并且能够通过触摸所显示的操作键9638来输入数据。此外，在显示部9631a中，作为一个例子示出仅一半区域具有显示功能的结构，另一半区域具有触摸面板的功能的结构，但是不限于该结构。也可以为显示部9631a的整个区域具有触摸面板的功能的结构。例如，能够在显示部9631a的整个面显示键盘来作为触摸屏，并且将显示部9631b用作显示画面。

此外，在显示部9631b中与显示部9631a同样，也能够将显示部9631b的一部分用作触摸屏的区域9632b。此外，通过使用指头或触屏笔等接触触摸面板的键盘显示切换指令部9639的位置，能够在显示部9631b上显示键盘。

此外，也能够对触摸面板的区域9632a和触摸面板的区域9632b同时进行触摸输入。

另外，显示模式切换开关9034能够进行竖屏显示或横屏显示等显示的方向的切换以及黑白显示和彩色显示的切换等。根据平板型终端所内置的光传感器所检测的使用时的外部光的光量，省电模式切换开关9036能够使显示的亮度为最适合的亮度。平板型终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪、加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。

此外，图10a示出显示部9631b与显示部9631a的显示面积相同的例子，但是不特别局限于此，既可以一个的尺寸和另一个的尺寸不同，又可以显示质量也不同。例如也可以是一个比另一个能进行高精细的显示的显示面板。

图10b是合上的状态，并且平板型终端具有壳体9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634、电池9635、dcdc转换器9636。此外，在图10b中，作为充放电控制电路9634的一个例子，示出具有电池9635、dcdc转换器9636的结构。

此外，平板型终端能够进行折叠，因此不使用时能够使壳体9630处于合上的状态。因此，能够保护显示部9631a和显示部9631b，能够提供一种耐久性优异且从长期使用的观点来看可靠性也优异的平板型终端。

另外，除此以外，图10a和图10b所示的平板型终端还能够具有如下功能：显示各种信息（静态图像、动态图像、文本图像等）的功能；将日历、日期或时刻等显示在显示部的功能；对显示在显示部的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入功能；通过各种软件（程序）控制处理的功能等。

通过安装在平板型终端的表面的太阳能电池9633，能够将电力供应到触摸面板、显示部或图像信号处理部等。此外，能够将太阳能电池9633设置在壳体9630的单面或双面，能够构成为高效地对电池9635进行充电。另外，当作为电池9635使用锂离子电池时，有能谋求小型化等的优点。

另外，对于图10b所示的充放电控制电路9634的结构和动作，在图10c示出方框图来进行说明。图10c中对太阳能电池9633、电池9635、dcdc转换器9636、转换器9637、开关sw1至sw3、显示部9631进行示出，电池9635、dcdc转换器9636、转换器9637、开关sw1至sw3处于对应图10b所示的充放电控制电路9634的部位。

首先，说明在利用外部光由太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用dcdc转换器9636对太阳能电池所产生的电力进行升压或降压以成为用来对电池9635进行充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631动作时使开关sw1导通，并且，利用转换器9637将其升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外，可以是当不进行显示部9631中的显示时，使开关sw1截止且使开关sw2导通来对电池9635进行充电的结构。

此外，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池9633，但是不特别局限于此，也可以是使用压电元件（piezoelectricelement）或热电转换元件（珀耳帖元件（peltierelement））等其他发电单元进行电池9635的充电的结构。例如，也可以使用以无线（不接触）的方式收发电力来进行充电的无接头电力传输模块或组合并进行另外的其他充电方案的结构。

本实施方式所示的结构、方法等能够与其他实施方式所示的结构、方法等适当地组合使用。

标号说明

400衬底

401栅电极层

402栅极绝缘膜

403氧化物半导体膜

405a源电极层

405b漏电极层

413绝缘层

420晶体管

423绝缘层

425a开口

425b开口

436绝缘膜

440晶体管

445导电膜

447含有氯的气体

448a抗蚀剂掩模

448b抗蚀剂掩模

491氧化物半导体膜

500衬底

501绝缘膜

502栅极绝缘膜

503绝缘膜

504层间绝缘膜

505滤色层

506绝缘膜

507隔壁

510晶体管

511a栅电极层

511b栅电极层

512氧化物半导体膜

513a导电层

513b导电层

520电容元件

521a导电层

521b导电层

522氧化物半导体膜

523导电层

530布线层交叉部

533导电层

540发光元件

541电极层

542电致发光层

543电极层

601衬底

602光电二极管

606a半导体膜

606b半导体膜

606c半导体膜

608粘合层

613衬底

631绝缘膜

633层间绝缘膜

634层间绝缘膜

640晶体管

641a电极层

641b电极层

642电极层

643导电层

645导电层

656晶体管

658光电二极管复位信号线

659栅极信号线

671光电传感器输出信号线

672光电传感器基准信号线

4001基板

4002像素部

4003信号线驱动电路

4004扫描线驱动电路

4005密封剂

4006基板

4008液晶层

4011晶体管

4013液晶元件

4015连接端子电极

4016端子电极

4018fpc

4019各向异性导电膜

4020绝缘膜

4021绝缘膜

4023绝缘膜

4030电极层

4031电极层

4032绝缘膜

4033绝缘膜

4035间隔物

4040晶体管

4510隔壁

4511场致发光层

4513发光元件

4514填充材料

9000桌子

9001壳体

9002腿部

9003显示部

9004显示按钮

9005电源线

9033卡子

9034开关

9035电源开关

9036开关

9038操作开关

9100电视装置

9101壳体

9103显示部

9105支架

9107显示部

9109操作键

9110遥控操作机

9201主体

9202壳体

9203显示部

9204键盘

9205外部连接端口

9206定位装置

9630壳体

9631显示部

9631a显示部

9631b显示部

9632a区域

9632b区域

9633太阳能电池

9634充放电控制电路

9635电池

9636dcdc转换器

9637转换器

9638操作键

9639键盘显示切换指令部。