專利名稱：用于制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造使用了氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，用于使用氧化物半導(dǎo)體來(lái)形成薄膜晶體管(也稱為T(mén)FT)并將薄膜晶體管 應(yīng)用于電子設(shè)備等的技術(shù)備受關(guān)注。例如，專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了用于使用氧化 鋅或h-Ga-ai-Ο類的氧化物半導(dǎo)體作為氧化物半導(dǎo)體膜來(lái)形成圖像顯示裝置等的開(kāi)關(guān)元 件的技術(shù)。蝕刻處理是用于加工氧化物半導(dǎo)體的典型技術(shù)(見(jiàn)專利文獻(xiàn)3和專利文獻(xiàn)4)，但 是存在問(wèn)題。例如，濕法蝕刻不適合于元件的小型化，因?yàn)闈穹ㄎg刻是各向同性蝕亥ij。另外， 因?yàn)樵跐穹ㄎg刻中使用化學(xué)溶液，所以在可控性上存在不足。另一方面，干法蝕刻具有小型 化和可控性的優(yōu)點(diǎn)；然而，其缺點(diǎn)在于蝕刻速率慢，使得要花很多時(shí)間進(jìn)行處理。另外，取決 于所用裝置，有可能在要蝕刻的表面中發(fā)生偏差(variation)。[參考文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]日本特開(kāi)2007-123861。[專利文獻(xiàn)2]日本特開(kāi)2007-96055。[專利文獻(xiàn)3]日本特開(kāi)2008-41695。[專利文獻(xiàn)4]日本特開(kāi)2008-42067。

發(fā)明內(nèi)容
如此，已經(jīng)存在一些用于加工氧化物半導(dǎo)體的技術(shù)。然而，尚未建立滿足使用氧化 物半導(dǎo)體制造半導(dǎo)體器件所需的條件的加工技術(shù)。另外，稀有金屬諸如銦被用于氧化物半導(dǎo)體。在包括蝕刻的傳統(tǒng)的加工技術(shù)中，氧 化物半導(dǎo)體層的主要部分一其包括所沉積的這種昂貴金屬一被去除和浪費(fèi)了。因此， 難以降低通過(guò)傳統(tǒng)加工技術(shù)使用氧化物半導(dǎo)體制造半導(dǎo)體器件的成本。另外，需要應(yīng)對(duì)資 源節(jié)約問(wèn)題的措施。鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于建立一種用于使用氧化物半導(dǎo)體制造半導(dǎo)體器 件的加工技術(shù)。另外，另一個(gè)目的在于提供一種對(duì)節(jié)約資源有用的用于制造半導(dǎo)體器件的 方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，利用使用包括氯氣和氧氣的氣體的干法蝕刻，來(lái)加 工起有源層的作用的島狀氧化物半導(dǎo)體層和覆蓋所述島狀氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電層。例 如，利用干法蝕刻加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極，并利用干法蝕刻去除氧化物半導(dǎo)體 層的一部分以在所述島狀氧化物半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。此時(shí)，優(yōu)選地，使用包括氧化硅CN 102136500 A
說(shuō)明書(shū)
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的材料形成位于島狀氧化物半導(dǎo)體層下方的柵絕緣層。替代地，利用濕法蝕刻加工位于柵絕緣層上方的氧化物半導(dǎo)體層，以作為島狀氧 化物半導(dǎo)體層。以下說(shuō)明其細(xì)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在襯底上方形成柵電極；在柵電極上方形成柵絕緣 層；在柵絕緣層上方形成氧化物半導(dǎo)體層；利用濕法蝕刻來(lái)加工氧化物半導(dǎo)體層以形成島 狀氧化物半導(dǎo)體層；形成導(dǎo)電層以覆蓋島狀氧化物半導(dǎo)體層；利用第一干法蝕刻來(lái)加工導(dǎo) 電層以形成源電極和漏電極、并利用第二干法蝕刻來(lái)去除島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分， 或者利用干法蝕刻來(lái)加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極、并利用所述干法蝕刻去除島狀氧 化物半導(dǎo)體層的一部分。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，在襯底上方形成柵電極；在柵電極上方形成柵絕 緣層；在柵絕緣層上方形成第一氧化物半導(dǎo)體層；在第一氧化物半導(dǎo)體層上方形成導(dǎo)電率 高于第一氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率的第二氧化物半導(dǎo)體層；利用濕法蝕刻來(lái)加工第一氧化 物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層以形成第一島狀氧化物半導(dǎo)體層和第二島狀氧化物半 導(dǎo)體層；形成導(dǎo)電層以覆蓋第二島狀氧化物半導(dǎo)體層；利用第一干法蝕刻來(lái)加工導(dǎo)電層以 形成源電極和漏電極、并利用第二干法蝕刻來(lái)去除第一島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分和第 二島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分以在第一島狀氧化物半導(dǎo)體層中形成凹陷部分，或者利用 干法蝕刻來(lái)加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極、并且利用該干法蝕刻來(lái)去除第一島狀氧化 物半導(dǎo)體層的一部分和第二島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分以在第一島狀氧化物半導(dǎo)體層 中形成凹陷部分。在以上說(shuō)明中，氧化物半導(dǎo)體層(包括第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體 層)可以包括銦、鎵、和鋅。另外，可以使用在干法蝕刻中的蝕刻速率高于氧化物半導(dǎo)體層 (包括第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層)所用材料的蝕刻速率的材料來(lái)形成導(dǎo) 電層?？梢允褂冒鹊臍怏w進(jìn)行上述干法蝕刻。在該情況中，包括氧化硅的材料被優(yōu) 選地用于柵絕緣層而所述包括氯的氣體優(yōu)選地包括氧。另外，在所述包括氯的氣體中氧的 含量可以為15體積％或更多。另外，可以從濕法蝕刻之后獲得的廢棄溶液中收集金屬元素。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，在襯底上方形成柵電極；在柵電極上方形成柵絕 緣層；在柵絕緣層上方形成島狀氧化物半導(dǎo)體層；形成導(dǎo)電層以覆蓋島狀氧化物半導(dǎo)體 層；利用使用包括氯和氧的氣體的干法蝕刻來(lái)加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極，并且 (與此同時(shí))利用所述干法蝕刻去除島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分以在島狀氧化物半導(dǎo)體 層中形成凹陷部分。在以上說(shuō)明中，氧化物半導(dǎo)體層可以包括銦、鎵、和鋅。另外，可以使用在干法蝕刻 中的蝕刻速率高于氧化物半導(dǎo)體層所用材料的蝕刻速率的材料來(lái)形成導(dǎo)電層。包括氧化硅 的材料被優(yōu)選地用于柵絕緣層。在所述包括氯的氣體中氧的含量可以為15體積％或更多。注意，“蝕刻速率”是指每單位時(shí)間被蝕刻的膜的量(所蝕刻的膜的量)。因此，“蝕 刻速率高的膜”表示易于被蝕刻的膜，而“蝕刻速率低的膜”表示難以被蝕刻的膜。另外， “可以得到在A層和B層之間的蝕刻選擇性”是指當(dāng)A層和B層被蝕刻時(shí)，A層的蝕刻速率和B層的蝕刻速率之間有足夠的差別，例如，使得A層和B層中的一個(gè)能夠比另一個(gè)更大量 地被蝕刻。注意，本說(shuō)明書(shū)中所能使用的氧化物半導(dǎo)體的示例包括InMO3(ZnO)m(MX))。此 處，“M”為選自鎵(( )、鐵0 )、鎳(Ni)、錳(Mn)和鈷(Co)的金屬元素或多個(gè)金屬元素。 例如，當(dāng)M包括( 時(shí)，只包括Ga，或者除了 ( 以外還包括以上金屬元素，例如，M包括( 和 Na、包括( 和狗，等等。另外，在以上氧化物半導(dǎo)體中，除了所包括的作為M的元素外，作為 雜質(zhì)元素，還可以包括過(guò)渡金屬元素諸如!^e或Ni、或者過(guò)渡金屬元素的氧化物。在本說(shuō)明 書(shū)中，在以上氧化物半導(dǎo)體之中，作為M至少包括鎵的氧化物半導(dǎo)體被稱作h-Ga-Si-O類 氧化物半導(dǎo)體；在某些情況下，使用所述材料的膜被稱作h-Ga-ai-Ο類非單晶膜。注意，本說(shuō)明書(shū)中的半導(dǎo)體器件是指所有利用半導(dǎo)體特性而發(fā)揮作用的器件。顯 示裝置、半導(dǎo)體電路、和電子器件全部都是半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，利用干法蝕刻來(lái)加工起有源層作用的島狀氧化物半 導(dǎo)體層和覆蓋所述島狀氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電層，由此可以將半導(dǎo)體器件小型化并改善半 導(dǎo)體器件的性能。另外，柵絕緣層上方的氧化物半導(dǎo)體層被濕法蝕刻加工成島狀氧化物半 導(dǎo)體，從而能夠改善生產(chǎn)吞吐率。另外，利用濕法蝕刻執(zhí)行相對(duì)不需要控制蝕刻速率的對(duì)柵絕緣層上方的氧化物半 導(dǎo)體層的蝕刻，而利用干法蝕刻執(zhí)行需要小型化和控制蝕刻的溝道蝕刻(charmel-etch)， 使得能夠在整個(gè)制造過(guò)程中改善生產(chǎn)吞吐率并且實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件的更高性能。另外，當(dāng)加工氧化物半導(dǎo)體層以具有島狀形狀時(shí)采用濕法蝕刻，而氧化物半導(dǎo)體 層中所包括的材料諸如銦被從蝕刻之后的廢棄溶液中收集和再利用，從而可以有效使用資 源并且可以降低成本。


圖1A、1B、ICUDJP IE表示了實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件。 圖2A、2B、2C、2D、和2E表示了實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件。 圖3A、3B、3C、3D、和3E表示了用于制造實(shí)施方式2的半導(dǎo)體器件的方法。 圖4為表示了蝕刻速率和選擇性在氧氣含量上的相關(guān)性的曲線圖。 圖5A、5B、和5C表示了用于制造實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的方法。 圖6A、6B、和6C表示了用于制造實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的方法。 圖7表示了用于制造實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的方法。 圖8表示了用于制造實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的方法。 圖9表示了用于制造實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件的方法。 圖10表示了實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件。 圖11A1、11A2、11B1、和11B2表示了實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件。 圖12表示了實(shí)施方式3的半導(dǎo)體器件。 圖13表示了實(shí)施方式4的半導(dǎo)體器件。 圖14A和14B為表示半導(dǎo)體器件的框圖。 圖15為表示信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖16為表示信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的操作的時(shí)序圖。
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圖17為表示信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的操作的時(shí)序圖。圖18為表示移位寄存器的結(jié)構(gòu)的圖。圖19為表示圖18中的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖。圖20為表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體器件的像素的等價(jià)電路的圖。圖21A、21B、和21C表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體器件。圖22A1、22A2、和22B表示實(shí)施方式5的半導(dǎo)體器件。圖23表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體器件。圖24A和24B表示實(shí)施方式6的半導(dǎo)體器件。圖25A和25B表示電子紙的使用方式的示例。圖沈?yàn)橥獠恳晥D，表示了電子書(shū)的示例。圖27A為電視機(jī)的外部視圖，而圖27B為電子相框的外部視圖。圖28A和^B為外部視圖，表示了游戲機(jī)的示例。圖^A和29B為外部視圖，表示了移動(dòng)電話的示例。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。注意，本發(fā)明并不限于以下實(shí)施方式的說(shuō)明。 本領(lǐng)域技術(shù)人員易于理解的是，可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的前提下對(duì)實(shí)施方式和 細(xì)節(jié)作出各種改變。不同實(shí)施方式的任意結(jié)構(gòu)都可以被適當(dāng)?shù)亟M合來(lái)實(shí)現(xiàn)。注意，相同的 部分或者具有相似功能的部分被相同的附圖標(biāo)記所標(biāo)注，并且省略其重復(fù)說(shuō)明。[實(shí)施方式1]在本實(shí)施方式中，結(jié)合圖IA到IE說(shuō)明用于制造半導(dǎo)體器件的方法的示例。 首先，在具有絕緣表面的襯底200的上方形成柵電極202，然后，在柵電極202的上 方形成柵絕緣層204和氧化物半導(dǎo)體層206 (見(jiàn)圖1A)。作為具有絕緣表面的襯底200，例如，可以使用被用于液晶顯示裝置等的、具有可 見(jiàn)光傳播特性的玻璃襯底。玻璃襯底優(yōu)選地為無(wú)堿玻璃襯底。作為無(wú)堿玻璃襯底，例如，使 用玻璃材料諸如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、或鋇硼硅酸鹽玻璃。另外，作為具有絕緣 表面的襯底200，也可以使用如下襯底由絕緣體制成的絕緣襯底，諸如陶瓷襯底、石英襯 底、或藍(lán)寶石襯底；由半導(dǎo)體材料諸如硅制成并且表面覆蓋有絕緣材料的半導(dǎo)體襯底；由 導(dǎo)體諸如金屬或不銹鋼制成并且表面覆蓋有絕緣材料的導(dǎo)電襯底；等等。導(dǎo)電襯底被形成于襯底200的整個(gè)表面上方，然后利用由光刻法形成的抗蝕劑掩 模對(duì)導(dǎo)電層進(jìn)行選擇性蝕刻，從而可以形成柵電極202。此時(shí)，為了改善稍后形成的柵絕緣 層204對(duì)柵電極202的覆蓋性并且防止連接斷開(kāi)，優(yōu)選地以使柵電極202的端部具有錐形 形狀的方式蝕刻?hào)烹姌O202。注意，柵電極202包括使用導(dǎo)電層形成的電極和布線，諸如柵 布線。優(yōu)選使用低電阻導(dǎo)電材料諸如鋁(Al)或銅(Cu)來(lái)形成柵電極202。注意，在將 鋁用于布線和電極的情況中，當(dāng)只使用鋁時(shí)，鋁具有諸如耐熱性低和易于被腐蝕的缺點(diǎn)；因 此，鋁優(yōu)選地與耐熱導(dǎo)電材料組合使用。作為耐熱導(dǎo)電材料，可以使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹 (Nd)、和鈧(Sc)的元素，包括以上元素作為其成分的合金，包括這些元素的組合的合金膜，或者包括以上元素作為其成分的氮化物。使用此類耐熱導(dǎo)電材料形成的膜和鋁(或銅)層 疊起來(lái)，從而可以形成布線和電極。柵絕緣層204可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、 氧化鉭膜等形成。替代地，柵絕緣層204可以使用這些膜的疊層形成。可以通過(guò)濺射法等 形成為厚度為50nm到250nm(含50nm和250歷)的膜。例如，作為絕緣層204，可以通過(guò)濺 射法形成厚度為IOOnm的氧化硅膜。注意，在氧化物半導(dǎo)體層206被形成于柵絕緣層204上方之前，柵絕緣層204的表 面可以受到等離子體處理?？梢岳玫入x子體處理去除附著在柵絕緣層204的表面的灰
/K土。可以如此進(jìn)行等離子體處理，S卩將惰性氣體諸如氬(Ar)氣導(dǎo)入到真空室中，并 且對(duì)加工對(duì)象(此處是其上形成了柵絕緣層204的襯底200)施加偏置電壓，從而發(fā)生等離 子態(tài)。在此情況下，在等離子體中存在Ar的陽(yáng)離子和電子，并且Ar的陽(yáng)離子在陰極方向上 (朝襯底200 —側(cè))被加速。被加速了的Ar的陽(yáng)離子與柵絕緣層204的表面碰撞，由此利 用濺射法蝕刻?hào)沤^緣層204的表面從而被改良。作為氬氣的替代，可以使用氦氣。替代地， 等離子體處理可以在添加了氧、氫、氮、和/或其它類似氣體的氬氣氛中進(jìn)行。作為另一個(gè) 替代，等離子體處理可以在添加了 Cl2、/或其它類似氣體的氬氣氛中進(jìn)行。在某些 情況下，上述此類等離子體處理也被稱為“反向?yàn)R射”。氧化物半導(dǎo)體層206可以使用h-Ga-Si-O類非單晶膜形成。例如，通過(guò)使用包括 h、Ga、和Si的氧化物半導(dǎo)體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)的濺射，形成氧化物 半導(dǎo)體層206。例如，對(duì)于濺射可以采用下列條件襯底200和靶材之間的距離為30mm到 500mm ；壓力為0. IPa到2. OPa ；DC電源為0. 25kff到5. Okff (當(dāng)使用直徑為8英寸大小的靶
材時(shí))；以及氣氛為氬氣氛、氧氣氛、或氬和氧的混合氣氛。注意，優(yōu)選地使用脈沖DC電源，因?yàn)榭梢詼p少灰塵并且使厚度均勻。另外，在不暴 露于空氣中的前提下，執(zhí)行上述等離子體處理然后形成氧化物半導(dǎo)體層206，從而可以防止 灰塵或水分附著到柵絕緣層204和氧化物半導(dǎo)體層206之間的界面。氧化物半導(dǎo)體層206 的厚度可以為約5nm到200nm。作為上述濺射法，可以采用使用高頻電源作為濺射電源的RF濺射法、DC濺射法、 在脈沖中施加直流偏置的脈沖DC濺射法等方法。替代地，可以使用具有由彼此不同的材料制成的多個(gè)靶材的多靶材濺射裝置。在 多靶材濺射裝置中，可以在一個(gè)處理室中形成不同膜的疊層，或者可以通過(guò)濺射在一個(gè)處 理室中同時(shí)使用多種材料形成一個(gè)膜。替代地，也可以采用以下方法使用在處理室內(nèi)配置 有磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)的磁控濺射裝置的方法(磁控管濺射法)、使用由微波產(chǎn)生的等離子體的 ECR濺射法、等等。作為又一個(gè)替代，可以采用以下方法在成膜時(shí)靶材物質(zhì)和濺射氣體成 分相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以形成它們的化合物的反應(yīng)濺射法、在成膜時(shí)還對(duì)襯底施加電壓的偏 壓濺射法、等等。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層206的上方形成抗蝕劑掩模208。然后使用抗蝕劑掩模 208對(duì)氧化物半導(dǎo)體層206進(jìn)行選擇性蝕刻，從而形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210 (見(jiàn)圖1B)。此處，利用使用ΙΤ007Ν(由關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造)或者乙酸、硝酸、和磷酸的混 合溶液的濕法蝕刻去除氧化物半導(dǎo)體層206的不需要的部分來(lái)形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210。注意，在上述蝕刻之后，抗蝕劑掩模208被去除。另外，用于濕法蝕刻的蝕刻劑不只限 于上述溶液，而是只要能用所述抗蝕劑去除氧化物半導(dǎo)體層206就行。作為上述蝕刻，優(yōu)選地使用濕法蝕刻。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)濕法蝕刻可以在短時(shí)間內(nèi)均 勻地加工大的區(qū)域。注意，當(dāng)采用濕法蝕刻時(shí)，可以從蝕刻之后的廢棄溶液中收集和再利用 諸如銦的材料。另外，考慮到有效使用資源，優(yōu)選地使用濕法蝕刻作為上述蝕刻。另一方面， 即使在采用干法蝕刻時(shí)，也能夠形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210。因此，上述蝕刻并不應(yīng)排除 干法蝕刻。接下來(lái)，在島狀氧化物半導(dǎo)體層210上方形成導(dǎo)電層212(見(jiàn)圖1C)。導(dǎo)電層212能夠利用濺射法、真空蒸鍍法等方法，使用包括選自鋁(Al)、銅(Cu)、 鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、和鈧(Sc)的元素的金屬、包括任意上述 元素作為其成分的合金、或包括以上元素作為其成分的氮化物等材料來(lái)形成。注意，在導(dǎo)電 層212形成之后執(zhí)行熱處理(例如，在約200°C到600°C下的熱處理)的情況下，導(dǎo)電層212 優(yōu)選地具有給定的耐熱特性。例如，可以利用鈦膜的單層結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電層212。替代地，可以利用疊層結(jié)構(gòu)形成 導(dǎo)電層212。例如，可以利用鋁膜和鈦膜的疊層結(jié)構(gòu)來(lái)形成導(dǎo)電層212。作為又一個(gè)替代， 可以采用鈦膜、包含釹的鋁膜(Al-Nd)、和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。作為又一個(gè)替代，可以利用包含 硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)來(lái)形成導(dǎo)電層212。接下來(lái)，在導(dǎo)電層212上方形成抗蝕劑掩模2Ha、214b、和214c。然后，選擇性地 蝕刻導(dǎo)電層212以形成導(dǎo)電層216a、216b、218，并去除島狀氧化物半導(dǎo)體層210的一部分 (靠近其表面的部分)(溝道蝕刻)，以在島狀氧化物半導(dǎo)體層210中形成凹陷部分220 (見(jiàn) 圖 1D)。通過(guò)去除島狀氧化物半導(dǎo)體層210的所述一部分所形成的凹陷部分220對(duì)應(yīng)于導(dǎo) 電層216a和導(dǎo)電層216b之間的區(qū)域。因此，導(dǎo)電層216a起著晶體管的源電極和漏電極中 的一個(gè)的作用，而導(dǎo)電層216b起著源電極和漏電極中的另一個(gè)的作用。如圖ID所示，通過(guò) 去除島狀氧化物半導(dǎo)體層210的所述一部分形成了凹陷部分220，由此，導(dǎo)電層216a和導(dǎo)電 層216b被彼此無(wú)誤地電絕緣開(kāi)。另外，導(dǎo)電層218起著電連接諸如晶體管之類元件的布線 的作用。注意，在上述蝕刻之后，去除抗蝕劑掩模2Ha、214b、和214c。作為此時(shí)的蝕刻，優(yōu)選地采用干法蝕刻。通過(guò)采用干法蝕刻，與使用濕法蝕刻的情 況相比，布線結(jié)構(gòu)等可以被小型化。另外，因?yàn)椴捎酶煞ㄎg刻的蝕刻可控性高，所以可以以 高可控性進(jìn)行所述部分島狀氧化物半導(dǎo)體層210的去除(凹陷部分220的形成)。作為上述干法蝕刻，具體地，優(yōu)選采用使用包括氯的氣體的干法蝕刻。利用使用包 括氯的氣體的蝕刻，與使用無(wú)氯的氣體的情況相比，可以減小表面中的蝕刻的偏差。當(dāng)加入氧時(shí)，上述包括氯的氣體是更優(yōu)選的。這是因?yàn)?，通過(guò)使用包括氯和氧的氣 體，容易得到柵絕緣層204和島狀氧化物半導(dǎo)體層210之間的蝕刻選擇性并且還能充分減 少對(duì)柵絕緣層204的損害。注意，在此情況中，優(yōu)選地使用包括諸如氧化硅、氧氮化硅、或 氮氧化硅的硅氧化物的材料作為柵絕緣層204。另外，當(dāng)蝕刻氣體中的氧含量被設(shè)為15體 積％或更多時(shí)，島狀氧化物半導(dǎo)體層210和柵絕緣層204之間的蝕刻選擇性變大，從而可以 有效減少對(duì)柵絕緣層204的損害。
作為用于干法蝕刻的氣體，可以使用氯基氣體，諸如氯化硼(BC13)、氯化硅 (SiCl4)、或四氯化碳(CCl4)；氟基氣體，諸如四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、或 三氟甲烷(CHF3)；溴化氫(HBr)；氧氣(O2)；添加了諸如氦(He)、或氬(Ar)的稀有氣體的上 述氣體中的任意氣體；或者其它類似氣體。也可以使用氯氣(Cl2)。另外，作為用于導(dǎo)電層212的材料，優(yōu)選地使用蝕刻速率高于島狀氧化物半導(dǎo)體 層210的蝕刻速率的材料。這是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)電層212和島狀氧化物半導(dǎo)體層210被干法蝕刻 同時(shí)蝕刻時(shí)，讓?shí)u狀氧化物半導(dǎo)體層210的蝕刻速率小于導(dǎo)電層212的蝕刻速率，使得島狀 氧化物半導(dǎo)體層210可以免于被過(guò)分蝕刻。因此，可以防止氧化物半導(dǎo)體層210的消失。此后，優(yōu)選地在200°C到600°C下、典型地在300°C到500°C下執(zhí)行熱處理。此處， 在350°C下氮?dú)夥罩羞M(jìn)行1小時(shí)熱處理。通過(guò)該熱處理，對(duì)島狀氧化物半導(dǎo)體層210中所包 括的h-Ga-ai-Ο類氧化物半導(dǎo)體的原子能級(jí)進(jìn)行重新配置。該熱處理(包括光退火等) 是重要的，因?yàn)樵摕崽幚砟軌蜥尫判巫?，這種形變會(huì)打斷島狀氧化物半導(dǎo)體層210中的載 流子傳輸。注意，上述熱處理在時(shí)機(jī)上沒(méi)有特定限制，只要在氧化物半導(dǎo)體層206形成之后 執(zhí)行熱處理即可。另外，島狀氧化物半導(dǎo)體層210的暴露部分的凹陷部分220可以受到氧基團(tuán)處理 (oxygen radical treatment)。通過(guò)執(zhí)行氧基團(tuán)處理，島狀氧化物半導(dǎo)體層210為溝道形 成區(qū)的薄膜晶體管可以是正常關(guān)斷的。另外，通過(guò)執(zhí)行基團(tuán)處理，可以修復(fù)由于蝕刻造成的 對(duì)島狀氧化物半導(dǎo)體層210的損害。優(yōu)選地在如下氣氛下執(zhí)行基團(tuán)處理 氣氛A2O氣氛； 或包括氧的N2、He、或Ar氣氛等。另外，基團(tuán)處理可以在添加了 Cl2和/或CF4的上述氣氛 下執(zhí)行。注意，優(yōu)選地以不在襯底100 —側(cè)施加偏置電壓的方式來(lái)執(zhí)行基團(tuán)處理。接下來(lái)，形成保護(hù)絕緣層222以覆蓋包括柵電極202、島狀氧化物半導(dǎo)體層210、導(dǎo) 電層216a、導(dǎo)電層216b等的薄膜晶體管250(見(jiàn)圖1E)。保護(hù)絕緣層222可以通過(guò)濺射法 等方法使用包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧化鋁、或氧化鉭等材料來(lái)形成。此后，形成各種電極和布線，從而完成半導(dǎo)體器件。如上所述，在本實(shí)施方式中，利用干法蝕刻來(lái)加工起有源層作用的島狀氧化物半 導(dǎo)體層和覆蓋所述島狀氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電層，由此可以將半導(dǎo)體器件小型化并改善半 導(dǎo)體器件的性能。替代地，利用濕法蝕刻將柵絕緣層上方的氧化物半導(dǎo)體層加工成島狀氧 化物半導(dǎo)體層，從而可以改善生產(chǎn)吞吐率。換句話說(shuō)，利用濕法蝕刻執(zhí)行對(duì)柵絕緣層上方的 氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻，該蝕刻相對(duì)地不需要蝕刻可控性；而利用干法蝕刻執(zhí)行溝道蝕刻， 該蝕刻需要小型化和蝕刻可控制性，從而能夠在整個(gè)制造過(guò)程中改善生產(chǎn)吞吐率并實(shí)現(xiàn)半 導(dǎo)體器件的更高性能。另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層被加工以具有島狀形狀時(shí)采用濕法蝕刻，并 且氧化物半導(dǎo)體層中所包括的材料諸如銦被從蝕刻之后的廢棄溶液中收集和再利用，使得 資源可以被有效使用并且成本可以被降低。根據(jù)本實(shí)施方式，可以以低成本提供具有高特性的半導(dǎo)體器件。注意，本實(shí)施方式 可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式2]在本實(shí)施方式中，結(jié)合

與上述實(shí)施方式的方法不同的用于制造半導(dǎo)體器 件的方法。注意，本實(shí)施方式中，用于制造半導(dǎo)體器件的方法的很多步驟與實(shí)施方式1中的 步驟相同。因此省略對(duì)相同步驟的重復(fù)說(shuō)明，并在下文中對(duì)與實(shí)施方式1中不同的步驟作出說(shuō)明。首先，在具有絕緣表面的襯底200的上方形成柵電極202，然后，在柵電極202上 方形成柵絕緣層204。此后，在其上層疊氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207(見(jiàn)圖 2A)。柵電極202、柵絕緣層204、和氧化物半導(dǎo)體層206的材料和制造方法可以參考實(shí) 施方式1。氧化物半導(dǎo)體層207可以使用h-Ga-Si-O類非單晶膜形成。例如，可以利用使用 包括In、Ga、和Si的氧化物半導(dǎo)體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)的濺射法，在 氧化物半導(dǎo)體層206上方形成氧化物半導(dǎo)體層207。此時(shí)，優(yōu)選地，氧化物半導(dǎo)體層207被 連續(xù)形成使得氧化物半導(dǎo)體層206不被暴露于空氣中。注意，氧化物半導(dǎo)體層207可以使用用于形成氧化物半導(dǎo)體層206的靶材 (In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)。作為濺射條件，例如，溫度可以為20°C到100°C，壓 力可以為0. IPa到2.0Pa，功率可以為250W到3kW(在Φ為8英寸的情況下)。另夕卜，以 40sccm的流速導(dǎo)入氬氣。通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂瓢胁牡某煞直然蚱渌鼮R射成形條件，可以控制晶 粒的有無(wú)、密度等。晶粒的直徑可以為約Inm到lOnm。氧化物半導(dǎo)體層207的厚度可以約 為2nm到20nm。不用說(shuō)，當(dāng)晶粒被包括在膜中時(shí)，晶粒的尺寸不會(huì)超過(guò)膜的厚度。此處，優(yōu)選地，氧化物半導(dǎo)體層206的形成條件不同于氧化物半導(dǎo)體層207的形成 條件。例如，在氧化物半導(dǎo)體層206的形成條件中的氧氣對(duì)氬氣的流速比大于在氧化物半 導(dǎo)體層207的形成條件中的氧氣對(duì)氬氣的流速比。具體地，對(duì)于氧化物半導(dǎo)體層207的形 成條件，采用稀有氣體(氬、氦等)氣氛，或者包括10%或更少的氧氣和90%或更多的稀有 氣體的氣氛。對(duì)于氧化物半導(dǎo)體層206的形成條件，采用氧氣氣氛，或者氧氣對(duì)稀有氣體的 流速比為1或更大的氣氛。注意，氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207可以使用不同的材料形成。接下來(lái)，在氧化物半導(dǎo)體層207上方形成抗蝕劑掩模208，并使用抗蝕劑掩模208 選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207，從而形成島狀氧化物半導(dǎo)體層 210和島狀氧化物半導(dǎo)體層211 (見(jiàn)圖2B)。此處，利用使用ΙΤ007Ν(由關(guān)東化學(xué)株式會(huì)社制造)或者乙酸、硝酸、和磷酸的混 合溶液的濕法蝕刻來(lái)去除氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207的不需要的部分，從 而形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210和島狀氧化物半導(dǎo)體層211。注意，在上述蝕刻之后，去除 抗蝕劑掩模208。另外，用于濕法蝕刻的蝕刻劑不只限于上述溶液，而是只要能用所述抗蝕 劑去除氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207就行。作為上述蝕刻，優(yōu)選地使用濕法蝕刻。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)濕法蝕刻可以在短時(shí)間內(nèi)均 勻地加工大的區(qū)域。注意，當(dāng)采用濕法蝕刻時(shí)，材料諸如銦可以被從蝕刻之后的廢棄溶液中 收集和再利用。另外，考慮到有效使用資源，濕法蝕刻被優(yōu)選地用作上述蝕刻。另一方面， 即使當(dāng)采用干法蝕刻時(shí)，也能夠形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210和島狀氧化物半導(dǎo)體層211。 因此，上述蝕刻不應(yīng)排除干法蝕刻。接下來(lái)，在島狀氧化物半導(dǎo)體層211上方形成導(dǎo)電層212(見(jiàn)圖2C)。導(dǎo)電層212 的材料和制造方法可以參考實(shí)施方式1。接下來(lái)，在導(dǎo)電層212上方形成抗蝕劑掩模2Ha、214b、和2Hc。然后，選擇性地蝕刻導(dǎo)電層212以形成導(dǎo)電層216a、216b、和218 ；與此同時(shí)，蝕刻島狀氧化物半導(dǎo)體層211 以形成高導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 和215b，并去除島狀氧化物半導(dǎo)體層210的一部分(靠 近其表面的部分)(溝道蝕刻)(見(jiàn)圖2D)。由去除島狀氧化物半導(dǎo)體層210的所述一部分所形成的凹陷部分220對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電 層216a和導(dǎo)電層216b之間的區(qū)域，該區(qū)域也在高導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 和高導(dǎo)電率的 半導(dǎo)體區(qū)域21 之間。因此，導(dǎo)電層216a起晶體管的源電極和漏電極中的一個(gè)的作用，而 導(dǎo)電層216b起源電極和漏電極中的另一個(gè)的作用。注意，在上述蝕刻之后，去除抗蝕劑掩模2Ha、214b、和214c。作為此時(shí)的蝕刻，優(yōu)選地采用干法蝕刻。通過(guò)采用干法蝕刻，與使用濕法蝕刻的情 況相比，布線結(jié)構(gòu)等可以被小型化。另外，因?yàn)椴捎酶煞ㄎg刻的蝕刻可控性高，所以可以以 高可控性進(jìn)行島狀氧化物半導(dǎo)體層210的所述一部分的去除(凹陷部分220的形成)。作為上述干法蝕刻，具體地，優(yōu)選采用使用包括氯的氣體的干法蝕刻。通過(guò)使用包 括氯的氣體的蝕刻，與使用無(wú)氯的氣體的情況相比，可以減小表面中的蝕刻的偏差。上述包括氯的氣體當(dāng)加入氧時(shí)是更優(yōu)選的。這是因?yàn)?，通過(guò)使用包括氯和氧的氣 體，容易得到柵絕緣層204和島狀氧化物半導(dǎo)體層210(還有島狀氧化物半導(dǎo)體層211)之 間的蝕刻選擇性并且還能充分減少對(duì)柵絕緣層204的損害。注意，在此情況中，包括諸如氧 化硅、氧氮化硅、或氮氧化硅的硅氧化物的材料被優(yōu)選地用作柵絕緣層204。另外，當(dāng)蝕刻氣 體中的氧氣含量被設(shè)為15體積％或更多時(shí)，島狀氧化物半導(dǎo)體層210和柵絕緣層204之間 的蝕刻選擇性變大，從而可以有效減少對(duì)柵絕緣層204的損害。作為用于干法蝕刻的氣體，可以使用氯基氣體，諸如氯化硼(BC13)、氯化硅 (SiCl4)、或四氯化碳(CCl4)；氟基氣體，諸如四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、或 三氟甲烷(CHF3)；溴化氫(HBr)；氧(O2)；添加了諸如氦(He)、或氬(Ar)的稀有氣體的上述 氣體中的任意氣體；或者其它類似氣體。也可以使用氯氣(Cl2)。另外，作為用于導(dǎo)電層212的材料，優(yōu)選地使用蝕刻速率高于島狀氧化物半導(dǎo)體 層210和島狀氧化物半導(dǎo)體層211的蝕刻速率的材料。這是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)電層212、島狀氧化 物半導(dǎo)體層210、和島狀氧化物半導(dǎo)體層211被干法蝕刻同時(shí)蝕刻時(shí)，使島狀氧化物半導(dǎo)體 層210的蝕刻速率和島狀氧化物半導(dǎo)體層211的蝕刻速率小于導(dǎo)電層212的蝕刻速率，使 得島狀氧化物半導(dǎo)體層210可以免于被過(guò)分蝕刻。具體地，當(dāng)配置了蝕刻速率小于導(dǎo)電層 212的蝕刻速率的島狀氧化物半導(dǎo)體層211時(shí)，可以有效地防止島狀氧化物半導(dǎo)體層210被 過(guò)分蝕刻。優(yōu)選地，島狀氧化物半導(dǎo)體層211的蝕刻速率高于島狀氧化物半導(dǎo)體層210的蝕 刻速率，這是因?yàn)檫@有利于高導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 和高導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 之 間的分離以及所述部分島狀氧化物半導(dǎo)體層210的去除。此后，優(yōu)選地，在200°C到600°C下、典型在300°C到500°C下執(zhí)行熱處理。另外，島
狀氧化物半導(dǎo)體層210的暴露部分的凹陷部分220可以受到氧基處理。其細(xì)節(jié)可以參考實(shí) 施方式1。接下來(lái)，形成保護(hù)絕緣層222以覆蓋包括柵電極202、島狀氧化物半導(dǎo)體層210、島 狀氧化物半導(dǎo)體層211、導(dǎo)電層216a、導(dǎo)電層216b等的薄膜晶體管250(見(jiàn)圖2E)。保護(hù)絕 緣層222可以通過(guò)濺射法等方法使用包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧化鋁、或氧化鉭等的材料形成。此后，形成各種電極和布線，從而完成半導(dǎo)體器件。如上所述，在本實(shí)施方式中，利用干法蝕刻來(lái)加工起有源層作用的島狀氧化物半 導(dǎo)體層和覆蓋所述島狀氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電層，由此可以將半導(dǎo)體器件小型化并改善半 導(dǎo)體器件的性能。替代地，利用濕法蝕刻將柵絕緣層上方的氧化物半導(dǎo)體層加工成島狀氧 化物半導(dǎo)體層，從而可以改善生產(chǎn)吞吐率。換句話說(shuō)，利用濕法蝕刻執(zhí)行對(duì)柵絕緣層上方的 氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻，該蝕刻相對(duì)地不需要蝕刻可控性；而利用干法蝕刻執(zhí)行溝道蝕刻， 該蝕刻需要小型化和蝕刻可控制性，從而能夠在整個(gè)制造過(guò)程中改善生產(chǎn)吞吐率并實(shí)現(xiàn)半 導(dǎo)體器件的更高性能。另外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層被加工以具有島狀形狀時(shí)采用濕法蝕刻，并 且氧化物半導(dǎo)體層中所包括的材料諸如銦被從蝕刻之后的廢棄溶液中收集和再利用，使得 資源可以被有效使用并且成本可以被降低。另外，在本實(shí)施方式中，在島狀氧化物半導(dǎo)體層210和導(dǎo)電層216a之間形成了高 導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 ，并且在島狀氧化物半導(dǎo)體層210和導(dǎo)電層216b之間形成了高導(dǎo) 電率的半導(dǎo)體區(qū)域21恥。注意，本實(shí)施方式說(shuō)明了在氧化物半導(dǎo)體層206上方形成氧化物半導(dǎo)體層207然 后同時(shí)加工氧化物半導(dǎo)體層206和氧化物半導(dǎo)體層207的情況；然而，本實(shí)施方式并不只限 于該制造順序。例如，可以采用下列工藝形成氧化物半導(dǎo)體層206(見(jiàn)圖3A)然后將其加 工成島狀氧化物半導(dǎo)體層210 (見(jiàn)圖;3B)；接著，形成氧化物半導(dǎo)體層207和導(dǎo)電層212以覆 蓋島狀氧化物半導(dǎo)體層210 (見(jiàn)圖3C)；以及同時(shí)加工氧化物半導(dǎo)體層207和導(dǎo)電層212 (見(jiàn) 圖3D和3E)。在該情況中，在蝕刻導(dǎo)電層212時(shí)可以減小對(duì)柵絕緣層204的所要暴露的部 分的損害。具體地，當(dāng)配置了蝕刻速率小于導(dǎo)電層212的蝕刻速率的氧化物半導(dǎo)體層207 時(shí)，可以有效減小對(duì)柵絕緣層204的所要暴露的部分的損害。根據(jù)本實(shí)施方式，可以以低成本提供具有高特性的半導(dǎo)體器件。注意，本實(shí)施方式 可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式3]在本實(shí)施方式中，結(jié)合

用于制造顯示裝置的方法，該顯示裝置是半導(dǎo)體 器件的使用方式的示例。注意，本實(shí)施方式中所述的制造方法的很多步驟與實(shí)施方式1或 實(shí)施方式2中的那些步驟相同。因此省略對(duì)相同步驟的重復(fù)說(shuō)明，并在下文中對(duì)與實(shí)施方 式1或?qū)嵤┓绞?中不同的步驟進(jìn)行說(shuō)明。注意，在以下說(shuō)明中，圖5A到5C和圖6A到6C 為截面視圖，而圖7、圖8、圖9、和圖10為俯視圖。首先，在具有絕緣表面的襯底200上方形成布線和電極(包括柵電極202、電容布 線108、和第一端子121的柵布線)(見(jiàn)圖5A和圖7)。電容布線108和第一端子121可以被同時(shí)并使用與柵電極202相同的材料形成。 注意，柵電極202的材料和制造方法可以參考實(shí)施方式1。接下來(lái)，在柵電極202的上方，隔著柵絕緣層204，形成島狀氧化物半導(dǎo)體層210和 島狀氧化物半導(dǎo)體層211 (見(jiàn)圖5B和圖8)。島狀氧化物半導(dǎo)體層210和島狀氧化物半導(dǎo)體 層211的材料和制造方法可以參考實(shí)施方式1和2。接下來(lái)，在柵絕緣層204中形成接觸孔213使得第一端子121被暴露。此后，形 成導(dǎo)電層212形成以覆蓋柵絕緣層204、島狀氧化物半導(dǎo)體層210、和島狀氧化物半導(dǎo)體層211(見(jiàn)圖 5C)。導(dǎo)電層212的材料和制造方法可以參考實(shí)施方式1。注意在本實(shí)施方式中，導(dǎo)電層 212和第一端子121經(jīng)由接觸孔213相互電連接。接下來(lái)，在導(dǎo)電層212上方形成抗蝕劑掩模214。然后，選擇性地蝕刻導(dǎo)電層212 以形成導(dǎo)電層216a和216b、連接電極120、和第二端子122。與此同時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層211 被蝕刻以形成高導(dǎo)電率的半導(dǎo)體區(qū)域21 和21 ，并且島狀氧化物半導(dǎo)體層210地一部分 (靠近其表面的部分)被去除以在氧化物半導(dǎo)體層210中形成凹陷部分220 (見(jiàn)圖6A和圖 9)?？梢孕纬傻诙俗?22以電連接到源布線(包括導(dǎo)電層216a或?qū)щ妼?16b的源 布線)。另外，可以形成連接電極120以經(jīng)由形成于柵絕緣層204中的接觸孔213直接連接 到第一端子121。作為此時(shí)的蝕刻，優(yōu)選地采用干法蝕刻。通過(guò)采用干法蝕刻，與使用濕法蝕刻的情 況相比，布線結(jié)構(gòu)等可以被小型化。另外，因?yàn)椴捎酶煞ㄎg刻的蝕刻可控性高，所以可以以 高可控性進(jìn)行島狀氧化物半導(dǎo)體層210的所述一部分的去除(凹陷部分220的形成)。注 意，用于干法蝕刻的氣體等可以參考上述實(shí)施方式。此后，優(yōu)選地在200°C到600°C下、典型地在300°C到500°C下執(zhí)行熱處理。此處， 在350°C下在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行1小時(shí)熱處理。通過(guò)該熱處理，對(duì)島狀氧化物半導(dǎo)體層210中所 包括的h-Ga-ai-Ο類氧化物半導(dǎo)體的原子能級(jí)進(jìn)行重新排列。該熱處理(包括光退火) 是有效的，因?yàn)樵摕崽幚砟軌蚪獬巫?，這種形變會(huì)打斷載流子的傳輸。注意，上述熱處理 在時(shí)機(jī)上沒(méi)有特定限制，只要在氧化物半導(dǎo)體層211形成之后執(zhí)行熱處理即可。例如，熱處 理可以在形成像素電極之后進(jìn)行。另外，島狀氧化物半導(dǎo)體層210的暴露部分可以受到氧基團(tuán)處理。通過(guò)執(zhí)行氧基 團(tuán)處理，島狀氧化物半導(dǎo)體層210是溝道形成區(qū)的薄膜晶體管可以是正常關(guān)斷的。另外，通 過(guò)執(zhí)行基團(tuán)處理，可以修復(fù)由于蝕刻造成的對(duì)島狀氧化物半導(dǎo)體層210的損害。優(yōu)選地在 O2氣氛或N2O氣氛下、或優(yōu)選地在包括氧的N2、He、或Ar氣氛下執(zhí)行基團(tuán)處理。另外，基團(tuán) 處理可以在添加了 Cl2和/或CF4的上述氣氛下執(zhí)行。接下來(lái)，去除抗蝕劑掩模214，然后，形成保護(hù)絕緣層222以覆蓋薄膜晶體管250。 選擇性地蝕刻保護(hù)絕緣層222，從而形成到達(dá)導(dǎo)電層216b的接觸孔125、到達(dá)連接電極120 的接觸孔126、和到達(dá)第二端子122的接觸孔127(見(jiàn)圖6B)。此后，形成電連接到導(dǎo)電層216的透明導(dǎo)電層110、電連接到連接電極120的透明 導(dǎo)電層128、和電連接到第二端子122的透明導(dǎo)電層129(見(jiàn)圖6C和圖10)。透明導(dǎo)電層110起像素電極的作用。透明導(dǎo)電層1 和1 用作用于與FPC的連 接的電極或布線。具體地，形成于連接電極120上方的透明導(dǎo)電層1 可以被用作起柵布 線的輸入端子的作用的連接端子電極。形成于第二端子122上方的透明導(dǎo)電層1 可以被 用作起源布線的輸入端子的作用的連接端子電極。另外，電容布線108、柵絕緣層204、保護(hù)絕緣層222、和透明導(dǎo)電層110可以構(gòu)成存 儲(chǔ)電容。在該情況中，電容布線108和透明導(dǎo)電層110用作電極，而柵絕緣層204和保護(hù)絕 緣層222用作電介質(zhì)。透明導(dǎo)電層110、128、和1 可以利用濺射法、真空蒸鍍法等方法，使用氧化銦(In2O3)、氧化銦和氧化錫的合金(In2O3-SnO2，在下文中縮寫(xiě)為ΙΤ0)、氧化銦和氧化鋅的合金 (In2O3-ZnO)等材料形成。例如，形成透明導(dǎo)電膜，然后在透明導(dǎo)電薄膜上方形成抗蝕劑膜。 然后，利用蝕刻來(lái)去除不需要的部分，從而可以形成透明導(dǎo)電層110、1觀和129。圖IlAl和11A2分別為柵布線的端子部分的截面圖和俯視圖。圖IlAl對(duì)應(yīng)于沿 圖11A2中C1-C2線截取的截面圖。在圖IlAl中，形成于保護(hù)絕緣層222上方的透明導(dǎo)電 層1 為起輸入端子的作用的連接端子電極。另外，在圖IlAl中，材料與柵布線的材料相 同的第一端子121、和材料與源布線的材料相同的連接電極120隔著柵絕緣層204彼此重 疊，并在端子部分處彼此直接接觸以導(dǎo)通。另外，連接電極120和透明導(dǎo)電層1 經(jīng)由形成 于保護(hù)絕緣層222中的接觸孔彼此直接接觸并導(dǎo)通。圖IlBl和11B2分別為源布線的端子部分的截面圖和俯視圖。圖IlBl對(duì)應(yīng)于沿 圖11B2中D1-D2線截取的截面圖。在圖IlBl中，形成于保護(hù)絕緣層222上方的透明導(dǎo)電層 1 為起輸入端子的作用的連接端子電極。另外，圖IlBl表示了將材料與柵布線的材料相 同的電極156設(shè)置于電連接到源布線的第二端子122的下方并且在端子部分處隔著柵絕緣 層204與第二端子122重疊。電極156不被電連接到第二端子122。如果電極156被設(shè)為 電位與第二端子122的電位不同，例如，懸浮、GND、或OV等，那么可以形成有助于對(duì)抗噪聲 或靜電的電容。另外，第二端子122被電連接到透明導(dǎo)電層129，其間夾著保護(hù)絕緣層222。根據(jù)像素密度，配置多個(gè)柵布線、源布線、和電容布線。另外，包括具有與柵布線相 同電位的第一端子、具有與源布線相同電位的第二端子、以及具有與電容布線相同電位的 第三端子等的多個(gè)端子被配置在端子部分處。端子的相應(yīng)的數(shù)量可以是由實(shí)施者適當(dāng)設(shè)置 的給定數(shù)量。經(jīng)過(guò)上述工藝，可以用六個(gè)光掩模完成諸如η溝道底柵型薄膜晶體管和存儲(chǔ)電容 的元件。另外，這些元件被排列成矩陣以對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素，由此可以得到用于制造有源矩陣 顯示裝置的襯底。在本說(shuō)明書(shū)中，為了方便，將此類襯底稱為有源矩陣襯底。為了制造有源矩陣液晶顯示裝置，在有源矩陣襯底和配置有對(duì)置電極(counter electrode)的對(duì)置襯底(counter substrate)之間形成液晶層，然后，將有源矩陣襯底和 對(duì)置襯底固定。注意，電連接到為對(duì)置襯底配置的對(duì)置電極的公共電極被形成于有源矩陣 襯底的上方。電連接到公共電極的第四端子被形成于端子部分處。該第四端子被用作將公 共電極設(shè)定成具有固定電位、例如GND或OV的端子。本發(fā)明實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)不限于圖10中的像素結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的另一個(gè)示例如圖 12所示。圖12表示了一種結(jié)構(gòu)，其中像素電極和相鄰像素的柵布線用作電極，而保護(hù)絕緣 層和柵絕緣層用作電介質(zhì)，從而形成無(wú)電容布線的存儲(chǔ)電容。在該情況中，可以省略電容布 線和連接到電容布線的第三端子。注意，本實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式4]在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明在顯示裝置中，驅(qū)動(dòng)電路的至少一部分和要暴露于像素 部分中的薄膜晶體管被形成在一個(gè)襯底的上方的示例。根據(jù)實(shí)施方式3形成要暴露于像素部分中的薄膜晶體管。另外，實(shí)施方式3中所 述的薄膜晶體管為η溝道TFT。這樣，驅(qū)動(dòng)電路中能夠使用η溝道TFT形成的驅(qū)動(dòng)電路的一 部分被形成于與像素部分的薄膜晶體管相同的襯底上。
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圖14A為框圖示例，表示了作為顯示裝置的示例的有源矩陣液晶顯示裝置。圖14A 所示的顯示裝置在襯底5300上方包括像素部分5301，其包括每個(gè)都配置有顯示元件的多 個(gè)像素；掃描線驅(qū)動(dòng)電路5302，其選擇像素；和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路5303，其控制輸入到所選像 素的視頻信號(hào)。另外，實(shí)施方式3中所述的薄膜晶體管為η溝道TFT，并結(jié)合圖15說(shuō)明了包括η溝 道TFT的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。圖15中所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)IC 5601、開(kāi)關(guān)組5602_1到5602_Μ、第 一布線5611、第二布線5612、第三布線5613、和布線5621_1到5621_Μ。開(kāi)關(guān)組5602_1到 5602_Μ中的每一個(gè)都包括第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b、和第三薄膜晶體 管 5603c。驅(qū)動(dòng)IC 5601被連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613、和布線 5621_1到5621_M。開(kāi)關(guān)組5602_1到5602_M中的每一個(gè)都被連接到第一布線5611、第二 布線5612、和第三布線5613，并且開(kāi)關(guān)組5602_1到5602_M分別被連接到布線5621_1到 5621_M。布線5621_1到5621_M中的每一個(gè)都通過(guò)第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管 5603b、和第三薄膜晶體管5603c被連接到三根信號(hào)線(信號(hào)線Sm_2、信號(hào)線Sm_l、和信號(hào) 線Sm(m = 3M))。例如，第J列的布線5621_J(布線5621_1到5621_M中的任意一個(gè))通過(guò) 開(kāi)關(guān)組5602_J中所包括的第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b、和第三薄膜晶體 管5603c被連接到信號(hào)線Sj-2、信號(hào)線Sj-Ι、和信號(hào)線Sj (j = 3J)。信號(hào)被輸入到第一布線5611、第二布線5612、和第三布線5613中的每一個(gè)。注意，驅(qū)動(dòng)IC 5601優(yōu)選地使用單晶半導(dǎo)體形成。開(kāi)關(guān)組5602_1到5602_M被優(yōu) 選地形成于與像素部分相同的襯底上。因此，驅(qū)動(dòng)IC5601和開(kāi)關(guān)組合5602_1到5602_皿被 優(yōu)選地經(jīng)由FPC等連接起來(lái)。替代地，驅(qū)動(dòng)IC 5601可以使用通過(guò)諸如焊接法的方法形成 在與像素部分相同的襯底上的單晶半導(dǎo)體形成。接下來(lái)，結(jié)合圖I6的時(shí)序圖說(shuō)明圖15所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的操作。圖16的時(shí) 序圖表示了選中第i級(jí)的掃描線Gi的情況。第i級(jí)的掃描線Gi的選擇周期被劃分成第一 子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2、和第三子選擇周期T3。另外，即使當(dāng)選中另一級(jí)的掃描 線時(shí)，圖15中的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路也如圖16所示那樣操作。注意，圖16的時(shí)序圖表示了第J列中的布線5621_J分別通過(guò)第一薄膜晶體管 5603a、第二薄膜晶體管5603b、和第三薄膜晶體管5603c被連接到信號(hào)線Sj-2、信號(hào)線 Sj-Ι、和信號(hào)線Sj的情況。圖16的時(shí)序圖表示了第i級(jí)的掃描線Gi被選中的時(shí)序，第一薄膜晶體管5603a 的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5703a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5703b、第三薄膜晶體 管5603c的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5703c、和輸入到第J列的布線5621_J的信號(hào)5721_J。在第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2、和第三子選擇周期T3中，不同的視頻 信號(hào)被輸入到布線5621_1到5621_M。例如，在第一子選擇周期Tl中輸入到布線5621_J的 視頻信號(hào)被輸入到信號(hào)線Sj-2，在第二子選擇周期T2中輸入到布線5621J的視頻信號(hào)被 輸入到信號(hào)線Sj-Ι，而在第三子選擇周期T3中輸入到布線5621_J的視頻信號(hào)被輸入到信 號(hào)線Sj。另外，在第一子選擇周期Tl、第二子選擇周期T2、和第三子選擇周期T3中，輸入到 布線5621_J的視頻信號(hào)被分別用Data_j-2、DataJ-I、和DataJ標(biāo)記。
如圖16所示，在第一子選擇周期Tl中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，而第二薄膜 晶體管560 和第三薄膜晶體管5603c關(guān)斷。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-2經(jīng)由 第一薄膜晶體管5603a被輸入到信號(hào)線Sj-2。在第二子選擇周期T2中，第二薄膜晶體管 5603b導(dǎo)通，而第一薄膜晶體管5603a和第三薄膜晶體管5603c關(guān)斷。此時(shí)，輸入到布線 5621_J的DataJ-I經(jīng)由第二薄膜晶體管560 被輸入到信號(hào)線Sj_L·在第三子選擇周期 T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，而第一薄膜晶體管5603a和第二薄膜晶體管560 關(guān) 斷。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ經(jīng)由第三薄膜晶體管5603c被輸入到信號(hào)線Sj。如上所述，在圖15的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)將柵選擇周期一分為三，能夠在一 個(gè)柵選擇周期中將視頻信號(hào)從一根布線5621輸入到三根信號(hào)線。因此，在圖15的信號(hào)線 驅(qū)動(dòng)電路中，配置有驅(qū)動(dòng)IC5601的襯底和配置有像素部分的襯底的連接的數(shù)量可以約為 信號(hào)線的數(shù)量的1/3。通過(guò)將連接數(shù)量減少到信號(hào)線數(shù)量的約1/3，從而可以改善圖15的 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的可靠性、成品率等。注意，在薄膜晶體管的排列、數(shù)量、以及驅(qū)動(dòng)方法等方面沒(méi)有特定限制，只要如圖 15所示那樣將一個(gè)柵選擇周期劃分為多個(gè)子選擇周期并且視頻信號(hào)在各個(gè)子選擇周期中 被從一根布線輸入到多根信號(hào)線即可。例如，當(dāng)視頻信號(hào)在三個(gè)或更多個(gè)子選擇周期中的每一個(gè)中被從一根布線輸入到 三根或更多信號(hào)線中的每一根時(shí)，只需要增加薄膜晶體管和用于控制薄膜晶體管的布線。 注意當(dāng)一個(gè)柵選擇周期被劃分為四個(gè)或更多個(gè)子選擇周期時(shí)，一個(gè)子選擇周期變得更短。 因此，一個(gè)柵選擇周期被優(yōu)選地被劃分為兩個(gè)或三個(gè)子選擇周期。又例如，如圖17的時(shí)序圖所示，一個(gè)選擇周期可以被劃分成預(yù)充電周期Tp、第一 子選擇周期Tl、第二子選擇周期Τ2、和第三子選擇周期Τ3。圖17所示的時(shí)序圖表示了第i 級(jí)的掃描線Gi被選中的定時(shí)、第一薄膜晶體管5603a的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5803a、第二薄膜 晶體管5603b的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5803b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通/關(guān)斷定時(shí)5803c、 和輸入到第J列的布線5621_J的信號(hào)5821_J。如圖17所示，第一薄膜晶體管5603a、第二 薄膜晶體管5603b、和第三薄膜晶體管5603c在預(yù)充電周期Tp中導(dǎo)通。此時(shí)，輸入到布線 5621_J的預(yù)充電壓Vp分別經(jīng)由第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b、和第三薄膜 晶體管5603c被輸入到信號(hào)線Sj-2、信號(hào)線Sj-Ι、和信號(hào)線Sj。在第一子選擇周期Tl中， 第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，而第二薄膜晶體管560 和第三薄膜晶體管5603c關(guān)斷。此 時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-2經(jīng)由第一薄膜晶體管5603a被輸入到信號(hào)線Sj-2。在 第二子選擇周期T2中，第二薄膜晶體管560 導(dǎo)通，而第一薄膜晶體管5603a和第三薄膜 晶體管5603c關(guān)斷。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-I經(jīng)由第二薄膜晶體管560 被 輸入到信號(hào)線Sj-I。在第三子選擇周期T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，而第一薄膜晶 體管5603a和第二薄膜晶體管560 關(guān)斷。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ經(jīng)由第三 薄膜晶體管5603c被輸入到信號(hào)線Sj。如上所述，在應(yīng)用了圖17的時(shí)序圖的如圖15所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路中，可以將視 頻信號(hào)高速寫(xiě)入像素，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)在子選擇周期之前提供預(yù)充電選擇周期將信號(hào)線預(yù)充 電。注意，圖17中與圖16相似的部分用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注，并省略了對(duì)相似部分和具有 相似功能的部分的詳細(xì)說(shuō)明。下面，說(shuō)明掃描線驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動(dòng)電路包括移位寄存器和緩沖器。另外，在有些情況中，掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以包括電平轉(zhuǎn)換器。在掃描線驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)時(shí)鐘信 號(hào)(CLK)和啟動(dòng)脈沖信號(hào)(SP)被輸入到移位寄存器中時(shí)，生成選擇信號(hào)。所生成的選擇信 號(hào)被緩沖器緩沖和放大，所得的信號(hào)被提供給相應(yīng)的掃描線。一行像素中的晶體管的柵電 極被連接到掃描線。另外，因?yàn)橐恍邢袼刂械木w管的柵電極必須被同時(shí)開(kāi)啟，所以使用可 以提供大電流的緩沖器。結(jié)合圖18和圖19說(shuō)明用于掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分的移位寄存器的一個(gè)模式。圖18表示了移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖18所示的移位寄存器包括多個(gè)觸發(fā)器， 即觸發(fā)器5701_1到5701_n。另外，通過(guò)輸入第一時(shí)鐘信號(hào)、第二時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)脈沖信號(hào)、 和復(fù)位信號(hào)來(lái)操作移位寄存器。下面說(shuō)明圖18所示的移位寄存器的連接關(guān)系。第一級(jí)的觸發(fā)器5701_1被連接 到第一布線5711、第二布線5712、第四布線5714、第五布線5715、第七布線5717_1、和第七 布線5717_2。第二級(jí)的觸發(fā)器5701_2被連接到第三布線5713、第四布線5714、第五布線 5715、第七布線5717_1、5717_2、和第七布線5717_3。以相似方式，第i級(jí)的觸發(fā)器5701_i (觸發(fā)器5701_1到觸發(fā)器5701_n中的任意 一個(gè))被連接到第二布線5712和第三布線5713之一、第四布線5714、第五布線5715、第七 布線5717_i-l、第七布線5717_i、和第七布線5717」+1。此處，當(dāng)“ i ”為奇數(shù)時(shí)，第i級(jí)的 觸發(fā)器5701」被連接到第二布線5712 ；當(dāng)“i”為偶數(shù)時(shí)，第i級(jí)的觸發(fā)器5701」被連接 到第三布線5713。第η級(jí)的觸發(fā)器5701_η被連接到第二布線5712和第三布線5713之一、第四布線 5714、第五布線5715、第七布線5717_η_1、第七布線5717_η、和第六布線5716。注意，第一布線5711、第二布線5712、第三布線5713、和第六布線5716可以分別被 稱為第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、第三信號(hào)線、和第四信號(hào)線。第四布線5714和第五布線5715 可以分別被稱為第一電源線和第二電源線。接下來(lái)，圖19表示了圖18所示的觸發(fā)器的細(xì)節(jié)。圖19所示的觸發(fā)器包括第一薄 膜晶體管5571、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管5574、第五薄 膜晶體管5575、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577、和第八薄膜晶體管5578。第 一薄膜晶體管陽(yáng)71、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管5574、第 五薄膜晶體管陽(yáng)75、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577、和第八薄膜晶體管5578 中的每一個(gè)都是η溝道晶體管并在柵-源電壓(Vgs)超過(guò)閾值電壓(Vth)時(shí)導(dǎo)通。另外，圖19所示的觸發(fā)器包括第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503、第四 布線5504、第五布線5505、和第六布線5506。注意，雖然此處所有薄膜晶體管都為增強(qiáng)型η溝道晶體管，但是本發(fā)明并不限于 此。例如，驅(qū)動(dòng)電路可以用耗盡型η溝道晶體管。接下來(lái)，下文將說(shuō)明圖18所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)。第一薄膜晶體管5571的第一電極(源電極和漏電極中的一個(gè))被連接到第四布 線5504。第一薄膜晶體管5571的第二電極(源電極和漏電極中的另一個(gè))被連接到第三 布線5503。第二薄膜晶體管5572的第一電極被連接到第六布線5506而第二薄膜晶體管5572 的第二電極被連接到第三布線陽(yáng)03。
第三薄膜晶體管5573的第一電極和柵電極被連接到第五布線5505而第三薄膜晶 體管5573的第二電極被連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第四薄膜晶體管5574的第一電極被連接到第六布線5506，第四薄膜晶體管5574 的柵電極被連接到第一薄膜晶體管陽(yáng)71的柵電極，而第四薄膜晶體管5574的第二電極被 連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第五薄膜晶體管5575的第一電極被連接到第五布線5505，第五薄膜晶體管5575 的柵電極被連接到第一布線5501，而第五薄膜晶體管5575的第二電極被連接到第一薄膜 晶體管5571的柵電極。第六薄膜晶體管5576的第一電極被連接到第六布線5506，第六薄膜晶體管5576 的柵電極被連接到第二薄膜晶體管陽(yáng)72的柵電極，而第六薄膜晶體管5576的第二電極被 連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第七薄膜晶體管5577的第一電極被連接到第六布線5506，第七薄膜晶體管5577 的柵電極被連接到第二布線5502，而第七薄膜晶體管5577的第二電極被連接到第一薄膜 晶體管5571的柵電極。第八薄膜晶體管5578的第一電極被連接到第六布線5506，第八薄膜晶體管5578 的柵電極被連接到第一布線5501，而第八薄膜晶體管5578的第二電極被連接到第二薄膜 晶體管5572的柵電極。注意，連接了第一薄膜晶體管5571的柵電極、第四薄膜晶體管5574的柵電極、第 五薄膜晶體管陽(yáng)75的第二電極、第六薄膜晶體管5576的第二電極、和第七薄膜晶體管5577 的第二電極的點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)陽(yáng)43。連接了第二薄膜晶體管5572的柵電極、第三薄膜晶體管 5573的第二電極、第四薄膜晶體管5574的第二電極、第六薄膜晶體管5576的柵電極、和第 八薄膜晶體管陽(yáng)78的第二電極的點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)5544。注意，第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503、和第四布線5504可以分別被
稱為第一信號(hào)線、第二信號(hào)線、第三信號(hào)線、和第四信號(hào)線。第五信號(hào)線陽(yáng)05和第六信號(hào)線 5506可以分別被稱為第一電源線和第二電源線。在第i級(jí)的觸發(fā)器5701」中，圖19中的第一布線5501被連接到圖18中的第七 布線5717」-1。圖19中的第二布線5502被連接到圖18中的第七布線5717」+1。圖19 中的第三布線5503被連接到圖18中的第七布線5717」。圖19中的第六布線5506被連接 到第五布線5715。如果“ i ”為奇數(shù)，那么圖19中的第四布線5504被連接到圖18中的第二布線5712 ； 如果“ i，，為偶數(shù)，那么圖19中的第四布線5504被連接到圖18中的第三布線5713。另外， 圖19中的第五布線5505被連接到圖18中的第四布線5714。注意，在第一級(jí)的觸發(fā)器5701_1中，圖19中的第一布線5501被連接到圖18中的 第一布線5711。另外，在第η級(jí)的觸發(fā)器5701_η中，圖19中的第二布線5502被連接到圖 18中的第六布線5716。注意，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以只使用實(shí)施方式3所述的η溝道TFT 形成。實(shí)施方式3中所述的η溝道TFT具有高遷移率，從而可以提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)頻率。 另外，在實(shí)施方式3所述的η溝道TFT中，由于通過(guò)使用h-Ga-ai-Ο類非單晶薄膜形成的 源區(qū)和漏區(qū)減小了寄生電容，所以頻率特性(稱為f特性)高。例如，用實(shí)施方式3所述的η溝道TFT形成的掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以高速操作，從而可以提高幀頻率并可以實(shí)現(xiàn)黑圖像 (black image)的插入等。另外，當(dāng)增加掃描線驅(qū)動(dòng)電路中晶體管的溝道寬度或者配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路 時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更高的幀頻率。當(dāng)配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)偶數(shù)掃描線的掃描線 驅(qū)動(dòng)電路配置于一側(cè)，而用于驅(qū)動(dòng)奇數(shù)掃描線的掃描線驅(qū)動(dòng)電路配置于相對(duì)置的一側(cè)；因 而，可以實(shí)現(xiàn)幀頻率的提高。另外，由多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路向一條掃描線輸出信號(hào)具有增大 顯示裝置尺寸的優(yōu)點(diǎn)。另外，當(dāng)制造作為顯示裝置的示例的有源矩陣發(fā)光顯示裝置時(shí)，在至少一個(gè)像素 中配置了多個(gè)晶體管，因而優(yōu)選地配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路。圖14B為表示有源矩陣發(fā)光 顯示裝置的示例的框圖。圖14B所示的發(fā)光顯示裝置在襯底MOO上包括像素部分M01，其包括每個(gè)都配 置有顯示元件的多個(gè)像素；選擇像素的第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路M02和第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路 M04 ；以及信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路M03，其控制輸入到所選像素的視頻信號(hào)。當(dāng)輸入到圖14B所示顯示裝置的像素的視頻信號(hào)為數(shù)字信號(hào)時(shí)，通過(guò)切換晶體管 的導(dǎo)通/關(guān)斷而使像素處于發(fā)光態(tài)或非發(fā)光態(tài)。這樣，可以使用面積比灰度驅(qū)動(dòng)法(area ratio grayscale method)或時(shí)間比灰度驅(qū)動(dòng)法(time ratio grayscale method)來(lái)顯不 灰度。面積比灰度驅(qū)動(dòng)法是指這樣的驅(qū)動(dòng)方法利用該方法，一個(gè)像素被劃分成多個(gè)子像素 并且基于視頻信號(hào)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)每個(gè)子像素從而顯示灰度。此外，時(shí)間比灰度驅(qū)動(dòng)法是指這樣 的驅(qū)動(dòng)方法利用該方法，控制像素處于發(fā)光態(tài)的期間從而顯示灰度。因?yàn)榘l(fā)光元件的響應(yīng)速度高于液晶元件等元件，所以發(fā)光元件比液晶元件更適合 于時(shí)間比灰度驅(qū)動(dòng)法。在用時(shí)間灰度法顯示的情況中，一個(gè)幀周期被劃分成多個(gè)子幀周期。 然后，根據(jù)視頻信號(hào)，像素中的發(fā)光元件在每個(gè)子幀周期中被設(shè)為處于發(fā)光態(tài)或非發(fā)光態(tài)。 通過(guò)將一個(gè)幀劃分成多個(gè)子幀，可以用視頻信號(hào)控制一個(gè)幀周期中像素發(fā)光的時(shí)間總長(zhǎng) 度，從而顯示灰度。在圖14B所示的發(fā)光顯示裝置中，在兩個(gè)開(kāi)關(guān)TFT被設(shè)置于一個(gè)像素中的情況下， 第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路M02生成被輸入到起一個(gè)開(kāi)關(guān)TFT的柵布線作用的第一掃描線的信 號(hào)，而第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路M04生成被輸入到起另一個(gè)開(kāi)關(guān)TFT的柵布線作用的第二掃描 線的信號(hào)；然而，一個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以生成全部?jī)蓚€(gè)被輸入到第一掃描線的信號(hào)和被 輸入到第二掃描線的信號(hào)。另外，例如，有可能在每個(gè)像素中配置多個(gè)用于控制開(kāi)關(guān)元件的 操作的掃描線，這取決于一個(gè)像素中所包括的開(kāi)關(guān)TFT的數(shù)量。在該情況中，一個(gè)掃描線驅(qū) 動(dòng)電路可以生成所有被輸入到所述多條掃描線的信號(hào)，或者多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以生成 被輸入到所述多條掃描線的信號(hào)。另外，還是在發(fā)光顯示裝置中，可以在與像素部分的薄膜晶體管相同的襯底之上 形成驅(qū)動(dòng)電路中的可以包括η溝道TFT的那部分驅(qū)動(dòng)電路。替代地，信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路和掃 描線驅(qū)動(dòng)電路可以只使用實(shí)施方式3中所述的η溝道TFT形成。另外，上述驅(qū)動(dòng)電路可以被用于使用被電連接到開(kāi)關(guān)元件的元件來(lái)驅(qū)動(dòng)電子墨水 的電子紙，而不只限于應(yīng)用于液晶顯示裝置或發(fā)光顯示裝置。電子紙也被稱為電泳顯示裝 置(電泳顯示器)，其優(yōu)點(diǎn)在于可讀性與普通紙相當(dāng)；與其它顯示裝置具有更低的功耗； 并且可以被制造得更輕更薄。
電泳顯示器可以具有各種模式。例如，電泳顯示器包括分散于溶劑或者溶質(zhì)中的 多個(gè)微囊，每個(gè)微囊包括帶正電的第一顆粒和帶負(fù)電的第二顆粒。在該情況中，通過(guò)對(duì)微囊 施加電場(chǎng)，微囊中的顆粒沿相互相反的方向移動(dòng)并且只有聚集于一側(cè)上的顆粒的色彩可以 被呈現(xiàn)出來(lái)。注意，第一顆粒和第二顆粒每個(gè)都包括色素(pigment)并且在沒(méi)有電場(chǎng)時(shí)不 移動(dòng)。另外，第一顆粒和第二顆粒的色彩(包括無(wú)色或無(wú)色素)彼此不同。這樣，電泳顯示器是這樣的顯示器，它使用由電場(chǎng)等移動(dòng)顆粒的系統(tǒng)。電泳顯示器 不需要偏振器或?qū)χ靡r底，這在液晶顯示裝置中是必需的，據(jù)此，電泳顯示器的厚度和重量 可以被顯著減小。通過(guò)將上述微囊分散遍布于溶劑中而得到的溶液被稱為電子墨水。該電子墨水可 以被印刷在玻璃、塑料、布、或紙等的表面上。另外，通過(guò)使用濾色片(color filter)或具 有色素的顆粒，還能夠進(jìn)行彩色顯示。當(dāng)在有源矩陣襯底上配置多個(gè)微囊并將微囊插在形成于有源矩陣襯底之上的一 個(gè)電極和另一電極之間時(shí)，就完成了有源矩陣顯示裝置。有源矩陣顯示裝置可以通過(guò)將電 場(chǎng)施加到微囊來(lái)進(jìn)行顯示。作為有源矩陣襯底，例如，可以使用使用了實(shí)施方式3所得到的 薄膜晶體管的有源矩陣襯底。注意，微囊中的第一顆粒和第二顆粒可以每個(gè)都由選自導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo) 體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、或磁泳材料中的單 一材料構(gòu)成，或者由任意這些材料的復(fù)合材料構(gòu)成。經(jīng)過(guò)上述工藝，可以制造高可靠性的顯示裝置作為半導(dǎo)體器件。本實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式5]本實(shí)施方式中，制造了薄膜晶體管，并且可以使用用于像素部分和驅(qū)動(dòng)電路的薄 膜晶體管來(lái)制造具有顯示功能的半導(dǎo)體器件(也被稱為顯示裝置)。另外，驅(qū)動(dòng)電路的一部 分或全部可以使用本發(fā)明實(shí)施方式所述的薄膜晶體管而被形成于與像素部分相同的襯底 之上，由此可以得到面板上系統(tǒng)(system-on-panel)。顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件，可以使用液晶元件(也被稱為液晶顯示 元件)或者發(fā)光元件(也被稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件的類別中包括亮度受電流或電 壓控制的元件，并且具體地，包括無(wú)機(jī)電致發(fā)光(EL)元件、有機(jī)EL元件等。另外，可以使用 對(duì)比度被電效應(yīng)改變的顯示介質(zhì)，諸如電子墨水。另外，顯示裝置包括其中密封了顯示元件的面板，在面板上安裝了包括控制器等 IC的模塊。顯示裝置包括與在顯示裝置制造過(guò)程中完成顯示元件之前的一個(gè)模式對(duì)應(yīng)的元 件襯底，且元件襯底配置有用于向多個(gè)像素的每一個(gè)中的顯示元件供應(yīng)電流的單元。具體 地，元件襯底可以處于以下?tīng)顟B(tài)只提供了顯示元件的像素電極的狀態(tài)；在形成了要成為 像素電極的導(dǎo)電膜后且在導(dǎo)電膜被蝕刻以形成像素電極之前的狀態(tài)；或者其它任意狀態(tài)。注意，本說(shuō)明書(shū)中的顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置、或者光源(包括發(fā)光 器件)。另外，顯示裝置在其類別中包括任意下列模塊附著有諸如柔性印刷電路(FPC)、 卷帶自動(dòng)接合(tapeautomated bonding，TAB)帶、或者帶載封裝(tape carrier package， TCP)的連接器的模塊；具有在端部配置有印刷線路板的TAB帶或者TCP的模塊；和具有利 用玻璃上芯片接合(chip on glass, COG)法直接安裝在顯示元件上的集成電路(IC)的模
23塊。在本實(shí)施方式中，以液晶顯示裝置作為半導(dǎo)體器件的示例進(jìn)行說(shuō)明。結(jié)合圖22A1 到22B說(shuō)明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)實(shí)施方式的液晶顯示面板的外觀和截面。圖 22A1和22A2為面板的俯視圖，其中用密封劑4005將每個(gè)都包括h-Ga-Si-O類非單晶膜的 高可靠性的薄膜晶體管4010和4011、和液晶元件4013密封于第一襯底4001和第二襯底 4006之間。圖22B為沿圖22A1和22A2的M-N線截取的截面圖。提供密封劑4005以包圍配置在第一襯底4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng) 電路4004。第二襯底4006配置在像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004上方。因此，利 用第一襯底4001、密封劑4005、和第二襯底4006，將像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004 與液晶4008 —起密封起來(lái)。使用單晶半導(dǎo)體膜或者多晶半導(dǎo)體膜形成在單獨(dú)制備的襯底 之上的掃描線驅(qū)動(dòng)電路4003被安裝在第一襯底4001上的由密封劑4005所包圍區(qū)域以外 的區(qū)域中。注意，單獨(dú)形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法不受特定限制，可以使用COG法、引線接合 法、或TAB法等。圖22A1表示了利用COG法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的示例，圖22A2表 示了利用TAB法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的示例。配置在第一襯底4001之上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004的每個(gè)都包 括多個(gè)薄膜晶體管。圖22B表示了像素部分4002中所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū) 動(dòng)電路4004中所包括的薄膜晶體管4011。絕緣層4020和4021被配置于薄膜晶體管4010 和4011上方。薄膜晶體管4010和4011每個(gè)都對(duì)應(yīng)于實(shí)施方式3所述的高可靠性的薄膜晶體 管，其中包括^-Ga-Si-O類非單晶膜作為半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方式中，薄膜晶體管4010和 4011為η溝道薄膜晶體管。液晶元件4013所包括的像素電極層4030被電連接到薄膜晶體管4010。液晶元件 4013的對(duì)置電極層4031被形成于第二襯底4006上。像素電極層4030、對(duì)置電極層4031、 和液晶層4008相互重疊的部分對(duì)應(yīng)于液晶元件4013。注意，像素電極層4030和對(duì)置電極 層4031分別配置有每一個(gè)都起取向膜的作用的絕緣層4032和絕緣層4033，由絕緣層4032 和4033夾著插入其間的液晶4008。注意，第一襯底4001和第二襯底4006可以使用玻璃、金屬(通常為不銹鋼)、陶 瓷、或塑料形成。作為塑料的示例，可以使用纖維玻璃增強(qiáng)塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF) 膜、聚酯膜、或丙烯酸樹(shù)脂膜。另外，可以使用具有將鋁箔夾在PVF膜或聚酯膜之間的結(jié)構(gòu) 的薄片。附圖標(biāo)記4035表示柱狀間隔件，它是通過(guò)選擇性地蝕刻絕緣膜而得到的，用于控 制像素電極層4030和對(duì)置電極層4031之間的距離(單元間隙)。另外，也可以使用球形間 隔件。另外，對(duì)置電極層4031被電連接到在與薄膜晶體管4010相同的襯底之上形成的公 共電位線。對(duì)置電極層4031和公共電位線由公共連接部分相互電連接，其間夾著配置在該 一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電顆粒。注意，導(dǎo)電顆粒包括在密封劑4005中。替代地，可以使用無(wú)需取向膜的藍(lán)相液晶。藍(lán)相是液晶相中的一種，它是在膽甾 相液晶的溫度增加時(shí)，恰好在膽留相變成各向同性相之前產(chǎn)生的。因?yàn)樗{(lán)相只產(chǎn)生于窄溫 度范圍內(nèi)，所以將混合有5wt%或更多的手性劑的液晶合成物用于液晶層4008以改進(jìn)溫度范圍。包括藍(lán)相液晶和手性劑的液晶合成物具有這樣的特征，即響應(yīng)速度短到10 μ s到 100 μ S，所以因液晶合成物具有光學(xué)各向同性而無(wú)需取向過(guò)程，且視角依賴性小。注意，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置為透射型液晶顯示裝置的示例；然而，本實(shí)施方 式所述的液晶顯示裝置可以被應(yīng)用于反射式液晶顯示裝置和半透射式液晶顯示裝置。本實(shí)施方式中，說(shuō)明了這樣的液晶顯示裝置的示例，其中將偏振片配置在比襯底 更靠外側(cè)的位置(觀眾一側(cè))，且用于顯示元件的色彩層和電極層配置在比襯底更靠?jī)?nèi)側(cè) 的位置；然而，偏振片可以被配置在比襯底更靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。偏振片和色彩層的疊層結(jié)構(gòu)不 限于本實(shí)施方式，而可以根據(jù)偏振片和色彩層的材料或制造步驟的條件適當(dāng)設(shè)定。另外，可 以配置起黑底(black matrix)作用的遮光膜。在本實(shí)施方式中，用起保護(hù)層作用的絕緣層和平坦化絕緣膜(絕緣層4020和 4021)覆蓋在實(shí)施方式3中得到的薄膜晶體管，從而減小薄膜晶體管表面的不均勻性并提 高薄膜晶體管的可靠性。注意，配置保護(hù)膜以防止諸如有機(jī)物質(zhì)、金屬物質(zhì)、或空氣中所包 括的濕氣等污染物雜質(zhì)的進(jìn)入，且該保護(hù)膜優(yōu)選地為致密膜(dense film)。保護(hù)膜可以利 用濺射法由使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮 化鋁膜、和/或氮氧化鋁膜構(gòu)成的單層或疊層形成。在本實(shí)施方式中，保護(hù)膜由濺射法形 成；然而，本實(shí)施方式不特定受此限制。保護(hù)膜可以通過(guò)各種方法中的任意方法形成。此處，形成具有疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層4020作為保護(hù)膜。此處，利用濺射法形成氧化 硅膜作為絕緣層4020的第一層。氧化硅膜被用作保護(hù)膜，其具有防止用于源電極層和漏電 極層的鋁膜的小丘(hillock)的效果。另外，形成絕緣層作為保護(hù)膜的第二層。此處，作為絕緣層4020的第二層，利用濺 射法形成氮化硅膜。當(dāng)使用氮化硅膜作為保護(hù)膜中的一層時(shí)，可以防止鈉等移動(dòng)離子進(jìn)入 半導(dǎo)體區(qū)，從而可以抑制TFT的電特性上的變化。另外，在形成保護(hù)膜后，可以將半導(dǎo)體層退火(在300°C到400°C下)。另外，形成絕緣層4021作為起平坦化膜的作用的絕緣膜。耐熱的有機(jī)材料，諸如 聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、或環(huán)氧樹(shù)脂，可以被用于絕緣層4021。除了此類 有機(jī)材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷類樹(shù)脂、PSG(磷硅酸鹽玻 璃)、或BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)等。注意，可以通過(guò)層疊由這些材料形成的多個(gè)絕緣膜形 成絕緣層4021。注意，硅氧烷類樹(shù)脂是由作為原材料的硅氧烷類材料形成并具有Si-O-Si鍵的樹(shù) 脂。硅氧烷類樹(shù)脂可以包括有機(jī)基團(tuán)(例如烷基或芳基)或氟基團(tuán)作為取代基。另外，有 機(jī)基團(tuán)可以包括氟基團(tuán)。在絕緣層的形成方法方面沒(méi)有特定限制，根據(jù)絕緣層4021的材料可以采用任意 下列方法CVD法、濺射法、SOG法、旋涂法、浸漬法、噴涂法、液滴釋放法(例如噴墨法、絲網(wǎng) 印刷法、或膠印法等)、刮刀法、輥式涂敷器(roll coater)、簾式涂敷器(curtain coater)、 以及刮刀式涂敷器(knife coater)等方法。當(dāng)使用材料溶液形成絕緣層4021時(shí)，可以在 絕緣層4021的烘焙步驟的同時(shí)將半導(dǎo)體層退火(在300°C到400°C下)。絕緣層4021的烘 焙步驟也用作半導(dǎo)體層的退火步驟，并且可以有效地制造顯示裝置。像素電極層4030和對(duì)置電極層4031可以使用發(fā)光導(dǎo)電材料諸如含氧化鎢的氧化 銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(以下稱為I TO)、氧化銦鋅、或添加了氧化硅的氧化銦錫等材料來(lái)形成。另外，可以將包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電合成物用于形成像素 電極層4030和對(duì)置電極層4031。由導(dǎo)電合成物形成的像素電極優(yōu)選地具有小于或等于 1.0X 104 Ω /方塊的薄層電阻以及在550nm波長(zhǎng)處大于或等于70%的透光率。另外，導(dǎo)電 合成物中所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選地小于或等于0. 1 Ω · cm。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的π電子共軛導(dǎo)電高分子。作為其示例，可以給 出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯(polypyrrole)或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、以及它們中 的兩種或更多種的共聚物等。另外，從FPC 4018將各種信號(hào)和電位供給到單獨(dú)形成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃 描線驅(qū)動(dòng)電路4004、或者像素部分4002。在本實(shí)施方式中，使用與液晶元件4013中所包括的像素電極層4030相同的導(dǎo)電 膜形成連接端子電極4015，并使用與薄膜晶體管4010和4011的源電極層和漏電極層相同 的導(dǎo)電膜形成端子電極4016。連接端子電極4015經(jīng)由各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018中所包括的端子。注意，圖22A1到22B表示了信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003被單獨(dú)形成和安裝于第一襯底 4001上的示例；然而，本實(shí)施方式不限于此結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動(dòng)電路可以被單獨(dú)形成然后安 裝，或者只有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分可以被單獨(dú)形成然后安裝。圖23表示了 TFT襯底沈00被用于對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體器件的一種模式的液晶顯示模塊 的示例。圖23表示了液晶顯示模塊的示例，其中TFT襯底沈00和對(duì)置襯底沈01被用密封 劑沈02相互固定，并且在襯底之間配置包括TFT等的像素部分沈03、包括液晶層的顯示元 件沈04、色彩層沈05、和偏振片沈06以形成顯示區(qū)域。需要色彩層沈05以進(jìn)行彩色顯示。 在RGB系統(tǒng)的情況中，為相應(yīng)的像素提供對(duì)應(yīng)于紅、黃、和藍(lán)色的色彩層。偏振片沈06和 2607以及擴(kuò)散板沈13被配置在TFT襯底沈00和對(duì)置襯底沈01的外側(cè)。光源包括冷陰極 管沈10和反射板沈11，而電路襯底沈12經(jīng)由柔性線路板沈09被連接到TFT襯底沈00的 布線電路部分沈08并且包括外部電路諸如控制電路或者電源電路。偏振片和液晶層可以 夾著延遲板(retardation plate)被層疊起來(lái)。對(duì)于液晶顯示模塊，可以使用TN(扭曲向列相)模式、IPS(面內(nèi)轉(zhuǎn)換)模式、 FFS(邊緣場(chǎng)轉(zhuǎn)換)模式、MVA(多疇垂直取向，multi-domain vertical alignment)模式、 PVA(圖案化垂直取向，patterned vertical alignment)模式、ASM(軸對(duì)稱取向微單元) 模式、OCB (光學(xué)補(bǔ)償雙折射)模式、FLC (鐵電液晶)模式、或AFLC (反鐵電液晶)模式等。經(jīng)過(guò)上述工藝，可以制造高可靠性的顯示裝置作為半導(dǎo)體器件。本實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式6]本實(shí)施方式中，以電子紙作為半導(dǎo)體器件的示例進(jìn)行說(shuō)明。圖13表示了有源矩陣電子紙作為半導(dǎo)體器件的示例。用于半導(dǎo)體器件的薄膜晶 體管581可以按與實(shí)施方式1到3中任意所述的薄膜晶體管相似的方式制造。
圖13中的電子紙是使用扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)(twisting ball displaysystem)的顯 示裝置的示例。扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)是指這樣的方法，其中每個(gè)都著色成黑色和白色的球形顆 粒被排列在顯示元件的第一電極層和第二電極層之間，并在第一電極層和第二電極層之間 產(chǎn)生電位差以控制球形顆粒的取向，從而進(jìn)行顯示。形成于襯底580之上的薄膜晶體管581為具有底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，源電極層 或漏電極層經(jīng)由形成于絕緣層583、584、和585中的接觸孔而被電連接到第一電極層587。 在第一電極層587和第二電極層588之間，配置每個(gè)都具有黑色區(qū)域590a和白色區(qū)域590b 的球形顆粒589，該球形顆粒589被填充了液體的空腔594包圍。圍繞球形顆粒589的空間 被用填充物595諸如樹(shù)脂所填充(見(jiàn)圖13)。在圖13中，第一電極層587對(duì)應(yīng)于像素電極， 第二電極層588對(duì)應(yīng)于公共電極。第二電極層588被電連接到配置于與薄膜晶體管581相 同的襯底之上的公共電位線。為襯底596配置的第二電極層588和公共電位電極可以使用 以上實(shí)施方式中所述的公共連接部分相互電連接，在該一對(duì)襯底之間插入有導(dǎo)電顆粒。另外，作為扭轉(zhuǎn)球的替代，也可以使用電泳元件。在該情況中，使用直徑為大約 ΙΟμπι到200μπι的微囊，其中密封了透明液體、帶正電的白色微粒、和帶負(fù)電的黑色微粒。 在配置于第一電極層和第二電極層之間的微囊中，當(dāng)利用第一電極層和第二電極層施加電 場(chǎng)時(shí)，白色微粒和黑色微粒朝相互相反的一側(cè)移動(dòng)，從而顯示白色或黑色。使用該原理的顯 示元件為電泳顯示元件并且通常被稱為電子紙。電泳顯示元件的反射率高于液晶顯示裝 置，因而，不需要輔助光，功耗低，并且在暗處可以識(shí)別顯示部分。另外，即使在不向顯示部 分供電時(shí)，圖像一旦已經(jīng)被顯示就能被保持。因此，即使具有顯示功能的半導(dǎo)體器件(其可 以被簡(jiǎn)稱為顯示裝置或配置有顯示裝置的半導(dǎo)體器件)遠(yuǎn)離電波源，所顯示的圖像也可以 被存儲(chǔ)。經(jīng)過(guò)上述工藝，可以制造高可靠性的顯示裝置作為半導(dǎo)體器件。本實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式7]本實(shí)施方式中，作為半導(dǎo)體器件的示例說(shuō)明了發(fā)光顯示裝置。作為顯示裝置中所 包括的顯示元件，此處說(shuō)明利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。根據(jù)發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無(wú) 機(jī)化合物對(duì)利用電致發(fā)光的發(fā)光元件分類。通常，前者被稱為有機(jī)EL元件，而后者被稱為 無(wú)機(jī)EL元件。在有機(jī)EL元件中，通過(guò)對(duì)發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴被分別從一對(duì)電極注入 到包含發(fā)光有機(jī)化合物的層中，從而使電流流動(dòng)。載流子(電子和空穴)復(fù)合，從而激發(fā)發(fā) 光有機(jī)化合物。發(fā)光有機(jī)化合物從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)，由此發(fā)光。由于這種機(jī)制，該發(fā)光元 件被稱為電流激發(fā)發(fā)光元件。無(wú)機(jī)EL元件根據(jù)它們的元件結(jié)構(gòu)被劃分成分散型無(wú)機(jī)EL元件和薄膜型無(wú)機(jī)EL 元件。分散型無(wú)機(jī)EL元件具有發(fā)光層，其中發(fā)光材料的顆粒被分散在粘合劑中，并且它的 發(fā)光機(jī)制為利用施主能級(jí)和受主能級(jí)的施主-受主復(fù)合型發(fā)光。薄膜型無(wú)機(jī)EL元件具有 這樣的結(jié)構(gòu)在電介質(zhì)層之間夾著發(fā)光層，其被進(jìn)一步夾在電極之間；并且它的發(fā)光機(jī)制 為利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的局部型(localizedtype)發(fā)光。注意，此處使用有機(jī)EL 元件作為發(fā)光元件進(jìn)行說(shuō)明。圖20表示了可以采用數(shù)字時(shí)間灰度驅(qū)動(dòng)(digital time grayscaledriving)的像素結(jié)構(gòu)的示例，作為半導(dǎo)體器件的示例。下面說(shuō)明可以采用數(shù)字時(shí)間灰度驅(qū)動(dòng)的像素的結(jié)構(gòu)和操作。在本示例中，一個(gè)像 素包括每個(gè)都包括氧化物半導(dǎo)體層an-Ga-Si-O類非單晶膜)作為溝道形成區(qū)的兩個(gè)η溝
道晶體管。像素6400包括開(kāi)關(guān)晶體管6401、驅(qū)動(dòng)晶體管6402、發(fā)光元件6404、和電容6403。 開(kāi)關(guān)晶體管6401的柵極被連接到掃描線6406，開(kāi)關(guān)晶體管6401的第一電極(源電極和漏 電極中的一個(gè))被連接到信號(hào)線6405，而開(kāi)關(guān)晶體管6401的第二電極(源電極和漏電極中 的另一個(gè))被連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極。驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極經(jīng)由電容6403被 連接到電源線6407，驅(qū)動(dòng)晶體管6402的第一電極被連接到電源線6407，而驅(qū)動(dòng)晶體管6402 的第二電極被連接到發(fā)光元件6404的第一電極(像素電極)。發(fā)光元件6404的第二電極 對(duì)應(yīng)于公共電極6408。公共電極6408被電連接到形成于相同襯底之上的公共電位線。其 中公共電極6408和公用電位線被相互連接的公共連接部分可以具有如圖1Α、圖2Α、或圖3Α 所示的結(jié)構(gòu)。發(fā)光元件6404的第二電極(公共電極6408)被設(shè)為低電源電位。注意，所述低電 源電位為關(guān)于對(duì)電源線6407所設(shè)的高電源電位滿足低電源電位<高電源電位的電位。作 為低電源電位，例如，可以采用GND、或OV等。高電源電位和低電源電位之間的電位差被施 加到發(fā)光元件6404并且電流被供給到發(fā)光元件6404，使得發(fā)光元件6404發(fā)光。此處，為了 讓發(fā)光元件6404發(fā)光，每個(gè)電位都被設(shè)定為使得高電源電位和低電源電位之間的電位差 為正向閾值電壓或更高。注意，驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵電容可以被用于代替電容6403，從而可以省略電容 6403。驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵電容可以被形成于溝道區(qū)和柵電極之間。在電壓輸入電壓驅(qū)動(dòng)法的情況中，視頻信號(hào)被輸入到驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極使 得驅(qū)動(dòng)晶體管6402處于充分地導(dǎo)通和關(guān)斷這兩個(gè)狀態(tài)中的某一個(gè)狀態(tài)。即，驅(qū)動(dòng)晶體管 6402工作在線性區(qū)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)晶體管6402工作在線性區(qū)，所以比電源線6407的電壓更高 的電壓被施加到驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極。注意，比(電源線+驅(qū)動(dòng)晶體管6402的Vth的 電壓)更高或相等的電壓被施加到信號(hào)線6405。在進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)而非數(shù)字時(shí)間灰度驅(qū)動(dòng)的情況中，通過(guò)改變信號(hào)輸入可以使 用如圖20所示那樣的相同像素結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)的情況中，比(發(fā)光元件6404的正向電壓+驅(qū)動(dòng)晶體管的 Vth)更高或相等的電壓被施加到驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極。發(fā)光元件6404的正向電壓表示 要獲得所需亮度時(shí)的電壓，并且至少包括正向閾值電壓。輸入使驅(qū)動(dòng)晶體管6402工作在飽 和區(qū)的視頻信號(hào)，使得電流可以被供給到發(fā)光元件6404。為了讓驅(qū)動(dòng)晶體管6402工作在飽 和區(qū)，電源線6407的電位被設(shè)得高于驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵電位。當(dāng)使用模擬視頻信號(hào)時(shí)， 可以將符合視頻信號(hào)的電流供給到發(fā)光元件6404并進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)。注意，像素結(jié)構(gòu)并不限于圖20中所示。例如，可以對(duì)圖20所示的像素添加開(kāi)關(guān)、 電阻、電容、晶體管、或邏輯電路等。接下來(lái)，結(jié)合圖21Α到21C說(shuō)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。用η溝道TFT作為示例說(shuō)明像 素的截面結(jié)構(gòu)。用于圖21Α到21C所示的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)TFT 7001、7011、和7021可以 按與實(shí)施方式3所述的薄膜晶體管相似的方式制造，并且是每個(gè)都包括^-Ga-S1-O類非單晶膜作為半導(dǎo)體層的高可靠性的薄膜晶體管。為了提取從發(fā)光元件發(fā)出的光，陽(yáng)極和陰極中的至少一個(gè)需要透光。薄膜晶體管 和發(fā)光元件被形成于襯底上方。發(fā)光元件可以具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中經(jīng)由與襯底相對(duì)置 的表面提取發(fā)光；底部發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中經(jīng)由襯底一側(cè)上的表面提取發(fā)光；或者雙發(fā)光結(jié)構(gòu)， 其中經(jīng)由與襯底相對(duì)置的表面和襯底一側(cè)上的表面提取發(fā)光。本發(fā)明實(shí)施方式的像素結(jié)構(gòu) 可以被應(yīng)用于具有任意這些發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。結(jié)合圖21A說(shuō)明具有頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖21A為像素的截面圖，其中驅(qū)動(dòng)TFT 7001為η溝道TFT并且光從發(fā)光元件7002 發(fā)射到陽(yáng)極7005—側(cè)。在圖21Α中，發(fā)光元件7002的陰極7003被電連接到驅(qū)動(dòng)TFT 7001， 且發(fā)光層7004和陽(yáng)極7005被按此順序?qū)盈B于陰極7003之上。陰極7003可以被使用各 種導(dǎo)電材料形成，只要它們具有低功函數(shù)并且反射光即可。例如，優(yōu)選地使用Ca、Al、CaF, MgAg、或AlLi等。發(fā)光層7004可以使用單層或?qū)盈B的多層來(lái)形成。當(dāng)使用多層形成發(fā)光層 7004時(shí)，通過(guò)將電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、和空穴注入層按此順序?qū)盈B 于陰極7003之上來(lái)形成發(fā)光層7004。不需要形成所有這些層。陽(yáng)極7005使用發(fā)光導(dǎo)電 材料諸如含氧化鎢的氧化銦、含氧化鎢的氧化銦鋅、含氧化鈦的氧化銦、含氧化鈦的氧化銦 錫、氧化銦錫(以下稱為ΙΤ0)、氧化銦鋅、或添加了氧化硅的氧化銦錫的膜來(lái)形成。發(fā)光元件7002對(duì)應(yīng)于在陰極7003和陽(yáng)極7005之間夾著發(fā)光層7004的區(qū)域。在 圖21A所示像素的情況中，光如箭頭所示那樣從發(fā)光元件7002發(fā)射到陽(yáng)極7005 —側(cè)。接下來(lái)，結(jié)合圖21B說(shuō)明具有底部發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖21B為像素的截面圖， 是驅(qū)動(dòng)TFT 7011為η溝道TFT并且光從發(fā)光元件7012發(fā)射到陰極7013 —側(cè)的情況。在 圖21Β中，發(fā)光元件7012的陰極7013被形成在電連接到驅(qū)動(dòng)TFT 7011的發(fā)光導(dǎo)電膜7017 上方，而發(fā)光層7014和陽(yáng)極7015按此順序?qū)盈B于陰極7013上方。當(dāng)陽(yáng)極7015具有透光 特性時(shí)，可以形成用于反射或阻擋光的遮光膜7016以覆蓋陽(yáng)極7015。對(duì)于陰極7013，如圖 21Α的情況那樣可以使用各種材料，只要它們是具有低功函數(shù)的導(dǎo)電材料即可。陰極7013 被形成為可以透光的厚度(優(yōu)選地，為約5nm到30匪)。例如，可以將厚度為20nm的鋁膜用 作陰極7013。與圖21A的情況相似，發(fā)光層7014可以使用單層或?qū)盈B的多層來(lái)形成。陽(yáng) 極7015不需要透光，但可以使用如圖21A的情況那樣的透光導(dǎo)電材料來(lái)形成。作為遮光膜 7016，例如可以使用反射光的金屬等；然而，并不限于金屬膜。例如，也可以使用添加了黑色 素的樹(shù)脂等。發(fā)光元件7012對(duì)應(yīng)于發(fā)光層7014被夾在陰極7013和陽(yáng)極7015之間的區(qū)域。在 圖21B所示像素的情況中，光如箭頭所示那樣從發(fā)光元件7012發(fā)射到陰極7013 —側(cè)。接下來(lái)，結(jié)合圖21C說(shuō)明具有雙發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖21C中，發(fā)光元件7022 的陰極7023被形成于電連接到驅(qū)動(dòng)TFT 7021的透光導(dǎo)電薄膜7027上方，而發(fā)光層70 和 陽(yáng)極7025被按此順序?qū)盈B于陰極7023上方。如圖21A的情況那樣，陰極7023可以使用各 種材料來(lái)形成，只要它們是具有低功函數(shù)的導(dǎo)電材料即可。陰極7023被形成為可以透光的 厚度。例如，可以將厚度為20nm的鋁膜用作陰極7023。與圖21A的情況相似，發(fā)光層70 可以使用單層或?qū)盈B的多層來(lái)形成。陽(yáng)極7025可以使用如圖21A的情況那樣的透光導(dǎo)電 材料來(lái)形成。發(fā)光元件7022對(duì)應(yīng)于陰極7023、發(fā)光層70M、和陽(yáng)極7025相互重疊的區(qū)域。在圖21C所示像素的情況中，光如箭頭所示那樣從發(fā)光元件7022發(fā)射到陽(yáng)極7025 —側(cè)和陰 極7023 一側(cè)。注意，雖然此處以有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以設(shè)置無(wú)機(jī)EL 元件作為發(fā)光元件。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的薄膜晶體管(驅(qū)動(dòng)TFT)被電連接 到發(fā)光元件的示例；然而，可以采用用于電流控制的TFT連接在驅(qū)動(dòng)TFT和發(fā)光元件之間的 結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式所述的半導(dǎo)體器件不限于圖21A到21C中所示的結(jié)構(gòu)，而可以基于根 據(jù)本發(fā)明所述技術(shù)的精神作出各種方式的修改。下面，結(jié)合圖24A到24B說(shuō)明作為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)光顯 示面板(也被稱為發(fā)光面板)的外觀和截面。圖24A為面板的俯視圖，其中用密封劑4505 將形成在實(shí)施方式3所述的第一襯底4051上方且每個(gè)都包括h-Ga-Ζη-Ο類非單晶膜作 為半導(dǎo)體層的高可靠性的薄膜晶體管4509和4510、以及和發(fā)光元件4511密封于第一襯底 4501和第二襯底4506之間。圖24B為沿圖24A的H-I線截取的截面圖。提供密封劑4505以包圍配置于第一襯底4501上方的像素部分4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng) 電路4503a和4503b、和掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b。另外，第二襯底4506被配置于 像素部分4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a和4503b、和掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b上方。 因此，利用第一襯底4501、密封劑4505、和第二襯底4506，將像素部分4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電 路4503a和4503b、和掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b與填充物4507 —起密封起來(lái)。優(yōu)選 地，用具有高氣密性和低脫氣性的保護(hù)膜(諸如層壓膜(laminate film)或紫外線固化樹(shù) 脂膜)或者覆蓋材料來(lái)封裝(密封)面板，如上所述，使得面板不被暴露于外部空氣。形成于第一襯底4501上方的像素部分4502、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a和4503b、和 掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b的每個(gè)都包括多個(gè)薄膜晶體管，且像素部分4502所包括的 薄膜晶體管4510和信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a所包括的薄膜晶體管4509如圖24B的示例所示。作為每個(gè)薄膜晶體管4509和4510，可以使用實(shí)施方式3所述的高可靠性的薄膜晶 體管，其中包括^-Ga-ai-O類非單晶膜作為半導(dǎo)體層。在本實(shí)施方式中，薄膜晶體管4509 和4510為η溝道薄膜晶體管。另外，附圖標(biāo)記4511表示發(fā)光元件。作為發(fā)光元件4511所包括的像素電極的第 一電極層4517被電連接到薄膜晶體管4510的源電極層或漏電極層。注意，發(fā)光元件4511 的結(jié)構(gòu)為第一電極層4517、電致發(fā)光層4512、和第二電極層4513的疊層結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明 不限于本實(shí)施方式所述。發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)從發(fā)光元件4511提取光的方向等 來(lái)適當(dāng)改變。使用有機(jī)樹(shù)脂膜、無(wú)機(jī)絕緣膜、或有機(jī)聚硅氧烷形成分隔壁(partition wall)4520o特別優(yōu)選的是，分隔壁4520使用感光材料形成并且以使開(kāi)口的側(cè)壁形成為具 有連續(xù)曲率的傾斜表面的方式在第一電極層4517的上方形成開(kāi)口。電致發(fā)光層4512可以被形成為具有單層或?qū)盈B的多層。保護(hù)膜可以被形成于第二電極層4513和分隔壁4520上方以防止氧、氫、濕氣、或 二氧化碳等進(jìn)入發(fā)光元件4511。作為保護(hù)膜，可以使用氮化硅膜、氮氧化硅膜、或DLC薄膜寸。
另外，將各種信號(hào)和電位從FPC 4018a和4518b供給到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a和 4503b、掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b、或者像素部分4502。在本實(shí)施方式中，使用與發(fā)光元件4511所包括的第一電極層4517相同的導(dǎo)電膜 形成連接端子電極4515，而使用與薄膜晶體管4509和4510所包括的源電極層和漏電極層 相同的導(dǎo)電膜形成端子電極4516。連接端子電極4515經(jīng)由各向異性導(dǎo)電膜4519電連接到FPC4518a所包括的端子。位于從發(fā)光元件4511中提取光的方向上的第二襯底需要具有透光特性。在該情 況中，使用透光材料，諸如玻璃板、塑料板、聚酯膜、或丙烯酸膜。作為填充物4507，除了惰性氣體諸如氮或氬之外，還可以使用紫外線固化樹(shù)脂或 熱固性樹(shù)脂。例如，可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、 PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、或者EVA (乙烯-醋酸乙烯)。本實(shí)施方式中，氮被用于填充物4507。另外，如果需要的話，可以適當(dāng)?shù)卦诎l(fā)光元件的發(fā)光表面上配置光學(xué)膜，諸如偏振 片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、延遲板(四分之一波板或半波板)、或者濾色片。另外， 偏振片或者圓偏振片可以被配置有抗反射膜。例如，可以進(jìn)行抗眩光處理，據(jù)此可以使反射 光被表面上的凸起和凹陷所散射，以減少眩光。信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動(dòng)電路450 和4504b可以被配置 作為使用單晶半導(dǎo)體膜或者多晶半導(dǎo)體膜形成在單獨(dú)制備的襯底上方的驅(qū)動(dòng)電路。另外， 只有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路或者其一部分、或者掃描線驅(qū)動(dòng)電路或者其部分可以被單獨(dú)形成和安 裝。本實(shí)施方式不限于圖24A和MB中所示的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)上述工藝，可以制造高可靠性的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)作為半導(dǎo)體器件。本實(shí)施方式可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合任意其它實(shí)施方式來(lái)實(shí)施。[實(shí)施方式8]本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件可以被應(yīng)用于電子紙。電子紙可以用于各個(gè)領(lǐng)域的電 子設(shè)備，只要它們能顯示數(shù)據(jù)即可。例如，根據(jù)本發(fā)明所述的電子紙可以被應(yīng)用于電子書(shū) (e-book)閱讀器、海報(bào)、諸如火車(chē)等交通工具中的廣告、諸如信用卡的各種卡的顯示器等 等。電子設(shè)備的示例如圖25A和25B以及圖沈所示。圖25A表示了使用電子紙形成的海報(bào)沈31。在廣告媒介為印刷紙制品的情況中， 廣告由人工來(lái)更換；但是，通過(guò)使用電子紙，廣告的顯示可以在短時(shí)間內(nèi)改變。另外，圖像可 以被穩(wěn)定顯示而不會(huì)失真。注意，海報(bào)可以被構(gòu)造成無(wú)線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。圖25B表示了諸如火車(chē)的交通工具中的廣告沈32。在廣告媒介為印刷品的情況 中，廣告由人力替換；然而，通過(guò)使用電子紙，廣告顯示可以在短時(shí)間內(nèi)改變而不用大量人 力。另外，圖像可以被穩(wěn)定顯示而不會(huì)失真。注意，交通工具中的廣告可以被構(gòu)造成無(wú)線發(fā) 送和接收數(shù)據(jù)。圖26表示了電子書(shū)閱讀器2700的示例。例如，電子書(shū)閱讀器2700包括兩個(gè)框架， 框架2701和框架2703?？蚣?701和框架2703被用鉸鏈2711組合起來(lái)，從而可以以鉸鏈 2711為軸打開(kāi)和關(guān)閉電子書(shū)閱讀器2700。用這樣的結(jié)構(gòu)，電子書(shū)閱讀器2700可以像紙質(zhì) 書(shū)那樣操作。顯示部分2705和顯示部分2707分別被包含在框架2701和框架2703中。顯示部 分2705和顯示部分2707可以被構(gòu)造為顯示一幅圖像或不同的圖像。在顯示部分2705和顯示部分2707顯示不同的圖像的情況中，例如，右側(cè)的顯示部分(圖沈中的顯示部分2705) 可以顯示文本而左側(cè)的顯示部分(圖沈中的顯示部分2707)可以顯示圖像。圖沈表示了框架2701配置有操作部分等的示例。例如，框架2701配置有電源開(kāi) 關(guān)2721、操作鍵2723、以及揚(yáng)聲器2725等?？梢岳貌僮麈I2723來(lái)?yè)Q頁(yè)。注意，在配置了 顯示部分的框架的表面上，可以配置鍵盤(pán)、或定點(diǎn)設(shè)備等。另外，外部連接端子(諸如耳機(jī) 端子、USB端子、或可以連接到諸如AC適配器和USB電纜等各種電纜的端子)、或記錄介質(zhì) 插入部分等可以被配置于框架的背面或側(cè)面。另外，電子書(shū)閱讀器2700可以具有電子詞典 的功能。電子書(shū)閱讀器2700可以被構(gòu)造成無(wú)線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？梢圆捎脧碾娮訒?shū)服 務(wù)器上無(wú)線地購(gòu)實(shí)和下載所需書(shū)籍?dāng)?shù)據(jù)等的結(jié)構(gòu)。[實(shí)施方式9]本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件可以被應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機(jī))。電子設(shè)備 的示例包括電視機(jī)(也被稱為電視或電視接收機(jī))、計(jì)算機(jī)的顯示器等、諸如數(shù)字相機(jī)或數(shù) 字?jǐn)z像機(jī)的相機(jī)、數(shù)字相框、移動(dòng)電話手機(jī)(也被稱為移動(dòng)電話或移動(dòng)電話設(shè)備)、便攜式 游戲機(jī)、便攜式信息終端、音頻再現(xiàn)裝置(audio reproducing device)、和大型游戲機(jī)諸如 ^ilZL (pachinko machine)等。圖27A表示了電視機(jī)9600的示例。在電視機(jī)9600中，顯示部分9603被包含在框 架9601中。顯示部分9603可以顯示圖像。另外，框架9601被機(jī)座9605支撐。電視機(jī)9600可以用框架9601的或遙控器9610的操作開(kāi)關(guān)操作。頻道和音量可 以用遙控器9610的操作鍵9609控制，從而可以控制顯示部分9603上顯示的圖像。另外， 遙控器9610可以配置有顯示部分9607，用于顯示從遙控器9610輸出的數(shù)據(jù)。注意，電視機(jī)9600配置有接收器、以及調(diào)制解調(diào)器等。可以利用接收器來(lái)接收通 常的電視廣播。另外，當(dāng)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將電視機(jī)9600有線或無(wú)線地連接到通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 可以進(jìn)行單向的(從發(fā)射器到接收器)或者雙向的(發(fā)射器和接收器之間或接收器之間) 數(shù)據(jù)通信。圖27B表示了數(shù)字相框9700的示例。例如，在數(shù)字相框9700中，顯示部分9703 被包含在框架9701中。顯示部分9703可以顯示各種圖像。例如，顯示部分9703可以顯示 由數(shù)字相機(jī)等捕獲的圖像數(shù)據(jù)，其功能就像普通相框那樣。注意，數(shù)字相框9700配置有操作部分、外部連接部分(USB端子、可以連接到諸如 USB電纜等電纜的端子)、或記錄介質(zhì)插入部分等。盡管這些部件可以被配置于配置有顯示 部分的表面上，但是從數(shù)字相框9700的設(shè)計(jì)上考慮，優(yōu)選地將它們配置側(cè)面或背面。例如， 存儲(chǔ)由數(shù)字相機(jī)捕獲的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器被插入到數(shù)字相框的記錄介質(zhì)插入部分中，由此 可以傳輸圖像數(shù)據(jù)然后顯示在顯示部分9703上。數(shù)字相框9700可以被構(gòu)造成無(wú)線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?？梢圆捎脽o(wú)線地傳輸所需 的圖像數(shù)據(jù)以進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)。圖28A為便攜式游戲機(jī)并且包括兩個(gè)框架，即接合部分9893連接起來(lái)的框架9881 和框架9891，使得便攜式游戲機(jī)可以被打開(kāi)或折疊。顯示部分9882被包含在框架9881中， 而顯示部分9883被包含在框架9891中。另外，圖28A所示的便攜式游戲機(jī)配置有揚(yáng)聲器 部分9884、記錄介質(zhì)插入部分9886、LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、以及傳感器9888(其具有測(cè)量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)數(shù)、距離、光、液體、 磁力、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時(shí)間、硬度、電場(chǎng)、電流、電壓、電功率、輻射線、流速、濕度、傾斜 度、震動(dòng)、氣味、或紅外線的功能)、和麥克風(fēng)9889)等。不用說(shuō)，便攜式游戲機(jī)的結(jié)構(gòu)不限于 以上所述結(jié)構(gòu)。便攜式游戲機(jī)可以具有適當(dāng)?shù)嘏渲昧祟~外的附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)，只要至少配 置了本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件即可。圖28A所示的便攜式游戲機(jī)具有閱讀存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì) 中的程序或數(shù)據(jù)以將其顯示在顯示部分上的功能、和通過(guò)無(wú)線通信與另一個(gè)便攜式游戲機(jī) 共享信息的功能。注意，圖28A所示的便攜式游戲機(jī)的功能不限于以上所述的那些功能，并 且便攜式游戲機(jī)可以具有各種功能。圖28B表示了作為大型游戲機(jī)的投幣機(jī)9900的示例。在投幣機(jī)9900中，顯示部 分9903被包含在框架9901中。另外，投幣機(jī)9900配置有操作構(gòu)件諸如啟動(dòng)桿和停止開(kāi)關(guān)、 投幣口、揚(yáng)聲器等。不用說(shuō)，投幣機(jī)9900的結(jié)構(gòu)不限于以上所述結(jié)構(gòu)。投幣機(jī)可以具有適 當(dāng)?shù)嘏渲昧祟~外的附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)，只要至少配置了本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件即可。圖29A表示了移動(dòng)電話手機(jī)1000的示例。移動(dòng)電話手機(jī)1000配置有包含在框架 1001中的顯示部分1002、操作鍵1003、外部連接端口 1004、揚(yáng)聲器1005、以及麥克風(fēng)1006寸。當(dāng)圖29A所示的移動(dòng)電話手機(jī)1000的顯示部分1002被手指等觸摸時(shí)，數(shù)據(jù)可以 被輸入到移動(dòng)電話手機(jī)1000中。另外，可以通過(guò)用手指等觸摸顯示部分1002執(zhí)行諸如打 電話和發(fā)送文字信息的操作。顯示部分1002主要有三個(gè)屏幕模式。第一模式為顯示模式，其主要用于顯示圖 像。第二模式為輸入模式，其主要用于輸入數(shù)據(jù)例如文本。第三模式為顯示并輸入模式，其 為兩種模式的組合，即，顯示模式和輸入模式的組合。例如，在打電話或發(fā)送文字信息的情況中，為顯示部分1002選擇主要用于輸入文 本的文本輸入模式，從而可以輸入屏幕上顯示的字符。在該情況中，優(yōu)選地在顯示部分1002 的整個(gè)屏幕區(qū)域上顯示鍵盤(pán)或數(shù)字鍵。當(dāng)在移動(dòng)電話手機(jī)1000中配置包括諸如陀螺儀或者加速度傳感器的用于檢測(cè)傾 斜度的傳感器的檢測(cè)裝置時(shí)，顯示部分1002的屏幕上的顯示可以通過(guò)判斷移動(dòng)電話手機(jī) 1000的方向(移動(dòng)電話手機(jī)1000是否為了風(fēng)景模式或人像模式而被水平放置或垂直放 置)被自動(dòng)改變。通過(guò)觸碰顯示部分1002或使用框架1001的操作鍵1003改變屏幕模式。替代地， 可以根據(jù)顯示部分1002上顯示的圖像類型改變屏幕模式。例如，當(dāng)顯示部分顯示的圖像信 號(hào)為運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)時(shí)，屏幕模式被改變到顯示模式。當(dāng)信號(hào)為一種文本數(shù)據(jù)時(shí)，屏幕模式被 改變到輸入模式。另外，在輸入模式中，當(dāng)有一段時(shí)間沒(méi)有執(zhí)行通過(guò)觸摸顯示部分1002的輸入，并 檢測(cè)到由顯示部分1002中的光學(xué)傳感器檢測(cè)的信號(hào)時(shí)，屏幕模式可以被控制以從輸入模 式改變到顯示模式。顯示部分1002可以用作圖像傳感器。例如，當(dāng)用手掌或指紋觸摸顯示部分1002 時(shí)，掌紋、或指紋等的圖像數(shù)據(jù)被獲取，由此可以進(jìn)行身份識(shí)別。另外，通過(guò)在顯示部分中提 供背光或發(fā)出近紅外光的感光源，可以獲取指靜脈、或掌靜脈等的圖像數(shù)據(jù)。圖^B也表示了移動(dòng)電話手機(jī)的示例。圖^B中的移動(dòng)電話手機(jī)包括顯示裝置
339410和通信裝置9400。顯示裝置9410具有包括顯示部分9412和操作鍵9413的框架9411。 通信裝置9400具有包括操作鍵9402、外部輸入端子9403、麥克風(fēng)9404、揚(yáng)聲器9405、和當(dāng) 收到來(lái)電時(shí)發(fā)光的發(fā)光部分9406的框架9401。具有顯示功能的顯示裝置9410可以在箭 頭所示的兩個(gè)方向上從通信裝置9400上分離。因此，顯示裝置9410和具有電話功能的通 信裝置9400可以沿其短軸或長(zhǎng)軸彼此附著。當(dāng)只需要顯示功能時(shí)，可以單獨(dú)使用顯示裝置 9410而將通信裝置9400從顯示裝置9410上分離。通信裝置9400和顯示裝置9410的每個(gè) 都能通過(guò)無(wú)線通信或有線通信發(fā)射和接收?qǐng)D像或輸入信息，并且每個(gè)都具有可充電電池。[實(shí)例1]在本實(shí)施例中，說(shuō)明了通過(guò)使用氯氣和氧氣，對(duì)氧化物半導(dǎo)體層和絕緣膜進(jìn)行干 法蝕刻所得的結(jié)果。下面說(shuō)明本實(shí)例中所用的樣品。作為第一氧化物半導(dǎo)體層，利用濺射法在玻璃襯 底上方形成厚度為150nm的h-Ga-Si-O類非單晶膜。形成條件如下壓力為0. 4Pa，功率 為500W，形成溫度為25 °C，氬氣的流速為lOsccm，氧氣的流速為kccm，且襯底和靶材之 間的距離為170mm。使用以1 1 1的比例包含h203、(^a2O3、和ZnO(In Ga Zn = 1 1 0. 5)的靶材。由這些形成條件所得到的第一氧化物半導(dǎo)體層的組分通過(guò)電感耦合 等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)來(lái)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果為Infeia 94Ζηα4(103.31。接下來(lái)，利用濺射法在玻璃襯底上方形成厚度為150nm的h-Ga-Si-O類非單晶 膜，作為導(dǎo)電率高于第一氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率的第二氧化物半導(dǎo)體層。形成條件如 下壓力為0.4Pa，功率為500W，形成溫度為25°C，氬氣的流速為40sCCm，并且襯底和靶材 之間的距離為170mm。使用以1 1 1的比例包含ln203、Gei2O3、和ZnO(In Ga Zn = 1 1 0. 5)的靶材。由這些形成條件所得到的第二氧化物半導(dǎo)體層的組分通過(guò)電感耦合 等離子體質(zhì)譜法來(lái)測(cè)量。測(cè)量結(jié)果為InGiici.95&ια 4103.33。接下來(lái)，作為絕緣膜，利用CVD法在玻璃襯底上方形成厚度為200nm的氧氮化硅 膜。形成條件如下壓力為39. 99Pa，形成溫度為400°C，硅烷的流速為如ccm，N20的流速為 800sccm, RF功率為150W，并且電極之間的距離為^mm。然后，測(cè)量第一氧化物半導(dǎo)體層、第二氧化物半導(dǎo)體層、和絕緣膜的各自的蝕 刻速率。使用諸如光致抗蝕劑的掩模，以留下每種膜的(半蝕刻)方式，來(lái)蝕刻已經(jīng)形 成的第一氧化物半導(dǎo)體層、第二氧化物半導(dǎo)體層、和絕緣膜。此后，利用臺(tái)階高度測(cè)量 (step-heightmeasurement)裝置來(lái)測(cè)量第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻量、第二氧化物半導(dǎo)體 層的蝕刻量、和絕緣薄膜的蝕刻量，然后，根據(jù)膜蝕刻量和蝕刻所需時(shí)間之間的關(guān)系計(jì)算出 它們各自的蝕刻速率(nm/min)。利用在ICP功率為1500W(電極尺寸370_X470mm)、RF偏置為200W、壓力 為1.5Pa、且襯底溫度為-10°C的條件下的ICP蝕刻法進(jìn)行蝕刻。在本蝕刻中，采用了 在作為蝕刻氣體的氯氣和氧氣的不同流速下的四種不同條件(氯氣流速氧氣流速= IOOsccm 0sccm、85sccm 15sccm、70sccm 30sccm、禾口 55sccm 45sccm) 0 計(jì)算所述條 件的相應(yīng)的蝕刻速率。蝕刻速率計(jì)算結(jié)果如圖4所示。在圖4中，橫軸表示蝕刻氣體(氯氣和氧氣的總 和)中氧氣的含量(體積％)，左側(cè)的縱軸表示蝕刻速率(nm/min)，而右側(cè)的縱軸表示選擇 性。另外，在圖4中，圓圈表示第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率，三角表示第二氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率，方塊表示絕緣膜的蝕刻速率，而十字表示選擇性。注意，圖4所示的選擇 性為第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率相對(duì)于絕緣膜的蝕刻速率。根據(jù)圖4所示的結(jié)果，即使增大蝕刻氣體中氧氣的含量(體積％ )，在第一氧化物 半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層之間的蝕刻速率上也未發(fā)現(xiàn)顯著差別。另一方面，結(jié)果表 明，當(dāng)增大蝕刻氣體中氧氣的含量(體積％)時(shí)，絕緣膜的蝕刻速率下降。具體地，結(jié)果表 明，當(dāng)蝕刻氣體中氧氣的含量為15體積％或更多時(shí)，絕緣膜的蝕刻速率下降。另外，可以理解的是，確定了第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率相對(duì)于絕緣膜的蝕 刻速率的選擇性(第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率相對(duì)于絕緣膜的蝕刻速率之比)，其表 明，向蝕刻氣體中加入氧氣時(shí)選擇性最大增加到4. 2，而不向蝕刻氣體加入氧氣時(shí)選擇性小 于1，如圖4所示。另外，在第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層之間的蝕刻速率上 未發(fā)現(xiàn)顯著差別。因此，關(guān)于第二氧化物半導(dǎo)體層相對(duì)于絕緣膜的蝕刻速率的選擇性，其結(jié) 果類似于第一氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率相對(duì)于絕緣膜的蝕刻速率的選擇性所得的相關(guān) 結(jié)果。如上所述，可以理解的是，當(dāng)增大蝕刻氣體中所加入的氧氣比例時(shí)，絕緣膜的蝕刻 速率可以小于第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化物半導(dǎo)體層的蝕刻速率。另外，可以理解，當(dāng) 蝕刻氣體中氧氣的含量為15體積％或更多時(shí)，能夠提高第一氧化物半導(dǎo)體層和第二氧化 物半導(dǎo)體相對(duì)于絕緣膜的選擇性。這樣，通過(guò)在蝕刻氣體中包含氧氣，可以提高氧化物半導(dǎo) 體層相對(duì)于絕緣膜的選擇性。因此，當(dāng)去除形成于絕緣膜上方的氧化物半導(dǎo)體層的一部分 (靠近氧化物半導(dǎo)體層表面的部分)(溝道蝕刻)時(shí)，可以抑制對(duì)絕緣膜的暴露的部分的損 害。本說(shuō)明書(shū)基于2008年10月22日向日本專利局提交的第2008-271598號(hào)日本專利申 請(qǐng)，其整體內(nèi)容都通過(guò)引用被并入本文中。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含以下步驟形成半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，所述氧化物半導(dǎo)體包括銦； 通過(guò)濕法蝕刻加工所述半導(dǎo)體層以形成島狀半導(dǎo)體層；以及 通過(guò)干法蝕刻加工所述島狀半導(dǎo)體層以在所述島狀半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中用于濕法蝕刻的蝕刻劑是包括乙酸、硝酸、和磷酸的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中使用選自下列的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻氯化硼(BC13)、氯化硅(SiCl4)、四氯 化碳(CCl4)、四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、三氟甲烷(CHF3)、溴化氫(HBr)、 和氧氣(O2)、添加了諸如氦(He)、氬(Ar)的稀有氣體的上述氣體中的任意氣體、或者氯氣 (Cl2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括 在加工所述島狀半導(dǎo)體層之后，在200-600°C下加熱所述島狀半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒，并且 其中所述晶粒的直徑為1-lOnm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體是^-Ga-Si-O類的氧化物半導(dǎo)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中通過(guò)使用包括氯和氧的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻。
9.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含以下步驟 形成柵電極；在所述柵電極的上方形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層的上方形成半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，所述氧化物 半導(dǎo)體包括銦；通過(guò)濕法蝕刻加工所述半導(dǎo)體層以形成島狀半導(dǎo)體層； 在所述島狀半導(dǎo)體層的上方形成導(dǎo)電層；通過(guò)第一干法蝕刻加工所述導(dǎo)電層以形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，以及 通過(guò)第二干法蝕刻加工所述島狀半導(dǎo)體層以在所述島狀半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中用于濕法蝕刻的蝕刻劑是包括乙酸、硝酸、和磷酸的混合溶液。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中使用選自下列的氣體來(lái)執(zhí)行所述第一干法蝕刻和所述第二干法蝕刻氯化硼 (BCl3)、氯化硅(SiCl4)、四氯化碳(CCl4)、四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、三氟 甲烷(CHF3)、溴化氫(HBr)、和氧氣(O2)、添加了諸如氦(He)、氬(Ar)的稀有氣體的上述氣 體中的任意氣體、或者氯氣(Cl2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括在加工所述島狀半導(dǎo)體層之后，在200-600°C下加熱所述島狀半導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒，并且 其中所述晶粒的直徑為1-lOnm。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體是^-Ga-Si-O類的氧化物半導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中通過(guò)使用包括氯和氧的氣體來(lái)執(zhí)行所述第二干法蝕刻。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述柵絕緣層包括氧化硅。
18.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含以下步驟 形成柵電極；在所述柵電極的上方形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層的上方形成半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，所述氧化物 半導(dǎo)體包括銦；通過(guò)濕法蝕刻加工所述半導(dǎo)體層以形成島狀半導(dǎo)體層； 在所述島狀半導(dǎo)體層的上方形成導(dǎo)電層；通過(guò)干法蝕刻加工所述導(dǎo)電層以形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，以及通過(guò)所述干法蝕刻加工所述島狀半導(dǎo)體層以在所述島狀半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中用于濕法蝕刻的蝕刻劑是包括乙酸、硝酸、和磷酸的混合溶液。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中使用選自下列的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻氯化硼(BC13)、氯化硅(SiCl4)、四氯 化碳(CCl4)、四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、三氟甲烷(CHF3)、溴化氫(HBr)、 和氧氣(O2)、添加了諸如氦(He)、氬(Ar)的稀有氣體的上述氣體中的任意氣體、或者氯氣 (Cl2)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括 在加工所述島狀半導(dǎo)體層之后，在200-600°C下加熱所述島狀半導(dǎo)體層。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒，并且 其中所述晶粒的直徑為1-lOnm。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體是^-Ga-Si-O類的氧化物半導(dǎo)體。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中通過(guò)使用包括氯和氧的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述柵絕緣層包括氧化硅。
27.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含以下步驟 形成柵電極；在所述柵電極的上方形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層的上方形成第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，所 述氧化物半導(dǎo)體包括銦；在所述第一半導(dǎo)體層的上方形成第二半導(dǎo)體層；通過(guò)濕法蝕刻加工所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層以形成第一島狀半導(dǎo)體層 和在所述第一島狀半導(dǎo)體層上方的第二島狀半導(dǎo)體層； 在所述第二島狀半導(dǎo)體層的上方形成導(dǎo)電層；通過(guò)第一干法蝕刻加工所述導(dǎo)電層以形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，以及 通過(guò)第二干法蝕刻加工所述第一島狀半導(dǎo)體層和所述第二島狀半導(dǎo)體層以在所述第 一島狀半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中用于濕法蝕刻的蝕刻劑是包括乙酸、硝酸、和磷酸的混合溶液。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中使用選自下列的氣體來(lái)執(zhí)行所述第一干法蝕刻和所述第二干法蝕刻氯化硼 (BCl3)、氯化硅(SiCl4)、四氯化碳(CCl4)、四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、三氟 甲烷(CHF3)、溴化氫(HBr)、和氧氣(O2)、添加了諸如氦(He)、氬(Ar)的稀有氣體的上述氣 體中的任意氣體、或者氯氣(Cl2)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括在加工所述第一島狀半導(dǎo)體層和所述第二島狀半導(dǎo)體層之后，在200-600°C下加熱所 述第一島狀半導(dǎo)體層。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述第一島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第一島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒，并且 其中所述晶粒的直徑為1-lOnm。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體是^-Ga-Si-O類的氧化物半導(dǎo)體。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中通過(guò)使用包括氯和氧的氣體來(lái)執(zhí)行所述第二干法蝕刻。
35.根據(jù)權(quán)利要求27所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述柵絕緣層包括氧化硅。
36.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含以下步驟 形成柵電極；在所述柵電極的上方形成柵絕緣層；在所述柵絕緣層的上方形成第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層包括氧化物半導(dǎo)體，所述氧化物半導(dǎo)體包括銦；在所述第一半導(dǎo)體層的上方形成第二半導(dǎo)體層；通過(guò)濕法蝕刻加工所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層以形成第一島狀半導(dǎo)體層 和在所述第一島狀半導(dǎo)體層上方的第二島狀半導(dǎo)體層； 在所述第二島狀半導(dǎo)體層的上方形成導(dǎo)電層； 通過(guò)干法蝕刻加工所述導(dǎo)電層以形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層，以及 通過(guò)所述干法蝕刻加工所述第一島狀半導(dǎo)體層和所述第二島狀半導(dǎo)體層以在所述第 一島狀半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中用于濕法蝕刻的蝕刻劑是包括乙酸、硝酸、和磷酸的混合溶液。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中使用選自下列的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻氯化硼(BC13)、氯化硅(SiCl4)、四氯 化碳(CCl4)、四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、三氟甲烷(CHF3)、溴化氫(HBr)、 和氧氣(O2)、添加了諸如氦(He)、氬(Ar)的稀有氣體的上述氣體中的任意氣體、或者氯氣 (Cl2)。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，還包括在加工所述第一島狀半導(dǎo)體層和所述第二島狀半導(dǎo)體層之后，在200-600°C下加熱所 述第一島狀半導(dǎo)體層。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述第一島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述第一島狀半導(dǎo)體層包括所述氧化物半導(dǎo)體的晶粒，并且 其中所述晶粒的直徑為1-lOnm。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體是^-Ga-Si-O類的氧化物半導(dǎo)體。
43.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中通過(guò)使用包括氯和氧的氣體來(lái)執(zhí)行所述干法蝕刻。
44.根據(jù)權(quán)利要求36所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法， 其中所述柵絕緣層包括氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明的目的是建立用于制造使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體器件的加工技術(shù)。在襯底上方形成柵電極，在柵電極上方形成柵絕緣層，在柵絕緣層上方形成氧化物半導(dǎo)體層，通過(guò)濕法蝕刻加工氧化物半導(dǎo)體層以形成島狀氧化物半導(dǎo)體層，形成導(dǎo)電層以覆蓋島狀氧化物半導(dǎo)體層，通過(guò)第一干法蝕刻加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極，并且通過(guò)第二干法蝕刻去除島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分、或者通過(guò)干法蝕刻加工導(dǎo)電層以形成源電極和漏電極，并且通過(guò)所述干法蝕刻去除島狀氧化物半導(dǎo)體層的一部分以在島狀氧化物半導(dǎo)體層中形成凹陷部分。
文檔編號(hào)H01L21/77GK102136500SQ201110044658
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者村岡大河, 笹川慎也, 須澤英臣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所