專利名稱：驅(qū)動(dòng)電路及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由使用呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物形成的元件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路、以及利用該驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體裝置。其中，半導(dǎo)體裝置指的是能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而動(dòng)作的所有裝置，因此顯示裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
金屬氧化物的種類繁多且用途廣。氧化銦作為較普遍的材料被用于液晶顯示器等中所需要的透明電極材料。在金屬氧化物中存在呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物。呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物是化合物半導(dǎo)體的一種?；衔锇雽?dǎo)體是指2種以上的原子可以結(jié)合而形成的半導(dǎo)體。通常，金屬氧化物為絕緣體。但是，也存在根據(jù)金屬氧化物的構(gòu)成元素的組合而為半導(dǎo)體的情況。例如，已知在金屬氧化物中，氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性。并且，將由這種金屬氧化物構(gòu)成的透明半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管已被公開(專利文獻(xiàn)I至4、非專利文獻(xiàn)I)。但是，已知金屬氧化物不僅有一元氧化物而且還有多元氧化物。例如，屬于同系物(homologous series)的InGaO3 (ZnO)m (m:自然數(shù))為公知的材料(非專利文獻(xiàn)2至4)。

并且，已經(jīng)確認(rèn)可以將上述那樣的In-Ga-Zn類氧化物用于薄膜晶體管的溝道形成區(qū)(專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)5以及6)。專利文獻(xiàn)1:日本專利公開昭60-198861號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利公開平8-264794號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本PCT國(guó)際申請(qǐng)翻譯平11-505377號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利公開2000-150900號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利申請(qǐng)公開2004-103957號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)I:M.ff.Prins, K.0.Grosse-Holz, G.Muller, J.F.M.Cillessen, J.B.Giesbers, R.P.Weening, and R.M.Wolf、「A ferroelectric transparent thin-filmtransistorJ >App1.Phys.Lett.、17Junel996、Vol.68p.3650-3652非專利文獻(xiàn)2:M.Nakamura, N.Kimizuka, and T.Mohri>ΓThe Phase Relations inthe In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System atl350°C」、J.Solid State Chem.、1991、Vol.93，p.298-315非專利文獻(xiàn)3:Ν.Kimizuka, M.1sobe, and Μ.Nakamura、「Synthesesand Single-Crystal Data of Homologous Compounds, In2O3(ZnO)m (m = 3, 4，and5)，InGaO3 (ZnO) 3, and Ga2O3 (ZnO) m (m = 7，8，9，and I 6) in theIn2O3-ZnGa2O4-ZnOSystemJ、J.Solid State Chem.、1995、Vol.116, p.170-178
非專利文獻(xiàn)4:中村真佐樹、君塚昇、毛利尚彥、磯部光正、「* 口力' ^相、InFeO3(ZnO)mOn:自然數(shù))i子乃同型化合物乃合成結(jié)晶構(gòu)造」、固體物理、1993年、Vol.28、N0.5、ρ.317-327非專利文獻(xiàn)5:K.Nomura, H.0hta, K.Ueda, T.Kamiya, M.Hirano, and H.Hosono>「Thin-film transistor fabricated in single-crystalline transparent oxidesemiconductor」、SCIENCE、2003、Vol.300、p.1269-1272非專利文獻(xiàn)6:Κ.Nomura, H.0hta, A.Takagi, T.Kamiya, M.Hirano, and H.Hosono>「Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistorsusing amorphous oxide semiconductors」、NATURE、2004、Vol.432p.488-49
發(fā)明內(nèi)容
正在研討將利用呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物(以下，也稱為氧化物半導(dǎo)體)的薄膜晶體管應(yīng)用于有源矩陣型顯示裝置(液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器或電子紙等)。有源矩陣型顯示裝置包括被配置為矩陣狀的數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)的像素以及向像素輸入脈沖信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路。在有源矩陣型顯示裝置中，薄膜晶體管被設(shè)置在各個(gè)像素中，并用作根據(jù)從驅(qū)動(dòng)電路輸入的脈沖信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通、截止的切換的開關(guān)元件，從而實(shí)現(xiàn)圖像的顯示。另外，薄膜晶體管還用作構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的元件。用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部的驅(qū)動(dòng)電路包括如薄膜晶體管、電容元件、電阻元件等元件。本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于提供一種由使用氧化物半導(dǎo)體制造的有源元件及無(wú)源元件構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路以及具有該驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式包括增強(qiáng)型薄膜晶體管以及電阻元件。薄膜晶體管以及電阻元件使用氧化物半導(dǎo)體層形成。并且，將用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度設(shè)定為低于用于電阻元件的氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度。由此，用于電阻元件的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值低于用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值。本發(fā)明的一個(gè)方式包括使用氧化物半導(dǎo)體層形成的薄膜晶體管以及電阻元件，并且在用于電阻元件的氧化物半導(dǎo)體層上直接接觸地設(shè)置通過(guò)使用含有硅烷(SiH4)以及氨(NH3)等的氫化合物的氣體的等離子體CVD法而形成的氮化硅層，并且在用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層上隔著用作阻擋層的氧化硅層地設(shè)置所述氮化硅層。因此，對(duì)用于電阻元件的氧化物半導(dǎo)體層中引入比用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層更高濃度的氫。其結(jié)果，用于電阻元件的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值低于用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值。即，本發(fā)明的一個(gè)方式為驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包括:將第一氧化物半導(dǎo)體層用作電阻成分的電阻元件；將氫濃度比第一氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度低的第二氧化物半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管；設(shè)置在第二氧化物半導(dǎo)體層上的氧化硅層；以及設(shè)置在第一氧化物半導(dǎo)體層以及所述氧化硅層上的氮化硅層。 再者，本發(fā)明的一個(gè)方式采用如下結(jié)構(gòu):在用作電阻元件的電阻成分以及薄膜晶體管的溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層與作為導(dǎo)電體的布線之間設(shè)置被低電阻化了的氧化物半導(dǎo)體層。
S卩，本發(fā)明的一個(gè)方式為驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路在上述結(jié)構(gòu)中包括:接觸于電阻元件的一方的端子或另一方的端子以及所述第一氧化物半導(dǎo)體層的第三氧化物半導(dǎo)體層；接觸于薄膜晶體管的第一端子以及第二氧化物半導(dǎo)體層的第四氧化物半導(dǎo)體層；以及接觸于薄膜晶體管的第二端子以及第二氧化物半導(dǎo)體層的第五氧化物半導(dǎo)體層，其中第三氧化物半導(dǎo)體層至第五氧化物半導(dǎo)體層的電阻值比第二氧化物半導(dǎo)體層的電阻值低。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式包括使用含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層形成的電阻元件以及薄膜晶體管。另外，在薄膜晶體管上設(shè)置用作阻擋層的氧化硅層。在該階段中，在包含成為氫原子的供給源的物質(zhì)的氣氛下進(jìn)行200°C至600°C的熱處理，典型的是250°C至500°C的熱處理。由于氧化物半導(dǎo)體層中的氮可以在防止構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體層的原子在膜中被填充得過(guò)密，并且可以促進(jìn)氫向膜中的擴(kuò)散、固溶(solid dissolution)，所以通過(guò)該熱處理，對(duì)用于電阻元件的含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層中引入比用于薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層更高濃度的氫。其結(jié)果，用于電阻元件的含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值低于用于薄膜晶體管的含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層的電阻值。即，本發(fā)明的一個(gè)方式為驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路包括:將含有高濃度的氮的第一氧化物半導(dǎo)體層用于電阻成分的電阻元件；以及將比第一氧化物半導(dǎo)體層氫濃度低并含有高濃度的氮的第二氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管。另外，含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層是指氮(N)與氧(O)的比率(N/0)為0.05以上且0.8以下的范圍，優(yōu)選為0.1以上0.5以下的氧化物半導(dǎo)體層。再者，本發(fā)明的一個(gè)方式采用如下結(jié)構(gòu):在用于電阻元件的含有高濃度的氮的氧化物半導(dǎo)體層上直接接觸地設(shè)置通過(guò)使用含有硅烷(SiH4)以及氨(NH3)等的氫化合物的氣體的等離子體CVD法而形成的氮化硅層。

即，本發(fā)明的一個(gè)方式為驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路在上述結(jié)構(gòu)中包括:設(shè)置在第二氧化物半導(dǎo)體層上的氧化硅層；以及設(shè)置在第一氧化物半導(dǎo)體層以及氧化硅層上的氮化硅層。另外，在本文件(說(shuō)明書、權(quán)利要求書或附圖等)中，“膜”是指形成在整個(gè)基板表面上的物體，雖然其根據(jù)之后進(jìn)行的光刻工序等被加工為所希望的形狀，但這里指的是加工前的狀態(tài)。并且，“層”是指從“膜”通過(guò)光刻工序等加工形成為所希望的形狀的物體，或者以形成在整個(gè)基板表面為目的的物體。另外，在本文件(說(shuō)明書、權(quán)利要求書或附圖等)中，A與B連接，除了指A與B直接連接的情況外，也指電連接的情況。這里，A與B電連接是指當(dāng)A與B之間存在具有某種電作用的對(duì)象物時(shí)，通過(guò)該對(duì)象物，A與B大致成為同一節(jié)點(diǎn)的情況。具體是指，當(dāng)考慮到電路動(dòng)作時(shí)A與B可以被認(rèn)為是同一節(jié)點(diǎn)的情況，例如，通過(guò)晶體管之類的開關(guān)元件A與B連接，而通過(guò)該開關(guān)元件的導(dǎo)通A與B大致成為同電位的情況；通過(guò)電阻元件A與B連接，該電阻元件的兩端所產(chǎn)生的電位差為不影響包括A和B的電路的動(dòng)作的程度的情況；等等。另外，由于薄膜晶體管的源極端子及漏極端子根據(jù)薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)或動(dòng)作條件等而改變，所以很難特定哪個(gè)端子為源極端子或漏極端子。藉此，在本文件(說(shuō)明書、權(quán)利要求書或附圖等)中，將源極端子及漏極端子的一方記為第一端子，而將源極端子及漏極端子的另一方記為第二端子來(lái)進(jìn)行區(qū)分。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以使用作電阻元件的電阻成分的氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度高于用作薄膜晶體管的溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度。因此，可以選擇性地降低氧化物半導(dǎo)體層的電阻值。由此，不需要另行進(jìn)行薄膜晶體管的制造工序以及電阻元件的制造工序，從而可以提供制造步驟得到縮減的驅(qū)動(dòng)電路以及具有該驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體
>J-U ρ α裝直。


圖1是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖2是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的框圖；圖3Α和3Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖；圖4是示出驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序圖的一個(gè)例子的
圖5Α至5C是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖；圖6Α至6C是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖；圖7是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的框圖；圖8是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的布局圖；圖9是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的布局圖；圖10是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的布局圖；圖1lA至IlC是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖12Α和12Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖13Α和13Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖14Α和14Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖15Α至15C是示出驅(qū)動(dòng)電路的制造工序的一個(gè)例子的圖；圖16Α至16C是示出驅(qū)動(dòng)電路的制造工序的一個(gè)例子的圖；圖17是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖18Α至18C是示出驅(qū)動(dòng)電路的制造工序的一個(gè)例子的圖；圖19Α和19Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的制造工序的一個(gè)例子的圖；圖20Α和20Β是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖并且圖20C是示出驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序圖的一個(gè)例子的圖；圖21是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖22Α和22Β是示出保護(hù)電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖；圖23是示出半導(dǎo)體裝置的像素的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的電路圖；圖24Α至24C是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖25Α和25Β是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖26是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖；圖27Α至27C是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的圖；圖28Α和28Β是示出半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明100基板101源極線驅(qū)動(dòng)電路
102A柵極線驅(qū)動(dòng)電路102B柵極線驅(qū)動(dòng)電路103像素部104AFPC104BFPC201時(shí)鐘信號(hào)用電平轉(zhuǎn)移器202起始脈沖用電平轉(zhuǎn)移器203脈沖輸出電路204NAND 回路205緩沖器206取樣開關(guān)251移位寄存器300脈沖輸出電路301開關(guān)302倒相電路 303倒相電路304開關(guān)305倒相電路331脈沖輸出電路332脈沖輸出電路350脈沖輸出電路351薄膜晶體管352電阻元件353薄膜晶體管354電阻元件355薄膜晶體管356薄膜晶體管357電阻元件358薄膜晶體管359布線360布線500基板501源極線驅(qū)動(dòng)電路502A柵極線驅(qū)動(dòng)電路502B柵極線驅(qū)動(dòng)電路503像素部504AFPC504BFPC550保護(hù)電路
551保護(hù)電路560薄膜晶體管561薄膜晶體管562薄膜晶體管563薄膜晶體管564薄膜晶體管565薄膜晶體管566薄膜晶體管567薄膜晶體管568電阻元件569布線570電阻元件571電阻元件572薄膜晶體管573布 線580基板581薄膜晶體管585絕緣層587電極層588電極層589球形粒子590a黑色區(qū)590b白色區(qū)594空洞595填料596基板601電阻元件602薄膜晶體管603電阻元件604薄膜晶體管605電阻元件606薄膜晶體管607電阻元件608薄膜晶體管701電阻元件702薄膜晶體管703薄膜晶體管730電容元件731薄膜晶體管
721薄膜晶體管751時(shí)鐘信號(hào)用電平轉(zhuǎn)移器752起始脈沖用電平轉(zhuǎn)移器753脈沖輸出電路754NAND 回路755緩沖器781移位寄存器801電源線802電源線803控制信號(hào)線

804控制信號(hào)線805控制信號(hào)線806氧化物半導(dǎo)體層807布線層808布線層809接觸孔900基板901第一布線902柵極端子903絕緣層904接觸孔905氧化物半導(dǎo)體層906氧化物半導(dǎo)體層907布線908布線909氧化硅層910氮化硅層911a緩沖層911b緩沖層911c緩沖層91 Id緩沖層91 Ie緩沖層912布線950氧化物半導(dǎo)體膜951氧化物半導(dǎo)體膜960氧化物半導(dǎo)體層961氧化物半導(dǎo)體層962氧化物半導(dǎo)體層963氧化物半導(dǎo)體層
964氧化物半導(dǎo)體層
965氧化物半導(dǎo)體層
966氧化物半導(dǎo)體層
967氧化物半導(dǎo)體層
968氧化物半導(dǎo)體層
1001溝道保護(hù)層
IOlOa緩沖層
IOlOb緩沖層
1400脈沖輸出電路
1401倒相電路
1402開關(guān)
1403電容 元件
1411薄膜晶體管
1412電阻元件
1413薄膜晶體管
1414電容元件
1415布線
1416布線
2001氧化物半導(dǎo)體層
2002氧化物半導(dǎo)體層
4501基板
4502像素部
4503a源極線驅(qū)動(dòng)電路
4503b源極線驅(qū)動(dòng)電路
4504a柵極線驅(qū)動(dòng)電路
4504b柵極線驅(qū)動(dòng)電路
4505密封材料
4506基板
4507填料
4509薄膜晶體管
4510薄膜晶體管
4511發(fā)光元件
4512電場(chǎng)發(fā)光層
4513電極層
4515連接端子電極
4516端子電極
4517電極層
4518aFPC
4518bFPC
4519各向異性導(dǎo)電膜
4520分隔壁
6400像素
6401薄膜晶體管
6402薄膜晶體管
6403發(fā)光元件
6405源極線
6406柵極線
6407電源線
6408共同電極
7001薄膜晶體管
7002發(fā)光元件
7003陰極
7004發(fā)光層
7005陽(yáng)極
7011薄膜晶體管
7012發(fā)光元件
7013陰極
7014發(fā)光層
7015陽(yáng)極
7016屏蔽層
7017導(dǎo)電層
7021薄膜晶體管
7022發(fā)光元件
7023陰極
7024發(fā)光層
7025陽(yáng) 極
7027導(dǎo)電層
9630框體
9631顯示部
9632揚(yáng)聲器
9633操作鍵
9634連接端子
9635記錄媒體讀取部
9640框體
9641顯示部
9642揚(yáng)聲器
9643操作鍵
9644連接端子
9645快門按鈕
9646圖像接收部
9650框體
9651顯示部
9652揚(yáng)聲器
9653操作鍵
9654連接端子
9660框體
9661顯示部
9662揚(yáng)聲器
9663操作鍵
9664連接端子
9665點(diǎn)擊設(shè)備
9666外部連接端口
9670框體
9671顯示部
9672揚(yáng) 聲器
9673操作鍵
麥克風(fēng)具體實(shí)施方式
以下使用附圖對(duì)所公開的發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行例示。但是，所公開的發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)，就是其方式及詳細(xì)內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，所公開的發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限于本實(shí)施方式所記載的內(nèi)容。在下面所例示的實(shí)施方式中，有時(shí)在不同附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部分。
實(shí)施方式I
在本實(shí)施方式中，使用圖1至圖16對(duì)具有使用氧化物半導(dǎo)體制造的驅(qū)動(dòng)電路的顯示裝置的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。具體地，作為用于驅(qū)動(dòng)顯示裝置的像素部的驅(qū)動(dòng)電路的源極線驅(qū)動(dòng)電路以及柵極線驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)例子，對(duì)具有組合增強(qiáng)型薄膜晶體管和電阻元件而形成的反相器(以下，稱為ERMOS電路)的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)將η溝道型薄膜晶體管用作構(gòu)成單極性驅(qū)動(dòng)電路的薄膜晶體管的例子進(jìn)行說(shuō)明。
另外，顯示裝置是指具有發(fā)光元件或液晶元件等的顯示元件的裝置。顯示裝置也可以包括驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素的周邊驅(qū)動(dòng)電路。另外，驅(qū)動(dòng)多個(gè)像素的周邊驅(qū)動(dòng)電路與多個(gè)像素形成在同一基板上。另外，顯示裝置也可以包括柔性印刷基板(Flexible PrintedCircuit:FPC)。再者，顯示裝置還可以包括通過(guò)柔性印刷基板(FPC)等連接并安裝有IC芯片、電阻元件、電容元件、電感器、晶體管等的印刷線路板(PWB)。再者，顯示裝置還可以包括偏振片或相位差板等的光學(xué)片、照明裝置、框體、聲音輸入輸出裝置、光傳感器等。
在圖1中示出顯示裝置的整體圖。在基板100上，一體形成有源極線驅(qū)動(dòng)電路101、第一柵極線驅(qū)動(dòng)電路102A、第二柵極線驅(qū)動(dòng)電路102B以及像素部103。在像素部103中，由虛線框110包圍的部分為一個(gè)像素。在圖1所示的例子中，雖然示出第一柵極線驅(qū)動(dòng)電路102A、第二柵極線驅(qū)動(dòng)電路102B作為柵極線驅(qū)動(dòng)電路，也可以僅使用其中一個(gè)。另外，在顯示裝置的像素中，利用薄膜晶體管進(jìn)行顯示元件的控制。對(duì)源極線驅(qū)動(dòng)電路101、第一柵極線驅(qū)動(dòng)電路102A、第二柵極線驅(qū)動(dòng)電路102B進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的信號(hào)(時(shí)鐘信號(hào)、起始脈沖信號(hào)等)通過(guò)柔性印刷基板(Flexible Printed Circuit:FPC) 104A、104B從外部輸入。
用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部的源極線驅(qū)動(dòng)電路、柵極線驅(qū)動(dòng)電路具有由薄膜晶體管、電容元件、電阻元件等構(gòu)成的倒相電路。當(dāng)使用單極性薄膜晶體管形成倒相電路時(shí)，有組合增強(qiáng)型薄膜晶體管及耗盡型薄膜晶體管而形成的電路(以下，稱為EDMOS電路)、由增強(qiáng)型薄膜晶體管和增強(qiáng)型薄膜晶體管而形成的電路(以下，稱為EEMOS電路)以及ERMOS電路。另外，當(dāng)η溝道型薄膜晶體管的閾值電壓為正時(shí)將其定義為增強(qiáng)型薄膜晶體管，而當(dāng)η溝道型薄膜晶體管的閾值電壓為負(fù)時(shí)將其定義為耗盡型晶體管，并且在本說(shuō)明書中始終使用該定義。
當(dāng)將閾值電壓為正的增強(qiáng)型薄膜晶體管用于設(shè)置在像素部的薄膜晶體管時(shí)，可以使根據(jù)對(duì)柵極端子與源極端子之間施加的電壓而流過(guò)的電流小于耗盡型晶體管，從而謀求實(shí)現(xiàn)低耗電量化。另外，優(yōu)選使用與像素部相同的增強(qiáng)型薄膜晶體管作為用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部的驅(qū)動(dòng)電路所使用的薄膜晶體管。通過(guò)使用增強(qiáng)型薄膜晶體管作為倒相電路的薄膜晶體管，制造像素部以及驅(qū)動(dòng)電路時(shí)的晶體管的種類為一種，所以可以減少制造工序。另外，由于增強(qiáng)型晶體管使用氧化物半導(dǎo)體并且具有當(dāng)柵極電壓為-20V至20V時(shí)導(dǎo)通截止比為IO9以上的電特性，所以源極端子及漏極端子間的漏電流少，從而實(shí)現(xiàn)低耗電量驅(qū)動(dòng)。
另外，在本文件(說(shuō)明書、權(quán)利要求書或附圖等)中使用的氧化物半導(dǎo)體形成表示為InMO3 (ZnO)m (m>0)的薄膜，并利用該薄膜制造半導(dǎo)體元件。另外，M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)及鈷(Co)中的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，除了有包含鎵(Ga)作為M的情況以外，還有包含鎵(Ga)和鎳(Ni)、或鎵(Ga)和鐵(Fe)等包含鎵(Ga)以外的上述金屬元素的情況。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體中，除了包含作為M的金屬元素之外，有時(shí)還包含作為雜質(zhì)元素的鐵(Fe)、鎳(Ni)、以及其他過(guò)渡金屬元素或該過(guò)渡金屬的氧化物。此外，上述氧化物半導(dǎo)體所含有的鈉(Na)為5X 1018atoms/cm3以下,優(yōu)選為lX1018atomS/Cm3以下。在本文件(說(shuō)明書、權(quán)利要求書或附圖等)中，也將該薄膜稱為In-Ga-Zn-O類非單晶膜。
表I示出利用感應(yīng)I禹合等離子體質(zhì)量分析法(Inductively Coupled Plasma MassSpectrometry:1CP_MS分析法)的典型測(cè)量例子。在使用摩爾數(shù)之比為In2O3:Ga2O3:ZnO= I:I:1的靶材(In:Ga:Zn=l:1:0.5)，并且壓力為0.4Pa，直流(DC)電源為500W，氬氣體流量為lOsccm，氧為5sccm的條件I下得到的氧化物半導(dǎo)體膜是InGaa94Zna4tlOi31t5另外，在上述條件的基礎(chǔ)上僅將成膜氣氛條件改變?yōu)闅鍤怏w流量為40sCCm，氧為Osccm的條件2下得到的氧化物半導(dǎo)體膜是InGaa 95Zn0.4103.33。
[表1]
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 包括溝道形成區(qū)的晶體管，其中所述溝道形成區(qū)包括在絕緣膜上的第一氧化物半導(dǎo)體層，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包含銦和鋅； 在所述絕緣膜上的氧化物層，所述氧化物層包含銦和鋅； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與其接觸的氧化物絕緣層；以及 在所述氧化物層上并與其接觸的氮化物絕緣層，所述氮化物絕緣層包含氫。
2.—種半導(dǎo)體裝置，包括: 包括溝道形成區(qū)的晶體管，其中所述溝道形成區(qū)包括在絕緣膜上的第一氧化物半導(dǎo)體層，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包含銦和鋅； 電連接至所述晶體管的無(wú)源元件，所述無(wú)源元件包括在所述絕緣膜上的氧化物層，所述氧化物層包含銦和鋅； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與其接觸的氧化物絕緣層；以及 在所述氧化物層上并與其接觸的氮化物絕緣層，所述氮化物絕緣層包含氫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述無(wú)源元件是電阻元件。
4.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 包括溝道形成區(qū)的晶體管，其中所述溝道形成區(qū)包括在襯底上的第一氧化物半導(dǎo)體層，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包含銦和鋅； 在所述襯底上的氧化物層，所述氧化物層包含銦和鋅； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與其接觸的氧化物絕緣層；以及在所述氧化物層和所述氧化物絕緣層上的氮化物絕緣層，所述氮化物絕緣層與所述氧化物層相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物層的電阻比所述第一氧化物半導(dǎo)體層的電阻低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物層的氫濃度比所述第一氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和4中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氮化物絕緣層是氮化娃層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述氧化物層包括在無(wú)源元件中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述無(wú)源元件是電阻元件。
10.一種顯示裝置，包括: 晶體管，包括: 在襯底上的柵極； 在所述柵極上的柵極絕緣膜； 在所述柵極絕緣膜上的第一氧化物半導(dǎo)體層，所述第一氧化物半導(dǎo)體層包含銦和鋅； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與其電接觸的源極； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層上并與其電接觸的漏極； 電連接至所述顯示裝置的像素電極； 在所述襯底上的氧化物層，所述氧化物層包含銦和鋅； 在所述第一氧化物半導(dǎo)體層、所述源極和所述漏極上的氧化物絕緣層；以及在所述氧化物層和所述氧化物絕緣層上的氮化物絕緣層，所述氮化物絕緣層包含氫， 其中所述氮化物絕緣層與所述氧化物層相接觸，以及 其中所述氧化物絕緣層與所述源極和所述漏極之間的所述第一氧化物半導(dǎo)體層的上表面相接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述氧化物層的電阻比所述第一氧化物半導(dǎo)體層的電阻低。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述氧化物層的氫濃度比所述第一氧化物半導(dǎo)體層的氫濃度高。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述氮化物絕緣層是氮化硅層。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的顯示裝置，其中所述氧化物層包括在無(wú)源元件中。
15.根 據(jù)權(quán)利要求14所述的顯示裝置，其中所述無(wú)源元件是電阻元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路及半導(dǎo)體裝置，提供一種利用使用被電特性控制的氧化物半導(dǎo)體層而制造的電阻元件及薄膜晶體管的驅(qū)動(dòng)電路、以及利用該驅(qū)動(dòng)電路的半導(dǎo)體裝置。在用作電阻元件(354)的氧化物半導(dǎo)體層(905)上直接接觸地設(shè)置利用使用含有硅烷(SiH4)以及氨(NH3)等的氫化合物的氣體的等離子體CVD法而形成的氮化硅層(910)，并且在用作薄膜晶體管(355)的氧化物半導(dǎo)體層(906)上隔著用作阻擋層的氧化硅層(909)地設(shè)置氮化硅層(910)。因此，對(duì)氧化物半導(dǎo)體層(905)引入比氧化物半導(dǎo)體層(906)更高濃度的氫。其結(jié)果，用作電阻元件(354)的氧化物半導(dǎo)體層(905)的電阻值低于用作薄膜晶體管(355)的氧化物半導(dǎo)體層(906)的電阻值。
文檔編號(hào)H01L29/786GK103219394SQ201310138489
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者小山潤(rùn), 坂田淳一郎, 丸山哲紀(jì), 井本裕己, 淺野裕治, 肥塚純一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所