半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。本發(fā)明的課題在于提供包括電特性優(yōu)良且可靠性高的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置及沒有不均勻性地制造該半導(dǎo)體裝置的方法。本發(fā)明的要旨在于使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜作為半導(dǎo)體層，并包括在半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間設(shè)置有緩沖層的反交錯(cuò)型（底柵結(jié)構(gòu)）的薄膜晶體管。通過在源電極層及漏電極層和半導(dǎo)體層之間意圖性地設(shè)置載流子濃度比半導(dǎo)體層高的包含In、Ga及Zn的緩沖層，形成歐姆接觸。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法
[0001]本申請是申請日為“2009年7月30日”、申請?zhí)枮椤?00910160557.0”、題為“半導(dǎo)
體裝置及其制造方法”的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種包括由將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管(下面稱為TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。例如，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及將以液晶顯示面板為代表的電光裝置及具有有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置用作部件而安裝的電子設(shè)備。
[0003]注意，在本說明書中，半導(dǎo)體裝置是指利用半導(dǎo)體特性來能夠發(fā)揮功能的所有裝置。電光裝置、半導(dǎo)體電路及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，對一種有源矩陣型顯示裝置(液晶顯示裝置、發(fā)光顯示裝置、電泳顯示裝置)正在進(jìn)行積極的研究開發(fā)，在該有源矩陣型顯示裝置中的配置為矩陣狀的每個(gè)顯示像素中設(shè)置由薄膜晶體管(TFT)構(gòu)成的開關(guān)元件。在有源矩陣型顯示裝置中，每個(gè)像素(或每一個(gè)點(diǎn))設(shè)置有開關(guān)元件，且在其像素密度與單純矩陣方式相比增加的情況下可以進(jìn)行低電壓驅(qū)動，所以是有利的。
[0005]此外，將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)來制造薄膜晶體管(TFT)等并應(yīng)用于電子器件及光器件的技術(shù)受到關(guān)注。例如，可舉出將ZnO用作氧化物半導(dǎo)體膜的TFT及將InGaO3 (ZnO) m用作氧化物半導(dǎo)體膜的TFT。在專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等中公開將這種使用氧化物半導(dǎo)體膜形成的TFT形成在具有透光性的襯底上并用作圖像顯示裝置的開關(guān)元件等的技術(shù)。
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請公開2007-123861號公報(bào)
[0007][專利文獻(xiàn)2]日本專利申請公開2007-96055號公報(bào)
[0008]對將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管，要求工作速度高，制造工序較簡單，具有充分的可靠性。
[0009]當(dāng)形成薄膜晶體管時(shí)，作為源電極層及漏電極層使用低電阻的金屬材料。尤其是，當(dāng)制造進(jìn)行大面積的顯示的顯示裝置時(shí)，明顯地出現(xiàn)布線的電阻所引起的信號的延遲問題。因此，作為布線及電極的材料，優(yōu)選使用電阻值低的金屬材料。另一方面，當(dāng)采用由電阻值低的金屬材料構(gòu)成的源電極層及漏電極層和氧化物半導(dǎo)體膜直接接觸的薄膜晶體管結(jié)構(gòu)時(shí)，有接觸電阻增高的憂慮。在源電極層及漏電極層和氧化物半導(dǎo)體膜的接觸面形成肖特基結(jié)的現(xiàn)象被認(rèn)為是接觸電阻增高的原因之一。
[0010]再者，還有如下憂慮:在源電極層及漏電極層和氧化物半導(dǎo)體膜直接接觸的部分形成電容，頻率特性(被稱為f特性)降低，因此阻礙薄膜晶體管的高速工作。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一在于:提供一種使用包含銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管，其中降低源電極及漏電極和氧化物半導(dǎo)體層的接觸電阻，并且還提供其制造方法。
[0012]此外，本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一還在于:提高使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管的工作特性及可靠性。
[0013]另外，本發(fā)明的一個(gè)方式的課題之一還在于:減少使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管的電特性的不均勻。尤其是，在液晶顯示裝置中，當(dāng)各個(gè)元件之間的不均勻大時(shí)，有發(fā)生起因于其TFT特性的不均勻的顯示不均勻的憂慮。
[0014]此外，在具有發(fā)光元件的顯示裝置中，也有如下憂慮:當(dāng)配置為在像素電極中流過一定的電流的TFT (配置于驅(qū)動電路或?qū)ο袼氐陌l(fā)光元件供給電流的TFT)的導(dǎo)通電流(Im)的不均勻大時(shí)，在顯示屏中產(chǎn)生亮度的不均勻。如上所述，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的在于解決上述課題中的至少一個(gè)。
[0015]本發(fā)明的一個(gè)方式的要旨在于:使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體層，并包括在半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間設(shè)置有緩沖層的反交錯(cuò)型(底柵結(jié)構(gòu))的薄膜晶體管。
[0016]在本說明書中，將使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜形成的半導(dǎo)體層也表示為“ IGZO半導(dǎo)體層”。
[0017]源電極層和IGZO半導(dǎo)體層需要實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。再者，優(yōu)選盡量減少該接觸電阻。同樣地，漏電極層和IGZO半導(dǎo)體層需要實(shí)現(xiàn)歐姆接觸。再者，優(yōu)選盡量減少該接觸電阻。
[0018]于是，通過在源電極層及漏電極層和IGZO半導(dǎo)體層之間意圖性地設(shè)置載流子濃度比IGZO半導(dǎo)體層高的緩沖層形成歐姆接觸。
[0019]作為緩沖層，使用具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜。也可以使緩沖層包含賦予η型的雜質(zhì)元素。作為雜質(zhì)元素，例如可以使用鎂、鋁、鈦、鈧、乾、鋯、鉿、硼、鉈、鍺、錫、鉛等。當(dāng)使緩沖層包含鎂、鋁、鈦等時(shí)，發(fā)揮對氧的阻擋效果等，且通過成膜之后的加熱處理等可以將半導(dǎo)體層的氧濃度保持于最合適的范圍內(nèi)。
[0020]該緩沖層用作η+層，并且也可以稱為漏區(qū)或源區(qū)。
[0021]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式包括薄膜晶體管，該薄膜晶體管形成有:柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣膜；隔著柵極絕緣膜的柵電極上的IGZO半導(dǎo)體層；與IGZO半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域的溝道保護(hù)層；IGZ0半導(dǎo)體層上的源電極層及漏電極層；以及在半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間的緩沖層，其中，緩沖層的載流子濃度比IGZO半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，IGZO半導(dǎo)體層隔著緩沖層與源電極層及漏電極層電連接。
[0022]在上述結(jié)構(gòu)中，也可以在半導(dǎo)體層和緩沖層之間設(shè)置載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高且比緩沖層的載流子濃度低的第二緩沖層。第二緩沖層用作n_層。
[0023]包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜(IGZ0膜)具有隨著載流子濃度增高而空穴遷移率也增高的特性。因此，包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜的載流子濃度和空穴遷移率的關(guān)系成為圖29所示那樣的。在本發(fā)明的一個(gè)方式中，優(yōu)選的是，適合半導(dǎo)體層的溝道的IGZO膜的載流子濃度范圍(溝道濃度范圍I)低于lX1017atomS/Cm3 (更優(yōu)選為I X 10natoms/cm3以上)，且適合緩沖層的IGZO膜的載流子濃度范圍(緩沖層濃度范圍2)為I X 1018atoms/cm3以上(I X 1022atoms/cm3以下)。在將IGZO膜用作半導(dǎo)體層的情況下，上述IGZO膜的載流子濃度為當(dāng)在室溫下不施加源極、漏極及柵極電壓的狀態(tài)時(shí)的值。
[0024]當(dāng)溝道用IGZO膜的載流子濃度范圍超過上述范圍(溝道用濃度范圍I)時(shí)，有作為薄膜晶體管處于常導(dǎo)通狀態(tài)(normally on)的憂慮。
[0025]注意，根據(jù)霍爾效應(yīng)測量可以求得IGZO膜的載流子濃度及空穴遷移率。作為霍爾效應(yīng)測量器的例子，可以舉出比電阻/霍爾測量系統(tǒng)ResiTest8310 (日本TOYOCorporation制造)。比電阻/霍爾測量系統(tǒng)ResiTest8310可以進(jìn)行AC (交流)霍爾測量，即以一定的周期改變磁場的方向和大小，并只檢測出與此同步地產(chǎn)生在樣品中的霍爾起電壓(Hall electromotive voltage)。也可以檢測出遷移率低且電阻率高的材料的霍爾起電壓。
[0026]在上述結(jié)構(gòu)中，源電極層和漏電極層優(yōu)選包含鈦。例如，當(dāng)使用層疊鈦膜、鋁膜、鈦膜的多層膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)低電阻且在鋁膜中不容易產(chǎn)生小丘。
[0027]由于本發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)是設(shè)置溝道保護(hù)層的結(jié)構(gòu)，因此可以保護(hù)IGZO半導(dǎo)體層的與接觸于柵極絕緣膜的面相反的一側(cè)的區(qū)域，即所謂的背溝道免受工序時(shí)的損壞(蝕刻時(shí)的等離子體及蝕刻劑所引起的膜厚度的降低、氧化等)，并提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
[0028]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)方式包括如下步驟:在襯底上形成柵電極層；在柵電極層上形成柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成IGZO半導(dǎo)體層；在與IGZO半導(dǎo)體層上的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域形成溝道保護(hù)層；在IGZO半導(dǎo)體層上形成具有η型導(dǎo)電型的一對緩沖層；以及在緩沖層上形成源電極層及漏電極層。其中，使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層形成具有η型導(dǎo)電型的一對緩沖層，并且，緩沖層的載流子濃度比IGZO半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，IGZO半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層隔著緩沖層電連接。
[0029]此外，當(dāng)以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成所述柵極絕緣膜、所述半導(dǎo)體膜及所述溝道保護(hù)層時(shí)，不僅提高生產(chǎn)率，而且可以形成不產(chǎn)生水蒸氣等的大氣成分及在大氣中懸浮的雜質(zhì)元素、塵屑所引起的污染的疊層界面，所以可以減少薄膜晶體管特性的不均勻。
[0030]換言之，當(dāng)以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成柵極絕緣膜、成為半導(dǎo)體膜的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜、成為溝道保護(hù)層的絕緣膜時(shí)，不僅提高生產(chǎn)率，而且可以形成不產(chǎn)生水蒸氣等的大氣成分及在大氣中懸浮的雜質(zhì)元素、塵屑所引起的污染的疊層界面，所以可以減少薄膜晶體管特性的不均勻。
[0031]本說明書中的連續(xù)成膜是指如下狀態(tài):在從采用濺射法進(jìn)行的第一成膜工序到采用濺射法進(jìn)行的第二成膜工序的一系列過程中，放置有被處理襯底的氣氛不接觸大氣等的污染氣氛而一直控制為真空或惰性氣體氣氛(氮?dú)夥栈蛳∮袣怏w氣氛)。通過進(jìn)行連續(xù)成膜，可以防止水分等再次附著到清洗化了的被處理襯底地進(jìn)行成膜。
[0032]本說明書中的連續(xù)成膜的范圍包括在同一個(gè)處理室中進(jìn)行第一成膜工序到第二成膜工序的一系列過程的情況。
[0033]此外，本說明書中的連續(xù)成膜的范圍還包括當(dāng)在不同的處理室中進(jìn)行從第一成膜工序到第二成膜工序的一系列過程時(shí)，在結(jié)束第一成膜工序之后以不接觸大氣的方式在處理室之間傳送襯底來進(jìn)行第二成膜的情況。
[0034]注意，本說明書中的連續(xù)成膜的范圍還包括在第一成膜工序和第二成膜工序之間具有襯底傳送工序、對準(zhǔn)工序、緩冷工序或?yàn)榱说玫降诙ば蛩枰臏囟榷鴮σr底進(jìn)行加熱或冷卻的工序等的情況。
[0035]但是，本說明書中的連續(xù)成膜的范圍不包括在第一成膜工序和第二成膜工序之間具有清洗工序、濕蝕刻、抗蝕劑形成等的使用液體的工序的情況。
[0036]此外，通過在氧氣氛下(或氧為90%以上，稀有氣體(氬等)為10%以下)形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層及溝道保護(hù)層，可以減輕退化所引起的可靠性的降低、薄膜晶體管特性的常導(dǎo)通狀態(tài)一側(cè)的移動等。另外，優(yōu)選在稀有氣體(氬等)氣氛下形成具有η型導(dǎo)電型的緩沖層。
[0037]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)方式包括如下步驟:在襯底上形成柵電極層；在柵電極層上形成柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成IGZO半導(dǎo)體層；在與IGZO半導(dǎo)體層上的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域形成溝道保護(hù)層；以及在IGZO半導(dǎo)體層上形成具有η型導(dǎo)電型的一對緩沖層；在緩沖層上形成源電極層及漏電極層。其中，使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層形成具有η型導(dǎo)電型的一對緩沖層，并且，緩沖層的載流子濃度比IGZO半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，IGZO半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層隔著緩沖層電連接，并且，以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層及溝道保護(hù)層。
[0038]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式是一種薄膜晶體管，該薄膜晶體管形成有:柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣膜；隔著柵極絕緣膜的柵電極上的半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域的溝道保護(hù)層；半導(dǎo)體層上的源電極層及漏電極層；半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間的緩沖層。其中，半導(dǎo)體層及緩沖層包括包含銦、鎵及鋅的氧化物半導(dǎo)體，并且，緩沖層的載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層隔著緩沖層電連接。
[0039]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置，其中，緩沖層包含η型雜質(zhì)。
[0040]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置，其中，半導(dǎo)體層的載流子濃度低于I X 1017atoms/cm3,且緩沖層的載流子濃度為I X 1018atoms/cm3以上。
[0041]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置，其中，在半導(dǎo)體層和緩沖層之間包括載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高且比緩沖層的載流子濃度低的第二緩沖層。
[0042]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式是一種半導(dǎo)體裝置，其中，源電極層及漏電極層包含鈦。
[0043]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟:在襯底上形成柵電極層；在柵電極層上形成柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體層；在與半導(dǎo)體層上的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域形成溝道保護(hù)層；以及在半導(dǎo)體層上形成具有η型導(dǎo)電型的一對緩沖層；在緩沖層上形成源電極層及漏電極層。其中，使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層形成半導(dǎo)體層和具有η型導(dǎo)電型的緩沖層，并且，緩沖層的載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層隔著緩沖層電連接。
[0044]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟:在襯底上形成柵電極層；在柵電極層上形成柵極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體層；在與半導(dǎo)體層上的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域形成溝道保護(hù)層；以及在半導(dǎo)體層上形成具有η型導(dǎo)電型的緩沖層；在緩沖層上形成源電極層及漏電極層。其中，使用包含銦、鎵及鋅的氧化物半導(dǎo)體層形成半導(dǎo)體層和緩沖層，并且，緩沖層的載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高，并且，半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層隔著緩沖層電連接，并且，以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層及溝道保護(hù)層。
[0045]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過濺射法形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層及溝道保護(hù)層。
[0046]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在氧氣氛下形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層及溝道保護(hù)層。
[0047]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在稀有氣體氣氛下形成緩沖層。
[0048]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，半導(dǎo)體層的載流子濃度低于I X 1017atoms/cm3,且緩沖層的載流子濃度為I X 1018atoms/cm3以上。
[0049]所公開的發(fā)明的另一方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，緩沖層包含鎂、鋁或鈦形成。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可以獲得光電流少，寄生電容小，且導(dǎo)通/截止比高的薄膜晶體管，并且還可以制造具有優(yōu)良的動態(tài)特性(f特性)的薄膜晶體管。因此，可以提供包括電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]圖1A和IB是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的圖；
[0052]圖2A至2D是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0053]圖3A1至3D是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0054]圖4A至4D是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；
[0055]圖5A和5B是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的圖；
[0056]圖6A和6B是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的圖；
[0057]圖7A和7B是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的圖；
[0058]圖8是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的圖；
[0059]圖9是多室型制造裝置的俯視模式圖；
[0060]圖1OA和IOB是說明顯示裝置的框圖的圖；
[0061]圖11是說明信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的圖；
[0062]圖12是說明信號線驅(qū)動電路的工作的時(shí)序圖；
[0063]圖13是說明信號線驅(qū)動電路的工作的時(shí)序圖；
[0064]圖14是說明移位寄存器的結(jié)構(gòu)的圖；
[0065]圖15是說明圖14所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖；
[0066]圖16A和16B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的液晶顯示裝置的圖；
[0067]圖17是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子紙的圖；
[0068]圖18A和18B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的發(fā)光顯示裝置的圖；
[0069]圖19是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的發(fā)光顯示裝置的圖；
[0070]圖20A至20C是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的發(fā)光顯示裝置的圖；
[0071]圖21A和21B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的發(fā)光顯示裝置的圖；
[0072]圖22A1、22A2和22B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的液晶顯示裝置的圖；[0073]圖23是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的液晶顯示裝置的圖；
[0074]圖24A和24B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子設(shè)備的圖；
[0075]圖25是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子設(shè)備的圖；
[0076]圖26A和26B是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子設(shè)備的圖；
[0077]圖27是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子設(shè)備的圖；
[0078]圖28是說明應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的電子設(shè)備的圖；
[0079]圖29是說明載流子濃度和空穴遷移率的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0080]下面，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，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)，就是其方式和詳細(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，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在下面所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在下面所說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同的附圖中共同使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復(fù)說明。
[0081]實(shí)施方式I
[0082]在本實(shí)施方式中，參照圖1A和IB以及圖2A至2D說明薄膜晶體管及其制造工序。
[0083]圖1A和IB示出本實(shí)施方式的底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。圖1A是平面圖，而圖1B是沿著圖1A中的A1-A2截?cái)嗟慕孛鎴D。在圖1A和IB所示的薄膜晶體管中，在襯底100上形成有柵電極101，在柵電極101上形成有柵極絕緣膜102，在柵電極101上隔著柵極絕緣膜102形成有用作溝道形成區(qū)的非晶氧化物半導(dǎo)體層103，在與非晶氧化物半導(dǎo)體層103的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域形成有溝道保護(hù)層106，在非晶氧化物半導(dǎo)體層103上形成有緩沖層104a及104b，與緩沖層104a及104b接觸地形成有源電極層及漏電極層105a及105b。
[0084]通過作為半導(dǎo)體層103使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體，并在源電極層及漏電極層105a、105b和半導(dǎo)體層103之間意圖性地設(shè)置載流子濃度比半導(dǎo)體層103高的緩沖層104a、104b，形成歐姆接觸。
[0085]使用具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體形成緩沖層104a、104b。此外，也可以使緩沖層包含賦予η型的雜質(zhì)元素。作為雜質(zhì)元素，例如可以使用鎂、鋁、鈦、鈧、釔、鋯、鉿、硼、鉈、鍺、錫、鉛等。通過使緩沖層包含鎂、鋁、鈦等，對發(fā)揮氧的阻擋效果等，并且通過在成膜之后的加熱處理等，可以將半導(dǎo)體層103的氧濃度保持在最合適的范圍內(nèi)。
[0086]緩沖層104a、104b用作η+層，也可以稱為漏區(qū)或源區(qū)。
[0087]參照圖2Α至2D說明圖1A和IB所示的薄膜晶體管的制造方法。首先，在襯底100上形成柵電極101、柵極絕緣膜102、半導(dǎo)體膜133、溝道保護(hù)層106 (參照圖2Α)。
[0088]作為襯底100，除了通過熔融法或浮法制造的無堿玻璃襯底如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃或鋁硅酸鹽玻璃等、以及陶瓷襯底之外，還可以使用具有可耐受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。此外，還可以應(yīng)用在不銹鋼合金等的金屬襯底的表面設(shè)置絕緣膜的襯底。在襯底100是母體玻璃的情況下，作為襯底的尺寸，可以使用第一代(320mmX400mm)、第二代(400mmX 500mm)、第三代(550mmX650mm)、第四代(680mm X 880mm 或 730mm X 920mm)、第五代(1000mm X 1 200mm 或 110Omm X 1250mm)、第六代(1500mmX 1800mm)、第七代(1900_X 2200mm)、第八代(2160mmX 2460mm)、第九代(2400mmX 2800mm、2450mmX 3050mm)、第十代(2950mmX 3400mm)等。
[0089]此外，也可以在襯底100上形成用作基底膜的絕緣膜。作為基底膜，通過CVD法或?yàn)R射法等形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜的單層或疊層，即可。
[0090]柵電極101由金屬材料形成。作為金屬材料，應(yīng)用鋁、鉻、鈦、鉭、鑰、銅等。柵電極的優(yōu)選例子由鋁或鋁和阻擋金屬的疊層結(jié)構(gòu)體形成。作為阻擋金屬，應(yīng)用鈦、鑰、鉻等的高熔點(diǎn)金屬。優(yōu)選設(shè)置阻擋金屬，以便防止鋁的小丘及氧化。
[0091]以50nm以上且300nm以下的厚度形成柵電極。通過將柵電極的厚度設(shè)定為300nm以下，可以防止后面形成的半導(dǎo)體膜及布線的破裂。此外，通過將柵電極的厚度設(shè)定為150nm以上，可以降低柵電極的電阻，并還可以實(shí)現(xiàn)大面積化。
[0092]注意，由于在柵電極101上形成半導(dǎo)體膜及布線，因此優(yōu)選將其端部加工為錐形，以便防止破裂。此外，雖然未圖示，但是通過該工序可以同時(shí)形成連接到柵電極的布線及電容布線。
[0093]可以采用濺射法、CVD法、鍍敷法、印刷法或銀、金、銅等的導(dǎo)電納米膏形成柵電極101。此外，可以通過噴墨法噴出包括導(dǎo)電粒子等的液滴并焙燒來形成柵電極。
[0094]注意，在此如圖2A所示那樣地在襯底上通過濺射法形成鋁膜和鑰膜的疊層作為導(dǎo)電膜，并且采用使用本實(shí)施方式中的第一光掩模形成的抗蝕劑掩模來對形成在襯底上的導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，從而形成柵電極101。
[0095]在本實(shí)施方式中示出將層疊兩層的絕緣膜的多層膜用作柵極絕緣膜102的例子?？梢允褂?0nm至150nm厚的氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜分別形成第一絕緣膜102a、第二絕緣膜102b。在此示出如下方式，即作為第一柵極絕緣膜102a形成氮化硅膜或氮氧化硅膜，作為第二柵極絕緣膜102b形成氧化硅膜或氧氮化硅膜而層疊。注意，可以不以兩層形成柵極絕緣膜而以氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜的單層形成柵極絕緣膜。此外，還可以形成三層?xùn)艠O絕緣膜。
[0096]通過使用氮化硅膜或氮氧化硅膜形成第一柵極絕緣膜102a，襯底和第一柵極絕緣膜102a的密接性提高，并且當(dāng)將玻璃襯底用作襯底時(shí)，可以防止來自襯底的雜質(zhì)擴(kuò)散到氧化物半導(dǎo)體膜，而且可以防止柵電極101的氧化。換言之，可以在防止膜剝離的同時(shí)提高后面要形成的薄膜晶體管的電特性。另外，當(dāng)?shù)谝粬艠O絕緣膜102a、第二柵極絕緣膜102b的厚度分別為50nm以上時(shí)，可以覆蓋柵電極101的凹凸，所以是優(yōu)選的。
[0097]在此，氧氮化硅膜是指在其組成上氧含量多于氮含量的膜，作為其濃度范圍包含55原子％至65原子％的氧、I原子％至20原子％的氮、25原子％至35原子％的S1、以及
0.1原子％至10原子％的氫。此外，氮氧化硅膜是指在其組成上氮含量多于氧含量的膜，作為其濃度范圍包含15原子％至30原子％的氧、20原子％至35原子％的氮、25原子％至35原子％的S1、以及15原子％至25原子％的氫。
[0098]此外，作為接觸于半導(dǎo)體層103的第二柵極絕緣膜102b，例如可以使用氧化硅、氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氧化釔、氧化鉿。
[0099]可以通過CVD法或?yàn)R射法等形成第一柵極絕緣膜102a、第二柵極絕緣膜102b。在此，作為第一柵極絕緣膜102a，通過等離子體CVD法形成氮化硅膜。[0100]特別是，優(yōu)選連續(xù)形成接觸于半導(dǎo)體膜133的第二柵極絕緣膜102b和半導(dǎo)體膜133。通過連續(xù)形成，可以形成不產(chǎn)生水蒸氣等的大氣成分、在大氣中懸浮的雜質(zhì)元素及塵屑所引起的污染的疊層界面，所以可以減少薄膜晶體管特性的不均勻。
[0101]在有源矩陣型顯示裝置中，構(gòu)成電路的薄膜晶體管的電特性很重要，且該電特性影響到顯示裝置的性能。特別是，在薄膜晶體管的電特性中，閾值電壓(Vth)很重要。即使在場效應(yīng)遷移率高，閾值電壓值高，或者即使場效應(yīng)遷移率高，閾值電壓值為負(fù)時(shí)，作為電路的控制也很困難。在采用閾值電壓值高且閾值電壓值的絕對值大的薄膜晶體管的情況下，有如下憂慮，即在驅(qū)動電壓低的狀態(tài)下不能發(fā)揮作為薄膜晶體管的開關(guān)功能，而成為負(fù)荷。此外，當(dāng)閾值電壓值為負(fù)時(shí)，容易變成所謂的常導(dǎo)通狀態(tài)，其中即使柵極電壓為0V，也在源電極和漏電極之間產(chǎn)生電流。
[0102]在采用η溝道型薄膜晶體管的情況下，優(yōu)選采用只有對柵極電壓施加正電壓，才形成溝道而開始產(chǎn)生漏電流的晶體管。如下晶體管不適合用于電路的薄膜晶體管:除非增高驅(qū)動電壓，否則不形成溝道的晶體管；在負(fù)電壓狀態(tài)下也形成溝道而產(chǎn)生漏電流的晶體管。因此，使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管也優(yōu)選利用柵極電壓盡量相近于OV的正閾值電壓形成溝道。
[0103]薄膜晶體管的閾值電壓被認(rèn)為給半導(dǎo)體層的界面，即半導(dǎo)體層和柵極絕緣膜的界面帶來很大的影響。于是，通過在清潔的狀態(tài)下形成這些界面，可以提高薄膜晶體管的電特性并防止制造工序的復(fù)雜化，從而實(shí)現(xiàn)具備量產(chǎn)性和高性能的薄膜晶體管。
[0104]特別是，若是水分存在于氧化物半導(dǎo)體層和柵極絕緣膜的界面，則導(dǎo)致如下問題:薄膜晶體管的電特性的退化；閾值電壓的不均勻；容易變成常導(dǎo)通狀態(tài)等。通過連續(xù)形成氧化物半導(dǎo)體層和柵極絕緣膜，可以去除這種氫化合物。
[0105]因此，通過在減壓下以不暴露于大氣的方式采用濺射法連續(xù)形成柵極絕緣膜和氧化物半導(dǎo)體膜，可以實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)質(zhì)的界面，泄漏電流低，且電流驅(qū)動能力高的薄膜晶體管。
[0106]此外，優(yōu)選在氧氣氛下(或氧為90%以上，稀有氣體(氬等)為10%以下)形成柵極絕緣膜及包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜。
[0107]像這樣，當(dāng)采用濺射法進(jìn)行連續(xù)成膜時(shí)，生產(chǎn)率提高且薄膜界面的可靠性穩(wěn)定。此夕卜，通過在氧氣氛下形成柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層并使它們包含許多氧，可以減輕退化所引起的可靠性降低、薄膜晶體管變成常導(dǎo)通狀態(tài)的現(xiàn)象。
[0108]此外，優(yōu)選在形成半導(dǎo)體膜之后連續(xù)形成成為溝道保護(hù)層106的絕緣膜。通過進(jìn)行連續(xù)成膜，可以在半導(dǎo)體膜的與接觸于柵極絕緣膜的面相反一側(cè)的區(qū)域，即所謂的背溝道中形成不產(chǎn)生水蒸氣等的大氣成分、在大氣中懸浮的雜質(zhì)元素及塵屑所引起的污染的疊層界面，從而可以減少薄膜晶體管特性的不均勻。
[0109]作為連續(xù)成膜的方法，使用具有多個(gè)成膜室的多室型濺射裝置、具有多個(gè)靶材的濺射裝置或脈沖激光蒸鍍(PLD)裝置，即可。
[0110]在形成氧化硅作為絕緣膜的情況下，可以將氧化硅(人工石英)或單晶硅用作靶材并采用高頻濺射法或反應(yīng)性濺射法來形成。
[0111]注意，在此使用具備單晶硅靶材和半導(dǎo)體膜用靶材的多室型濺射裝置形成氧化硅膜作為接觸于半導(dǎo)體膜的第二層?xùn)艠O絕緣膜102b，以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成半導(dǎo)體膜和成為溝道保護(hù)層的氧化硅膜。[0112]半導(dǎo)體層103由非晶氧化物半導(dǎo)體膜形成。作為非晶氧化物半導(dǎo)體膜，可以使用選自銦、鎵、鋁、鋅及錫中的元素的復(fù)合氧化物。例如，作為其例子可以舉出包含氧化鋅的氧化銦(ΙΖ0)、包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)或由氧化鋅和氧化錫構(gòu)成的氧化物(ΖΤ0)。
[0113]至于由氧化銦、氧化鎵和氧化鋅構(gòu)成的氧化物，金屬元素的組成比的自由度高，且以廣范圍的混合比用作半導(dǎo)體層。例如，作為一例可以舉出包含10重量％的氧化鋅的氧化銦、以等摩爾比混合氧化銦、氧化鎵和氧化鋅的材料、膜中的金屬元素的存在比為In =Ga:Zn=2.2:2.2:1.0 的氧化物。
[0114]用于半導(dǎo)體層103的氧化物半導(dǎo)體膜133以2nm以上且200nm以下的厚度,優(yōu)選以20nm以上且150nm以下的厚度形成。此外，當(dāng)膜中的氧缺陷增多時(shí)，載流子濃度增高且薄膜晶體管特性受到損害，因此采用抑制氧缺陷的組成。
[0115]可以通過反應(yīng)性濺射法、脈沖激光蒸鍍法(PLD法)或溶膠-凝膠法形成非晶氧化物半導(dǎo)體膜133。在氣相法中，從容易控制材料之類的組成的觀點(diǎn)來看，PLD法是合適的，并且從量產(chǎn)性的觀點(diǎn)來看，如上所述濺射法是合適的。在此，作為半導(dǎo)體膜133的形成方法的一例，說明使用包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZ0)的方法。
[0116]以等摩爾比混合氧化銦(Ιη203)、氧化鎵(Ga2O3)和氧化鋅(ZnO),使用燒結(jié)了的直徑為8英寸的靶材，在離靶材有170mm的位置上配置襯底，并以500W的輸出進(jìn)行DCXDirectCurrent ;直流)濺射來形成半導(dǎo)體膜133。在處理室的壓力為0.4Pa且氣體組成比為Ar/02為10/5sCCm的條件下形成50nm厚的半導(dǎo)體膜。優(yōu)選的是，將成膜時(shí)的氧分壓設(shè)定得高于氧化銦錫(ITO)等的透明導(dǎo)電膜的成膜條件，并控制成膜氣氛的氧濃度來抑制氧缺陷。此夕卜，通過使用脈沖直流(DC)電源，可以減輕塵屑，而且半導(dǎo)體層的膜厚度分布也變均勻，所以是優(yōu)選的。
[0117]注意，也可以對半導(dǎo)體層103進(jìn)行等離子體處理。通過進(jìn)行等離子體處理，可以恢復(fù)半導(dǎo)體層103的蝕刻所引起的損壞。優(yōu)選在02、N20氣氛下，或在包含氧的N2、He、Ar氣氛下進(jìn)行等離子體處理。此外，也可以在對上述氣氛添加Cl2、CF4的氣氛下進(jìn)行。注意，優(yōu)選在無偏壓下進(jìn)行等離子體處理。
[0118]注意，在本實(shí)施方式中，使用具備氧化物半導(dǎo)體膜用靶材和單晶硅靶材的多室型濺射裝置，以不使在前面的工序中形成的第二柵極絕緣膜102b暴露于大氣的方式在其上形成半導(dǎo)體膜。以繼續(xù)不使所形成的半導(dǎo)體膜暴露于大氣的方式，在其次工序中在半導(dǎo)體膜上形成成為溝道保護(hù)層106的絕緣膜。
[0119]如圖2A所示那樣，在與半導(dǎo)體層103的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域使用絕緣膜形成溝道保護(hù)層106。作為用作溝道保護(hù)層106的絕緣膜，可以使用無機(jī)材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)。此外，也可以使用由感光性或非感光性有機(jī)材料(有機(jī)樹脂材料)(聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯等)中的一種或多種構(gòu)成的膜、或這些膜的疊層等。另外，還可以使用硅氧烷。
[0120]可以通過等離子體CVD法及熱CVD法等的氣相成長法或?yàn)R射法形成成為溝道保護(hù)層106的絕緣膜。此外，還可以采用濕式法的旋涂法等的涂敷法。另外，也可以通過液滴噴出法、印刷法(絲網(wǎng)印刷法及膠印刷法等的形成圖案的方法)等選擇性地形成絕緣膜。
[0121]注意，在此使用具備單晶硅靶材和氧化物半導(dǎo)體膜用靶材的多室型濺射裝置，以不使在前面的工序中形成的氧化物半導(dǎo)體膜133暴露于大氣的方式形成成為溝道保護(hù)層106的氧化硅膜。
[0122]接著，采用使用本實(shí)施方式中的第二光掩模形成的抗蝕劑掩模對形成在半導(dǎo)體膜133上的氧化硅膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來如圖2A所示那樣地形成溝道保護(hù)層106。
[0123]接著，采用使用本實(shí)施方式中的第三光掩模形成的抗蝕劑掩模對形成在柵極絕緣膜上的氧化物半導(dǎo)體膜133進(jìn)行蝕刻來形成半導(dǎo)體層103。
[0124]注意，作為蝕刻包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)膜的方法，可以利用濕蝕刻法?？梢詫幟仕峄虿菟岬鹊挠袡C(jī)酸用作蝕刻劑。例如，作為50nm厚的包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)膜，可以使用IT007N (日本關(guān)東化學(xué)公司制造)以150秒進(jìn)行蝕刻加工。
[0125]使用具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜形成在非晶氧化物半導(dǎo)體膜上形成的一對緩沖層104a、104b。
[0126]此外，也可以對具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜摻雜不同種類的金屬而使用。作為摻雜劑，可以舉出鎂、鋁、鈦、鈧、釔、鋯、鉿、硼、鉈、鍺、錫、鉛等。通過使緩沖層包含鎂、鋁、鈦等，發(fā)揮氧的阻擋效應(yīng)等，并且通過在成膜之后的加熱處理等，可以將半導(dǎo)體層的氧濃度保持在最合適的范圍內(nèi)。
[0127]在本發(fā)明的一個(gè)方式中，優(yōu)選的是，半導(dǎo)體層的載流子濃度范圍(溝道濃度范圍I)低于I X 1017atoms/cm3 (更優(yōu)選為I X 10natoms/cm3以上)，而適合緩沖層的IGZO膜的載流子濃度范圍(緩沖層濃度范圍2)為I X 1018atoms/cm3以上(更優(yōu)選為I X 1022atoms/cm3以下)。此外，也可以在半導(dǎo)體層和緩沖層之間設(shè)置載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高且比緩沖層的載流子濃度低的用作η-層的第二緩沖層。
[0128]因?yàn)榫彌_層104a、104b的載流子濃度比由包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)構(gòu)成的半導(dǎo)體層的載流子濃度高，且其導(dǎo)電性優(yōu)越，所以與源電極層及漏電極層105a、105b和半導(dǎo)體層103直接接合的情況相比，可以降低接觸電阻。此外，通過將緩沖層104a、104b夾在源電極層及漏電極層105a、105b和半導(dǎo)體層103的接合界面，可以緩和集中在接合界面的電場。
[0129]注意，也可以如圖2B所示那樣進(jìn)行構(gòu)圖為使緩沖層重疊于溝道保護(hù)層106的一部分，以使緩沖層104a、104b確實(shí)地覆蓋半導(dǎo)體層103。
[0130]成為緩沖層104a、104b的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選以2nm以上且IOOnm以下的厚度形成。
[0131]成為緩沖層104a、104b的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜可以通過濺射法或脈沖激光蒸鍍法(PLD法)形成。
[0132]注意，在此采用使用本實(shí)施方式中的第四光掩模形成的抗蝕劑掩模，并對形成在半導(dǎo)體層103和溝道保護(hù)層106上的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行干蝕刻或濕蝕刻來形成緩沖層104a、104b。
[0133]源電極層及漏電極層105a、105b由導(dǎo)電膜構(gòu)成，并可以使用與柵電極101相同的材料。然而，特別是，其接觸于緩沖層104a、104b的層優(yōu)選是鈦膜。作為導(dǎo)電膜的具體例子，也可以采用單體的鈦膜、鈦膜和鋁膜的疊層膜或按順序?qū)盈B有鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。
[0134]在此，如圖2C那樣，在緩沖層104a、104b及溝道保護(hù)層上通過濺射法形成由鈦膜、鋁膜和鈦膜構(gòu)成的三層疊層膜。接著，采用使用本實(shí)施方式中的第五光掩模形成的抗蝕劑掩模，對形成在溝道保護(hù)層106上的導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻并分離它，然后如圖2D所示那樣形成源電極層及漏電極層105a、105b。注意，可以將過氧化氫溶液或加熱鹽酸用作蝕刻劑蝕刻按順序?qū)盈B鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電膜。
[0135]注意，在本實(shí)施方式中，由于分別進(jìn)行緩沖層104a、104b的形成和源電極層及漏電極層105a、105b的形成，因此容易控制緩沖層104a、104b和源電極層及漏電極層105a、105b的端部中的重疊部分的長度。
[0136]將本實(shí)施方式所記載的包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)用作半導(dǎo)體層103的薄膜晶體管通過對所形成的半導(dǎo)體層103進(jìn)行加熱處理來改善其特性。具體而言，導(dǎo)通電流增大且晶體管特性的不均勻減少。
[0137]半導(dǎo)體層103的加熱處理溫度優(yōu)選在300°C至400°C的范圍內(nèi)。在此，以350°C進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的處理。只要在形成半導(dǎo)體層103之后，就在任何時(shí)候可以進(jìn)行加熱處理。例如，可以在連續(xù)形成半導(dǎo)體層103和成為溝道保護(hù)層106的絕緣膜之后進(jìn)行加熱處理，在對溝道保護(hù)層106進(jìn)行構(gòu)圖而形成之后進(jìn)行加熱處理，或在形成成為緩沖層104a、104b的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜之后進(jìn)行加熱處理。此外，也可以在形成成為源電極層及漏電極層105a、105b的導(dǎo)電膜之后進(jìn)行加熱處理，在形成薄膜晶體管的密封膜之后進(jìn)行加熱處理。而且，還可以形成在薄膜晶體管上的平坦化膜的熱固化處理兼作半導(dǎo)體層103的加熱處理。
[0138]根據(jù)上述說明，形成圖1A和IB所示的非晶氧化物半導(dǎo)體層103、溝道保護(hù)層106、緩沖層104a、104b以及源電極層及漏電極層105a、105b。
[0139]本發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管具有柵電極、柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層(包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層)、緩沖層、溝道保護(hù)層、源電極層及漏電極層的疊層結(jié)構(gòu)。通過使用載流子濃度比半導(dǎo)體層的載流子濃度高的緩沖層，可以在將半導(dǎo)體層的膜厚度為薄的狀態(tài)下抑制寄生電容。
[0140]因?yàn)楸景l(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)是設(shè)置溝道保護(hù)層106的結(jié)構(gòu)，所以可以保護(hù)氧化物半導(dǎo)體膜的與接觸于柵極絕緣膜102b的面相反的一側(cè)的區(qū)域，即所謂的背溝道免受工序時(shí)的損壞(蝕刻時(shí)的等離子體及蝕刻劑所引起的膜厚度的降低、氧化等)。因此，可以提高薄膜晶體管的可靠性。
[0141]注意，溝道保護(hù)層106因在形成半導(dǎo)體層103的蝕刻工序中用作蝕刻停止層而可以說是溝道停止層。
[0142]此外，在本實(shí)施方式中，由于在溝道保護(hù)層106上源電極層及漏電極層105a、105b的端部從緩沖層104a、104b的端部后退，并位于互相離開的位置上，因此可以防止源電極層及漏電極層105a、105b之間產(chǎn)生的泄漏電流及短路。
[0143]因而，通過應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式，可以獲得一種薄膜晶體管，其中光電流少，寄生電容小，且導(dǎo)通/截止比高，并且還可以制造具有優(yōu)良的動態(tài)特性的薄膜晶體管。因此，可以提供包括電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。
[0144]實(shí)施方式2
[0145]在本實(shí)施方式中，參照圖3A1至3D說明一種薄膜晶體管，其中緩沖層包括采用與實(shí)施方式I不同的結(jié)構(gòu)的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體。此外，在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式I相同的部分使用相同的附圖標(biāo)記，且省略詳細(xì)說明。[0146]通過與實(shí)施方式I相同的工序，如圖3A-1所示那樣，在與半導(dǎo)體層103的溝道形成區(qū)重疊的區(qū)域中使用絕緣膜形成溝道保護(hù)層106。注意，在溝道保護(hù)層106的蝕刻加工中，也可以如圖3A-2所示那樣蝕刻半導(dǎo)體層103的與緩沖層104接合的表面。通過蝕刻氧化物半導(dǎo)體層的與緩沖層104接合的表面，可以獲得與緩沖層104的更優(yōu)質(zhì)的接合。
[0147]換言之，通過與實(shí)施方式I相同的工序，在半導(dǎo)體膜133上的重疊于柵電極101的區(qū)域中形成溝道保護(hù)層106。注意，也可以在形成溝道保護(hù)層106的工序中，如圖3A-2所示那樣蝕刻半導(dǎo)體膜133的表面。位于溝道保護(hù)層106的開口部的半導(dǎo)體膜133的表面被蝕亥IJ，結(jié)果，該表面可以與其次形成的成為緩沖層的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜134優(yōu)越地接合。注意，在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖3Α-2的方式繼續(xù)說明。
[0148]在本實(shí)施方式中，如圖3Β所示那樣形成成為緩沖層的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜134。在與實(shí)施方式I所記載的方法同樣地形成成為緩沖層的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜134之后，不進(jìn)行構(gòu)圖而如圖3C那樣層疊成為源電極層及漏電極層105a、105b的導(dǎo)電膜105。
[0149]與實(shí)施方式I所記載的方法同樣地形成導(dǎo)電膜105。在此，作為導(dǎo)電膜105，通過濺射法形成三層疊層膜。例如，可以將鈦膜用作源電極層或漏電極層105al、105bl，將鋁膜用作源電極層或漏電極層105a2、105b2，并將鈦膜用作源電極層或漏電極層105a3、105b3。
[0150]換言之，使用層疊用作第一導(dǎo)電膜的鈦、用作第二導(dǎo)電膜的鋁、用作第三導(dǎo)電膜的鈦的導(dǎo)電膜105來形成層疊由鈦構(gòu)成的第一導(dǎo)電層(105al、105bl)、由招構(gòu)成的第二導(dǎo)電層(105a2、105b2)、由鈦構(gòu)成的第三導(dǎo)電層(105a3U05b3)的源電極層及漏電極層(105a、105b)。
[0151]接著，采用使用本實(shí)施方式中的第四光掩模形成的抗蝕劑掩模蝕刻導(dǎo)電膜105。
[0152]首先，將源電極層及漏電極層105al、105bl用作蝕刻停止層，并通過濕蝕刻進(jìn)行蝕刻而形成源電極層及漏電極層105a2、105a3、105b2、105b3。使用與上述濕蝕刻相同的掩模，并通過干蝕刻進(jìn)行蝕刻而形成源電極層或漏電極層105al、105bl、緩沖層104a、104b、半導(dǎo)體層103。因此，如圖3D所示，源電極層105al的端部與緩沖層104a的端部一致，而源電極層105bl的端部與緩沖層104b的端部一致。源電極層或漏電極層105a2、105a3的端部以及源電極層或漏電極層105b2、105b3的端部從源電極層或漏電極層105al、105bl的端部后退。
[0153]換言之，首先，蝕刻作為第三導(dǎo)電膜的鈦膜來形成第三導(dǎo)電層(105a3、105b3)，接著，將作為第一導(dǎo)電膜的鈦膜用作蝕刻停止膜并蝕刻作為第二導(dǎo)電膜的鋁膜來形成第二導(dǎo)電層(105a2、105b2)。再者,使用與上述濕蝕刻相同的抗蝕劑掩模對作為第一導(dǎo)電膜的鈦膜和具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜134進(jìn)行干蝕刻來形成第三導(dǎo)電層(105a3U05b3)和緩沖層(104a、104b)。當(dāng)通過這種工序形成源電極層及漏電極層(105a、105b)時(shí)，第一導(dǎo)電層(105al、105bl)的端部與緩沖層(104a、104b)的端部一致，而第二導(dǎo)電層(105a2、105b2)的端部及第三導(dǎo)電層(105a3、105b3)的端部從第一導(dǎo)電層(105al、105bl)的端部后退。注意，圖3D示出該階段的截面圖。
[0154]像這樣，當(dāng)在蝕刻工序中用于源電極層及漏電極層的導(dǎo)電膜和緩沖層及半導(dǎo)體層的選擇比低時(shí)，層疊用作蝕刻停止膜的導(dǎo)電膜并以其他蝕刻條件進(jìn)行蝕刻工序多次。
[0155]此外，與實(shí)施方式I同樣地對所形成的半導(dǎo)體層103進(jìn)行加熱處理。[0156]根據(jù)本實(shí)施方式，因?yàn)椴捎檬褂孟嗤墓庋谀Ｐ纬傻目刮g劑掩模對緩沖層104a、104b和源電極層及漏電極層105a、105b進(jìn)行構(gòu)圖，所以與實(shí)施方式I相比，可以節(jié)省所使用的光掩模的個(gè)數(shù)。結(jié)果，通過將多個(gè)工序統(tǒng)一為一個(gè)工序，可以縮減工序數(shù)，提高成品率，并縮短制造時(shí)間。
[0157]實(shí)施方式3
[0158]在本實(shí)施方式中，參照圖4A至4D說明具有與上述實(shí)施方式I及實(shí)施方式2不同的結(jié)構(gòu)的包括緩沖層的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式I相同的部分使用相同的附圖標(biāo)記，且省略詳細(xì)說明。
[0159]通過與實(shí)施方式2相同的工序，如圖4A所示，在成為半導(dǎo)體層103的包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)半導(dǎo)體膜133上形成溝道保護(hù)層106。
[0160]在本實(shí)施方式中，在此不選擇性地蝕刻半導(dǎo)體膜133來形成半導(dǎo)體層103，而通過與實(shí)施方式2相同的方法在半導(dǎo)體膜133上形成成為緩沖層104a、104b的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜。接著，采用使用本實(shí)施方式中的第三光掩模形成的抗蝕劑掩模來如圖4B所示那樣形成緩沖層104a、104b和半導(dǎo)體層103。
[0161]源電極層及漏電極層105a、105b由導(dǎo)電膜構(gòu)成,與實(shí)施方式I相同地形成。在此，在緩沖層104a、104b及溝道保護(hù)層106上通過濺射法形成用作導(dǎo)電膜的由鈦膜、鋁膜和鈦膜構(gòu)成的三層疊層膜。接著，采用使用本實(shí)施方式中的第四光掩模形成的抗蝕劑掩模蝕刻導(dǎo)電膜而去除，并如圖4D所示那樣形成源電極層及漏電極層105a、105b。圖4D是平面圖，而圖4C是沿著圖4D中的A1-A2截?cái)嗟慕孛鎴D。
[0162]此外，與實(shí)施方式I同樣地對所形成的半導(dǎo)體層103進(jìn)行加熱處理。
[0163]根據(jù)本實(shí)施方式，由于同時(shí)對緩沖層104a、104b和半導(dǎo)體層103進(jìn)行構(gòu)圖，因此與實(shí)施方式I相比，可以節(jié)省所使用的光掩模的個(gè)數(shù)。結(jié)果，通過將多個(gè)工序統(tǒng)一為一個(gè)工序，可以縮減工序數(shù)，提聞成品率，并縮短制造時(shí)間。
[0164]實(shí)施方式4
[0165]在本實(shí)施方式中，參照圖5A至7B說明包括電連接的多個(gè)柵電極和緩沖層的薄膜晶體管。圖5A是平面圖，而圖5B是沿著圖5A中的A1-A2截?cái)嗟慕孛鎴D。圖6A是平面圖，而圖6B是沿著圖6A中的A1-A2截?cái)嗟慕孛鎴D。圖7A是平面圖，而圖7B是沿著圖7A中的A1-A2截?cái)嗟慕孛鎴D。此外，在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式I相同的部分使用相同的附圖標(biāo)記，且省略詳細(xì)說明。
[0166]注意，雖然在本實(shí)施方式中采用連接兩個(gè)溝道形成區(qū)的結(jié)構(gòu)，但是不局限于此而也可以采用連接三個(gè)溝道形成區(qū)的三柵極結(jié)構(gòu)等的所謂多柵結(jié)構(gòu)(包括串聯(lián)連接的兩個(gè)以上的溝道形成區(qū)的結(jié)構(gòu))。
[0167]作為本實(shí)施方式的薄膜晶體管的連接兩個(gè)溝道形成區(qū)的方式，有如下三個(gè)方式:只使用緩沖層104c連接兩個(gè)溝道形成區(qū)的方式(圖5A和5B);使用緩沖層104c及導(dǎo)電層105c連接兩個(gè)溝道形成區(qū)的方式(圖6A和6B);以及使用半導(dǎo)體層103、緩沖層104c和導(dǎo)電層105c連接兩個(gè)溝道形成區(qū)的方式(圖7A和7B)。通過改變被兩個(gè)第一柵電極101a、第二柵電極IOlb夾住的相當(dāng)?shù)膶拥墓庋谀５牟糠郑梢圆捎门c實(shí)施方式I同樣的方法來形成這些薄膜晶體管。
[0168]這種多柵結(jié)構(gòu)是在減少截止電流值時(shí)極有效的。[0169]實(shí)施方式5
[0170]在本實(shí)施方式中，參照圖8說明具有與上述實(shí)施方式I至實(shí)施方式4不同的結(jié)構(gòu)的包括緩沖層的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。注意，因?yàn)楸緦?shí)施方式的薄膜晶體管的緩沖層以外的部分可以與實(shí)施方式I所記載的方法同樣地形成，所以省略緩沖層以外的詳細(xì)說明。
[0171]本實(shí)施方式的緩沖層由第一緩沖層和第二緩沖層的兩層構(gòu)成。以接觸于源電極或漏電極的緩沖層104a、104b為第一緩沖層，以被第一緩沖層104a、104b和半導(dǎo)體層103夾住的第二緩沖層分別為第二緩沖層114a、114b。
[0172]換言之，本實(shí)施方式的緩沖層由接觸于源電極及漏電極中的一方的第一緩沖層104a、接觸于源電極及漏電極中的另一方的第一緩沖層104b、被第一緩沖層104a和半導(dǎo)體層103夾住的第二緩沖層114a、以及被第一緩沖層104b和半導(dǎo)體層103夾住的第二緩沖層114b構(gòu)成。
[0173]第一緩沖層104a、104b及第二緩沖層114a、114b都由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體形成。
[0174]此外，也可以對具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體摻雜不同種類的金屬而使用。作為摻雜劑，可以舉出鎂、鋁、鈦、鈧、釔、鋯、鉿、硼、鉈、鍺、錫、鉛等。通過摻雜可以提高緩沖層中的載流子濃度。
[0175]作為緩沖層的成膜方法的一個(gè)例子，也可以采用共濺射法，其中同時(shí)濺射燒結(jié)了包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)的靶材和包含賦予η型的導(dǎo)電型的摻雜劑的化合物的靶材。通過共濺射法，可以形成包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)和包含摻雜劑的化合物的混合層，而且還可以分別形成第一緩沖層104a、104b和第二緩沖層114a、114b。
[0176]第一緩沖層104a、104b及第二緩沖層114a、114b的載流子濃度比由包含In、Ga及Zn的氧化物(IGZO)構(gòu)成的半導(dǎo)體層103高且其導(dǎo)電性優(yōu)越，并且第一緩沖層104a、104b選擇比第二緩沖層114a、114b的載流子濃度高的組成。也就是，緩沖層104a、104b用作n+層，而第二緩沖層(緩沖層114a、114b)用作n_層。
[0177]優(yōu)選的是，半導(dǎo)體層103的載流子濃度范圍(溝道濃度范圍I)低于lX1017atoms/cm3 (更優(yōu)選為I X 10natoms/cm3以上)，而適合用作n+層的緩沖層104a、104b的IGZO膜的載流子濃度范圍(緩沖層濃度范圍2)為I X 1018atoms/cm3以上(更優(yōu)選為I X 1022atoms/cm3以下)。
[0178]通過使載流子濃度具有從半導(dǎo)體層103到源電極層及漏電極層105a、105b升高的坡度，可以降低半導(dǎo)體層103和源電極層及漏電極層105a、105b之間的接觸電阻。
[0179]此外，通過將具有其載流子濃度從半導(dǎo)體層103到源電極層及漏電極層105a、105b升高的坡度的緩沖層夾在接合界面，可以緩和集中在接合界面的電場。
[0180]本發(fā)明的一個(gè)方式的具有層疊的緩沖層的薄膜晶體管的截止電流少，并且包括這種薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置可以賦予高電特性及高可靠性。
[0181]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0182]實(shí)施方式6
[0183]在此，下面示出以至少不使柵極絕緣膜和氧化物半導(dǎo)體膜的疊層接觸大氣的方式連續(xù)形成的反交錯(cuò)型薄膜晶體管的制造例子。在此，示出到進(jìn)行連續(xù)成膜的工序，在其后的工序中根據(jù)實(shí)施方式I至5中任一個(gè)制造薄膜晶體管，即可。[0184]在以不接觸大氣的方式進(jìn)行連續(xù)成膜的情況下，優(yōu)選使用圖9所示的多室型制造裝置。
[0185]在制造裝置的中央部，設(shè)置具備傳送襯底的傳送機(jī)構(gòu)(典型的是傳送機(jī)械81)的傳送室80，并且傳送室80聯(lián)結(jié)有卡匣室(cassette chamber)82，其中安裝容納多個(gè)搬入到傳送室中或從傳送室中搬出的襯底的卡匣盒(cassette case)。
[0186]此外，多個(gè)處理室分別通過閘閥84至88聯(lián)結(jié)到傳送室。在此，示出將五個(gè)處理室聯(lián)結(jié)到俯視形狀是六角形的傳送室80的例子。注意，通過改變傳送室的俯視形狀，可以改變能夠聯(lián)結(jié)的處理室數(shù)。例如，當(dāng)改為四角形時(shí)可以聯(lián)結(jié)三個(gè)處理室，并且當(dāng)改為八角形時(shí)可以聯(lián)結(jié)七個(gè)處理室。
[0187]五個(gè)處理室中的至少一個(gè)處理室是進(jìn)行濺射的濺射處理室。濺射處理室在其內(nèi)部至少設(shè)置有濺射靶材、用來對靶材進(jìn)行濺射的電力施加機(jī)構(gòu)及氣體引入單元、在預(yù)定位置上保持襯底的襯底支架等。此外，在濺射處理室中設(shè)置有控制處理室中的壓力的壓力控制單元，以將濺射處理室中處于減壓狀態(tài)。[0188]作為濺射法，有將高頻電源用作濺射用電源的RF濺射法、DC濺射法，再者還有以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。在形成絕緣膜的情況下主要采用RF濺射法，而在形成金屬膜的情況下主要采用DC濺射法。
[0189]此外，還有能夠設(shè)置多個(gè)材料不同的祀材的多元派射裝置(mult1-sourcesputtering apparatus)。多元派射裝置能夠在同一個(gè)處理室中層疊形成不同的材料膜或在同一個(gè)的處理室中同時(shí)使多種材料放電來進(jìn)行成膜。
[0190]另外，還有在處理室中具備磁鐵機(jī)構(gòu)的采用磁控濺射法的濺射裝置、以及采用ECR濺射法的濺射裝置，該ECR濺射法采用不使用輝光放電而使用微波來產(chǎn)生的等離子體。
[0191]在濺射處理室中，適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜龈鞣N濺射法。此外，作為成膜方法，還有在成膜時(shí)使靶材物質(zhì)和濺射氣體成分起化學(xué)反應(yīng)來形成它們的化合物薄膜的反應(yīng)濺射法、以及在成膜時(shí)也對襯底施加電壓的偏壓濺射法。
[0192]此外，在五個(gè)處理室中，其他處理室中之一是在濺射之前對襯底進(jìn)行預(yù)熱等的加熱處理室、在濺射之后冷卻襯底的冷卻處理室或進(jìn)行等離子體處理的處理室。
[0193]接著，說明制造裝置的工作的一例。
[0194]將容納其被成膜面朝向下面的襯底94的襯底卡匣安裝在卡匣室82，并利用設(shè)置在卡匣室82中的真空排氣單元將卡匣室處于減壓狀態(tài)。注意，預(yù)先對各處理室及傳送室80的內(nèi)部利用分別設(shè)置在它們中的真空排氣單元進(jìn)行減壓。通過上述步驟，可以當(dāng)在各處理室之間傳送襯底時(shí)不接觸大氣地維持清潔的狀態(tài)。
[0195]注意，在其被成膜面朝向下面的襯底94預(yù)先至少設(shè)置有柵電極。例如，也可以在襯底和柵電極之間設(shè)置可通過等離子體CVD法而獲得的氮化硅膜、氮氧化硅膜等的基底絕緣膜。在將包含堿金屬的玻璃襯底用作襯底94的情況下，基底絕緣膜具有如下作用:抑制因鈉等的移動離子從襯底侵入到其上的半導(dǎo)體區(qū)中而TFT的電特性變化的現(xiàn)象。
[0196]在此使用如下襯底，其中通過等離子體CVD法形成覆蓋柵電極的氮化硅膜來形成第一層?xùn)艠O絕緣膜。通過等離子體CVD法形成的氮化硅膜致密，并通過將它用作第一層?xùn)艠O絕緣膜可以抑制針孔等的產(chǎn)生。注意，雖然在此示出柵極絕緣膜是疊層的例子，但是并不局限于此而也可以采用單層或三層以上的疊層。[0197]接著，開啟閘閥83并利用傳送機(jī)械81將第一個(gè)襯底94從卡匣抽出，開啟閘閥84并將第一個(gè)襯底94傳送到第一處理室89中，并且關(guān)閉閘閥84。在第一處理室89中，利用加熱器或燈加熱對襯底進(jìn)行加熱來去除附著到襯底94的水分等。特別是，當(dāng)柵極絕緣膜包含水分時(shí)，有TFT的電特性變化的憂慮，所以在進(jìn)行濺射成膜之前的加熱是有效的。注意，當(dāng)在卡匣室82中安裝襯底的階段中已充分地去除水分時(shí)，不需要該加熱處理。
[0198]此外，也可以在第一處理室89中設(shè)置等離子體處理單元，并對第一層?xùn)艠O絕緣膜的表面進(jìn)行等離子體處理。另外，還可以在卡匣室82中設(shè)置加熱單元并在卡匣室82中進(jìn)行加熱以去除水分。
[0199]接著，開啟閘閥84并利用傳送機(jī)械81將襯底傳送到傳送室80，開啟閘閥85將襯底傳送到第二處理室90中，并且關(guān)閉閘閥85。
[0200]在此，第二處理室90是采用RF磁控濺射法的濺射處理室。在第二處理室90中，形成用作第二層?xùn)艠O絕緣膜的氧化硅膜(一^^莫^〉。))。作為第二柵極絕緣膜，除了氧化硅膜之外,還可以使用氧化鋁膜(Al2O3膜)、氧化鎂膜(MgOx膜(x>0 ))、氮化鋁膜(AlNx膜(x>0 ))、氧化乾膜(YOx膜(x>0))等。
[0201]此外，也可以對第二層?xùn)艠O絕緣膜添加少量的鹵族元素例如氟、氯等來使鈉等的可動離子固定化。作為其方法，在處理室中引入包含鹵族元素的氣體進(jìn)行濺射。但是，在引入包含鹵族元素的氣體的情況下，處理室的排氣單元需要設(shè)置有除害裝置。優(yōu)選將柵極絕緣膜所包含的鹵族元素的濃度設(shè)定為通過采用SMS (二次離子質(zhì)譜分析器)的分析而獲得的濃度峰值是I X IO15CnT3以上且I X IO20Cm-3以下的范圍內(nèi)。
[0202]在獲得SiOx膜(x>0)的情況下，可以采用如下方法:作為靶材使用人工石英并使用稀有氣體，典型地使用氬的濺射法；或作為靶材使用單晶硅并使其與氧氣體起化學(xué)反應(yīng)而獲得310!￡膜(1>0)的反應(yīng)濺射法。在此，為了使SiOx膜(1>0)包含極多的氧，作為靶材使用人工石英，在只有氧的氣氛下，或在氧為90%以上且Ar為10%以下的氣氛下進(jìn)行濺射，來形成具有過量的氧的SiOx膜(x>0)。
[0203]在形成SiOx膜(00)之后，以不接觸大氣的方式開啟閘閥85并利用傳送機(jī)械81將襯底傳送到傳送室80，開啟閘閥86并將襯底傳送到第三處理室91，并且關(guān)閉閘閥86。
[0204]在此，第三處理室91是采用DC磁控濺射法的濺射處理室。在第三處理室91中，形成用作半導(dǎo)體層的氧化金屬層(IGZ0膜)?？梢栽谙∮袣怏w氣氛下或氧氣氛下使用包含銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)的氧化物半導(dǎo)體靶材形成氧化金屬層。在此，為了使IGZO膜包含極多的氧，將包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體用作靶材，在只有氧的氣氛下，或在氧為90%以上且Ar為10%以下的氣氛下進(jìn)行采用脈沖DC濺射法的濺射，來形成具有過量的氧的IGZO膜。
[0205]像這樣，通過以不接觸大氣的方式連續(xù)形成具有過量的氧的SiOx膜(00)和具有過量的氧的IGZO膜，因?yàn)樗鼈兌际蔷哂羞^量的氧的膜，所以可以使它們之間的界面狀態(tài)穩(wěn)定，并提高TFT的可靠性。當(dāng)襯底在形成IGZO膜之前接觸大氣時(shí)，水分等附著且給界面狀態(tài)帶來壞影響，因此有引起閾值不均勻、電特性退化、成為常導(dǎo)通狀態(tài)的TFT的現(xiàn)象等的憂慮。水分是氫化合物，通過以不接觸大氣的方式進(jìn)行連續(xù)成膜，可以排除存在于界面的氫化合物。從而，通過連續(xù)形成，可以減少閾值的不均勻，防止電特性的退化，減少TFT移動到常導(dǎo)通狀態(tài)一側(cè)，優(yōu)選可以去掉這種移動。[0206]此外，通過在第二處理室90的濺射處理室中設(shè)置人工石英的靶材和包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體祀材的雙方,并使用擋板(shutter)按順序?qū)盈B而進(jìn)行連續(xù)成膜,也可以在同一個(gè)處理室中層疊。在靶材和襯底之間設(shè)置擋板，打開進(jìn)行成膜的靶材的擋板，而關(guān)閉不進(jìn)行成膜的靶材的擋板。在同一個(gè)處理室中層疊的優(yōu)點(diǎn)是可減少所使用的處理室數(shù)以及可防止當(dāng)在不同的處理室之間傳送襯底時(shí)微粒等附著到襯底。
[0207]接著，以不接觸大氣的方式開啟閘閥86并利用傳送機(jī)械81將襯底傳送到傳送室80，開啟閘閥87將襯底傳送到第四處理室92中，并且關(guān)閉閘閥87。
[0208]在此，第四處理室92是采用RF磁控濺射法的濺射處理室。在第四處理室92中，形成用作成為溝道保護(hù)層的絕緣膜的氧化硅膜(SiOx膜(00))。此外，作為溝道保護(hù)層，除了氧化硅膜之外，還可以使用氧化鋁膜(Al2O3膜)、氧化鎂膜(MgOx膜(x>0 ))、氮化鋁膜(AlNx膜(x>0))、氧化乾膜(YOx膜(x>0))等。
[0209]此外，也可以對溝道保護(hù)層添加少量的鹵族元素例如氟、氯等來使鈉等的可動離子固定化。作為其方法，在處理室中引入包含鹵族元素的氣體進(jìn)行濺射。但是，在引入包含鹵族元素的氣體的情況下，處理室的排氣單元需要設(shè)置除害裝置。優(yōu)選將溝道保護(hù)層所包含的鹵族元素的濃度設(shè)定為通過采用SIMS (二次離子質(zhì)譜分析器)的分析而獲得的濃度峰值是I X IO15cnT3以上且I X IO20cnT3以下的范圍內(nèi)。
[0210]在獲得用作溝道保護(hù)層的310!￡膜(1>0)的情況下，可以采用如下方法:作為靶材使用人工石英并使用稀有氣體，典型地使用氬的濺射法；或作為靶材使用單晶硅并使其與氧氣體起化學(xué)反應(yīng)而獲得310!￡膜(1>0)的反應(yīng)濺射法。在此，為了使SiOx膜(1>0)包含極多的氧，作為靶材使用人工石英，在只有氧的氣氛下，或在氧為90%以上且Ar為10%以下的氣氛下進(jìn)行濺射，來形成具有過量的氧的SiOx膜(x>0)。
[0211]像這樣，通過以不接觸大氣的方式連續(xù)形成具有過量的氧的310!￡膜(1>0)、具有過量的氧的IGZO膜和具有過量的氧的溝道保護(hù)層，三層都是具有過量的氧的膜，因此其界面狀態(tài)更穩(wěn)定，并可以提高TFT的可靠性。當(dāng)襯底在形成IGZO膜之前后接觸大氣時(shí)，水分等附著且給界面狀態(tài)帶來壞影響，因此有引起閾值不均勻、電特性退化、成為常導(dǎo)通狀態(tài)的TFT的現(xiàn)象等的憂慮。水分是氫化合物，通過以不接觸大氣的方式進(jìn)行連續(xù)成膜，可以排除存在于IGZO膜的界面的氫化合物。從而，通過連續(xù)形成三層，可以減少閾值的不均勻，防止電特性的退化，減少TFT移動到常導(dǎo)通一側(cè)，優(yōu)選去掉這種移動。
[0212]此外，也可以在第二處理室90的濺射處理室中設(shè)置人工石英的靶材和包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體靶材的雙方，并通過使用擋板按順序?qū)盈B而連續(xù)形成三層來在同一個(gè)處理室中層疊。在同一個(gè)處理室中層疊的優(yōu)點(diǎn)是可減少所使用的處理室數(shù)以及防止當(dāng)在不同的處理室之間傳送襯底時(shí)微粒等附著到襯底。
[0213]在通過反復(fù)上述工序?qū)ㄏ缓兄械囊r底進(jìn)行成膜處理，結(jié)束對多個(gè)襯底的處理之后，將卡匣室的真空開放到大氣并取出襯底及卡匣。
[0214]接著，為了對IGZO膜進(jìn)行構(gòu)圖，對溝道保護(hù)層選擇性地進(jìn)行蝕刻并對IGZO膜選擇性地進(jìn)行蝕刻。既可以采用干蝕刻或濕蝕刻形成，又可以進(jìn)行兩次蝕刻而分別選擇性地蝕刻IGZO膜。在這個(gè)階段中，在去除IGZO膜的區(qū)域中，柵極絕緣膜的表面露出。
[0215]接著，再者以只殘留與柵電極重疊的位置，即與IGZO膜的成為溝道形成區(qū)的位置重疊的部分的方式對溝道保護(hù)層進(jìn)行蝕刻。作為在此的對溝道保護(hù)層的蝕刻采用其蝕刻速度充分不同于IGZO膜的蝕刻速度的條件。在當(dāng)進(jìn)行溝道保護(hù)層的蝕刻時(shí)蝕刻速度沒有充分的差異的情況下，IGZO膜的表面部分地被蝕刻，而形成其膜厚度比與溝道保護(hù)層重疊的區(qū)域的膜厚度薄的區(qū)域。注意，當(dāng)溝道保護(hù)層的材料和柵極絕緣膜的材料相同時(shí)，柵極絕緣膜也因該蝕刻被蝕刻。因此，溝道保護(hù)層優(yōu)選使用與柵極絕緣膜不同的材料，以防止柵極絕緣膜被蝕刻。在本實(shí)施方式中，柵極絕緣膜是兩層，其中上層是SiOx膜(1>0)，所以有被去除的憂慮，但是下層是氮化硅膜，所以用作蝕刻停止膜。
[0216]接著，再次將襯底安裝到圖9所示的多室型制造裝置的卡匣室。
[0217]接著，在使卡匣室處于減壓狀態(tài)之后，將襯底傳送到傳送室80，并傳送到第三處理室91。在此，在只有稀有氣體的氣氛下進(jìn)行采用脈沖DC濺射法的濺射，形成成為緩沖層的具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜。該具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜中的氧濃度比具有過量的氧的IGZO膜的氧濃度低。此外，作為具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜，優(yōu)選將其載流子濃度設(shè)定為高于具有過量的氧的IGZO膜的載流子濃度，并且作為靶材，也可以使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體還包含Mg、Al、Ti的靶材。Mg、Al、Ti是容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)的材料。通過使具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜包含這種材料，發(fā)揮氧的阻擋效應(yīng)等，并且即使在成膜后進(jìn)行加熱處理等，也可以將半導(dǎo)體層的氧濃度保持在最合適的范圍內(nèi)。該具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜用作源區(qū)或漏區(qū)。
[0218]接著，以不接觸大氣的方式開啟閘閥87并利用傳送機(jī)械81將襯底傳送到傳送室80，開啟閘閥88并將襯底傳送到第五處理室93，并且關(guān)閉閘閥88。
[0219]在此，第五處理室93是采用DC磁控濺射法的濺射處理室。在第五處理室93中，形成成為源電極及漏電極的金屬多層膜。在第五處理室93的濺射處理室中設(shè)置鈦的靶材和鋁的靶材的雙方，并使用擋板按順序?qū)盈B進(jìn)行連續(xù)成膜來在相同的處理室中層疊。在此，在鈦膜上層疊鋁膜，而且在鋁膜上層疊鈦膜。
[0220]像這樣，通過以不接觸大氣的方式連續(xù)形成具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜和金屬多層膜，可以在具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜和金屬多層膜之間實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的界面狀態(tài)，并降低接觸電阻。
[0221]在通過反復(fù)進(jìn)行上述工序?qū)ㄏ缓兄械囊r底進(jìn)行成膜處理，結(jié)束對多個(gè)襯底的處理之后，將卡匣室的真空開放到大氣并取出襯底及卡匣。
[0222]接著，對金屬多層膜選擇性地進(jìn)行蝕刻來形成源電極及漏電極。再者，以源電極及漏電極為掩模進(jìn)行蝕刻，并對具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜選擇性地進(jìn)行蝕刻形成源區(qū)或漏區(qū)。當(dāng)對具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻時(shí)，溝道保護(hù)層用作蝕刻停止層。
[0223]通過上述工序，可以制造具有溝道保護(hù)層的反交錯(cuò)型薄膜晶體管。
[0224]此外，在上述工序中示出在相同的處理室中形成具有過量的氧的IGZO膜和具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體膜的例子，但是沒有特別的限制而也可以在不同的處理室中分別進(jìn)行成膜。
[0225]雖然在此以多室方式的制造裝置為例子進(jìn)行說明，但是也可以使用將濺射處理室串聯(lián)聯(lián)結(jié)的串列方式(in-1 ine )的制造裝置來以不接觸大氣的方式進(jìn)行連續(xù)成膜。
[0226]此外，在圖9所示的裝置中采用將襯底的被成膜面安裝為朝向下面的所謂的朝下方式的處理室，但是也可以采用將襯底豎為垂直的縱向安裝方式的處理室?？v向安裝方式的處理室具有其占地面積(footprint)比朝下方式的處理室小的優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)使用因襯底的自重而會彎曲的大面積的襯底時(shí)是有效的。
[0227]實(shí)施方式7
[0228]在本實(shí)施方式中，下面說明在同一個(gè)襯底上至少制造驅(qū)動電路的一部分和配置在像素部中的薄膜晶體管的例子。
[0229]根據(jù)實(shí)施方式I至實(shí)施方式5形成配置在像素部的薄膜晶體管。此外，因?yàn)閷?shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管是η溝道型TFT，所以將驅(qū)動電路中的可使用η溝道型TFT構(gòu)成的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部的薄膜晶體管同一個(gè)襯底上。
[0230]圖1OA示出有源矩陣型液晶顯示裝置的框圖的一例。圖1OA所示的顯示裝置在襯底5300上包括:具有多個(gè)具備顯示元件的像素的像素部5301 ;選擇各像素的掃描線驅(qū)動電路5302 ;以及控制對被選擇的像素的視頻信號的輸入的信號線驅(qū)動電路5303。
[0231]像素部5301利用從信號線驅(qū)動電路5303向列方向延伸地配置的多個(gè)信號線SI至Sm (未圖示)與信號線驅(qū)動電路5303連接，利用從掃描線驅(qū)動電路5302向行方向延伸地配置的多個(gè)掃描線Gl至Gn (未圖示)與掃描線驅(qū)動電路5302連接，并具有對應(yīng)于信號線SI至Sm及掃描線Gl至Gn配置為矩陣狀的多個(gè)像素(未圖示)。而且，各像素與信號線Sj (信號線SI至Sm中的任一個(gè))、掃描線Gi (掃描線Gl至Gn中的任一個(gè))連接。
[0232]此外,實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管是η溝道型TFT,參照圖11示出由η溝道型TFT構(gòu)成的信號線驅(qū)動電路。
[0233]圖11所示的信號線驅(qū)動電路包括:驅(qū)動器IC5601 ;開關(guān)群5602_1至5602_Μ ?’第一布線5611 ;第二布線5612 ;第三布線5613 ;以及布線5621_1至5621_Μ。開關(guān)群5602_1至5602_Μ分別包括第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b以及第三薄膜晶體管5603co
[0234]驅(qū)動器IC5601連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及布線5621_1至5621_M。而且，開關(guān)群5602_1至5602_M分別連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及分別對應(yīng)于開關(guān)群5602_1至5602_M的布線5621_1至5621_M。而且，布線5621_1至5621_M分別通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到三個(gè)信號線。例如，第J列的布線5621_J(布線5621_1至5621_M中任一個(gè))分別通過開關(guān)群5602_J所具有的第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1。
[0235]注意，對第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613分別輸入信號。
[0236]注意，驅(qū)動器IC5601優(yōu)選形成在單晶襯底上。再者，開關(guān)群5602_1至5602_M優(yōu)選形成在與實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的像素部同一個(gè)的襯底上。因此，優(yōu)選通過FPC等連接驅(qū)動器IC5601和開關(guān)群5602_1至5602_M。
[0237]接著，參照圖12的時(shí)序圖說明圖11所示的信號線驅(qū)動電路的工作。注意，圖12示出當(dāng)?shù)趇行掃描線Gi被選擇時(shí)的時(shí)序圖。再者，第i行掃描線Gi的選擇期間被分割為第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3。而且，圖11的信號線驅(qū)動電路在其他行的掃描線被選擇的情況下也進(jìn)行與圖12相同的工作。
[0238]注意，圖12的時(shí)序圖示出第J列布線5621_J通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+Ι的情況。
[0239]注意，圖12的時(shí)序圖示出第i行掃描線Gi被選擇的時(shí)序、第一薄膜晶體管5603a的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5703a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5703b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5703c及輸入到第J列布線5621_J的信號5721_J。
[0240]注意，在第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中，對布線5621_1至布線5621_M分別輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇期間Tl中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj-Ι，在第二子選擇期間T2中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj，在第三子選擇期間T3中輸入到布線5621J的視頻信號輸入到信號線Sj+Ι。再者，在第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中輸入到布線5621_J的視頻信號分別為Data_j-1、DataJ、Data_j+l。
[0241]如圖12所示，在第一子選擇期間Tl中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-1通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-1。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的Data_j+1通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。
[0242]據(jù)此，圖11的信號線驅(qū)動電路通過將一個(gè)柵極選擇期間分割為三個(gè)來可以在一個(gè)柵極選擇期間中將視頻信號從一個(gè)布線5621輸入到三個(gè)信號線。因此，圖11的信號線驅(qū)動電路可以將形成驅(qū)動器IC5601的襯底和形成有像素部的襯底的連接數(shù)設(shè)定為信號線數(shù)的大約1/3。通過使連接數(shù)成為大約1/3，可以提高圖11的信號線驅(qū)動電路的可靠性、成品率等。
[0243]另外，如圖11所示，只要能夠?qū)⒁粋€(gè)柵極選擇期間分割為多個(gè)子選擇期間，并在多個(gè)子選擇期間中分別將視頻信號從某一個(gè)布線輸入到多個(gè)信號線，就不限制薄膜晶體管的配置、數(shù)量及驅(qū)動方法等。
[0244]例如，當(dāng)在三個(gè)以上的子選擇期間的每一個(gè)中，將視頻信號從一個(gè)布線分別輸入到三個(gè)以上的信號線時(shí)，追加薄膜晶體管及用來控制薄膜晶體管的布線，即可。但是，當(dāng)將一個(gè)柵極選擇期間分割為四個(gè)以上的子選擇期間時(shí)，子選擇期間縮短。因此，優(yōu)選將一個(gè)柵極選擇期間分割為兩個(gè)或三個(gè)子選擇期間。
[0245]作為另一個(gè)例子，也可以如圖13的時(shí)序圖所示，將一個(gè)選擇期間分割為預(yù)充電期間Tp、第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間Τ2、第三子選擇期間Τ3。再者，圖13的時(shí)序圖示出選擇第i行掃描線Gi的時(shí)序、第一薄膜晶體管5603a的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5803a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5803b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通/截止的時(shí)序5803c以及輸入到第J列布線5621_J的信號5821_J。如圖13所示，在預(yù)充電期間Tp中，第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通。此時(shí)，輸入到布線5621_J的預(yù)充電電壓Vp通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c分別輸入到信號線Sj-Ι、信號線Sj、信號線Sj+Ι。在第一子選擇期間Tl中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-1通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-1。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的Data_j+1通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。
[0246]據(jù)此，因?yàn)閼?yīng)用圖13的時(shí)序圖的圖11的信號線驅(qū)動電路可以通過在子選擇期間之前提供預(yù)充電選擇期間來對信號線進(jìn)行預(yù)充電，所以可以高速地對像素進(jìn)行視頻信號的寫入。注意，在圖13中，使用相同的附圖標(biāo)記來表不與圖12相同的部分,而省略對于相同的部分或具有相同的功能的部分的詳細(xì)說明。
[0247]此外，說明掃描線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動電路包括移位寄存器、緩沖器。此夕卜，根據(jù)情況，還可以包括電平轉(zhuǎn)移器。在掃描線驅(qū)動電路中，通過對移位寄存器輸入時(shí)鐘信號(CLK)及起始脈沖信號(SP)，生成選擇信號。所生成的選擇信號在緩沖器中被緩沖放大，并供給到對應(yīng)的掃描線。掃描線連接有一條線上的像素的晶體管的柵電極。而且，由于需要將一條線上的像素的晶體管同時(shí)導(dǎo)通，因此使用能夠產(chǎn)生大電流的緩沖器。
[0248]參照圖14和圖15說明用于掃描線驅(qū)動電路的一部分的移位寄存器的一個(gè)方式。
[0249]圖14示出移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖14所示的移位寄存器由多個(gè)觸發(fā)器5701_i (觸發(fā)器5701_1至5701_n中任一個(gè))構(gòu)成。此外，輸入第一時(shí)鐘信號、第二時(shí)鐘信號、起始脈沖信號、復(fù)位信號來進(jìn)行工作。
[0250]說明圖14的移位寄存器的連接關(guān)系。在圖14的移位寄存器的第i級觸發(fā)器5701_i(觸發(fā)器5701_1至5701_n中任一個(gè))中，圖15所示的第一布線5501連接到第七布線5717_1-Ι,圖15所示的第二布線5502連接到第七布線5717」+1，圖15所示的第三布線5503連接到第七布線5717」，并且圖15所示的第六布線5506連接到第五布線5715。
[0251]此外，圖15所示的第四布線5504在奇數(shù)級的觸發(fā)器中連接到第二布線5712，在偶數(shù)級的觸發(fā)器中連接到第三布線5713，并且圖15所示的第五布線5505連接到第四布線5714。
[0252]但是，第一級觸發(fā)器5701_1的圖15所示的第一布線5501連接到第一布線5711，第η級觸發(fā)器5701_η的圖15所示的第二布線5502連接到第六布線5716。
[0253]另外，第一布線5711、第二布線5712、第三布線5713、第六布線5716也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第四布線5714、第五布線5715也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。
[0254]接著，圖15示出圖14所示的觸發(fā)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖15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以及第八薄膜晶體管5578。另外，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以及第八薄膜晶體管5578是η溝道型晶體管，并且它們當(dāng)柵極/源極之間的電壓(Vgs)超過閾值電壓(Vth)時(shí)成為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0255]接著，下面示出圖14所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)。[0256]第一薄膜晶體管5571的第一電極(源電極及漏電極中的一方)連接到第四布線5504，并且第一薄膜晶體管5571的第二電極(源電極及漏電極中的另一方)連接到第三布線5503。
[0257]第二薄膜晶體管5572的第一電極連接到第六布線5506，并且第二薄膜晶體管5572的第二電極連接到第三布線5503。
[0258]第三薄膜晶體管5573的第一電極連接到第五布線5505，第三薄膜晶體管5573的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第三薄膜晶體管5573的柵電極連接到第五布線5505。
[0259]第四薄膜晶體管5574的第一電極連接到第六布線5506，第四薄膜晶體管5574的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第四薄膜晶體管5574的柵電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。
[0260]第五薄膜晶體管5575的第一電極連接到第五布線5505，第五薄膜晶體管5575的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第五薄膜晶體管5575的柵電極連接到第一布線5501。
[0261]第六薄膜晶體管5576的第一電極連接到第六布線5506，第六薄膜晶體管5576的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第六薄膜晶體管5576的柵電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。
[0262]第七薄膜晶體管5577的第一電極連接到第六布線5506，第七薄膜晶體管5577的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第七薄膜晶體管5577的柵電極連接到第二布線5502。第八薄膜晶體管5578的第一電極連接到第六布線5506，第八薄膜晶體管5578的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第八薄膜晶體管5578的柵電極連接到第一布線5501。
[0263]注意，將第一薄膜晶體管5571的柵電極、第四薄膜晶體管5574的柵電極、第五薄膜晶體管5575的第二電極、第六薄膜晶體管5576的第二電極以及第七薄膜晶體管5577的第二電極的連接部作為節(jié)點(diǎn)5543。再者，將第二薄膜晶體管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的柵電極以及第八薄膜晶體管5578的第二電極的連接部分作為節(jié)點(diǎn)5544。
[0264]另外，第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503以及第四布線5504也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第五布線5505、第六布線5506也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。
[0265]此外，也可以僅使用實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的η溝道型TFT制造信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路。因?yàn)閷?shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的η溝道型TFT的晶體管遷移率大，所以可以提高驅(qū)動電路的驅(qū)動頻率。另外，由于實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的η溝道型TFT利用緩沖層來減少寄生電容，因此頻率特性(被稱為f特性)高。例如，由于可以將使用實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的η溝道型TFT的掃描線驅(qū)動電路進(jìn)行高速工作，因此可以提高幀頻率或?qū)崿F(xiàn)黑屏插入等。
[0266]再者，通過增大掃描線驅(qū)動電路的晶體管的溝道寬度，或配置多個(gè)掃描線驅(qū)動電路等，可以實(shí)現(xiàn)更高的幀頻率。在配置多個(gè)掃描線驅(qū)動電路的情況下，通過在顯示面板的一側(cè)配置用來驅(qū)動偶數(shù)行的掃描線的掃描線驅(qū)動電路，并將用來驅(qū)動奇數(shù)行的掃描線的掃描線驅(qū)動電路配置在其相反一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)幀頻率的提高。
[0267]此外，在制造有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的情況下，在至少一個(gè)像素中配置多個(gè)薄膜晶體管，因此優(yōu)選配置多個(gè)掃描線驅(qū)動電路。圖1OB示出有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的框圖的一例。
[0268]圖1OB所示的顯示裝置在襯底5400上包括:具有多個(gè)具備顯示元件的像素的像素部5401 ;選擇各像素的第一掃描線驅(qū)動電路5402及第二掃描線驅(qū)動電路5404 ；以及控制對被選擇的像素的視頻信號的輸入的信號線驅(qū)動電路5403。
[0269]在輸入到圖1OB所示的顯示裝置的像素的視頻信號為數(shù)字方式的情況下，通過將薄膜晶體管切換為導(dǎo)通狀態(tài)或截止?fàn)顟B(tài)，像素變成發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。因此，可以采用面積灰度法或時(shí)間灰度法進(jìn)行灰度顯示。面積灰度法是一種驅(qū)動法，其中通過將一個(gè)像素分割為多個(gè)子像素并使各子像素分別根據(jù)視頻信號驅(qū)動，來進(jìn)行灰度顯示。此外，時(shí)間灰度法是一種驅(qū)動法，其中通過控制晶體管的像素發(fā)光的期間，來進(jìn)行灰度級顯示。
[0270]發(fā)光元件的響應(yīng)速度比液晶元件等快，所以與液晶元件相比適合時(shí)間灰度法。具體地，在采用時(shí)間灰度法進(jìn)行顯示的情況下，將一個(gè)幀期間分割為多個(gè)子幀期間。然后，根據(jù)視頻信號，在各子幀期間中使像素的發(fā)光元件成為發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。通過分割為多個(gè)子幀期間，可以利用視頻信號控制像素在一個(gè)幀期間中實(shí)際上發(fā)光的期間的總長度，并顯不灰度。
[0271]另外，在圖1OB所示的發(fā)光裝置中示出一個(gè)例子，其中當(dāng)在一個(gè)像素中配置兩個(gè)TFT,即開關(guān)TFT和電流控制TFT時(shí)，使用第一掃描線驅(qū)動電路5402生成輸入到開關(guān)TFT的柵極布線的第一掃描線的信號，使用第二掃描線驅(qū)動電路5404生成輸入到電流控制TFT的柵極布線的第二掃描線的信號。但是，也可以使用一個(gè)掃描線驅(qū)動電路生成輸入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號。此外，例如還可能根據(jù)開關(guān)元件所具有的各晶體管的數(shù)量，在各像素中設(shè)置多個(gè)用來控制開關(guān)元件的工作的第一掃描線。在此情況下，既可以使用一個(gè)掃描線驅(qū)動電路生成輸入到多個(gè)第一掃描線的所有信號，又可以使用多個(gè)掃描線驅(qū)動電路分別生成輸入到多個(gè)第一掃描線的所有信號。
[0272]此外，在發(fā)光裝置中也可以將驅(qū)動電路中的能夠由η溝道型TFT構(gòu)成的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部的薄膜晶體管同一個(gè)襯底上。另外，也可以僅使用實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的η溝道型TFT制造信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路。
[0273]此外，上述驅(qū)動電路除了液晶顯示裝置或發(fā)光裝置之外，還可以用于利用與開關(guān)元件電連接的元件來使電子墨水驅(qū)動的電子紙。電子紙也被稱為電泳顯示裝置(電泳顯示器)，并具有如下優(yōu)點(diǎn):與紙相同的易讀性、耗電量比其他的顯示裝置小、可形成為薄且輕的形狀。
[0274]作為電泳顯示器可考慮各種方式。電泳顯示器是如下器件，即在溶劑或溶質(zhì)中分散有多個(gè)包含具有正電荷的第一粒子和具有負(fù)電荷的第二粒子的微囊，并且通過對微囊施加電場使微囊中的粒子互相向相反方向移動，以僅顯示集合在一方的粒子的顏色。另外，第一粒子或第二粒子包含染料，且在沒有電場時(shí)不移動。此外，第一粒子和第二粒子的顏色不同(包含無色)。
[0275]像這樣，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應(yīng)的顯示器。在該介電電泳效應(yīng)中，介電常數(shù)高的物質(zhì)移動到高電場區(qū)。電泳顯示器不需要液晶顯示裝置所需的偏振片和對置襯底，從而其厚度和重量減少一半。
[0276]將在其中分散有上述微囊的溶劑稱作電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布、紙等的表面上。另外，還可以通過使用彩色濾光片或具有色素的粒子來進(jìn)行彩色顯
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[0277]此外，在有源矩陣襯底上適當(dāng)?shù)夭贾枚鄠€(gè)上述微囊，使得微囊夾在兩個(gè)電極之間而完成有源矩陣型顯示裝置，并且通過對微囊施加電場可以進(jìn)行顯示。例如，可以使用根據(jù)實(shí)施方式2而獲得的有源矩陣襯底。
[0278]此外，作為微囊中的第一粒子及第二粒子，采用選自導(dǎo)電體材料、絕緣體材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、磁泳材料中的一種或這些材料的組合材料即可。
[0279]實(shí)施方式8
[0280]制造本發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管并將該薄膜晶體管用于像素部及驅(qū)動電路來可以制造具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(也稱為顯示裝置)。此外，使用本發(fā)明的一個(gè)方式的薄膜晶體管將驅(qū)動電路的一部分或整體一體形成在與像素部相同的襯底上來可以形成系統(tǒng)型面板(system-on-panel)。
[0281]顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件,可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。在發(fā)光元件的范疇內(nèi)包括由電流或電壓控制亮度的元件，具體而言，包括無機(jī)EL (Electro Luminescence ;電致發(fā)光)、有機(jī)EL等。此外，也可以應(yīng)用電子墨水等的對比度因電作用而變化的顯示介質(zhì)。
[0282]此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模塊。再者，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種元件襯底，該元件襯底相當(dāng)于制造該顯示裝置的過程中的完成顯示元件之前的一個(gè)方式，并且它在多個(gè)像素的每一個(gè)中分別具備用來將電流供給到顯示元件的單元。具體而言，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是形成成為像素電極的導(dǎo)電膜之后且通過蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)，可以采用所有方式。
[0283]注意，本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示器件、顯示器件、或光源(包括照明裝置)。另外，顯示裝置還包括安裝有連接器諸如FPC(Flexible Printed Circuit ;柔性印刷電路)、TAB(Tape Automated Bonding ;載帶自動鍵合)帶或TCP(Tape Carrier Package ;載帶封裝)的模塊；將印刷線路板固定到TAB帶或TCP端部的模塊；通過C0G(Chip On Glass ；玻璃上芯片)方式將IC (集成電路)直接安裝到顯示元件上的模塊。
[0284]在本實(shí)施方式中，示出液晶顯示裝置的例子作為本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置。
[0285]圖16A和16B示出應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的有源矩陣型液晶顯示裝置。圖16A是液晶顯示裝置的平面圖，而圖16B是沿著圖16A中的線V-X的截面圖。用于半導(dǎo)體裝置的薄膜晶體管201可以與實(shí)施方式4所示的薄膜晶體管同樣制造，并且它是包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管。此外，實(shí)施方式I至實(shí)施方式3以及實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管也可以用作本實(shí)施方式的薄膜晶體管201。
[0286]圖16Α所示的本實(shí)施方式的液晶顯示裝置包括源極布線層202、多柵結(jié)構(gòu)的反交錯(cuò)型薄膜晶體管201、柵極布線層203、電容布線層204。
[0287]另外，在圖16B中，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置包括其中間夾著液晶層262的襯底200和襯底266以及液晶顯示元件260，該襯底200設(shè)置有多柵結(jié)構(gòu)的晶體管201、絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213、用于顯示元件的電極層255、用作取向膜的絕緣層261、偏振片268，并且該襯底266設(shè)置有用作取向膜的絕緣層263、用于顯示元件的電極層265、用作彩色濾光片的著色層264、偏振片267。
[0288]注意，圖16A和16B是透過型液晶顯示裝置的例子，但是本發(fā)明的一個(gè)方式可以應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置或半透過型液晶顯示裝置。
[0289]此外，圖16A和16B的液晶顯示裝置示出在襯底266的外側(cè)(可見一側(cè))設(shè)置偏振片267,而在襯底266的內(nèi)側(cè)按順序設(shè)置著色層264、用于顯不兀件的電極層265的例子,但是也可以在襯底266的內(nèi)側(cè)設(shè)置偏振片267。另外，偏振片和著色層的疊層結(jié)構(gòu)也不局限于圖16A和16B，而根據(jù)偏振片及著色層的材料和制造工序條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，即可。此外，還可以設(shè)置用作黑矩陣的遮光膜。
[0290]作為用作像素電極層的電極層255、265，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料諸如包含氧化鶴的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。
[0291]此外，可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物形成電極層255、265。使用導(dǎo)電組成物形成的像素電極的薄層電阻優(yōu)選為10000 Ω/□以下，并且其波長為550nm時(shí)的透光率優(yōu)選為70%以上。另外，導(dǎo)電組成物所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為0.1 Ω.cm以下。
[0292]作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類導(dǎo)電高分子。例如，可以舉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、或者上述材料中的兩種以上的共聚物等。
[0293]通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的液晶顯示裝置。
[0294]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0295]實(shí)施方式9
[0296]在本實(shí)施方式中，作為本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置示出電子紙的例子。
[0297]在圖17中，作為應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的例子示出有源矩陣型電子紙?？梢耘c實(shí)施方式4所示的薄膜晶體管同樣地制造用于半導(dǎo)體裝置的薄膜晶體管581，并且該薄膜晶體管581是包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管。此外，也可以應(yīng)用實(shí)施方式1、實(shí)施方式3或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管作為本實(shí)施方式的薄膜晶體管581。
[0298]圖17的電子紙是采用旋轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置的例子。旋轉(zhuǎn)球顯示方式是指一種方法，其中將一個(gè)半球表面為黑色而另一半球表面為白色的球形粒子配置在用于顯示元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，并在第一電極層及第二電極層之間產(chǎn)生電位差來控制球形粒子的方向，以進(jìn)行顯示。
[0299]薄膜晶體管581是多柵結(jié)構(gòu)的反交錯(cuò)型薄膜晶體管，在形成在絕緣層585的開口中利用源電極層及漏電極層接觸于第一電極層587并與它電連接。在第一電極層587和第二電極層588之間設(shè)置有球形粒子589，該球形粒子具有黑色區(qū)590a和白色區(qū)590b，其周圍包括充滿了液體的空洞594，并且球形粒子589的周圍填充了樹脂等的填料595 (參照圖17)。
[0300]在圖17中,將包括透光性的導(dǎo)電高分子的電極層用作第一電極層。在第一電極層587上設(shè)置有無機(jī)絕緣膜，并且無機(jī)絕緣膜用作阻擋膜，以防止離子性雜質(zhì)從第一電極層587擴(kuò)散。
[0301]此外，還可以使用電泳元件而代替旋轉(zhuǎn)球。使用直徑為10 μ m至200 μ m左右的微囊，在該微囊中封入有透明液體、帶正電的白色微粒和帶負(fù)電的黑色微粒。對于設(shè)置在第一電極層和第二電極層之間的微囊，當(dāng)由第一電極層和第二電極層施加電場時(shí)，白色微粒和黑色微粒移動到相反方向，從而可以顯示白色或黑色。應(yīng)用這種原理的顯示元件就是電泳顯示元件，一般地被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈。此外，耗電量小，并且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不向顯示部供應(yīng)電源，也能夠保持顯示過一次的圖像，因此，即使使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(簡單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠(yuǎn)離電波發(fā)射源，也能夠儲存顯示過的圖像。
[0302]通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的電子紙。
[0303]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0304]實(shí)施方式10
[0305]在本實(shí)施方式中，示出發(fā)光顯示裝置的例子作為本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置。在此，示出利用電致發(fā)光的發(fā)光元件作為顯示裝置所具有的顯示元件。對利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)其發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無機(jī)化合物而被區(qū)別，一般來說，前者被稱為有機(jī)EL元件，而后者被稱為無機(jī)EL元件。
[0306]在有機(jī)EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對電極分別注入到包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，以產(chǎn)生電流。然后，通過使這些載流子(電子和空穴)重新結(jié)合，發(fā)光有機(jī)化合物達(dá)到激發(fā)態(tài)，并且當(dāng)該激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，獲得發(fā)光。根據(jù)這種機(jī)理，該發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。
[0307]根據(jù)其元件結(jié)構(gòu)，將無機(jī)EL元件分類為分散型無機(jī)EL元件和薄膜型無機(jī)EL元件。分散型無機(jī)EL元件包括在粘合劑中分散有發(fā)光材料的粒子的發(fā)光層，且其發(fā)光機(jī)理是利用供體能級和受體能級的供體-受體重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機(jī)EL元件具有利用電介質(zhì)層夾住發(fā)光層并還利用電極夾住該發(fā)光層的結(jié)構(gòu)，且其發(fā)光機(jī)理是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的定域型發(fā)光。注意，在此使用有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件而進(jìn)行說明。
[0308]在圖18A和18B中，示出有源矩陣型發(fā)光顯示裝置作為應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的例子。圖18A是發(fā)光顯示裝置的平面圖，而圖18B是沿著圖18A中的線Y-Z截?cái)嗟慕孛鎴D。注意，圖19示出圖18A和18B所示的發(fā)光顯示裝置的等效電路。
[0309]可以與實(shí)施方式I及實(shí)施方式2所示的薄膜晶體管同樣地制造用于半導(dǎo)體裝置的薄膜晶體管301、302，并且該薄膜晶體管301、302是包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管。此外，也可以應(yīng)用實(shí)施方式3至實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管作為本實(shí)施方式的薄膜晶體管301、302。
[0310]圖18A及圖19所示的本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置包括多柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管301、發(fā)光元件303、電容元件304、源極布線層305、柵極布線層306、電源線307。薄膜晶體管301、302是η溝道型薄膜晶體管。
[0311]此外，在圖18Β中，本實(shí)施方式的發(fā)光顯示裝置包括薄膜晶體管302、絕緣層311、絕緣層312、絕緣層313、分隔壁321以及用于發(fā)光元件303的第一電極層320、電場發(fā)光層322、第二電極層323。
[0312]優(yōu)選使用丙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等的有機(jī)樹脂、或硅氧烷形成絕緣層313。
[0313]在本實(shí)施方式中，因?yàn)橄袼氐谋∧ぞw管302是η型，所以優(yōu)選使用陰極作為像素電極層的第一電極層320。具體而言,作為陰極,可以使用功函數(shù)小的材料例如Ca、Al、CaF、MgAg> AlLi 等。
[0314]使用有機(jī)樹脂膜、無機(jī)絕緣膜或有機(jī)聚硅氧烷形成分隔壁321。特別優(yōu)選的是，使用感光材料，在第一電極層320上形成開口部，并將其開口部的側(cè)壁形成為具有連續(xù)的曲率的傾斜面。
[0315]電場發(fā)光層322既可以由單層構(gòu)成，又可以由多個(gè)層的疊層構(gòu)成。
[0316]覆蓋電場發(fā)光層322地形成使用陽極的第二電極層323?？梢岳迷趯?shí)施方式7中作為像素電極層列舉的使用具有透光性的導(dǎo)電材料的透光導(dǎo)電膜形成第二電極層323。除了上述透光導(dǎo)電膜之外，還可以使用氮化鈦膜或鈦膜。通過重疊第一電極層320、電場發(fā)光層322和第二電極層323，形成有發(fā)光元件303。然后，也可以在第二電極層323及分隔壁321上形成保護(hù)膜，以防止大氣(氧、氫、水分、二氧化碳等)侵入到發(fā)光元件303中。作為保護(hù)膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。
[0317]再者，在實(shí)際上，優(yōu)選在完成圖18B的狀態(tài)之后使用氣密性高且漏氣少的保護(hù)薄膜(貼合薄膜、紫外線固性樹脂薄膜等)、覆蓋材料進(jìn)行封裝(密封)，以便防止暴露于空氣。
[0318]接著，參照圖20A至20C說明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在此，以驅(qū)動TFT是η型的情況為例子來說明像素的截面結(jié)構(gòu)?？梢耘c實(shí)施方式I所示的薄膜晶體管同樣制造用于圖20Α、20Β和20C的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動TFT7001、7011、7021，并且這些TFT是包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管。此外，也可以應(yīng)用實(shí)施方式2、實(shí)施方式3或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管作為TFT7001、7011、7021。
[0319]為了取出發(fā)光，發(fā)光元件的陽極及陰極中之至少一方是透明的，即可。而且，在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件，并且有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，即從與襯底相反的面取出發(fā)光的頂部發(fā)射、從襯底一側(cè)的面取出發(fā)光的底部發(fā)射、以及從襯底一側(cè)及與襯底相反的面取出發(fā)光的雙面發(fā)射。本發(fā)明的一個(gè)方式的像素結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于任何發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
[0320]參照圖20A說明頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
[0321]在圖20A中示出當(dāng)驅(qū)動TFT7001是η型，且從發(fā)光元件7002發(fā)射的光穿過陽極7005 一側(cè)時(shí)的像素的截面圖。在圖20Α中，發(fā)光元件7002的陰極7003和驅(qū)動TFT7001電連接，在陰極7003上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7004、陽極7005。至于陰極7003，只要是功函數(shù)小且反射光的導(dǎo)電膜，就可以使用各種材料。例如，優(yōu)選采用Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。而且，發(fā)光層7004可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。在由多層構(gòu)成時(shí)，在陰極7003上按順序?qū)盈B電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層。注意，不需要設(shè)置所有這些層。使用透過光的具有透光性的透明導(dǎo)電材料形成陽極7005，也可以使用具有透光性的導(dǎo)電膜例如包含氧化鶴的氧化銦、包含氧化鶴的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面，表示為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。
[0322]利用陰極7003及陽極7005夾住發(fā)光層7004的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7002。在圖20A所示的像素中，從發(fā)光元件7002發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7005 —側(cè)。
[0323]接著，參照圖20B說明底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。示出在驅(qū)動TFT7011是η型，且從發(fā)光元件7012發(fā)射的光發(fā)射到陰極7013 —側(cè)的情況下的像素的截面圖。在圖20Β中，在與驅(qū)動TFT7011電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7017上形成有發(fā)光元件7012的陰極7013，在陰極7013上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7014、陽極7015。注意，在陽極7015具有透光性的情況下，也可以覆蓋陽極上地形成有用來反射光或進(jìn)行遮光的屏蔽膜7016。與圖20Α的情況同樣，至于陰極7013，只要是功函數(shù)小的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設(shè)定為透過光的程度(優(yōu)選為5nm至30nm左右)。例如，可以將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。而且，與圖20A同樣，發(fā)光層7014可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。陽極7015不需要透過光，但是可以與圖20A同樣使用具有透光性的導(dǎo)電材料形成。并且，雖然作為屏蔽膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限于金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等。
[0324]利用陰極7013及陽極7015夾住發(fā)光層7014的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7012。在圖20B所示的像素中，從發(fā)光元件7012發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陰極7013 —側(cè)。
[0325]接著，參照圖20C說明雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖20C中，在與驅(qū)動TFT7021電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7027上形成有發(fā)光元件7022的陰極7023，在陰極7023上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7024、陽極7025。與圖20A的情況同樣，至于陰極7023，只要是功函數(shù)小的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設(shè)定為透過光的程度。例如，可以將厚度為20nm的Al用作陰極7023。而且，與圖20A同樣，發(fā)光層7024可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。陽極7025可以與圖20A同樣使用透過光的具有透光性的導(dǎo)電材料形成。
[0326]陰極7023、發(fā)光層7024和陽極7025重疊的部分相當(dāng)于發(fā)光元件7022。在圖20C所示的像素中，從發(fā)光元件7022發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7025 —側(cè)和陰極7023一側(cè)。
[0327]另外，雖然在此描述了有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件，但是也可以設(shè)置無機(jī)EL元件作為發(fā)光元件。
[0328]另外，在本實(shí)施方式中示出了控制發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(驅(qū)動TFT)和發(fā)光元件電連接的例子，但是也可以采用在驅(qū)動TFT和發(fā)光元件之間連接有電流控制TFT的結(jié)構(gòu)。
[0329]另外，本實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置不局限于圖20A至20C所示的結(jié)構(gòu)而可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想進(jìn)行各種變形。
[0330]通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的發(fā)光顯示裝置。
[0331]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0332]實(shí)施方式11
[0333]接著，下面示出本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的顯示面板的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，說明包括用作顯示元件的液晶元件的液晶顯示裝置的一個(gè)方式的液晶顯示面板(也稱為液晶面板)、包括用作顯示元件的發(fā)光元件的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的發(fā)光顯示面板(也稱為發(fā)光面板)。
[0334]接著，參照圖21A和21B說明相當(dāng)于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的發(fā)光顯示面板的外觀及截面。圖21A和21B是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料將包括形成在第一襯底上的IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管及發(fā)光元件密封在與第二襯底之間。圖21B相當(dāng)于沿著圖21A的H-1的截面圖。
[0335]以圍繞設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b的方式設(shè)置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b上設(shè)置有第二襯底4506。因此，像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b以及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b與填料4507—起由第一襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506密封。
[0336]此外，設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖21B中，例示包括在像素部4502中的薄膜晶體管4510和包括在信號線驅(qū)動電路4503a中的薄膜晶體管4509。
[0337]薄膜晶體管4509、4510相當(dāng)于包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的薄膜晶體管，并可以應(yīng)用實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管。在本實(shí)施方式中，薄膜晶體管4509、4510是η溝道型薄膜晶體管。
[0338]此外，附圖標(biāo)記4511相當(dāng)于發(fā)光元件，發(fā)光元件4511所具有的作為像素電極的第一電極層4517與薄膜晶體管4510的源電極層或漏電極層電連接。另外，發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)不局限于本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)從發(fā)光元件4511取出的光的方向等適當(dāng)?shù)馗淖儼l(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)。
[0339]另外，供給到信號線驅(qū)動電路4503a、4503b、掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b、或像素部4502的各種信號及電位是從FPC4518a、4518b供給的。
[0340]在本實(shí)施方式中，使用與源電極層或漏電極層相同的材料形成布線4516，該布線4516通過設(shè)置在覆蓋薄膜晶體管4509、4510的絕緣膜的未圖示的接觸孔連接到像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b、或掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b。此外，在襯底4501的端部的布線4516上使用與第一電極層4517相同的材料形成連接端子4515。
[0341]連接端子4515通過各向異性導(dǎo)電膜4519與FPC4518a所具有的端子電連接。
[0342]位于來自發(fā)光元件4511的光的取出方向上的第二襯底4506需要具有透光性。在此情況下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯薄膜等的具有透光性的材料。
[0343]此外，作為填料4507，除了氮或氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固性樹脂或熱固性樹脂?？梢允褂肞VC (聚氯乙烯)、丙烯、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA (乙烯-醋酸乙烯酯)。在本實(shí)施方式中，作為填料使用氮。
[0344]另外，若有需要，也可以在發(fā)光元件的發(fā)射面上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、彩色濾光片等的光學(xué)薄膜。另外，也可以在偏振片或圓偏振片上設(shè)置抗反射膜。例如，可以進(jìn)行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹凸來擴(kuò)散反射光并降低眩光的處理。
[0345]也可以在另外準(zhǔn)備的襯底上作為由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動電路，安裝信號線驅(qū)動電路4503a、4503b、及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b。此外，也可以另外僅形成信號線驅(qū)動電路或其一部分、或者掃描線驅(qū)動電路或其一部分而安裝。本實(shí)施方式不局限于圖21A和21B的結(jié)構(gòu)。
[0346]接著，參照圖22A1、22A2和22B說明相當(dāng)于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖22A1和22A2是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料4005將形成在第一襯底4001上的包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的可靠性高的薄膜晶體管4010、4011及液晶元件4013密封在與第二襯底4006之間。圖22Β相當(dāng)于沿著圖22Α1和22Α2的M-N的截面圖。
[0347]以圍繞設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004的方式設(shè)置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。因此，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與液晶4008 —起由第一襯底4001、密封材料4005和第二襯底4006密封。此外，在第一襯底4001上的與由密封材料4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有信號線驅(qū)動電路4003，該信號線驅(qū)動電路4003使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成在另外準(zhǔn)備的襯底上。
[0348]另外，對于另外形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG方法、引線鍵合方法或TAB方法等。圖22Α1是通過COG方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子，而圖22Α2是通過TAB方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。
[0349]此外，設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖22Β中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動電路4004所包括的薄膜晶體管4011。
[0350]薄膜晶體管4010、4011相當(dāng)于包括IGZO半導(dǎo)體層及由具有η型導(dǎo)電型的包含In、Ga及Zn的氧化物半導(dǎo)體層構(gòu)成的緩沖層的薄膜晶體管，并可以應(yīng)用實(shí)施方式I至實(shí)施方式5所示的薄膜晶體管。在本實(shí)施方式中，薄膜晶體管4010、4011是η溝道型薄膜晶體管。
[0351]此外，液晶元件4013所具有的像素電極層4030與薄膜晶體管4010電連接。而且，液晶元件4013的對置電極層4031形成在第二襯底4006上。像素電極層4030、對置電極層4031和液晶層4008重疊的部分相當(dāng)于液晶元件4013。注意，像素電極層4030、對置電極層4031分別設(shè)置有用作取向膜的絕緣層4032、4033，且隔著絕緣層4032、4033夾有液晶層4008。
[0352]注意，作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用玻璃、金屬(典型的是不銹鋼)、陶瓷、塑料。作為塑料，可以使用FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics ;纖維增強(qiáng)塑料)板、PVF (聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯樹脂薄膜。此外，還可以采用具有使用PVF薄膜或聚酯薄膜夾住鋁箔的結(jié)構(gòu)的薄片。
[0353]此外，附圖標(biāo)記4035表示通過對絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而獲得的柱狀間隔物，并且它是為控制像素電極層4030和對置電極層4031之間的距離(單元間隙)而設(shè)置的。注意，還可以使用球狀間隔物。
[0354]另外，供給到另外形成的信號線驅(qū)動電路4003、掃描線驅(qū)動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供給的。
[0355]在本實(shí)施方式中，連接端子4015由與液晶元件4013所具有的像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成，并且布線4016由與薄膜晶體管4010、4011的柵電極層相同的導(dǎo)電膜形成。
[0356]連接端子4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
[0357]此外，雖然在圖22A和22B中示出另外形成信號線驅(qū)動電路4003并將它安裝在第一襯底4001的例子，但是本實(shí)施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另外形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又可以另外僅形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。
[0358]圖23示出使用應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式制造的TFT襯底2600來構(gòu)成用作半導(dǎo)體裝置的液晶顯示模塊的一例。
[0359]圖23是液晶顯示模塊的一例，利用密封材料2602固定TFT襯底2600和對置襯底2601，并在其間設(shè)置包括TFT等的像素部2603、包括液晶層的顯示元件2604、著色層2605來形成顯示區(qū)。在進(jìn)行彩色顯示時(shí)需要著色層2605，并且當(dāng)采用RGB方式時(shí)，對應(yīng)于各像素設(shè)置有分別對應(yīng)于紅色、綠色、藍(lán)色的著色層。在TFT襯底2600和對置襯底2601的外側(cè)配置有偏振片2606、偏振片2607、漫射片2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構(gòu)成，電路襯底2612利用柔性線路板2609與TFT襯底2600的布線電路部2608連接，且其中組裝有控制電路及電源電路等的外部電路。此外，也可以在偏振片和液晶層之間具有相位差板的狀態(tài)下層疊。
[0360]作為液晶顯示模塊，可以采用TN (扭曲向列；Twisted Nematic)模式、IPS (平面內(nèi)轉(zhuǎn)換；In-Plane-Switching)模式、FFS (邊緣電場轉(zhuǎn)換；Fringe Field Switching)模式、MVA (多疇垂直取向；Mult1-domain Vertical Alignment)模式、PVA (垂直取向構(gòu)型！Patterned Vertical Alignment)模式、ASM (軸對稱排列微胞；Axially Symmetricaligned Micro-cell)模式、OCB (光學(xué)補(bǔ)償彎曲；Optical Compensated Birefringence)模式、FLC (鐵電性液晶！Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC (反鐵電性液晶；AntiFerroelectric Liquid Crystal)模式等。
[0361]通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的顯示面板。
[0362]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0363]實(shí)施方式12
[0364]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機(jī))。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機(jī))、用于計(jì)算機(jī)等的監(jiān)視器、電子紙、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相框、移動電話機(jī)(也稱為移動電話、移動電話裝置)、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機(jī)等的大型游戲機(jī)等。特別是，如實(shí)施方式8至實(shí)施方式11所示，通過將根據(jù)本發(fā)明的薄膜晶體管應(yīng)用于液晶顯示裝置、發(fā)光裝置、電泳方式顯示裝置等，可以用于電子設(shè)備的顯示部。下面，具體地進(jìn)行例示。
[0365]本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置可以如實(shí)施方式9所示那樣應(yīng)用于電子紙。電子紙可以用于用來顯示信息的所有領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如，可以將電子紙應(yīng)用于電子書籍(電子書)、招貼、火車等的交通工具的車廂廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖24A和24B以及圖25示出電子設(shè)備的一例。
[0366]圖24A示出使用電子紙制造的招貼1601。在廣告介質(zhì)是紙的印刷物的情況下用手進(jìn)行廣告的交換，但是如果使用應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的電子紙，則可以在短時(shí)間內(nèi)改變廣告的顯示內(nèi)容。此外，由于使用電特性良好的薄膜晶體管，因此顯示不會打亂而可以獲得穩(wěn)定的圖像。注意，招貼也可以采用能夠以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。[0367]此外，圖24B示出火車等的交通工具的車廂廣告1602。在廣告介質(zhì)是紙的印刷物的情況下用手進(jìn)行廣告的交換，但是如果使用應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)方式的半導(dǎo)體裝置的電子紙，則可以在短時(shí)間內(nèi)不需要許多人手地改變廣告的顯示內(nèi)容。此外，由于使用電特性良好的薄膜晶體管，因此顯示不會打亂而可以獲得穩(wěn)定的圖像。注意，車廂廣告也可以采用能夠以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。
[0368]另外，圖25示出電子書籍2700的一例。例如，電子書籍2700由兩個(gè)框體，即框體2701及框體2703構(gòu)成?？蝮w2701及框體2703由軸部2711形成為一體，且可以以該軸部2711為軸進(jìn)行開閉工作。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行如紙的書籍那樣的工作。
[0369]框體2701組裝有顯示部2705，而框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結(jié)構(gòu)既可以是顯示連續(xù)的屏幕的結(jié)構(gòu)，又可以是顯示不同的屏幕的結(jié)構(gòu)。通過采用顯示不同的屏幕的結(jié)構(gòu)，例如在右邊的顯示部(圖25中的顯示部2705)上可以顯示文章，而在左邊的顯示部(圖25中的顯示部2707)上可以顯示圖像。
[0370]此外，在圖25中示出框體2701具備操作部等的例子。例如，在框體2701中，具備電源2721、操作鍵2723、揚(yáng)聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。另外，也可以采用在與框體的顯示部同一個(gè)面具備鍵盤及定位裝置等的結(jié)構(gòu)。另外，也可以采用在框體的背面或側(cè)面具備外部連接用端子(耳機(jī)端子、USB端子或可與AC適配器及USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。再者，電子書籍2700也可以具有電子詞典的功能。
[0371 ] 此外，電子書籍2700也可以采用能夠以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采用以無線的方式從電子書籍服務(wù)器購買所希望的書籍?dāng)?shù)據(jù)等，然后下載的結(jié)構(gòu)。
[0372]圖26A示出電視裝置9600的一例。在電視裝置9600中，框體9601組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示映像。此外，在此示出利用支架9605支撐框體9601的結(jié)構(gòu)。作為顯示部9603可以應(yīng)用實(shí)施方式8至實(shí)施方式11所示的顯示裝置。
[0373]通過利用框體9601所具備的操作開關(guān)、另外提供的遙控操作機(jī)9610可以進(jìn)行電視裝置9600的操作。通過利用遙控操作機(jī)9610所具備的操作鍵9609,可以進(jìn)行頻道及音量的操作，并可以對在顯示部9603上顯示的映像進(jìn)行操作。此外，也可以采用在遙控操作機(jī)9610中設(shè)置顯示從該遙控操作機(jī)9610輸出的信息的顯示部9607的結(jié)構(gòu)。
[0374]另外，電視裝置9600采用具備接收機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)。可以通過利用接收機(jī)接收一般的電視廣播。再者，通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，從而也可以進(jìn)行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間等)的信息通信。
[0375]圖26B示出數(shù)碼相框9700的一例。例如，在數(shù)碼相框9700中，框體9701組裝有顯示部9703。顯示部9703可以顯示各種圖像，例如通過顯示使用數(shù)碼相機(jī)等拍攝的圖像數(shù)據(jù)，可以發(fā)揮與一般的相框同樣的功能。
[0376]另外，數(shù)碼相框9700采用具備操作部、外部連接用端子(USB端子、可以與USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也可以組裝到與顯示部同一個(gè)面，但是通過將它們設(shè)置在側(cè)面或背面上來提高設(shè)計(jì)性，所以是優(yōu)選的。例如，可以對數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部插入儲存有由數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存儲器并提取圖像數(shù)據(jù)，然后將所提取的圖像數(shù)據(jù)顯示于顯示部9703。[0377]此外，數(shù)碼相框9700也可以采用能夠以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采用以無線的方式提取所希望的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)。
[0378]圖27示出作為便攜式音響裝置的數(shù)碼播放器2100的一例。數(shù)碼播放器2100包括主體2130、顯示部2131、存儲器部2132、操作部2133、耳機(jī)2134、控制部2137等。注意，可以使用頭戴式耳機(jī)或無線式耳機(jī)代替耳機(jī)2134。作為顯示部2131可以應(yīng)用實(shí)施方式8至實(shí)施方式11所示的顯示裝置。
[0379]此外，通過使用存儲器部2132對操作部2133進(jìn)行操作，可以進(jìn)行映像及聲音(音樂)的記錄、再現(xiàn)。注意，顯示部2131可以通過在黑色的背景上顯示白色的文字來抑制耗電量。注意，設(shè)置在存儲器部2132中的存儲器也可以采用能夠取出的結(jié)構(gòu)。
[0380]圖28示出移動電話機(jī)1000的一例。移動電話機(jī)1000除了安裝在框體1001中的顯示部1002之外還具備操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚(yáng)聲器1005、麥克風(fēng)1006等。作為顯示部1002可以應(yīng)用實(shí)施方式8至實(shí)施方式11所示的顯示裝置。
[0381]圖28所示的移動電話機(jī)1000可以用手指等觸摸顯示部1002來輸入信息。此外，可以用手指等觸摸顯示部1002來進(jìn)行打電話或?qū)戨娮余]件的操作。
[0382]顯示部1002的屏幕主要有三種模式。第一是以圖像的顯示為主的顯示模式，第二是以文字等的信息的輸入為主的輸入模式，第三是混合顯示模式和輸入模式的兩個(gè)模式的顯示+輸入模式。
[0383]例如，在打電話或?qū)戨娮余]件的情況下，將顯示部1002設(shè)定為以文字輸入為主的文字輸入模式，并進(jìn)行在屏幕上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優(yōu)選的是，在顯示部1002的屏幕的大多部分上顯示鍵盤或號碼按鈕。
[0384]通過在移動電話機(jī)1000的內(nèi)部設(shè)置具有陀螺儀、加速度傳感器等檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置，來判斷移動電話機(jī)1000的方向(豎向還是橫向)，而可以對顯示部1002的屏幕顯示進(jìn)行自動切換。
[0385]通過觸摸顯示部1002或?qū)蝮w1001的操作按鈕1003進(jìn)行操作，切換屏幕模式。還可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換屏幕模式。例如，當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為動態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時(shí)，將屏幕模式切換成顯示模式，而當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為文字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，將屏幕模式切換成輸入模式。
[0386]當(dāng)在輸入模式中通過檢測出顯示部1002的光傳感器所檢測的信號得知在一定期間中沒有利用顯示部1002的觸摸操作的輸入時(shí)，也可以以將屏幕模式從輸入模式切換成顯示模式的方式來進(jìn)行控制。
[0387]還可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部1002，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進(jìn)行個(gè)人識別。此外，通過在顯示部中使用發(fā)射近紅外光的背光燈或發(fā)射近紅外光的感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
[0388]本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。
[0389]本說明書根據(jù)2008年7月31日在日本專利局受理的日本專利申請編號2008-197137而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括以下步驟: 在襯底上形成柵電極層； 形成覆蓋所述柵電極層的柵極絕緣膜； 隔著所述柵極絕緣膜在所述柵電極層上形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)上形成溝道保護(hù)層； 在所述半導(dǎo)體層上形成一對緩沖層；以及 在所述一對緩沖層上形成源電極層和漏電極層， 其中，所述一對緩沖層具有η型導(dǎo)電型，且 其中，通過在包含 90%以上氧的氣氛中進(jìn)行濺射，來形成所述柵極絕緣膜、所述半導(dǎo)體層和所述溝道保護(hù)層中的每一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層和所述一對緩沖層各自包括包含銦、鎵和鋅的氧化物半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述一對緩沖層的載流子濃度高于所述半導(dǎo)體層的載流子濃度。
4.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，包括以下步驟: 在襯底上形成柵電極層； 形成覆蓋所述柵電極層的柵極絕緣膜； 隔著所述柵極絕緣膜在所述柵電極層上形成半導(dǎo)體層； 在所述半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)上形成溝道保護(hù)層； 隔著一對第二緩沖層在所述半導(dǎo)體層上形成一對第一緩沖層；以及 在所述一對第一緩沖層上形成源電極層和漏電極層， 其中，所述一對第一緩沖層和所述一對第二緩沖層各自具有η型導(dǎo)電型，且其中，通過在包含90%以上氧的氣氛中進(jìn)行濺射，來形成所述柵極絕緣膜、所述半導(dǎo)體層和所述溝道保護(hù)層中的每一個(gè)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體層、所述一對第一緩沖層和所述一對第二緩沖層各自包括包含銦、鎵和鋅的氧化物半導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于， 所述一對第一緩沖層的載流子濃度高于所述一對第二緩沖層的載流子濃度，且 所述一對第二緩沖層的載流子濃度高于所述半導(dǎo)體層的載流子濃度。
7.如權(quán)利要求4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述一對第一緩沖層用作η +層，且所述一對第二緩沖層用作η -層。
8.如權(quán)利要求1或4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述溝道保護(hù)層用作蝕刻停止層。
9.如權(quán)利要求1或4所述的用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，所述柵極絕緣膜、所述半導(dǎo)體層和所述溝道保護(hù)層以不暴露于大氣的方式連續(xù)形成。
10.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 柵電極； 覆蓋所述柵電極的柵極絕緣膜； 隔著所述柵極絕緣膜在所述柵電極層上的半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)上的溝道保護(hù)層； 在所述半導(dǎo)體層上的一對第一緩沖層；以及 在所述一對第一緩沖層上的源電極層和漏電極層， 其中，所述一對第一緩沖層具有η型導(dǎo)電型，且 其中，所述半導(dǎo)體層包含過量的氧。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體層和所述一對第一緩沖層各自包括包含銦、鎵和鋅的氧化物半導(dǎo)體。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述一對第一緩沖層的載流子濃度高于所述半導(dǎo)體層的載流子濃度。
13.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括: 在所述一對第一緩沖層和所述半導(dǎo)體層之間的一對第二緩沖層， 其中，所述一對第二緩沖層具有η型導(dǎo)電型， 其中，所述一對第二緩沖層包括包含銦、鎵和鋅的氧化物半導(dǎo)體，且其中，所述一對第二緩沖層的載流子濃度高于所述半導(dǎo)體層的載流子濃度，且低于所述一對第一緩沖層的載流子濃度。
【文檔編號】H01L21/336GK103839834SQ201410105088
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2008年7月31日
【發(fā)明者】山崎舜平, 宮入秀和, 宮永昭治, 秋元健吾, 白石康次郎 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所