CN101136330A

CN101136330A - 半导体装置的制造方法

Info

Publication number: CN101136330A
Application number: CNA2007101471384A
Authority: CN
Inventors: 荒井康行; 田中幸一郎; 铃木幸惠
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: CN101136330B; US8148259B2; US20080057632A1

Abstract

本发明提供一种不使用光掩模或抗蚀剂而利用简单工艺形成开口部的方法。此外，本发明提供一种以低成本制造半导体装置的方法。在衬底上形成多个光吸收层，在该多个光吸收层上形成层间绝缘层，从层间绝缘层侧将直线形或矩形激光束照射到多个光吸收层，至少去掉多个光吸收层上的层间绝缘膜来形成开口部，由此，去掉多个光吸收层以及形成在该多个光吸收层上的绝缘层，而可以形成多个开口部。

Description

半导体装置的制造方法

技术领域

本发明涉及包括具有开口部的半导体元件的半导体装置的制造方法。

背景技术

直到现在，在由以薄膜晶体管(以下，也称为TFT)、MOS(金属氧化物半导体)晶体管为典型的半导体元件构成的所谓有源矩阵驱动方式的显示面板、或者半导体集成电路中，通过使用光掩模的曝光工艺(以下，写为光刻工艺)形成抗蚀剂掩模并且选择性地蚀刻各种薄膜，来形成开口部。

在光刻工艺中，将抗蚀剂涂布在衬底的整个表面上并执行预烘干，然后通过光掩模将紫外线等照射到抗蚀剂以进行曝光且显影，来形成抗蚀剂掩模。此后，利用该抗蚀剂掩模作为掩模蚀刻去除存在于要成为开口部的部分的层(由半导体材料、绝缘体材料、或者导电体材料形成的层，特别由绝缘体材料形成的层)，来形成开口部。

此外，本申请人在专利文件1及专利文件2中记载一种薄膜加工方法，该薄膜加工方法中，通过使用具有400μm以下的波长的激光束，将直线形的激光束照射到透光导电膜，来形成开口。

[专利文件1]特开昭63-84789号公报

[专利文件2]特开平2-317号公报

然而，利用光刻技术的光掩模具有微小形状且被要求高形状精度，因此它非常昂贵。

此外，当改变半导体装置的设计时，当然发生如下需要，即根据要改变的开口部，重新准备光掩模。如上所述，光掩模是通过高精度地形成为微小形状的造型物，因此需要相当长的制造时间。换言之，伴随设计改变或者设计的不完备而交换光掩模时，除了金钱上的负担以外，还担负时间上的延迟风险。

此外，存在着如下问题，即由于在光刻工艺中的形成开口部的工序中，使用抗蚀剂及抗蚀剂的显影液，因此，需要大量药液或水，并且还需要处理大量废液。

发明内容

于是，本发明提供一种不使用光掩模或抗蚀剂而利用简单工序来形成开口部的方法。本发明还提供一种以低成本制造半导体装置的方法。

本发明所出示的半导体装置的制造方法包括如下步骤：在衬底上形成多个光吸收层；在该多个光吸收层上形成层间绝缘层；从层间绝缘层侧将直线形或矩形激光束照射到多个光吸收层；至少去掉多个光吸收层上的层间绝缘层，来形成开口部。

将照射到多个光吸收层的激光束成为直线形或矩形，并且只在形成开口部的区域中形成光吸收层，在该形成开口部的区域以外的区域中形成具有透光性的层。通过将直线形或矩形激光束照射到多个光吸收层及其周边的具有透光性的层，可以选择性地去掉多个光吸收层上的层间绝缘层，来形成开口部。

此外，形成多个光吸收层使得它们在一定方向上排列，并在与该方向交叉的方向上形成具有透光性的导电层，且将直线形或矩形激光束照射到多个在一定方向上排列的光吸收层。结果，可以在多个光吸收层上的层间绝缘层中形成开口部，而不在其它导电层上的层间绝缘层中形成开口部。

注意，作为开口部的典型例子，在作为杂质区域的源极或者漏极等区域的半导体层上通过绝缘层形成的第一导电层以及第二导电层、为了连接源极或者漏极区域而具有在形成于半导体上的绝缘层上形成的开口部。此外，还有为了中间夹着绝缘层来连接第一导电层或第二导电层，而在形成于第一导电层或第二导电层上的绝缘层中形成的开口部。

此外，不局限于上述，除了使用薄膜晶体管的半导体装置(显示装置诸如液晶显示装置、发光显示装置、电泳显示装置等)以外，还在使用于LSI(大规模集成电路)的存储装置、逻辑电路等的集成电路(IC)、RFID(射频识别)标签的晶体管等的开口部中，可以适当地实施本发明。

注意，在本发明中，上述显示装置是指使用了显示元件的装置，即图像显示装置。此外，如下模块都包含在显示装置的范畴中：在显示面板中安装有连接器诸如柔性印刷电路(FPC：Flexible PrintedCircuit)、TAB(带式自动接合)胶带、或者TCP(带载封装)的模块；在TAB胶带或TCP的端部安装有印刷线路板的模块；通过COG(玻璃上芯片安装)方式在显示元件中直接安装有IC(集成电路)或CPU的模块。

本发明可以通过将直线形或矩形激光束选择性地照射到要形成多个光吸收层的区域，去掉多个光吸收层以及形成在该多个光吸收层上的绝缘层，来形成多个开口部。

此外，也可以在第一方向上排列形成多个光吸收层，并在与该第一方向交叉的方向上形成具有透光性的导电层，且在多个光吸收层以及具有透光性的导电层上形成绝缘层后，将直线形激光束选择性地照射到排列在第一方向上的多个光吸收层来去掉光吸收层以及形成在该光吸收层上的绝缘层，而形成多个开口部。换言之，可以通过使用具有透光性的材料来形成不形成开口部的区域的同时，将直线形激光束选择性地照射到形成有光吸收层的区域，在衬底上的任意地方形成开口部。

此外，通过将激光束诸如直线形激光束、矩形激光束等照射到多个光吸收层，可以将激光束同时照射到多个光吸收层。因此，可以以批量生产的方式制造半导体装置。

从而，即使不使用现有的光刻技术所需要的抗蚀剂或光掩模，也可以形成开口部。注意，因为不使用光掩模，所以可以谋求实现当交换光掩模时需要的时间损失的降低，并且可以实行多种小量生产。此外，因为不使用抗蚀剂以及抗蚀剂的显影液，所以不需要大量药液或水。根据上述，与现有的使用光刻技术的形成开口部的工艺相比，可以大幅度地简化工序且降低成本。

如此，通过使用本发明，能够以简单工序实行半导体装置中的接触开口工艺。此外，可以提供以低成本制造半导体装置的方法。

附图说明

图1A和1B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图2A和2B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图3A和3B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图4A和4B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图5A和5B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图6A和6B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图7A和7B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图8A和8B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图9A和9B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图10A和10B是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图以及截面图；

图11A至11C是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图；

图12A至12C是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图；

图13是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图；

图14是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图；

图15是说明本发明的半导体装置的制造方法的俯视图；

图16A至16C是说明能够适用于本发明的发光元件的截面结构的图；

图17是说明本发明的半导体装置的制造方法的截面图；

图18A至18D是说明能够适用于本发明的电泳元件的截面结构的图；

图19是说明当在本发明的显示面板中由TFT形成扫描线侧驱动电路时的电路结构的图；

图20是说明当在本发明的显示面板中由TFT形成扫描线侧驱动电路时的电路结构的图(移位寄存器电路)；

图21是说明当在本发明的显示面板中由TFT形成扫描线侧驱动电路时的电路结构的图(缓冲器电路)；

图22是说明本发明的半导体装置的俯视图；

图23A至23F是说明使用本发明的半导体装置的电子设备的图；

图24是说明使用本发明的半导体装置的电子设备的图。

具体实施方式

下面，关于本发明的实施方式参照附图而说明。但是，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明可以以多个不同形式来实施，其方式及详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。此外，在不同附图中对于相同部分使用相同符号，而省略详细的说明。

实施方式1

在本实施方式中，关于LAP(激光烧蚀工艺；Laser AblationProcess)以下说明，该LAP是不经过光刻工序，而通过照射激光束来形成开口部的。图1A至图5B是表示如下工序的俯视图以及截面图：在包括显示元件的像素被配置为矩阵状的像素部中，在形成在衬底上的绝缘层中形成开口部。图1A至图5A中的A-B的截面图分别是图1B至图5B。

此外，虽然在本实施方式中，使用如下形式进行说明：作为成为显示元件的一部分的薄膜晶体管使用顶栅型薄膜晶体管，在形成在薄膜晶体管的半导体层上的绝缘层中形成开口部的形式。但是不局限于此，本发明可适用于如下形式：在形成在反交错薄膜晶体管上的绝缘层中形成开口部；在形成在第一布线上的绝缘层中形成开口部。

此外，在本实施方式中，使用如下形式进行说明：在包括显示元件的像素被配置为矩阵状的像素部中，将直线形激光束照射到在与栅极布线交叉的方向上的多个光吸收层。

如图1A以及图1B所示，在衬底101的一面形成用作基底膜的第一层102，在第一层102上形成第二层103，在第二层103上形成光吸收层104。

作为衬底101，可以适当地使用玻璃衬底、塑料衬底、金属衬底、陶瓷衬底等。此外，可以使用印刷线路板或FPC。在衬底101是玻璃衬底或塑料衬底的情况下，可以使用320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、或1150mm×1300mm等的大面积衬底。在此，使用玻璃衬底作为衬底101。

并不一定需要用作基底膜的第一层102，但是因为它具有如下功能，所以优选设置它：以后蚀刻形成在第一层102上的层时，防止衬底101被蚀刻。此外，因为当使用玻璃衬底作为衬底101时，第一层102防止包含在玻璃衬底中的碱金属元素等杂质移动到半导体层中，所以优选设置它。作为第一层102，适当地使用适合材料而形成，即可。典型地有氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮化铝等。

通过使用溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法、蒸镀法、涂布法等，来形成第一层102。在此，通过等离子体CVD法，层叠氮氧化硅层和氧化硅层，来形成。

作为第二层103，可以适当地形成电极、像素电极、布线、天线、半导体层、绝缘层等。此外，根据形成电极、像素电极、布线、天线、半导体层、绝缘层等的部分，可以适当地使用导电材料、绝缘材料、半导体材料，来形成第二层103。

注意，优选通过使用不吸收以后照射的激光束114的材料，来形成第二层103。结果，即使以后将激光束114照射到光吸收层104，也不影响到第二层103。

通过使用溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法、蒸镀法、涂布法、液滴喷射法、电镀法、无电镀法等，来形成第二层103。

在本实施方式中，形成半导体层作为第二层103。通过使用硅、锗等来形成半导体层。此外，也可以使用具有选自非晶体半导体、非晶状态和结晶状态混在一起的半非晶半导体(也写为SAS)、在非晶体半导体中能够观察0.5nm至20nm的晶粒的微晶半导体、以及晶体半导体膜中的任一种状态的薄膜。也可以在以后成为源区以及漏区的区域中含有磷、砷、硼等受主元素或施主元素。在此，作为半导体层，形成蚀刻为预定形状的晶体半导体层。此外，在半导体层中形成含有磷的杂质区103a、103b。

通过使用吸收以后照射的激光束114的材料，来形成光吸收层104。通过使用具有比激光束114的能量小的带隙能的材料，来形成吸收激光束114的材料。此外，作为光吸收层104，优选使用具有比第二层103的熔点低的沸点或升华点的材料。通过使用这种材料，可以不使第二层103熔化的同时，吸收激光束114，使用激光束114的能量，来去掉接触于光吸收层104的具有透光性的层的一部分。

作为光吸收层104，可以适当地使用导电材料、半导体材料、绝缘材料。作为导电材料，可以使用选自钛(Ti)、铝(Al)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铜(Cu)、铬(Cr)、钕(Nd)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镉(Cd)、锌(Zn)、硅(Si)、锗(Ge)、锆(Zr)和钡(Ba)中的元素。此外，还可以使用以该元素为主要成分的合金材料、氮化合物等的单层或多层来形成。此外，还可以使用具有透光性的导电材料诸如含有氧化钨的铟氧化物、含有氧化钨的铟锌氧化物、含有氧化钛的铟氧化物、含有氧化钛的铟锡氧化物、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物、添加有氧化硅的铟锡氧化物等。

可以通过使用上述元素的氧化合物、碳化合物、或者卤素化合物的单层，形成绝缘材料。此外，还可以使用这些的多层。典型地有氧化锌、氮化铝、硫化锌、氮化硅、氧化硅、硫化汞、氯化铝等。此外，还可以使用分散有能够吸收光的粒子的绝缘膜，典型的是分散有硅微晶的氧化硅膜。此外，可以使用色素溶解或分散在绝缘物中的绝缘层。

作为半导体材料，可以使用硅、锗等。此外，可以使用具有选自非晶体半导体、非晶状态和结晶状态混在一起的半非晶半导体(也写为SAS)、在非晶体半导体中能够观察0.5nm至20nm的晶粒的微晶半导体、以及晶体半导体膜中的任一种状态的薄膜。再者，也可以包含磷、砷、硼等受主元素或施主元素。

再者，作为光吸收层104，优选通过使用如下材料来形成：可以吸收以后照射的激光束114，并且由激光束114的能量引起光吸收层104中的气体的放出或者光吸收层的升华等使得物理性地离解光吸收层104的一部分或者接触于光吸收层104的层的一部分。通过使用这种材料，可以容易去掉光吸收层104。

作为能够利用激光束114的能量放出光吸收层104中的气体的光吸收层，有由包括氢和稀有气体元素中的至少一个的材料形成的层。典型地有包括氢的半导体层、包括稀有气体或氢的导电层、包括稀有气体或氢的绝缘层等。在此情况下，因为放出光吸收层104中的气体的同时，在光吸收层104的一部分发生物理性的离解，所以可以容易去掉光吸收层104。

作为能够利用激光束114的能量而升华的光吸收层，优选使用其升华点低(大约100至2000度)的材料。此外，可以使用其沸点是1000至2700度且导热率是0.1至100W/mK的材料。作为使用于能够升华的光吸收层，可以使用其升华点大约为100至2000度左右的较低的材料，并且作为其典型例子，有氮化铝、氧化锌、硫化锌、氮化硅、硫化汞、氯化铝等。此外，作为其沸点是1000至2700度且导热率是0.1至100W/mK的材料，有锗(Ge)、氧化硅、铬(Cr)、钛(Ti)等。

可以通过电镀法、无电镀法、液滴喷射法等，选择性地形成光吸收层104。此外，可以通过涂布法、溅射法、CVD法成膜后，选择性地蚀刻，来形成光吸收层104。

在此，形成其厚度是10至100nm、优选是20至50nm的铬层，作为光吸收层104。

下面，如图2B所示，在第一层102、第二层103以及光吸收层104上形成具有透光性的层。能够以单层或多层形成具有透光性的层。

通过适当地选择能够使以后照射的激光束114透过的材料，来形成具有透光性的层，即可。通过使用具有比激光束的能量大的带隙能的材料，来形成使激光束114透过的材料。

在此，按顺序形成栅绝缘层111、栅极布线112、层间绝缘层113，作为具有透光性的层。

通过利用氮化硅、含有氧的氮化硅、氧化硅、含有氮的氧化硅等的单层或者多层结构，形成栅绝缘层111。在此，通过等离子体CVD法，形成其厚度是50至200nm的氧氮化硅。

注意，在本实施方式中，如图2A所示，当以后将激光束照射到光吸收层104时，对于栅极布线112的一部分也照射激光束。因此，优选利用具有透光性的导电层形成栅极布线112。

通过使用具有比以后照射的激光束的能量大的带隙能的材料，来形成具有透光性的导电层。在此，作为具有透光性的导电层，使用通过溅射法形成的其厚度是50至200nm、优选是100至150nm的ITO。

此外，当以后将激光束照射到光吸收层104时，也可以在不照射激光束的区域中，与栅极布线接触地形成吸收光的导电层作为辅助布线。特别地，优选使用其电阻率低的导电层形成辅助布线。作为电阻率低的导电层，可以典型地使用包含铂、钯、镍、金、铝、铜、银、钽、钨、钼、或者钛的金属层。

作为层间绝缘层113，可以使用通过SOG(旋涂玻璃)法或旋涂法涂布的聚酰亚胺、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯)、丙烯、硅氧烷(其骨架结构由硅和氧的键构成并且具有如下结构的物质：氟、脂肪烃、芳香烃中的至少一种与硅键合。)等有机树脂薄膜，无机层间绝缘薄膜(含有硅诸如氮化硅、氧化硅等的绝缘膜)，低-k(低介电常数)材料等。因为形成层间绝缘层113的主要目的是缓和形成在玻璃衬底上的TFT所导致的凹凸且使凹凸平坦化，所以优选使用优越于平整性的薄膜。在此，通过涂布法形成厚度为300至1000nm的聚酰亚胺层。

接着，将激光束114照射到光吸收层104。作为激光束114，适当地选择透过层间绝缘层113且具有被光吸收层104吸收的能量的激光束。典型的是，适当地选择紫外区、可见区、红外区的激光束，来进行照射。

作为发射激光束114的激光振荡器的典型例子，对紫外光来说，有受激准分子激光器诸如F₂激光器等，固体激光器诸如YAG激光器、YLF激光器、YAlO₃激光器、GdVO₄激光器、Y₂O₃激光器、PbWO₄激光器、YVO₄激光器等的高次谐波。对可见光来说，有Ar激光器或Kr激光器、上述固体激光器的高次谐波等。对红外光来说，有上述固体激光器的基波、半导体激光器诸如GaN、GaAs、GaAlAs、InGaAsP等、CO₂激光器、玻璃激光器、Ti：蓝宝石激光器、色素激光器，变石激光器等。在此，照射YAG激光器的基波。

此外，作为激光束114，可以适当地适用连续振荡激光束、脉冲振荡激光束。通常使用具有几十Hz至几百Hz的频带的脉冲振荡激光器，但是还可以使用从具有比几十Hz至几百Hz的频带高很多的10MHz以上的振荡频率、其脉冲宽度为微微秒的频率、或者其频率为毫微微秒(10至15秒)的脉冲振荡激光器发射的激光束。特别是，以1毫微微秒至10微微秒的脉冲宽度振荡且从脉冲激光器发射的激光束为高强度。如此，发生非线性光效应(多光子吸收)，并且可以通过利用激光束的能量也能够去掉由具有透光性的材料形成的层。该具有透光性的材料具有比激光束的能量大的带隙能量。

此外，为了防止半导体层或玻璃衬底等吸收多余的激光束而受到损害，优选使用脉冲激光，更优选使用其脉冲宽度极短的皮秒激光或毫微微秒激光。

此外，激光照射装置具有使从激光振荡器发射的激光束成为直线形的光学系统。作为这种光学系统，使用柱面透镜、槽缝、掩模等。

此外，作为使激光束成为直线形的光学系统，可以使用电光元件。通过输入基于用来设计半导体装置的CAD数据的电信号，从而用作光挡板或光反射器，并用作可变掩模。通过利用控制装置改变输入到成为光挡板的电光元件的电信号，可以改变激光束的面积及位置。换言之，可以选择性地改变薄膜中的要加工的面积及位置。

作为电光元件，有能够选择性地调节使光透过的面积的元件，例如具有液晶材料、电变色材料的元件。还有能够选择性地调节光反射的元件，例如数字微镜装置(也称为DMD)。DMD是一种空间光调制器，它是多个小型镜在Si等半导体衬底上配置为矩阵状的装置。该多个小型镜称为微镜并且通过静电场等沿固定轴的周围转动。此外，作为其他电光元件，可以使用为通过电光效应调制透过光的光学元件的PLZT元件。注意，PLZT元件是含有铅、镧、锆石、钛的氧化物陶瓷，它是根据各元素符号的大写字母被称为PLZT元件的装置。PLZT元件利用透明陶瓷使光透过，然而当施加电压时可以改变光偏振的方向，并且通过与偏振子组合而构成光挡板。但是，作为电光元件，使用即使使激光束通过也能够承受的装置。

照射到照射面的激光束的点形状优选是直线形或矩形。此外，当使用大面积衬底时，为了缩短处理时间，优选使激光束的点的长边成为20cm至100cm。此外，也可以设置多个激光振荡器及光学系统以短时间处理大面积衬底。具体的是，也可以在衬底载物台的上方设置多个电光元件，并从对应于该多个电光元件的激光振荡器分别对该多个电光元件照射激光束，来分担一个衬底的处理面积。

照射激光束的激光照射装置，除了激光振荡器以外，优选具有用于设置衬底的衬底载物台、控制装置、位置对准装置。

可以通过设置CCD(电荷耦合器件)摄像机等摄像装置，基于从摄像装置能够取得的数据进行激光照射，高精度地进行照射位置的对准。

控制装置可以通过利用激光束在被照射面上一维或二维地扫描激光束的照射区域，对于衬底的大部分面积进行照射。此外，优选通过控制装置与二维地移动衬底载物台的移动装置的控制相联动地扫描激光束。再者，优选通过控制装置与激光振荡器的控制相联动地扫描激光束且控制移动装置。再者，优选通过利用控制装置与用于识别位置标记的位置对准机构联动。

在此，通过利用使保持衬底的衬底载物台二维地移动的移动装置，进行扫描。

通过使用上述电光元件，对于光吸收层104选择性地照射激光束114。激光束114的能量密度可以是对光吸收层104内的气体放出或光吸收层的升华等足够的，典型地在1μJ/cm²至100J/cm²的范围内。具有十分高的能量密度的激光束114被光吸收层104吸收。此时，光吸收层104被吸收了的激光束的能量局部性地骤然加热而升华。由于这种伴随升华的体积的膨胀，物理性地离解光吸收层104而使它飞散。根据上述，可以去掉光吸收层104上的层间绝缘层，并且如图3A和3B所示地形成开口部121。在此，使用YAG的第二高次谐波作为激光束114。

此外，当由于照射激光束而发生粉尘时，优选在激光发射装置还设置吹动装置或者吸尘装置。该吹动装置是用于使粉尘不附着到被处理衬底的表面的。该吸尘装置是用于吸吮粉尘的。通过照射激光束的同时进行吹动或吸吮粉尘，可以防止粉尘附着到衬底的表面。

可以在大气压或减压下进行激光束114的照射。如果在减压下进行，则容易回收当去掉光吸收层104时发生的飞散物。因此，可以抑制飞散物残留在衬底上。

再者，也可以加热衬底101的同时将激光束照射到光吸收层104。此时，也容易去掉光吸收层104。

在本实施方式中，对多个形成在与栅极布线112交叉的方向上的光吸收层104照射直线形的激光束114。典型的是，对与栅极布线112交叉为90度的方向照射激光束。在本实施方式中，栅极布线112由具有透光性的导电层形成，因此，通过对与栅极布线112交叉为90度的方向照射激光束114，可以去掉多个光吸收层104以及形成在多个光吸收层104上的具有透光性的层，在第二层103上形成开口部。此时，形成具有开口部的层间绝缘层123以及具有开口部的栅绝缘层122。

注意，虽然在图2A和2B中，对与栅极布线112交叉为90度的方向照射激光束114，但是也可以对平行于栅极布线112的方向照射激光束。此时，优选通过利用不吸收激光束的材料来形成第二层103。结果，栅极布线112以及第二层103具有透光性，因此可以去掉多个光吸收层104以及具有透光性的层的一部分，在第二层103上形成开口部。

注意，在本实施方式中示出了如下情况：通过对多个光吸收层104照射直线形激光束114，使多个光吸收层以及接触于该多个光吸收层的具有透光性的层飞散，来形成开口部。

此外，还有如下情况：对多个光吸收层104照射直线形激光束114，使光吸收层的上层部分以及具有透光性的层飞散的同时，使光吸收层的下层部分残留在第二层103上。此时，也可以在残留光吸收层的状态下，形成以后形成的第三层。此外，也可以通过干蚀刻或湿蚀刻去掉残留的光吸收层之后，形成以后形成的第三层。

此外，还有如下情况：通过照射激光束114只去掉接触于光吸收层104的具有透光性的层。此时，也可以在残留光吸收层的状态下，形成以后形成的第三层。此外，也可以通过干蚀刻或湿蚀刻去掉残留的光吸收层之后，形成以后形成的第三层。

下面，如图4A和4B所示，在开口部上形成第三层。作为第三层，可以适当地形成绝缘层、半导体层、导电层。在此，作为第三层，形成源极布线131以及漏极电极132。

通过CVD法或溅射法等使用选自铝(Al)、钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、锰(Mn)、钕(Nd)、碳(C)、硅(Si)的元素、以上述元素为主要成分的合金材料或化合物材料以单层或叠层形成源极布线131以及漏极电极132。在此，通过溅射法连续形成钛层、铝层、以及钛层。

通过上述工序，在层间绝缘层113中形成开口部。此外，也可以形成薄膜晶体管以及连接于该薄膜晶体管的布线。

下面，如图5A和5B所示，形成接触于薄膜晶体管的漏电极132的像素电极142。

通过使用与栅极布线112相同的材料形成具有透光性的导电层作为像素电极142，可以以后制造透过型液晶显示面板。此外，通过形成由Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)等构成的具有反射性的导电层，能够以后制造反射型液晶显示面板。再者，通过按照每个像素形成上述具有透光性的导电层以及具有反射性的导电层，可以制造半透过型液晶显示面板。在此，通过溅射法来形成包括氧化硅的IT0。

通过上述工序，可以制造液晶显示装置的有源矩阵衬底。

根据本实施方式，可以通过对形成多个光吸收层的区域选择性地照射直线形激光束，去掉多个光吸收层以及形成在该多个光吸收层上的绝缘层，来形成多个开口部。此外，也能够以低成本制造半导体装置。

实施方式2

在本实施方式中，参照图6A至图10B而说明如下方法：在包括显示元件的像素被配置为矩阵状的像素部中，利用与实施方式1不同的工序在形成在衬底上的绝缘层中形成开口部的方法。在本实施方式中，与实施方式1相比，利用激光束的光吸收层的去掉工序不同。图6A至图10B是表示在形成在衬底上的绝缘层中形成开口部的工序的俯视图以及截面图。图6A至图10A中的A-B的截面图分别是图6B至图10B。

此外，在本实施方式中，使用如下情况进行说明：在包括显示元件的像素被配置为矩阵状的像素部中，对多个在与源极布线交叉的方向上的光吸收层照射直线形激光束。

如图6A和6B所示，与实施方式1同样地在衬底101上形成第一层102，在第一层102上形成半导体层作为第二层103，在半导体层上形成光吸收层104。

在本实施方式中，为了避免以后形成的栅极布线和开口部排为直线形，如图6A所示，将半导体层的形状成为三匡栏之字的形状，三匡栏之字的形状的半导体层的端部形成光吸收层104。

下面，如图7A和7B所示，与实施方式1同样地在第一层102、第二层103以及光吸收层104上按顺序形成栅绝缘层111、栅极布线151、层间绝缘层113作为具有透光性的层。

在本实施方式中，作为栅极布线151，可以适当地使用具有透光性的导电层、吸收光的导电层、反射光的导电层等来形成。此外，优选使用低电阻率的导电层，来形成栅极布线151。可以通过利用选自钽(Ta)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)中的元素、以上述元素为主要成分的合金、组合上述元素的合金膜(典型的是Mo-W合金膜、Mo-Ta合金膜)、或者被赋予导电性的硅膜，来形成低电阻率的导电层。例如，也可以采用由硅层以及锗层构成的层叠结构。在此，通过溅射法形成厚度为200至500nm、优选为300至400nm的钨层作为栅极布线151。

接着，在具有透光性的层即此处的栅绝缘层111、层间绝缘层113、光吸收层104重叠的区域中，对光吸收层104照射激光束152。作为激光束152，可以使用具有与实施方式1所使用的激光束114相同的条件的激光束。

在本实施方式中，将激光束152照射到平行于栅极布线151的方向。此外，对光吸收层104选择性地照射激光束，以便不对栅极布线151照射激光束152。

注意，在本实施方式中示出了如下情况：通过对多个光吸收层104照射直线形的激光束152，使多个光吸收层以及接触于该光吸收层的具有透光性的层飞散，如图8A和8B所示地形成开口部121。此外，还有如下情况：对多个光吸收层104照射直线形的激光束152，使光吸收层104的上层部分以及具有透光性的层飞散的同时，光吸收层104的下层部分残留在第二层103上。此时，也可以在残留光吸收层的状态下，形成以后形成的第三层。此外，也可以通过干蚀刻或湿蚀刻去掉留下的光吸收层104使第二层103露出后，形成以后形成的第三层。

此外，还有如下情况：通过照射激光束152只去掉接触于光吸收层104的具有透光性的层。此时，也可以在残留光吸收层104的状态下，形成以后形成的第三层。此外，也可以通过干蚀刻或湿蚀刻去掉残留的光吸收层104之后，形成以后形成的第三层。

下面，如图9A和9B所示，在开口部121上形成第三层以及第四层。作为第三层以及第四层，可以适当地形成绝缘层、半导体层、导电层。在此，形成源极布线161作为第三层，并且形成漏电极162作为第四层。此外，因为以后使用激光束在漏电极162上形成开口部，所以在此形成漏电极162作为光吸收层。此外，因为当在漏电极162上形成开口部时，不需要在源极布线161上形成开口部，所以利用具有透光性的导电层形成源极布线161。

可以与实施方式1所示的栅极布线112相同地形成源极布线161。此外，也可以在源极布线161上形成由低电阻率的导电层形成的辅助布线。

可以与实施方式1所示的源极布线131以及漏电极132相同地形成漏电极162。

接着，在源极布线161、漏电极162、层间绝缘层123上形成具有透光性的层163。在此，作为具有透光性的层163，利用与层间绝缘层113相同的材料，形成具有透光性的绝缘层。

下面，可以通过对漏电极162的一部分照射激光束164，如图10A所示地去掉漏电极162的一部分以及具有透光性的层的一部分，来形成具有开口部140的具有透光性的层141。

接着，在开口部140中形成像素电极142。

通过上述工序，可以制造液晶显示装置的有源矩阵衬底。

实施例1

在本实施例中，参照图11A至11C而说明作为半导体装置的一个例子的液晶显示装置。

如图11A所示，在衬底101上形成薄膜晶体管225至227。注意，作为将薄膜晶体管225至227的布线234至239与半导体膜连接的开口部的形成方法，可以适当地使用上述实施方式。在本实施例中，以两层结构形成薄膜晶体管225至227的栅电极。在此，通过溅射法在栅绝缘膜上形成厚度为30nm的氮化钽膜和厚度为370nm的钨膜之后，通过使用由光刻工艺形成的抗蚀剂掩模选择性地刻蚀氮化钽膜和钨膜，来形成栅电极。该栅电极具有氮化钽膜的端部比钨膜的端部向外侧更延伸的形状。在薄膜晶体管的其他结构中，适当地适用上述实施方式。

下面，如图11A所示，形成使薄膜晶体管225至227的栅电极以及布线绝缘化的第一层间绝缘膜。在此，作为第一层间绝缘膜，层叠氧化硅膜231、氮化硅膜232、以及氧化硅膜233来形成。通过使用上述实施方式在第一层间绝缘膜中形成开口部后，在为第一层间绝缘膜的一部分的氧化硅膜233上形成连接于薄膜晶体管225至227的源区以及漏区的布线234至239、以及连接端子240。在此，通过溅射法连续形成厚度为100nm的Ti膜、厚度为333nm的Al膜、厚度为100nm的Ti膜后，使用通过光刻工艺形成的抗蚀剂掩模选择性地进行蚀刻，来形成布线234至239、以及连接端子240。然后，去掉抗蚀剂掩模。

接下来，在第一层间绝缘膜、布线234至239、以及连接端子240上形成第二层间绝缘膜241。作为第二层间绝缘膜241，可以使用无机绝缘膜例如氧化硅膜、氮化硅膜或者氧氮化硅膜等，并且以单层或者两层以上的多层形成这些绝缘膜。另外，作为形成无机绝缘膜的方法，可以使用溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等。在此，在使用等离子体CVD法形成厚度为100nm至150nm的包含氧的氮化硅膜之后，根据上述实施方式选择性地刻蚀包含氧的氮化硅膜形成到达薄膜晶体管227的布线239以及连接端子240的开口部的同时，形成第二层间绝缘膜241。

如本实施例那样，通过形成第二层间绝缘膜241，可以防止驱动电路部分的TFT、布线等露出，并且保护TFT免受污染物质。

随后，形成连接到薄膜晶体管227的布线239的像素电极242、以及连接到连接端子240的导电膜244。当液晶显示装置是透光型液晶显示装置时，使用具有透光性的导电膜形成像素电极242。另外，当液晶显示装置是反射型液晶显示装置时，使用具有反射性的导电膜形成像素电极242。这里，像素电极242以及导电层244以如下方法形成，即通过溅射法形成厚度为125nm的包含氧化硅的ITO之后，使用利用光刻工艺形成的抗蚀剂掩模选择性地蚀刻，来形成。

随后，形成用作取向膜的绝缘膜243。绝缘膜243可以利用如下方法来形成：通过辊式涂布法、印刷法等形成高分子化合物膜诸如聚酰亚胺、聚乙烯醇等后，执行研磨。另外，可以通过从与衬底倾斜的角度蒸镀SiO形成绝缘膜243。此外，可以通过将偏振的UV光照射到光反应型高分子化合物并且使光反应型高分子化合物聚合来形成绝缘膜243。在此，通过印刷法印刷高分子化合物膜诸如聚酰亚胺、聚乙烯醇等并且进行焙烧后，执行研磨来形成绝缘膜243。

随后，如图11B所示，在相对衬底251上形成相对电极253，然后在相对电极253上形成用作取向膜的绝缘膜254。注意，也可以在相对衬底251和相对电极253之间设置着色膜252。

作为相对衬底251，可以适当地选择与衬底101相同的衬底。另外，利用具有透光性的导电膜形成相对电极253。此外，可以与绝缘膜243相同地形成用作取向膜的绝缘膜254。着色膜252是当执行彩色显示时必需的薄膜，并且当采用RGB方式时，根据各像素形成对应于红色、绿色、蓝色的各种颜色的染料或颜料被分散于其中的着色膜。

随后，使用密封剂257将衬底101及相对衬底251贴在一起。此外，在衬底101及相对衬底251之间形成液晶层255。此外，液晶层255可以以如下方法形成：通过利用毛细现象的真空注入法将液晶材料注入到由用作取向膜的绝缘膜243和254以及密封剂257围绕的区域。此外，可以在相对衬底251的一个表面上形成密封剂257，将液晶材料滴下在由密封剂围绕的区域，然后通过在减压下使用密封剂压合相对衬底251和衬底101，来形成液晶层255。

可以通过分配器法、印刷法、热压合法等形成热固性环氧树脂、UV固化丙烯酸树脂、热可塑性尼龙、聚酯等作为密封剂257。注意，通过将填料散布到密封剂257，可以保持衬底101及相对衬底251之间的间隔。这里，通过使用热固性环氧树脂来形成密封剂257。

此外，为了保持衬底101及相对衬底251之间的间隔，也可以在用作取向膜的绝缘膜243和254之间设置隔离物256。可以通过涂布有机树脂，并且将该有机树脂蚀刻为所希望的形状，典型的是柱形或圆柱形，来形成隔离物。此外，作为隔离物，也可以使用圆珠型隔离物。这里，作为隔离物256，使用圆珠型隔离物。

此外，虽然未图示，但是在衬底101和相对电极251中的一个或两个上设置偏振片。

下面，如图11C所示，在端子部分263中，形成连接到薄膜晶体管的栅极布线和源极布线的连接端子(在图11C中，显示连接到源极布线或漏极布线的连接端子240)。成为输入端子部的FPC(柔性印刷电路)262通过导电膜244和各向异性导电薄膜261连接到连接端子240。连接端子240通过导电膜244和各向异性导电薄膜261接收视频信号、时钟信号。

在驱动电路部分264中，形成驱动像素的电路例如源驱动器、栅驱动器。这里，布置n沟道型薄膜晶体管226和p沟道型薄膜晶体管225。注意，CMOS电路由n沟道型薄膜晶体管226和p沟道型薄膜晶体管225形成。

在像素部分265中形成多个像素，并且在每个像素中形成液晶元件258。该液晶元件258是像素电极242、相对电极253以及填充在像素电极242和相对电极253之间的液晶层255重叠的部分。液晶元件258所包括的像素电极242电连接到薄膜晶体管227。

通过上述工序，可以制造液晶显示装置。

注意，虽然在图11A至11C中示出TN型液晶显示面板，但是可以对于采用其他方式的液晶显示面板同样地适用本发明的开口部的形成方法。例如，可以对于采用横向电场方式的液晶显示面板适用本实施例。该横向电场方式是通过平行于玻璃衬底地施加电压来使液晶取向的。此外，可以对于采用VA(垂直取向)方式的液晶显示面板适用本实施例。

图13和图14表示VA型液晶显示面板的像素结构。图13是平面图，图14表示对应于图13所示的切断线I-J的截面结构。参照该两个图将以下说明。注意，在图13和图14中，示出使用反交错薄膜晶体管作为薄膜晶体管的例子。

在该像素结构中，在一个像素中有多个像素电极，并且TFT连接到各像素电极。利用不同的栅极信号驱动各TFT地构成各TFT。换言之，设计为多域的像素具有如下结构：独立控制施加到各像素电极的信号。

像素电极1624通过开口部1623利用布线1618连接到TFT1628。此外，像素电极1626通过开口部1627利用布线1619连接到TFT1629。TFT1628的栅极布线1602与TFT1629的栅电极1603被分离，以便可以对TFT1628的栅极布线1602和TFT1629的栅电极1603分别供给不同的栅极信号。另一方面，TFT1628和TFT1629共同使用用作数据线的布线1616。

像素电极1624和像素电极1626的形状不同，它们被槽缝1625分离。以围绕舒展为“V”字形的像素电极1624外侧的方式形成像素电极1626。通过利用TFT1628以及TFT1629使对像素电极164和像素电极1626施加电压的时机不同，来控制液晶的取向。在相对衬底1601上形成有遮光膜1632、着色层1636、相对电极1640。此外，在着色层1636和相对电极1640之间形成有平坦化膜1637，以防止液晶的取向散乱。

图15表示相对衬底侧的结构。相对电极1640在不同像素之间共同使用，并且在相对电极1640中形成有槽缝1641。通过使该槽缝1641与像素电极1624及像素电极1626侧的槽缝1625互相咬合地配置，可以有效地产生倾斜电场来控制液晶的取向。由此，可以根据地方使液晶的取向方向不同，来扩大视角。

注意，为了防止静电击穿(electrostatic breakdown)，可以在连接端子和源极布线(栅极布线)之间或在像素部分中设置保护电路，典型的是二极管等。在这种情况下，通过采用与上述TFT相同的工序制造二极管并将像素部分的栅极布线连接到二极管的漏极或源极布极，可以防止静电击穿。

此外，本实施例可以与上述实施例适当地自由组合。

根据本实施例，可以利用简单工序而执行半导体装置中的开口部形成工艺。此外，能够以低成本制造半导体装置。

实施例2

在本实施例中，说明作为半导体装置的一个例子的具有发光元件的发光装置的制造工序。

如图12A所示，与实施例1同样地在衬底101上形成薄膜晶体管225至227，而中间夹着第一层102。此外，作为使薄膜晶体管225至227的栅电极以及布线绝缘化的第一层间绝缘膜，层叠形成氧化硅膜231、氮化硅膜232、以及氧化硅膜233。而且，根据上述实施方式在第一层间绝缘膜中形成开口部后，在第一层间绝缘膜的一部分的氧化硅膜233上形成连接到薄膜晶体管225至227的半导体膜的布线308至313、以及连接端子314。

接下来，在第一层间绝缘膜、布线308至313、以及连接端子314上形成第二层间绝缘膜315。然后形成连接到薄膜晶体管227的布线313的第一电极316、以及连接到连接端子314的导电膜320。第一电极316以及导电膜320以这种方法形成，即通过溅射法形成厚度为125nm的包含氧化硅的ITO之后，使用由光刻工艺形成的抗蚀剂掩模选择性地蚀刻ITO。

如本实施例，通过形成第二层间绝缘膜315，可以防止驱动电路部分的TFT、布线等的露出，并且保护TFT免受污染物质的影响。

接下来，形成覆盖第一电极316的端部的有机绝缘物膜317。这里，涂布并烘焙感光聚酰亚胺之后，执行曝光和显影，而形成有机绝缘物膜317以使驱动电路、像素区域中的第一电极316、以及像素区域的周围的第二层间绝缘膜315露出。

接下来，通过蒸镀法在第一电极316以及有机绝缘物膜317的一部分上形成包含发光物质的层318。包含发光物质的层318由具有发光性的有机化合物或具有发光性的无机化合物形成。此外，也可以通过使用具有发光性的有机化合物以及具有发光性的无机化合物，来形成包含发光物质的层318。此外，可以通过使用发射红光的物质、发射蓝光的物质、以及发射绿光的物质，来分别形成发射红光的像素、发射蓝光的像素、以及发射绿光的像素作为包含发光物质的层318。

这里，包含发射红光的物质的层通过层叠50nm厚的DNTPD、10nm厚的NPB、添加有双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉]铱(乙酰丙酮)(缩写：Ir(Fdpq)₂(acac))的30nm厚的NPB、60nm厚的Alq₃，以及1nm厚的LiF形成。

此外，包含发射绿光的物质的层通过层叠50nm厚的DNTPD、10nm厚的NPB、添加有香豆素545T(C545T)的40nm厚的Alq₃、60nm厚的Alq₃、以及1nm厚的LiF形成。

此外，包含发射蓝光的物质的层通过层叠50nm厚的DNTPD、10nm厚的NPB、添加有2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(缩写：TBP)的30nm厚的9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(缩写：CzPA(：))、60nm厚的Alq₃、以及1mm厚的LiF形成。

再者，除了发射红光的像素、发射蓝光的像素、以及发射绿光的像素以外，还可以通过使用发射白光的物质形成包含发光物质的层，来形成发射白光的像素。通过设置发射白光的像素，可以降低耗电量。

接下来，在包含发光物质的层318、有机绝缘物膜317上形成第二电极319。这里，通过蒸镀法形成200nm厚的Al薄膜。因此，通过使用第一电极316、包含发光物质的层318、以及第二电极319，来形成发光元件321。

注意，虽然在此通过使用有机化合物来形成包含发光物质的层，但是不局限于此。例如，也可以通过使用无机化合物，来形成包含发光物质的层。再者，也可以通过层叠有机化合物以及无机化合物，来形成包含发光物质的层。

接下来，如图12B所示，在第二电极319上形成保护膜322。保护膜322用于防止湿气、氧气等侵入发光元件321、保护膜322中。优选通过使用等离子体CVD法或溅射法等薄膜形成法并且使用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氧化铝、类金刚石碳(DLC)、含氮的碳(CN)、或者其他绝缘材料，来形成保护膜322。

再者，通过使用密封剂323将密封衬底324与形成在衬底101上的第二层间绝缘膜315贴在一起，在由衬底101、密封衬底324、以及密封剂323围绕的空间325中提供发光元件321。注意，在空间325中填充有填充材料，其可能是惰性气体(例如，氮或氩等)或密封剂323。

注意，优选将环氧系树脂使用于密封剂323。此外，这些材料优选尽可能地不使湿气、氧气透过。此外，作为用于密封衬底324的材料，除了玻璃衬底、石英衬底以外，还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜、聚酯、丙烯等形成的塑料衬底。

随后，如图12C所示，与实施例1同样地使用各向异性导电膜326将FPC 327贴上接触于连接端子314的导电膜320。

通过上述工序，可以形成具有有源矩阵型发光元件的半导体装置。

在此，参照图16A将说明如下情况：在图12C所示的具有发光元件的发光显示面板中，对衬底101侧发射光的情况，即执行下方发射发光的情况。在此情况下，为了电连接到薄膜晶体管188，与源电极或漏电极187接触，依次层叠具有透光性的导电层484、包含发光物质的层485、具有遮光性或反射性的导电层486。使光透过的衬底101需要至少对于可见区的光具有透光性。

下面，参照图16B将说明如下情况：对与衬底101相反一侧发射光的情况，即执行上方发射发光的情况。可以与上述薄膜晶体管同样地形成薄膜晶体管188。接触于具有遮光性或反射性的导电层463地形成源电极或漏电极187以电连接到薄膜晶体管188。按顺序层叠具有遮光性或反射性的导电层463、包含发光物质的层464、具有透光性的导电层465。导电层463是具有遮光性或反射性的金属层，并且它将从发光元件发射的光如箭头那样地向发光元件的上方发射。注意，也可以在具有遮光性或反射性的导电层463上形成具有透光性的导电层。从发光元件发射的光透过导电层465被发射。

下面，参照图16C将说明如下情况：对衬底101侧和其相反一侧的两侧发射光的情况，即执行双方发射发光的情况。第一具有透光性的导电层472与电连接到薄膜晶体管188的半导体膜的源电极或漏电极187电连接。按顺序层叠第一具有透光性的导电层472、包含发光物质的层473、第二具有透光性的导电层474。此时，如果利用至少在可见区中具有透光性的材料或者以能够使光透过的厚度形成第一具有透光性的导电层472和第二具有透光性的导电层474，则实现双方发射发光。在此情况下，使光透过的绝缘膜或衬底101也需要至少对于可见区的光具有透光性。

此外，可以在上述发光装置中，对于画面显示的驱动方法没有特别的限制。例如，可以使用点顺序驱动法、线顺序驱动法、面顺序驱动法等。典型地采用线顺序驱动法，并适当地使用时分灰度驱动法或区域灰度驱动法。此外，输入到发光装置的源极线的图像信号既可以是模拟信号，又可以是数字信号。可以按照图像信号适当地设计驱动电路等。

注意，虽然在图16A至16C中，使用反交错薄膜晶体管作为薄膜晶体管188，但是可以适当地使用顶栅型薄膜晶体管。

再者，使用视频数字信号的发光装置有如下两种，即输入到像素的视频信号是恒电压(CV)的发光装置和恒电流(CC)的发光装置。视频信号是恒电压(CV)的发光装置有如下两种：恒电压的信号被施加到发光元件的发光装置(CVCV)；恒定电流的信号被施加到发光元件的发光装置(CVCC)。此外，视频信号是恒电流(CC)的发光装置有如下两种：恒定电压的信号被施加到发光元件的发光装置(CCCV)；恒定电流的信号被施加到发光元件的发光装置(CCCC)。

此外，当使用无机化合物形成包含发光物质的层时，可以使用直流驱动和交流驱动中的任何一种进行驱动。

此外，也可以在发光装置中设置用于防止静电击穿的保护电路(保护二极管等)。

通过上述工序，可以制造具有有源矩阵型发光元件的发光装置。可以利用简单的开口部形成工艺来形成本实施例所示的发光装置。此外，能够以低成本制造半导体装置。

实施例3

在本实施例中，参照图17及图18A至18D将说明半导体装置的典型例子。电泳元件是指这样一种元件，其中将包含带正电和负电的黑色和白色颗粒的微胶囊封闭在第一导电层和第二导电层之间，且在第一导电层以及第二导电层之间产生电位差，使黑色和白色颗粒在电极之间移动以执行显示。

如图17所示，在衬底101上形成薄膜晶体管188、以及绝缘膜191。该绝缘膜191覆盖薄膜晶体管188并且具有开口部。注意，通过使用上述实施方式，来形成开口部。

接着，形成连接到薄膜晶体管的源极布线或漏极布线的第一导电层1171。注意，第一导电层1171用作像素电极。在此，通过使用铝，来形成第一导电层1171。

此外，在衬底1172上形成第二导电层1173。在此，通过使用ITO，来形成第二导电层1173。

接着，使用密封剂将衬底101和衬底1172贴在一起。此时，通过将微胶囊1170分散在第一导电层1171以及第二导电层1173之间，来在衬底101和衬底1172之间形成电泳元件。电泳元件由第一导电层1171、微胶囊1170、第二导电层1173构成。另外，使用粘合剂将微胶囊1170固定在第一导电层1171和第二导电层1173之间。

下面，参考图18A至18D示出微胶囊的结构。如图18A和18B所示，在微胶囊1170中，透明分散介质1176、带电的黑色颗粒1175a和带电的白色颗粒1175b被封入在微小透明容器1174中。注意，也可以使用蓝色颗粒、红色颗粒、绿色颗粒、黄色颗粒、蓝绿色颗粒、紫红色颗粒等来代替黑色颗粒1175a。再者，如图18C以及18D所示，可以使用其中彩色分散介质1333以及白色颗粒1332封入在微小透明容器1331中的微胶囊1330。注意，彩色分散介质1333可以以黑色、蓝色、红色、绿色、黄色、蓝绿色以及紫红色等中的任一种颜色被着色。此外，可以通过在一个像素中分别提供其中分散了蓝色颗粒的微胶囊、其中分散了红色颗粒的微胶囊、以及其中分散了绿色颗粒的微胶囊，执行彩色显示。此外，可以通过在一个像素中分别提供其中分散了黄色颗粒的微胶囊、其中分散了蓝绿色颗粒的微胶囊、以及其中分散了红紫色颗粒的微胶囊，执行彩色显示。另外，可以通过在一个像素中分别提供其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在蓝色分散介质中的微胶囊、其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在红色分散介质中的微胶囊、其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在绿色分散介质中的微胶囊，来执行彩色显示。此外，可以通过在一个像素中分别提供其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在黄色分散介质中的微胶囊、其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在蓝绿色分散介质中的微胶囊、其中白色颗粒或黑色颗粒被分散在紫红色分散介质中的微胶囊，来执行彩色显示。

下面，示出使用了电泳元件的显示方法。具体地，参照图18A及18B示出具有两种颜色的颗粒的微胶囊1170的显示方法。在此，使用白色颗粒和黑色颗粒作为两种颜色的颗粒，并且示出具有透明分散介质的微胶囊。注意，还可以使用其他颜色的颗粒而代替两种颜色的颗粒中的黑色颗粒。

在微胶囊1170中，当黑色颗粒1175a带正电并且白色颗粒1175b带负电时，将电压施加到第一导电层1171和第二导电层1173。在此，如利用箭头表示那样，在从第二导电层到第一导电层的方向上产生电场时，则如图18A所示，黑色颗粒1175a迁移到第二导电层1173侧，白色颗粒1175b迁移到第一导电层1171侧。结果，当从第一导电层1171侧观察微胶囊时，观察到白色，并且当从第二导电层1173侧观察微胶囊时，观察到黑色。

另一方面，如利用箭头表示那样，当对于从第一导电层1171到第二导电层1173的方向施加电压时，则如图18B所示，黑色颗粒1175a迁移到第一导电层1171侧，并且白色颗粒1175b迁移到第二导电层1173侧。结果，当从第一导电层1171侧观察微胶囊时，观察到黑色，并且当从第二导电层1173侧观察微胶囊时，观察到白色。

接着，示出具有白色颗粒和彩色分散介质的微胶囊1330的显示方法。虽然在此示出其中分散介质以黑色被着色的实例，但是可以同样地使用以其他颜色被着色的分散介质。

在微胶囊1330中，当白色颗粒1332带负电时，将电压施加到第一导电层1171和第二导电层1173。在此，如利用箭头表示那样，在从第二导电层到第一导电层的方向上产生电场时，则如图18C所示，白色颗粒1332迁移到第一导电层1171侧。结果，当从第一导电层1171侧观察微胶囊时，观察到白色，并且当从第二导电层1173侧观察微胶囊时，观察到黑色。

另一方面，如利用箭头表示那样，在从第一导电层到第二导电层的方向上产生电场时，则如图18D所示，白色颗粒1332迁移到第二导电层1173侧。结果，当从第一导电层1171侧观察微胶囊时，观察到黑色，并且当从第二导电层1173侧观察微胶囊时，观察到白色。

虽然在此使用电泳元件进行说明，但是也可以使用利用扭转球(twisted ball)显示方法的显示装置。扭转球显示方法是指这样一种方法，其中将一个半球表面是黑色且另一半球表面是白色的球形颗粒布置在第一导电层以及第二导电层之间，且在第一导电层以及第二导电层之间产生电势差以控制球形颗粒的方向，来执行显示。

此外，也可以使用MIM(金属-绝缘体-金属结构)、二极管等作为开关元件，而代替薄膜晶体管。

具有电泳元件的显示装置和使用扭转球显示方法的显示装置即使关掉电源后，也长期保持与施加电压时相同的状态。因此，即使关掉电源，也可以维持显示状态。由此，可以实现低耗电量。

通过上述工序，可以制造包括电泳元件的半导体装置。可以利用简单的开口部形成工艺来形成本实施例所示的半导体装置。此外，能够以低成本制造半导体装置。

实施例4

在此表示如下实例：在利用实施例1至3而制造的显示面板(发光显示面板、液晶显示面板、电泳显示面板)中，由非晶体半导体、或者半结晶硅(SAS)形成半导体膜，并且在衬底上形成扫描线侧驱动电路。

图19是由使用其电场效应迁移率为1至15cm²/V·sec的SAS的n沟道TFT构成的扫描线侧驱动电路的框图。

在图19中，8500所表示的框相当于输出用于一个级的取样脉冲的脉冲输出电路，并且由n个脉冲输出电路构成移位寄存器。8501是缓冲器电路，并且像素8502连接到缓冲器电路8501。

图20示出了由n沟道TFT8601至8613构成的脉冲输出电路8500的具体结构。此时，可以考虑到使用SAS的n沟道TFT的工作特性，确定TFT的尺寸。例如，假设沟道长度是8μm，可以将沟道宽度确定为10至80μm的范围。

此外，图21示出了缓冲器电路8501的具体结构。缓冲器电路也同样地由n沟道TFT 8620至8635构成。此时，可以考虑到使用SAS的n沟道TFT的工作特性，确定TFT的尺寸。例如，假设沟道长度是10μm，可以将沟道宽度确定为10至1800μm的范围。

为了实现这种电路，需要通过利用布线使TFT彼此连接。

如上所述，可以将驱动电路装入到显示面板中。

下面，参照图22将说明上述实施例所示的具有显示面板的模块。图22表示组合了显示面板9801和电路衬底9802的模块。在电路衬底9802中例如形成有控制电路9804、信号分开电路9805等。此外，利用连接布线9803使显示面板9801与电路衬底9802连接。作为显示面板9801，可以适当地使用如实施例1至3所示那样的液晶显示面板、发光显示面板、电泳显示面板等。

该显示面板9801具有发光元件被设置在各像素中的像素部9806、扫描线驱动电路9807、用于将视频信号供给于被选择的像素的信号线驱动电路9808。像素部9806的结构与实施例1至3相同。此外，通过使用了各向异性导电胶或者各向异性导电薄膜的安装方法、COG(玻璃上芯片安装)方法、引线键合方法、使用焊接凸块的回流处理等的方法，在衬底上安装由IC芯片形成的扫描线驱动电路9807、信号线驱动电路9808。

注意，也可以在衬底上由薄膜晶体管形成信号线驱动电路9808的一部分、例如模拟开关，并且另外利用IC芯片安装其他部分。

根据本实施例，能够以高成品率的方式形成具有显示面板的模块。

实施例5

作为具有上述实施方式或实施例所示的半导体装置的电子设备，可以举出电视机(也只称为电视或电视接收机)、数字相机、数字摄像机、便携式电话机(也只称为移动电话或手机)、便携式信息终端(例如PDA等)、便携式游戏机、用于计算机的监视器、计算机、声音再现装置(例如汽车音响等)、具有记录介质的图像再现装置(例如家用游戏机等)。参照图23A至23F说明其具体例子。

图23A所示的便携式信息终端包括主体9201、显示部分9202等。通过将上述实施例适用于显示部分9202，可以提供廉价的便携式信息终端。

图23B所示的数字摄像机包括显示部分9701和9702等。通过将上述实施例适用于显示部分9701，可以提供廉价的数字摄像机。

图23C所示的便携式终端包括主体9101、显示部分9102等。通过将上述实施例适用于显示部分9102，可以提供廉价的便携式终端。

图23D所示的便携式电视机包括主体9301、显示部分9302等。通过将上述实施例适用于显示部分9302，可以提供廉价的便携式电视机。这种电视机可以广泛地适用于装在便携式电话机等的便携式信息终端中的小型结构、能搬运的中型结构、或者大型结构(例如40英寸以上)。

图23E所示的便携式计算机包括主体9401、显示部分9402等。通过将上述实施例适用于显示部分9402，可以提供廉价的便携式计算机。

图23F所示的电视机包括主体9501、显示部分9502等。通过将上述实施例适用于显示部分9502，可以提供廉价的电视机。

这里，参照图24说明电视机的结构。

图24是显示电视机的主要结构的框图。调谐器9511接收图像信号和音频信号。图像信号被视频检波电路9512、图像信号处理电路9513、控制电路9514处理，其中该图像信号处理电路9513将从图像传感电路9512输出的信号转换成对应于红色、绿色、蓝色各种颜色的彩色信号，该控制电路9514将该图像信号转换成驱动IC的输入规格。控制电路9514将信号分别输出到显示面板9515的扫描线驱动电路9516和信号线驱动电路9517。在执行数字驱动的情况下，也可以采用如下结构：在信号线侧设置信号分开电路9518，并且将输入数字信号分割成m个以提供。

调谐器9511所接收的信号中的音频信号被发送到音频检波电路9521，并且其输出通过音频信号处理电路9522被供给于扬声器9523。控制电路9524利用输入部分9525接收用来控制接收站(接收频率)和音量的信息，并且将信号发送到调谐器9511和音频信号处理电路9522。

该电视机通过包括显示面板9515而构成；因此，可以谋求实现电视机的低耗电量化。此外，可以制造能够进行高清晰度的显示的电视机。

注意，本发明不局限于电视接收机，可以适用于个人计算机的监视器；特别是可使用于诸如火车站、机场等中的信息显示板、或者街道上的广告显示板等大面积的显示介质。

本说明书根据2006年8月30日在日本专利局受理的日本专利申请编号2006-233232而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims

1.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层以及所述多个光吸收层上形成具有透光性的层；

对于所述多个光吸收层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的层的一部分，

其中，在所述具有透光性的层的一部分中形成使所述第一层露出的开口部。

2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中在所述第一层被露出以后，形成接触于所述第一层的第二层。

3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

5.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层上形成具有透光性的第二导电层；

在所述多个光吸收层以及所述具有透光性的第二导电层上形成具有透光性的第三层；

对于所述多个光吸收层以及所述具有透光性的第二导电层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的第三层的一部分，

其中，在所述具有透光性的第三层的一部分中形成使所述第一层露出的开口部。

6.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中在所述第一层被露出以后，形成接触于所述第一层的第二层。

7.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

8.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

9.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层上形成在第一方向上延伸的具有透光性的第二导电层；

在与所述第一方向交叉的方向上对于形成有所述多个光吸收层的区域照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的第三层的一部分，

10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其中在所述第一层被露出以后，形成接触于所述第一层的第二层。

11.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

12.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

13.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

对于所述多个光吸收层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层的各部分并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的层的一部分，

其中，在所述具有透光性的层的一部分中形成使所述多个光吸收层露出的开口部。

14.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

15.根据权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

16.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层上形成具有透光性的第二导电层；

对于所述多个光吸收层以及所述具有透光性的第二导电层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层的各部分并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的层的一部分，

17.根据权利要求16所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

18.根据权利要求16所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

19.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层上形成沿第一方向上延伸的具有透光性的第二导电层；

在与所述第一方向交叉的方向上对于形成有所述多个光吸收层的区域照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉所述多个光吸收层的各部分并且通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的第三层的一部分，

其中，在所述具有透光性的第三层的一部分中形成使所述多个光吸收层露出的开口部。

20.根据权利要求19所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

21.根据权利要求19所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

22.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

对于所述多个光吸收层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的层的一部分，

23.根据权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

24.根据权利要求22所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

25.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在所述第一层上形成具有透光性的第二导电层；

对于所述多个光吸收层以及所述具有透光性的第二导电层照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的第三层的一部分，

26.根据权利要求25所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

27.根据权利要求25所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。

28.一种半导体装置的制造方法，包括：

在衬底上形成第一层；

在所述第一层上形成多个光吸收层；

在与所述第一方向交叉的方向上对于形成有所述多个光吸收层的区域照射直线形激光束以通过所述直线形激光束的能量去掉重叠于所述多个光吸收层的所述具有透光性的第三层的一部分，

29.根据权利要求28所述的半导体装置的制造方法，其中所述第一层是半导体层或导电层。

30.根据权利要求28所述的半导体装置的制造方法，其中所述具有透光性的层是绝缘层。