CN101355037A - 显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种具有其阈值受控且可靠性高的薄膜晶体管的显示装置的制造方法。本发明的技术要点如下：在栅电极上形成栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜上形成微晶半导体膜，通过离子注入法将用来控制阈值的杂质元素添加到微晶半导体膜中，然后通过照射激光束改善微晶半导体膜的结晶性。接着，在微晶半导体膜上形成缓冲层，以形成沟道蚀刻型薄膜晶体管。进而还制造具有该薄膜晶体管的显示装置。
Description
技术领域
本发明涉及具有由薄膜晶体管(以下称为TFT)构成的电路的半导体装置及其制造方法。例如，本发明涉及作为部件而装有以液晶显示面板为代表的电光装置或具有有机发光元件的发光显示装置的电子产品。
在本说明书中，半导体装置指的是能够利用半导体特性而工作的所有装置，因此电光装置、半导体电路及电子产品都是半导体装置。
背景技术
近年来，用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(厚度大约为几nm至几百nm)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术引人注目。薄膜晶体管广泛应用于电子装置如IC或电光装置，尤其是作为图像显示装置的开关元件，正在积极地研究开发。
现在，非晶半导体膜构成的薄膜晶体管或多晶半导体膜构成的薄膜晶体管等被用作图像显示装置的开关元件。
由于非晶半导体膜构成的薄膜晶体管使用氢化非晶硅膜等的非晶半导体膜，因此对工艺温度有一定的限制，不进行会使膜中的氢脱离的400℃以上的温度下的加热或会因膜中的氢而导致表面粗糙的高强度的激光照射等处理。
作为多晶半导体膜的形成方法，已知如下技术：为了防止表面粗糙，预先进行降低非晶膜中的氢浓度的脱氢化处理，然后通过光学系统使脉冲振荡受激准分子激光束成为线形并用线形光束对经脱氢化处理的非晶硅膜进行扫描及照射，以实现晶化。
由多晶半导体膜构成的薄膜晶体管具有如下优点：与由非晶半导体膜构成的薄膜晶体管相比，其迁移率高两位数以上；可以在同一衬底上一体形成显示装置的像素部和其外围驱动电路。然而，与使用非晶半导体膜时相比，其工序由于半导体膜的晶化而变得复杂，这导致成品率的降低及成本的上升。
在专利文献1中，本申请人提出了其沟道形成区由混合了晶体结构和非晶结构的半导体构成的FET(Field effect transistor，即场效应晶体管)。
另外，使用由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管作为图像显示装置的开关元件(参照专利文献2及3)。
作为现有的薄膜晶体管的制造方法，已知如下方法：在栅极绝缘膜上形成非晶硅膜，然后在其上形成金属膜并对该金属膜照射二极管激光，以将非晶硅膜改变为微晶硅膜(非专利文献1)。在该方法中，形成在非晶硅膜上的金属膜是用来将二极管激光的光能转换成热能的膜，该膜之后应该被去除，以制成薄膜晶体管。就是说，这是仅用来自金属膜的传导加热将非晶硅膜加热而形成微晶硅膜的方法。
专利文献1美国专利第5591987号
专利文献2日本专利申请公开H4-242724号公报
专利文献3日本专利申请公开2005-49832号公报
非专利文献1 Toshiaki Arai等，SID 07 DIGEST，2007，p.1370-1373
薄膜晶体管是当某特定电压值(称为阈值电压(Vth))被施加到栅电极时导通而当小于该电压值的电压被施加到栅电极时截止的开关元件。上述阈值电压(Vth)相当于在薄膜晶体管的电流电压特性曲线中的上升点的电压值。阈值电压(Vth)越接近于0V，越好，因而可以说阈值电压(Vth)为0V的薄膜晶体管是理想的开关元件。
会有阈值电压由于薄膜晶体管的制造工序中的不确定的原因而向负侧或正侧偏移的情况。若偏离0V的数值大，则会导致驱动电压的增大，其结果是半导体装置的耗电量增加。
在由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管中，还会有阈值电压由于不确定的原因而向负侧或正侧偏移的情况。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种具有由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管的显示装置的制造方法，其中该薄膜晶体管的阈值电压被控制为所希望的数值。
在形成栅电极之后，形成栅极绝缘膜，并在该栅极绝缘膜上形成10nm至50nm厚的微晶半导体膜。然后，将赋予一导电性的杂质元素(p型杂质元素或n型杂质元素)添加到微晶半导体膜中，以控制阈值电压。在通过离子注入法等将微量的硼有意地添加到微晶半导体膜之后进行激光处理，在同一工序中激活所添加硼的并改善栅极绝缘膜和微晶半导体膜的界面处的微晶半导体膜的结晶性。上述激光处理(Laser Process，以下也称为LP)是通过辐射加热进行的不使微晶半导体膜熔融的固相晶体生长。就是说，这是利用被堆积的微晶半导体膜不成为液相的临界区的处理方法，因此也可称为「临界生长」。
如此，在栅极绝缘膜上形成用作沟道形成区的微晶半导体膜。对成膜后的微晶半导体膜进行LP处理而获得的微晶半导体膜称为LPSAS(Laser Process Semi Amorphous Semiconductor，即激光处理半非晶半导体)膜。在照射激光之后，在微晶半导体膜上层叠由非晶半导体膜构成的缓冲层。然后，在缓冲层上形成一对源区及漏区，并以暴露源区及漏区的一部分的方式形成与源区及漏区接触的一对源电极及漏电极。
具有上述结构的薄膜晶体管将微晶半导体膜用于沟道形成区，因此其场效应迁移率比现有的由非晶半导体膜构成的薄膜晶体管高。
由于在用作沟道形成区的微晶半导体膜中添加有微量的硼，所以能实现薄膜晶体管的阈值控制，并防止微晶半导体膜的氧化。另外，由于具有用作高电阻区的缓冲层，所以薄膜晶体管的漏电流小，且耐压高。
另外，用微晶半导体膜来制作薄膜晶体管(TFT)，而且将该薄膜晶体管用于像素部及驱动电路来制造显示装置。将微晶半导体膜用于沟道形成区的薄膜晶体管的迁移率为1cm2/V·sec至20cm2/V·sec，该迁移率是将非晶半导体膜用于沟道形成区的薄膜晶体管的2至20倍，因此能够与像素部在同一衬底上一体形成部分或整个驱动电路，从而形成系统级面板(system-on-panel)。
本说明书所公开的关于半导体装置的制造方法的发明组成部分是一种包括如下步骤的显示状装置的制造方法：在衬底上形成栅电极；在所述栅电极上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成与所述栅电极重叠的第一半导体膜；将p型杂质元素或n型杂质元素添加到第一半导体膜而形成第二半导体膜；将激光照射到所述第二半导体膜而形成第三半导体膜；在所述第三半导体膜上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成包含n型杂质元素的第四半导体膜；以及在所述第四半导体膜上形成源电极或漏电极。
在上述制造方法中，第一半导体膜是微晶半导体膜，而第三半导体膜是其结晶性比第一半导体膜高的微晶半导体膜。在本说明书中，“结晶性高”指的是结晶/非结晶峰值强度比(以下表示为Ic/Ia)高。
本发明解决上述问题中的至少一个。
微晶半导体膜可以通过使用频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD设备或频率为1GHz以上的微波等离子体CVD设备而形成。一般而言，可用氢将SiH4或Si2H6等氢化硅稀释来形成。除了氢化硅及氢以外，还可用选自氦、氩、氪及氖中的一种或多种稀有气体元素来稀释而形成微晶半导体膜。此时，氢对于氢化硅的流量之比为12倍以上1000倍以下，优选为50倍以上200倍以下，更优选为100倍。另外，可用SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等代替氢化硅。
就用上述成膜方法获得的微晶半导体膜而言，刚成膜后的膜中的含氢量比一般的氢化非晶硅膜少，因此即使不进行用以脱氢的热处理也可进行LP处理。
在栅极绝缘膜上形成10nm至50nm厚的微晶半导体膜时，因其膜厚度薄而难以在刚成膜后即获得结晶性高的膜，但是在本发明中由于进行LP处理，即便例如其一半为非晶体也没关系，至少只要成膜后的膜中包含多个成为生长晶核的微晶即可。因而，可以扩大微晶半导体膜的成膜条件的容许范围。
另外，用进行质量分离的离子注入法将赋予一导电性的杂质元素添加到成为薄膜晶体管的沟道形成区的微晶半导体膜，以有意地使阈值电压偏移而进行控制。作为赋予一导电性的杂质元素，可以举出磷、砷、硼等。作为在进行质量分离的离子注入法中使用的掺杂剂气体，可以举出膦、乙硼烷等。即使由于通过离子注入法添加赋予一导电性的杂质元素而使其结晶性比在刚成膜后的结晶性低，也可以通过LP处理而最终提高结晶性。
另外，不局限于离子注入设备。也可采用不进行质量分离的离子掺杂设备等，只要能够将赋予一导电性的杂质元素添加到10nm至50nm厚的微晶半导体膜来控制阈值就行。
为了通过离子注入法将赋予一导电性的杂质元素以所希望的量添加到10nm至50nm厚的微晶半导体膜中，例如也可以在形成了所希望厚度的氮化硅膜后进行离子注入，并在去除氮化硅膜后进行LP处理。再有，用以调整离子注入深度的氮化硅膜的厚度可以根据离子注入到样品中的掺杂剂的浓度分布算出。另外，通过使用B10H14、B18H22作为在进行质量分离的离子注入法中使用的掺杂剂气体来进行离子注入，可降低添加到栅极绝缘膜的硼的量，并可将硼以所希望的量添加到10nm至50nm厚的微晶半导体膜。
使用离子注入设备或离子掺杂设备进行用来控制阈值的掺杂时，微晶半导体膜会受损伤，但是通过在掺杂后进行LP处理，损伤可以得到恢复，而且能通过该LP处理条件使其结晶性比掺杂前的微晶半导体膜提高。
也可以在对微晶半导体膜照射激光束的同时，加热微晶半导体膜。一般而言，通过在以300℃以上400℃以下的温度加热衬底的同时照射激光束，可提高微晶半导体膜的结晶性。或者，也可以在对微晶半导体膜照射激光束的同时照射强光，来使微晶半导体膜的温度瞬间上升。作为强光的代表例，可以使用红外光，尤其可使用在1μm至2μm处具有峰值的红外光(优选卤素光(1.3μm))。
另外，在因LP处理而形成薄氧化膜的情况下，最好通过湿蚀刻去除该氧化膜。通过去除氧化膜，可以减少由形成在LPSAS膜和缓冲层的界面上的氧化膜导致的载流子移动的阻碍。再者，也可以通过蚀刻LPSAS膜来减少LPSAS膜的厚度。通过将LPSAS膜的厚度设定为1nm以上50nm以下，可以制造完全耗尽型薄膜晶体管。
在进行LP处理之前，最好清洗微晶半导体膜的表面。通过在进行LP处理之前清洗，可以防止附着在微晶半导体膜表面上的杂质由于激光束的照射而混入微晶半导体膜。
也可以在进行LP处理之后进行离子注入，然后进行第二次的LP处理或热处理。另一发明组成部分是一种包括如下步骤的显示装置的制造方法：在衬底上形成栅电极；在所述栅电极上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成与所述栅电极重叠的第一半导体膜；通过将第一激光照射到所述第一半导体膜，形成第二半导体膜；通过将p型杂质元素或n型杂质元素添加到所述第二半导体膜，形成第三半导体膜；通过将第二激光照射到所述第三半导体膜，形成第四半导体膜；在所述第四半导体膜上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成包含n型杂质元素的第五半导体膜；以及在所述第五半导体膜上形成源电极或漏电极。
在上述制造方法中，第一半导体膜是微晶半导体膜，而第四半导体膜是其结晶性比第一半导体膜高的微晶半导体膜。
本发明解决上述问题中的至少一个。
通过预先进行LP处理提高微晶半导体膜的结晶性，可防止因离子注入而完全成为非晶半导体膜。另外，第一次LP处理和第二次LP处理的条件也可以不同。由于进行第二次LP处理而形成的氧化膜最好在形成缓冲层之前去除。另外，进行离子注入后的热处理时其表面上也形成氧化膜，因此最好在形成缓冲层之前将其去除。
另外，不局限于在成膜后的离子注入，也可在成膜时包含微量的硼或磷元素而形成微晶半导体膜，以控制薄膜晶体管的阈值，并在成膜之后进行LP处理。再一发明结构是一种包括如下步骤的显示装置的制造方法：在衬底上形成栅电极；在所述栅电极上形成绝缘膜；在所述绝缘膜上形成包含p型杂质元素或n型杂质元素的第一半导体膜；通过将激光照射到所述第一半导体膜，形成第二半导体膜；在所述第二半导体膜上形成缓冲层；在所述缓冲层上形成包含n型杂质元素的第三半导体膜；以及在所述第三半导体膜上形成源电极或漏电极。
在上述制造方法中，第一半导体膜是微晶半导体膜，而第二半导体膜是其结晶性比第一半导体膜高的微晶半导体膜。
本发明解决上述问题中的至少一个。
在成膜时包含微量的硼而形成微晶半导体膜并在成膜后进行LP处理的情况下，与在成膜后的离子注入不同，不需要另外增加激活硼的步骤，因此这里通过LP处理来改善结晶性。在成膜时包含微量的硼而形成微晶半导体膜并在成膜后进行LP处理的情况下，可以减少离子注入步骤或在离子注入前的清洗步骤等的工序，因此可以说是适合批量生产的工艺。作为在成膜时包含微量的硼的方法，例如可以举出在成膜时将乙硼烷气体作为成膜气体之一引入到成膜室内的方法。另外，作为在成膜时包含微量的磷元素而形成微晶半导体膜的方法，例如可以举出在成膜时将微量的膦气体作为成膜气体之一引入到成膜室内的方法。
另外，用上述各制造方法获得的显示装置也是本发明之一部分，它是一种包括如下结构的显示装置：衬底上的栅电极；该栅电极上的绝缘膜；该绝缘膜上的与栅电极重叠的包含p型杂质元素或n型杂质元素的第一半导体膜；该第一半导体膜上的缓冲层；该缓冲层上的包含n型杂质元素的第二半导体膜；以及该第二半导体膜上的源电极或漏电极。
作为显示装置，包括发光装置或液晶显示装置。发光装置包含发光元件，而液晶显示装置包含液晶元件。发光元件涵盖由电流或电压控制亮度的元件，具体地说，包括无机EL(Electro Luminescence，即电致发光)、有机EL元件等。
另外，显示装置包含其中密封有显示元件的面板以及在该面板上装有内含控制器的IC等的模块。再者，本发明涉及与在制造上述显示装置的过程中显示元件完成前的一种形态相当的元件衬底，该元件衬底在多个像素中分别具备将电流提供给显示元件的单元。具体地说，元件衬底既可是只形成有显示元件的像素电极的状态，又可是在形成了构成像素电极的导电膜后且在通过蚀刻而形成像素电极之前的状态，任何状态均适合。
在本说明书中，显示装置指的是图像显示装置、发光装置或光源(包括照明装置)。另外，装有连接器如FPC(柔性印刷电路)、TAB(卷带式自动接合)带或TCP(带式载体封装)的模块、将印刷线路板设置在TAB带或TCP端部上的模块或通过使用COG(玻璃上芯片)方式将IC(集成电路)直接安装在显示元件上的模块都包含在显示装置内。
将包含p型杂质元素或n型杂质元素的微晶半导体膜用作沟道形成区，通过有意地加到微晶半导体膜内的p型杂质元素或n型杂质元素，可实现其阈值电压被控制为所希望的值的薄膜晶体管。
附图说明
图1A至1D是表示本发明的制造工序的剖视图；
图2A至2D是表示本发明的制造工序的剖视图；
图3A至3C是表示本发明的制造工序的剖视图；
图4是表示本发明的制造工序的俯视图；
图5A至5E是表示本发明的制造工序的剖视图；
图6A至6C是表示本发明的制造工序的剖视图；
图7A至7C是表示本发明的制造工序的剖视图；
图8A至8D是说明可适用于本发明的多灰度掩模的图；
图9A和9B是表示本发明的制造工序的剖视图；
图10A至10C是表示本发明的制造工序的剖视图；
图11A和11B是表示本发明的制造工序的剖视图；
图12A至12C是表示本发明的制造工序的图；
图13是说明本发明的液晶显示装置的图；
图14是说明本发明的液晶显示装置的图；
图15是说明本发明的液晶显示装置的图；
图16是说明本发明的液晶显示装置的图；
图17是说明本发明的液晶显示装置的图；
图18是说明本发明的液晶显示装置的图；
图19是说明本发明的液晶显示装置的图；
图20是说明本发明的液晶显示装置的图；
图21是说明本发明的液晶显示装置的图；
图22是说明本发明的液晶显示装置的图；
图23是说明本发明的液晶显示装置的图；
图24是说明本发明的液晶显示装置的图；
图25是说明本发明的液晶显示装置的图；
图26是说明本发明的液晶显示装置的图；
图27A和27B是说明本发明的发光装置的制造方法的剖视图；
图28A至28C是说明可适用于本发明的发光装置的像素的剖视图；
图29A至29C是说明本发明的显示面板的透视图；
图30A至30D是说明使用本发明的发光装置的电子产品的透视图；
图31是说明使用本发明的发光装置的电子产品的图；
图32是说明本发明的发光装置的结构的框图；
图33是说明本发明的发光装置的驱动电路的结构的等效电路图；
图34是说明本发明的发光装置的驱动电路的结构的等效电路图；
图35是说明本发明的发光装置的驱动电路的布局的俯视图；
图36A和36B是说明本发明的显示面板的俯视图及剖视图；
图37A和37B是说明本发明的显示面板的俯视图及剖视图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施方式。但是，本发明可以用多种不同的方式实施，本领域的技术人员容易理解，其形态和细节可在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下作各种各样的变换。因此，本发明不应该被解释为仅限于实施方式所记载的内容。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A至图4说明用于液晶显示装置的薄膜晶体管的制造工序。图1A至图3C是表示薄膜晶体管的制造工序的剖视图，而图4是一个像素中的薄膜晶体管及像素电极的连接区域的俯视图。
就具有微晶半导体膜的薄膜晶体管而言，n型薄膜晶体管具有比p型薄膜晶体管高的迁移率，因此更适合用于驱动电路。最好在同一衬底上形成同一极性的薄膜晶体管，以减少工序数。这里，用n沟道型薄膜晶体管进行说明。
如图1A所示，在衬底50上形成栅电极51。衬底50可使用通过利用熔融法或浮法而制造的无碱玻璃衬底如钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃等或陶瓷衬底，还可以使用能够承受本制造工序中的处理温度的具耐热性的塑料衬底等。此外，还可使用在不锈钢合金等金属板表面上设置绝缘膜的衬底。当衬底50为素玻璃时，衬底的尺寸可以采用第一代(320mm×400mm)、第二代(400mm×500mm)、第三代(550mm×650mm)、第四代(680mm×880mm、或730mm×920mm)、第五代(1000mm×1200mm、或1100mm×1250mm)、第六代(1500mm×1800mm)、第七代(1900mm×2200mm)、第八代(2160mm×2460mm)、第九代(2400mm×2800mm、或2450mm×3050mm)、第十代(2950mm×3400mm)等。
栅电极51用钛、钼、铬、钽、钨、铝等的金属材料或其合金材料形成。可通过溅射法或真空蒸镀法在衬底50上形成导电膜，在该导电膜上通过光刻技术或喷墨法形成掩模，并通过用该掩模蚀刻导电膜来形成栅电极51。栅电极51还可以通过喷墨法喷涂银、金、铜等的导电纳米膏并焙烧而形成。另外，作为提高栅电极51的密合性并防止向基底扩散的阻挡金属，可以在衬底50和栅电极51之间设置上述金属材料的氮化物膜。这里，通过用第一光掩模形成的抗蚀剂掩模蚀刻在衬底50上形成的导电膜，从而形成栅电极。
作为一个具体的栅电极结构例，可以在铝膜上层叠钼膜，以防止铝特有的小丘和电迁移。还可以采用铝膜夹于钼膜之间的三层结构。作为其他的栅电极结构例，可以举出在铜膜上层叠钼膜的结构、在铜膜上层叠氮化钛膜的结构以及在铜膜上层叠氮化钽膜的结构。
由于在栅电极51上形成半导体膜或布线，所以最好将其端部加工成倾斜以防因台阶而断裂。还可在此工序中同时形成与栅电极连接的布线，但未作图示。
然后，在栅电极51上依次形成栅极绝缘膜52a、52b、52c及微晶半导体膜23a。至此为止的工序剖视图相当于图1A。再有，最好不接触大气地连续形成栅极绝缘膜52a、52b、52c及微晶半导体膜23a。通过连续成膜，可以不被大气成分或浮游在大气中的污染杂质元素污染地形成各叠层界面。因此，可以降低薄膜晶体管的特性偏移。
栅极绝缘膜52a、52b及52c可以通过以CVD法或溅射法等用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜形成。为了防止由形成在栅极绝缘膜52中的针孔等导致的层间短路，最好用不同的绝缘层来形成多层结构。这里，示出作为栅极绝缘膜52a、52b、52c而依次层叠了氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜而形成的形态。
这里，氧氮化硅膜指的是在其组成上氧含量多于氮含量的物质，在通过卢瑟福背散射分析(RBS，即Rutherford BackscatteringSpectrometry)及氢正向散射分析(HFS，即Hydrogen Forward Scattering)测量时以浓度范围表示包含：50至70原子％的氧；0.5至15原子％的氮；25至35原子％的Si；以及0.1至10原子％的氢。另一方面，氮氧化硅膜指的是在其组成上氮含量多于氧含量的物质，在通过RBS及HFS测量时以浓度范围表示包含：5至30原子％的氧；20至55原子％的氮；25至35原子％的Si；以及10至30原子％的氢。
栅极绝缘膜52的第一层及第二层都厚于50nm。作为第一层栅极绝缘膜，优选使用氮化硅膜或氮氧化硅膜，以防止来自衬底的杂质(例如碱金属等)扩散。栅极绝缘膜52的第一层不仅可以防止栅电极的氧化，而且还可以在用铝作为栅电极时防止小丘的出现。另外，与微晶半导体膜接触的栅极绝缘膜52的第三层的厚度大于0nm且在10nm以下。栅极绝缘膜52的第三层是为了提高与微晶半导体膜的密合性而设的。另外，通过使用氮化硅膜作为栅极绝缘膜52的第三层，可以防止由之后进行的热处理或激光照射导致的微晶半导体膜的氧化。例如，若在氧含量多的绝缘膜和微晶半导体膜接触的状态下进行热处理，就有可能使微晶半导体膜氧化。
再者，最好使用频率为1GHz的微波等离子体CVD设备来形成栅极绝缘膜52。用微波等离子体CVD设备形成的氧氮化硅膜、氮氧化硅膜的耐压性高，能够提高薄膜晶体管的可靠性。
微晶半导体膜23a是包含非晶和结晶结构(包括单晶、多晶)之间的中间结构的半导体的膜。该半导体是具有自由能上稳定的第三状态的半导体，并是短程有序且晶格畸变的结晶半导体，其中粒径为0.5至20nm的柱状或针状晶体沿衬底表面的法线方向生长。另外，微晶半导体和非单晶半导体混合在一起。作为微晶半导体的典型例的微晶硅，其拉曼光谱偏移到表示单晶硅的520.5cm-1的低波数侧。就是说，微晶硅的拉曼光谱峰值位于单晶硅的520.5cm-1和非晶硅的480cm-1之间。另外，至少包含1原子％以上的氢或卤素，以将悬空键(danglingbond)端接。再者，通过包含氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素来更加促进晶格畸变，可获得稳定性提高的优良微晶半导体膜。关于上述微晶半导体膜的记载，例如在美国专利4,409,134号中作了公开。
上述微晶半导体膜23a可以使用频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD设备或频率为1GHz以上的微波等离子体CVD设备来形成。一般而言，可用氢将SiH4或Si2H6等的氢化硅稀释来形成。除了氢化硅及氢以外，微晶半导体膜还可以用选自氦、氩、氪及氖中的一种或多种稀有气体元素来稀释而形成。此时，氢对于氢化硅的流量之比为12倍以上1000倍以下，优选为50倍以上200倍以下，更优选为100倍。另外，可使用SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等代替氢化硅。
最好，微晶半导体膜23a的氧浓度为5×1019atoms/cm3以下、优选为1×1019atoms/cm3以下，氮及碳浓度为3×1018atoms/cm3以下。通过降低混入到微晶半导体膜中的氧、氮及碳的浓度，可防止微晶半导体膜成为n型化。
微晶半导体膜23a形成为具有1nm以上20nm以下的厚度，优选形成为具有2nm以上且小于10nm的厚度。若微晶半导体膜23a的厚度为4nm至8nm，则可以在之后进行的LP处理中提高激光束的吸收率，因此微晶半导体膜23a的厚度最好设在2nm以上且小于10nm的范围。通过将微晶半导体膜23a的厚度设在上述范围，之后形成的薄膜晶体管成为完全耗尽型。微晶半导体膜23a的成膜速度慢，该成膜速度为非晶半导体膜的成膜速度的1/10至1/100，因此可以通过减少膜厚来提高产率。
也可以在形成微晶半导体膜23a之前对栅极绝缘膜52c的表面进行氢等离子体处理。通过进行氢等离子体处理，可减少栅极绝缘膜及微晶半导体膜的界面上的晶格畸变，并可改善栅极绝缘膜及微晶半导体膜的界面特性。因此，可改善之后形成的薄膜晶体管的电特性。
接着，通过离子注入法有意地添加赋予一导电性的杂质元素，以控制阈值。在刚成膜之后的微晶半导体膜23a呈现较弱的n型导电性，因此在这里添加微量的硼，以进行控制阈值的沟道掺杂。如上所述，可以如图1B所示获得包含硼的微晶半导体膜23b。由于离子注入而含硼的微晶半导体膜23b的结晶性比在刚成膜后的微晶半导体膜23a低。
接着，从微晶半导体膜的表面侧照射激光束，以使其结晶性比在刚成膜后的微晶半导体膜23a高。以不熔融微晶半导体膜的激光束能量照射。可考虑由于栅电极51位于其下方而导致的激光束的热扩散来决定能量范围。因此，会有如下情况：激光束的能量使得不与栅电极51重叠的区域的微晶半导体膜熔融，而与栅电极51重叠的区域的微晶半导体膜不熔融。与栅电极51重叠的区域和不与栅电极51重叠的区域分别具有不相同的膜性质，因此在本实施方式中，作为用作薄膜晶体管的半导体层，仅使用与栅电极重叠的区域，优选使用与倾斜部以外的栅电极重叠的区域。通过将膜性质相同的微晶半导体膜用于沟道形成区，可以降低多个薄膜晶体管之间的特性偏差。
激光束能够作用到微晶半导体膜和栅极绝缘膜52c的界面。由此，能够以微晶半导体膜的表面侧的结晶为晶种进行从该表面到栅极绝缘膜的界面的固相结晶生长，从而形成结晶性改善的微晶半导体膜，即所谓的LPSAS膜53(参照图1C)。由LP处理引起的固相结晶生长不是使晶粒扩大，而是改善膜厚度方向上的结晶性。就是说，LP处理起到改善微晶半导体膜的栅极绝缘膜附近的结晶性，从而提高底栅型薄膜晶体管的电特性的作用。
再者，LP处理在这里可激活添加到微晶半导体膜中的硼。通过微晶半导体膜中包含的硼，可以获得阈值电压被控制到所希望的值的薄膜晶体管。例如，若能够通过微晶半导体膜中包含的硼将阈值电压控制到0V或负侧的阈值电压，则可以获得处于常闭状态的开关元件，其中，施加于薄膜晶体管的栅极的栅电压为0V时薄膜晶体管成为截止状态。
若使用受激准分子激光的激光束，则脉冲振荡频率为1Hz以上且小于10MHz，优选为100Hz至10kHz，而激光能量为0.2至0.35J/cm2(一般为0.2至0.3J/cm2)。若为YAG激光，则可使用其三次谐波，脉冲振荡频率为1Hz以上且小于10MHz，激光能量为0.2至0.35J/cm2(一般为0.2至0.3J/cm2)。
作为振荡激光束的激光振荡器，可使用能够进行脉冲振荡或连续振荡的激光振荡器。并且，激光波长设为可见至紫外区(800nm以下)，优选为紫外区(400nm以下)，以使半导体膜高效地吸收激光束。通过照射波长为300nm至400nm的紫外区的激光束，微晶半导体膜高效地吸收激光束。作为激光振荡器，可使用：KrF、ArF、XeCl、XeF等的受激准分子激光振荡器、N2、He、He-Cd、Ar、He-Ne、HF、CO2等的气体激光振荡器、利用掺杂有Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti、Yb或Tm的YAG、GdVO4、YVO4、YLF、YAlO3、ScO3、Lu2O3、Y2O3等的晶体的固体激光振荡器、KGW激光器、KYW激光器、变石激光器、Ti：蓝宝石激光器等的固体激光器以及氦镉激光器等的金属蒸气激光振荡器等。对于固体激光振荡器，优选使用基波的二次谐波至五次谐波。
一般而言，使用波长为400nm以下，例如308nm的受激准分子激光束、YAG激光的三次谐波(355nm)作为激光束。
在LP处理中，将激光会聚为长矩形状而形成线形激光束，能够通过一次激光束扫描来处理例如730mm×920mm的玻璃衬底上的微晶半导体膜23b。在此情况下，将使线形激光束重叠的比率(重叠率)设定为0至95％(优选为0至67％)。由此，可以缩短每块衬底的处理时间而提高生产率。激光束的形状不局限于线形，采用面形激光束也可同样地进行处理。另外，上述LP处理不局限于上述玻璃衬底的尺寸，而是可用于各种尺寸的衬底。
在采用连续振荡激光束作为激光束时，通过将多面镜(polygonmirror)或检流计反射镜(galvanometer mirror)设置在振荡器及衬底之间，以高速进行激光束扫描，可以提高LP处理的产率，可以对形成在例如730mm×920mm或更大的玻璃衬底上的微晶半导体膜进行LP处理。
另外，也可在氩气氛、氢气氛、氩及氢气氛、氮气氛等中对微晶半导体膜23b照射激光束。如此，通过在惰性气氛中对微晶半导体膜照射激光束，不易在LPSAS膜53的表面上形成氧化膜。
在将激光束照射到微晶半导体膜23b之前，清理微晶半导体膜23b的表面，可以防止在沟道掺杂时等场合附着在微晶半导体膜23b表面上的杂质由于激光束的照射而混入到微晶半导体膜中。
也可以在对微晶半导体膜照射激光束的同时，加热微晶半导体膜。一般而言，通过在以300℃至400℃加热衬底的同时照射激光束，可以提高微晶半导体膜23b的结晶性。或者，也可以在对微晶半导体膜23b照射激光束的同时照射强光，使微晶半导体膜23b的温度瞬间上升。作为强光的代表例，可以使用红外光，尤其可以使用在1μm至2μm处有峰值的红外光(优选卤素光(1.3μm))。
接着，如图1D所示，在LPSAS膜53上形成缓冲层54及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55。若激光束照射导致在LPSAS膜53的表面上形成有氧化膜，则最好在形成缓冲层54前去除。
缓冲层54用包含氢、氮或卤素的非晶半导体膜形成。通过使用其流量为氢化硅流量的1倍以上10倍以下(优选为1倍以上5倍以下)的氢，可以形成含氢的非晶半导体膜。另外，通过使用上述氢化硅、氮或氨，可形成含氮的非晶半导体膜。通过使用上述氢化硅、以及包含氟、氯、溴或碘的气体(F2、Cl2、Br2、I2、HF、HCl、HBr、HI等)，可以形成包含氟、氯、溴、或碘的非晶半导体膜。另外，可用SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等代替氢化硅。
作为缓冲层54，也可以通过将非晶半导体用作靶并用氢或稀有气体进行溅射来形成非晶半导体膜。此时，通过将氨、氮、或N2O包含在气氛中，可以形成含氮的非晶半导体膜。另外，通过将包含氟、氯、溴、或碘的气体(F2、Cl2、Br2、I2、HF、HCl、HBr、HI等)包含在气氛中，可形成包含氟、氯、溴或碘的非晶半导体膜。
另外，在通过等离子体CVD法或溅射法等在LPSAS膜53的表面上形成非晶半导体膜作为缓冲层54之后，可用氢等离子体、氮等离子体或卤素等离子体来处理非晶半导体膜的表面，以使非晶半导体膜的表面氢化、氮化或卤素化。或者，可用氦等离子体、氖等离子体、氩等离子体或氪等离子体来处理非晶半导体膜的表面。
缓冲层54最好由不含晶粒的非晶半导体膜形成。因此，在使用频率为几十MHz至几百MHz的高频等离子体CVD法或微波等离子体CVD法形成缓冲层54时，最好对成膜条件进行控制，以形成不含晶粒的非晶半导体膜。
在之后的源区及漏区的形成工序中，缓冲层54的一部分被蚀刻。缓冲层54最好以在该时其一部分被残留的厚度形成，以不暴露LPSAS膜53。一般而言，缓冲层54最好形成为具有100nm以上400nm以下，优选为200nm以上300nm以下的厚度。在薄膜晶体管的施加电压高(例如大约为15V)的显示装置(一般为液晶显示装置)中，通过将缓冲层54的厚度形成在上述范围内，可以提高耐压性，从而即使高电压被施加到薄膜晶体管也可以避免薄膜晶体管的劣化。
另外，缓冲层54未加有赋予一导电类型的杂质如磷或硼等。因为LPSAS膜53包含用来控制阈值的微量的硼，所以为防止杂质从添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55扩散到LPSAS膜而将缓冲层54用作阻挡层。在不设置缓冲层的情况下，若LPSAS膜和添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55接触，则会有在之后的蚀刻步骤或加热处理中杂质移动，从而难以控制阈值的问题。
通过在LPSAS膜53的表面上形成缓冲层54，可以防止包含在LPSAS膜53中的晶粒表面的自然氧化。在非晶半导体和微晶粒接触的区域，尤其容易因局部应力而产生裂缝。该裂缝与氧接触时晶粒被氧化，从而形成氧化硅。
作为非晶半导体膜的缓冲层54的能隙比LPSAS膜53大(非晶半导体膜的能隙为1.6至1.8eV，而LPSAS膜53的能隙为1.1至1.5eV)，其电阻高，而且其迁移率低，即为LPSAS膜53的1/5至1/10。因此，在之后形成的薄膜晶体管中，形成在源区及漏区和LPSAS膜53之间的缓冲层用作高电阻区域，而LPSAS膜53用作沟道形成区域。因此，可以降低薄膜晶体管的截止电流。将该薄膜晶体管用作显示装置的开关元件时，可以提高显示装置的对比度。
理想的方式是，在LPSAS膜53上，通过等离子体CVD法以300℃至400℃的温度形成缓冲层54。通过该成膜处理，可以将氢提供给LPSAS膜53，获得与使LPSAS膜53氢化相同的效果。就是说，通过在LPSAS膜53上堆积缓冲层54，可以将氢扩散到LPSAS膜53，而将悬空键端接。
就添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55而言，在形成n沟道型薄膜晶体管时，可以添加磷这种代表性的杂质元素，并可将PH3等的杂质气体添加到氢化硅中。另外，在形成p沟道型薄膜晶体管时，可以添加硼这种代表性的杂质元素，并可将B2H6等的杂质气体添加到氢化硅中。添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55可以由微晶半导体或非晶半导体形成。添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55的厚度为2nm以上50nm以下。通过减少添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜的厚度，可以提高产率。
接着，如图2A所示，在添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55上形成抗蚀剂掩模56。抗蚀剂掩模56通过使用光刻技术或喷墨法而形成。这里，通过使用第二光掩模，对涂敷在添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55上的抗蚀剂进行曝光及显影，以形成抗蚀剂掩模56。
接着，通过使用抗蚀剂掩模56将LPSAS膜53、缓冲层54、以及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55蚀刻并分离，如图2B所示那样形成LPSAS膜61、缓冲层62及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜63。然后，去除抗蚀剂掩模56。
LPSAS膜61和缓冲层62的端部侧面倾斜，从而可以防止在形成在缓冲层62上的源区及漏区和LPSAS膜61之间产生泄漏电流。还可以防止在源电极及漏电极和LPSAS膜61之间产生泄漏电流。LPSAS膜61和缓冲层62的端部侧面的倾斜角度为90°至30°，优选为80°至45°。采用上述角度，可以防止由台阶形状导致的源电极或漏电极的断开。
接着，如图2C所示，形成导电膜65a至65c，将添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜63及栅极绝缘膜52c覆盖。理想的方式是，导电膜65a至65c由单层或叠层的铝、铜或添加有硅、钛、钕、钪、钼等的耐热性改善元素或小丘防止元素的铝合金构成。也可采用如下的叠层结构：通过使用钛、钽、钼、钨或这些元素的氮化物形成与添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜相接触侧的膜，并在其上形成铝或铝合金。再者，也可采用这样的叠层结构，其中铝或铝合金的上表面及下表面夹于钛、钽、钼、钨或这些元素的氮化物之间。这里，示出导电膜65a至65c这三个层重叠的导电膜结构，并示出如下的叠层导电膜：其导电膜65a及65c由钼膜构成，且导电膜65b由铝膜构成；或者，其导电膜65a及65c由钛膜构成，且导电膜65b由铝膜构成。导电膜65a至65c通过溅射法或真空蒸镀法而形成。
接着，如图2D所示，在导电膜65a至65c上用第三光掩模形成抗蚀剂掩模66，并蚀刻导电膜65a至65c的一部分，以形成一对源电极及漏电极71a至71c。通过对导电膜65a至65c进行湿蚀刻，导电膜65a至65c被选择性地蚀刻。其结果是，由于以各向同性的方式蚀刻导电膜而可以形成其面积比抗蚀剂掩模66小的源电极及漏电极71a至71c。
然后，如图3A所示，通过使用抗蚀剂掩模66蚀刻添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜63，形成一对源区及漏区72。再者，在该蚀刻步骤中，缓冲层62的一部分也被蚀刻。由于其一部分被蚀刻而形成有凹部(槽)的缓冲层被示为缓冲层73。可以以同一工序中形成源区及漏区以及缓冲层的凹部(槽)。通过将缓冲层的凹部(槽)的深度设定为缓冲层的最厚区域的1/2至1/3，可以增加源区及漏区的距离，因此可以降低源区及漏区之间的泄漏电流。之后，去除抗蚀剂掩模66。
，抗蚀剂掩模在暴露于特别用于干蚀刻等的等离子体时会变质，不能在抗蚀剂去除步骤中完全去除，为防止留有残渣而将缓冲层蚀刻掉50nm左右。在导电膜65a至65c的一部分的蚀刻处理及在形成源区及漏区72时的蚀刻处理这两次蚀刻处理中使用抗蚀剂掩模66，在采用干蚀刻作为该两次蚀刻处理的情况下容易残留残渣，因此将缓冲层的膜厚形成得厚些，达到即便蚀刻到残渣被完全去除时也无妨的程度是有效的。另外，缓冲层73可防止在干蚀刻时给LPSAS膜61带来等离子体损伤。
接着，如图3B所示，形成绝缘膜76，将源电极及漏电极71a至71c、源区及漏区72、缓冲层73、LPSAS膜61以及栅极绝缘膜52c覆盖。绝缘膜76可以用与栅极绝缘膜52a、52b及52c相同的成膜方法形成。再有，绝缘膜76是为防止浮游在大气中的有机物、金属物、水蒸气等的污染杂质的侵入而设置的，最好采用致密的膜。另外，通过将氮化硅膜用于绝缘膜76，可以将缓冲层73中的氧浓度设定为5×1019atoms/cm3以下，优选为1×1019atoms/cm3以下。
如图3B所示，源电极及漏电极71a至71c的端部与源区及漏区72的端部不一致且彼此错开，源电极及漏电极71a至71c的端部的距离增大，因此可以防止源电极及漏电极之间的泄漏电流或短路。另外，由于源电极及漏电极71a至71c的端部与源区及漏区72的端部不一致且彼此错开，所以在源电极及漏电极71a至71c和源区及漏区72的端部处不发生电场集中，从而可以防止栅电极51和源电极及漏电极71a至71c之间的泄漏电流。由此，可以制造高可靠性及高耐压的薄膜晶体管。再者，可以制造通过进行沟道掺杂而控制阈值的薄膜晶体管。
通过上述步骤，可以形成沟道蚀刻型薄膜晶体管74。
在本实施方式所示的薄膜晶体管中，在栅电极上层叠了栅极绝缘膜、LPSAS膜、缓冲层、源区及漏区、源电极及漏电极，其中用作沟道形成区域的LPSAS膜的表面被缓冲层覆盖。另外，在缓冲层的一部分中形成有凹部(槽)，而且该凹部以外的区域被源区及漏区覆盖。就是说，由于缓冲层中形成的凹部而使源区及漏区之间拉开距离，因此可以降低源区及漏区之间的泄漏电流。另外，因为通过蚀刻缓冲层的一部分形成凹部，所以可以去除在形成源区及漏区的步骤中产生的蚀刻残渣，从而可以避免由残渣导致的源区及漏区的泄漏电流(寄生沟道)。
另外，在用作沟道形成区的LPSAS膜和源区及漏区之间形成有缓冲层。LPSAS膜的表面被缓冲层覆盖。高电阻的缓冲层延伸到LPSAS膜和源区及漏区之间，因而可以降低产生在薄膜晶体管中的泄漏电流，并可抑制因施加高电压而导致的劣化。另外，缓冲层、LPSAS膜、源区及漏区都形成在与栅电极重叠的区域上。因此，可以说是不受栅电极端部形状的影响的结构。在栅电极具有叠层结构的情况下，若在其下层中使用铝，则可能会在栅电极的侧面露出铝而产生小丘，但是通过采用源区及漏区也不重叠于栅电极端部的结构，可以防止在与栅电极侧面重叠的区域中发生短路。另外，由于在LPSAS膜的表面上形成有其表面由氢终止的非晶半导体膜作为缓冲层，所以可以防止LPSAS膜的氧化，并可以防止在形成源区及漏区的步骤中产生的蚀刻残渣混入LPSAS膜。由此，可以形成电特性良好且耐压性良好的薄膜晶体管。
另外，可以缩短薄膜晶体管的沟道长度，从而可以缩小薄膜晶体管的平面面积。
然后，通过用第四光掩模形成的抗蚀剂掩模蚀刻掉绝缘膜76的一部分，在绝缘膜76上形成接触孔，并在该接触孔中形成与源电极或漏电极71c接触的像素电极77。图3C相当于沿图4的虚线A-B的剖视图。
如图4所示，源区及漏区72的端部位于源电极及漏电极71c的端部的外侧。另外，缓冲层73的端部位于源电极及漏电极71c、源区及漏区72的端部的外侧。源电极及漏电极中的一方具有包围源电极及漏电极中的另一方的形状(具体地说，U字形状、C字形状)。因此，可以增加载流子移动的区域的面积，从而电流量可以增大，并可以缩小薄膜晶体管的面积。另外，由于LPSAS膜、源电极及漏电极层叠在栅电极上，所以栅电极的凹凸所引起的负面影响少，而可以抑制覆盖度的降低及泄漏电流的产生。再有，源电极及漏电极中的一方还用作源极布线或漏极布线。
像素电极77可采用包含氧化钨的铟氧化物、包含氧化钨的铟锌氧化物、包含氧化钛的铟氧化物、包含氧化钛的铟锡氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加有氧化硅的铟锡氧化物等的具有透光性的导电材料。
另外，可以用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组成物来形成像素电极77。最好这样，用导电组成物形成的像素电极的薄层电阻(sheet resistance)为10000Ω/□以下，波长550nm处的透光率为70％以上。另外，包含在导电组成物中的导电高分子的电阻率最好为0.1Ω·cm以下。
作为导电高分子，可以使用所谓的π电子共轭系统导电高分子。例如，可以举出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物或其中两种以上的共聚物等。
这里，作为像素电极77，在通过溅射法形成铟锡氧化物膜之后将抗蚀剂涂敷在铟锡氧化物膜上。接着，用第五光掩模对抗蚀剂进行曝光及显影，以形成抗蚀剂掩模。然后，用抗蚀剂掩模蚀刻铟锡氧化物膜，以形成像素电极77。
通过上述步骤，可用于显示装置的元件衬底得以形成。
实施方式2
在本实施方式中，说明与实施方式1不尽相同的工序。由于只是其一部分与实施方式1有差异，所以在图5A至5E中对于与图1A至1D相同的部分使用相同的附图标记，并省略对相同步骤的详细说明。
首先，与实施方式1同样地得到图5A所示的状态。图5A与图1A相同。在衬底50上形成栅电极51。然后，在栅电极51上依次形成栅极绝缘膜52a、52b、52c及微晶半导体膜23a。
如图5B所示，通过对微晶半导体膜进行第一次的LP处理，形成LPSAS膜33a。预先进行LP处理来提高微晶半导体膜的结晶性，从而可以防止由于离子注入而完全成为非晶半导体膜。
接着，如图5C所示，通过离子注入法对LPSAS膜33a添加微量的硼。由于离子注入，含硼的微晶半导体膜33b的结晶性比LPSAS膜33a低。而且，若第一次LP处理中的激光束照射导致在LPSAS膜33a表面上形成有氧化膜，则最好直接进行离子注入，在离子注入后再去除该氧化膜。该氧化膜可以用作表面保护膜。
接着，如图5D所示，进行第二次LP处理。通过进行第二次LP处理，可以改善结晶性并激活膜中的硼。另外，可以以互不相同的条件进行第一次LP处理和第二次LP处理。在进行第二次LP处理之前最好清洗微晶半导体膜33b的表面。
另外，也可用热处理来取代第二次LP处理。该热处理的温度范围设为低于熔融微晶半导体膜的温度且在激活膜中的硼的温度以上即可。
然后，如图5E所示，在LPSAS膜53上形成缓冲层54及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55。图5E与图1D相同。另外，在进行第二次LP处理时形成的氧化膜最好在形成缓冲层54之前被去除。
虽然与实施方式1相比其工序数增多，但是可以获得结晶性比实施方式1更好的LPSAS膜。
之后的步骤与实施方式1相同，因此省略。
本实施方式可与实施方式1自由地组合。
实施方式3
在本实施方式中，说明与实施方式1不尽相同的步骤。由于只是其一部分与实施方式1有差异，所以在图6A至6C中对于与图1A至1D相同的部分使用相同的附图标记，并省略对相同步骤的详细说明。
在本实施方式中，说明如下工序：通过在成膜的同时添加赋予p型的杂质元素，形成包含微量的赋予p型的杂质元素的微晶半导体膜，然后进行LP处理。
首先，与实施方式1同样地在衬底50上形成栅电极51，然后在该栅电极51上形成栅极绝缘膜52a、52b及52c。接着，如图6A所示，形成有意地包含用来控制阈值的杂质元素的微晶半导体膜43。
作为赋予p型的杂质元素，一般采用硼。可将B2H6、BF3等的杂质气体以1ppm至1000ppm(最好为1ppm至100ppm)的比例混入氢化硅。而且，可将微晶半导体膜43中包含的硼的浓度(SIMS测量浓度)设定为例如1×1014至6×1016atoms/cm3。
接着，从微晶半导体膜的表面侧照射激光束，以使其结晶性比在刚成膜后的微晶半导体膜43好。以不使微晶半导体膜熔融的能量进行照射。通过照射激光束，如图6B所示，可以形成结晶性改善的LPSAS膜53。
在成膜时包含微量的硼而形成微晶半导体膜，并在成膜后进行LP处理的情况下，不需要激活硼，因此在这里的LP处理中，只要设定能够改善结晶性的激光束照射条件即可。
在本实施方式中，在成膜时包含微量的硼而形成微晶半导体膜并在成膜后进行LP处理，可以减少工序数，因此可以说是适合批量生产的工艺。
另外，若使用离子注入设备或离子掺杂设备，则有可能会因掺杂条件而在添加离子时损伤微晶半导体膜，而且会损伤栅极绝缘膜。在成膜时包含微量的硼而形成微晶半导体膜的情况下，能够不受到上述损伤地制造薄膜晶体管。
然后，如图6C所示，在LPSAS膜53上形成缓冲层54及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55。图6C与图1D相同。另外，在形成缓冲层54之前最好将LP处理时形成的氧化膜去除。
之后的步骤与实施方式1相同，因此这里省略。
本实施方式可以与实施方式1自由地组合。
实施方式4
在本实施方式中，说明与实施方式1不尽相同的工序。由于只是其一部分与实施方式1有差异，所以在图7A至7C中对于与图1A至1D相同的部分使用相同的附图标记，并省略对相同步骤的详细说明。
首先，与实施方式1同样地得到图7A所示的状态。图7A与图1C相同。在衬底50上形成栅电极51。然后，在栅电极51上依次形成栅极绝缘膜52a、52b、52c及微晶半导体膜。接着，通过离子注入法将赋予一导电性的杂质元素有意地添加到微晶半导体膜中，以控制阈值。然后，从微晶半导体膜的表面侧照射激光束，以使其结晶性比在刚成膜后的微晶半导体膜好。通过该LP处理，LPSAS膜53得以形成。
接着，如图7B所示，用氢等离子体、氮等离子体或卤素等离子体来处理LPSAS膜53的表面。若因激光束照射而导致在LPSAS膜53表面上形成氧化膜，则最好在形成缓冲层之前去除该氧化膜。这里，在去除LPSAS膜53表面的氧化膜之后，对LPSAS膜53表面进行氢等离子体处理。为了使与之后形成的缓冲层之间的界面清洁，用氢等离子体、氮等离子体或卤素等离子体进行处理。另外，用氢等离子体、氮等离子体或卤素等离子体进行处理，可使LPSAS膜53表面成为其上不易形成氧化膜的表面。
通过防止在LPSAS膜53表面上形成氧化膜，可抑制阈值电压的上升。
然后，如图7C所示，在LPSAS膜53上形成缓冲层54及添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55。图7C与图1D相同。
之后的步骤与实施方式1相同，因此这里省略。
本实施方式可以与实施方式1至3中的任何一个自由地组合。
实施方式5
下面，参照图8A至图12C说明与实施方式1不同的薄膜晶体管的制造方法。这里，示出用其光掩模数比实施方式1少的工艺制造薄膜晶体管的工序。
如实施方式1中所示的图1A那样，在衬底50上形成导电膜，并通过抗蚀剂掩模蚀刻导电膜的一部分，以形成栅电极51。该抗蚀剂掩模通过在导电膜上涂敷抗蚀剂并进行利用第一光掩模的光刻步骤而形成。然后，在栅电极51上依次形成栅极绝缘膜52a、52b、52c及微晶半导体膜23a。
接着，如实施方式1中所示的图1B那样，为控制阈值而以微量的硼进行离子注入，来形成微晶半导体膜23b。
接着，如实施方式1中所示的图1C那样，通过照射激光束，形成LPSAS膜53。然后，如实施方式1中所示的图1D那样，在LPSAS膜53上依次形成缓冲层54、添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55。
接着，在添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55上形成导电膜65a至65c。然后，如图9A所示，在导电膜65a上涂敷抗蚀剂80。
抗蚀剂80可以使用正型抗蚀剂或负型抗蚀剂。这里，使用正型抗蚀剂。
然后，用多灰度掩模59作为第二光掩模，将光照射到抗蚀剂80，对抗蚀剂80进行曝光。
这里，参照图8A至8D说明利用多灰度掩模59进行的曝光。
多灰度掩模指的是能够在曝光部分、中间曝光部分以及未曝光部进行三级曝光的掩模，这是通过一次曝光及显影步骤，可以形成具有多个(一般为两种)厚度区域的抗蚀剂掩模。因此，通过使用多灰度掩模，可以减少光掩模的个数。
作为多灰度掩模的代表例，可以举出图8A所示的灰色调掩模59a、以及图8C所示的半色调掩模59b。
如图8A所示，灰色调掩模59a由具有透光性的衬底163、形成在其上的遮光部164及衍射光栅165构成。在遮光部164中，光的透过量为0％。另一方面，衍射光栅165可以通过将狭缝、点、网眼等的光透过部的间隔设定为用于曝光的光的分辨率限度以下的间隔来控制光的透过量。周期性狭缝、点、网眼以及非周期性狭缝、点、网眼均可用于衍射光栅165。
作为具有透光性的衬底163，可以使用石英等的具有透光性的衬底。遮光部164及衍射光栅165可以由铬或氧化铬等的吸收光的遮光材料构成。
光照射到灰度掩模59a时，如图8B所示，在遮光部164中，光透过量166为0％，而在不设置有遮光部164及衍射光栅165的区域中，光透过量166为100％。另外，在衍射光栅165中，可以将光透过量调整为10至70％的范围内。衍射光栅165中的光透过量可以通过调整衍射光栅的狭缝、点或网眼的间隔及栅距而控制。
如图8C所示，半色调掩模59b由具有透光性的衬底163、形成在其上的半透过部167以及遮光部168构成。半透过部167可使用MoSiN、MoSi、MoSiO、MoSiON、CrSi等。遮光部168可由铬或氧化铬等吸收光的遮光材料构成。
光照射到半色调掩模59b时，如图8D所示，在遮光部168中，光透过量169为0％，而在不设置有遮光部168及半透过部167的区域中，光透过量169为100％。另外，在半透过部167中，可以将光透过量调整为10至70％的范围内。半透过部167中的光透过量可根据半透过部167的材料而调整。
通过在用多灰度掩模进行曝光之后进行显影，可以形成如图9B所示那样具有不同的厚度区的抗蚀剂掩模81。
接着，通过使用抗蚀剂掩模81将LPSAS膜53、缓冲层54、添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜55以及导电膜65a至65c蚀刻并分离。其结果是，可以形成如图10A所示那样的LPSAS膜61、缓冲层62、添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜63以及导电膜85a至85c。图10A相当于沿图12A的A-B线的剖视图(但抗蚀剂掩模86未示出)。
然后，对抗蚀剂掩模81进行灰化处理。其结果是，抗蚀剂的面积缩小，其厚度变薄。此时，厚度薄的区域的抗蚀剂(与栅电极51的一部分重叠的区域)被去除，由此如图10A所示，可以形成被分离的抗蚀剂掩模86。
接着，用抗蚀剂掩模86将导电膜85a至85c蚀刻并分离。其结果是，可以形成如图10B所示那样的一对源电极及漏电极92a至92c。用抗蚀剂掩模86对导电膜85a至85c进行湿蚀刻时，导电膜85a至85c被选择性地蚀刻。其结果是，由于以各向同性的方式蚀刻导电膜而可以形成其面积比抗蚀剂掩模86小的源电极及漏电极92a至92c。
然后，通过使用抗蚀剂掩模86蚀刻添加有赋予一导电类型的杂质的半导体膜63，形成一对源区及漏区88。再有，在该蚀刻步骤中，缓冲层62的一部分也被蚀刻。将其一部分被蚀刻的缓冲层称为缓冲层87。另外，在缓冲层87中形成有凹部。可在同一工序中形成源区及漏区及缓冲层的凹部(槽)。这里，由于通过使用其面积比抗蚀剂掩模81小的抗蚀剂掩模86来蚀刻缓冲层87的一部分，所以缓冲层87向源区及漏区88的外侧突出。然后，去除抗蚀剂掩模86。另外，源电极及漏电极92a至92c的端部与源区及漏区88的端部不一致且彼此错开，并且在源电极及漏电极92a至92c的端部的外侧形成有源区及漏区88的端部。
图10C相当于沿图12B的A-B线的剖视图。如图12B所示，源区及漏区88的端部位于源电极及漏电极92c的端部的外侧。另外，缓冲层87的端部位于源电极及漏电极92c、源区及漏区88的端部的外侧。源电极及漏电极中的一方具有包围源区及漏区中的另一方的形状(具体地说，U字形状、C字形状)。因此，可以增加载流子移动的区域的面积，从而电流量可以增大，并可以缩小薄膜晶体管的面积。另外，由于微晶半导体膜、源电极及漏电极层叠在栅电极上，所以栅电极的凹凸所引起的负面影响少，可以抑制覆盖度的降低及泄漏电流的产生。再有，源电极及漏电极中的一方还用作源极布线或漏极布线。
如图10C所示，源电极及漏电极92a至92c的端部与源区及漏区88的端部不一致且彼此错开，从而源电极及漏电极92a至92c的端部的距离增大，从而可以防止源电极及漏电极之间的泄漏电流或短路。另外，由于源电极及漏电极92a至92c的端部与源区及漏区88的端部不一致且彼此错开，所以在源电极及漏电极92a至92c和源区及漏区88的端部处电场不集中，从而可以防止栅电极51和源电极及漏电极92a至92c之间的泄漏电流。由此，可以制造高可靠性及高耐压的薄膜晶体管。
通过上述步骤，可以形成沟道蚀刻型薄膜晶体管83。另外，通过可用两个光掩模来形成薄膜晶体管。
如图11A所示，在源电极及漏电极92a至92c、源区及漏区88、缓冲层87、LPSAS膜90及栅极绝缘膜52c上形成绝缘膜76。绝缘膜76可以用与栅极绝缘膜52a、52b及52c同样的制作方法形成。
然后，通过用第三光掩模形成的抗蚀剂掩模来蚀刻绝缘膜76的一部分，形成接触孔。接着，形成在该接触孔中与源电极或漏电极92c接触的像素电极77。这里，像素电极77以如下方式形成：在通过溅射法形成铟锡氧化物膜之后将抗蚀剂涂敷在铟锡氧化物膜上；接着，通过利用第四光掩模对抗蚀剂进行曝光及显影，以形成抗蚀剂掩模；然后，使用抗蚀剂掩模蚀刻铟锡氧化物膜，以形成像素电极77。图11B相当于沿图12C的A-B线的剖视图。
通过上述步骤，可以使用多灰度掩模来减少掩模个数，并可以形成适用于显示装置的元件衬底。
本实施方式可以与实施方式1至4中的任何一个自由地组合。
实施方式6
在本实施方式中，作为一种显示装置的形态，示出具有实施方式1所示的薄膜晶体管的液晶显示装置。
首先，对VA(Vertical Alignment：垂直配向)型液晶显示装置进行描述。VA型液晶显示装置是指一种控制液晶面板的液晶分子的排列的方式。VA型液晶显示装置中，未施加电压时液晶分子垂直于面板表面的方向排列。在本实施方式中，特别地，将像素分成几个区域(子像素)，并设法将分子分别向不同的方向推倒。这称为多区域(multi-domain)化或多区域设计。在下面的说明中，对作了多区域设计的液晶显示装置进行说明。
图14及图15分别示出像素电极及对置电极。图14是形成有像素电极的衬底侧的平面图，并将沿A-B线的截面结构示出于图13。图15是形成有对置电极的衬底侧的平面图。下面，参照这些附图进行说明。
图13示出衬底600和对置衬底601重叠且注入了液晶的状态，在该衬底600上形成有TFT628、与TFT628连接的像素电极624及保持电容部630，并在该对置衬底601上形成有对置电极640等。
在对置衬底601的形成间隔物642的位置上形成有遮光膜632、第一着色膜634、第二着色膜636、第三着色膜638以及对置电极640。通过该结构，用于控制液晶配向的突起644和间隔物642的高度不同。在像素电极624上形成有配向膜648，与此同样地在对置电极640上形成有配向膜646。在配向膜之间形成有液晶层650。
至于间隔物642，这里示出柱状间隔物，但是也可以散布珠状间隔物。再者，可以在形成于衬底600的像素电极624上形成间隔物642。
在衬底600上形成有TFT628、与之连接的像素电极624以及保持电容部630。通过分别贯穿覆盖TFT628、布线及保持电容部630的绝缘膜620和覆盖绝缘膜的第三绝缘膜622的接触孔623，像素电极624连接到布线618。TFT628可采用实施方式1中所示的薄膜晶体管。另外，保持电容部630由与TFT628的栅极布线602同样地形成的第一电容布线604、栅极绝缘膜606以及与布线616及618同样地形成的第二电容布线617构成。
像素电极624、液晶层650和对置电极640相互重叠，从而形成液晶元件。
图14示出衬底600上的结构。像素电极624用实施方式1中所示的材料来形成。在像素电极624中设置有狭缝625。狭缝625是用来控制液晶取向的。
图14所示的TFT629、与它连接的像素电极626及保持电容部631可以分别与TFT628、像素电极624及保持电容部630同样地形成。TFT628和TFT629都连接到布线616上。所述液晶面板的像素由像素电极624及像素电极626构成。像素电极624及像素电极626是子像素。
图15示出对置衬底侧的结构。在遮光膜632上形成有对置电极640。对置电极640最好由与像素电极624同样的材料构成。在对置电极640上形成有用来控制液晶取向的突起644。另外，与遮光膜632的位置一致地形成有间隔物642。
图16示出该像素结构的等效电路。TFT628和TFT629都连接到栅极布线602、布线616。在此情况下，通过使电容布线604和电容布线605的电位不相同，可以使液晶元件651和液晶元件652进行不同的动作。就是说，通过分别控制电容布线604和电容布线605的电位，来精密地控制液晶的取向以扩大视角。
当对设有狭缝625的像素电极624施加电压时，在狭缝625附近发生电场的应变(倾斜电场)。通过互相咬合地配置所述狭缝625和对置衬底601侧的突起644，有效地产生倾斜电场来控制液晶的取向，从而液晶的取向根据其位置不同而异。就是说，通过进行多区域化来扩大液晶面板的视角。
参照图17至图20说明与上述不同的VA型液晶显示装置。
图17及图18示出VA型液晶面板的像素结构。图18是衬底600的平面图，而图17示出沿Y-Z线的截面结构。下面，参照上述两个附图进行说明。
在该像素结构中，一个像素具有多个像素电极，并且各个像素电极连接到TFT。各个TFT由不同的栅极信号驱动。就是说，在以多区域方式设计的像素中，具有独立控制施加到各个像素电极的信号的结构。
像素电极624在接触孔623中通过布线618连接到TFT628。像素电极626在接触孔627中通过布线619连接到TFT629。TFT628的栅极布线602和TFT629的栅极布线603彼此分离，以便能够提供不同的栅极信号。另一方面，TFT628和TFT629共用作为数据线的布线616。实施方式1所示的薄膜晶体管可以适合于用作为TFT628和TFT629。
像素电极624和像素电极626具有不同的形状，并且被狭缝625彼此分离。像素电极626被形成为围绕在呈V字状扩大的像素电极624的外侧。通过使用TFT628及TFT629使施加到像素电极624和像素电极626的电压时序不相同，来控制液晶的配向。图20示出了该像素结构的等效电路。TFT628连接到栅极布线602，而TFT629连接到栅极布线603。通过对栅极布线602和栅极布线603施加不同的栅信号，可以使TFT628和TFT629的动作时序互不相同。
在对置衬底601上形成有遮光膜632、第二着色层636、对置电极640。此外，在第二着色层636和对置电极640之间形成平坦化膜637，以防止液晶取向的错乱。图19示出对置衬底侧的结构。对置电极640由不同的像素共用，并且该对置电极640形成有狭缝641。通过互相咬合地配置所述狭缝641和在像素电极624及像素电极626侧的狭缝625，可以有效地产生倾斜电场来控制液晶的配向。由此，可以根据其位置使液晶具有彼此不同的取向，从而扩大视角。
像素电极624、液晶层650和对置电极640相互重叠，从而形成第一液晶元件。像素电极626、液晶层650和对置电极640重叠，从而形成第二液晶元件。并且，这是在一个像素中设置有第一液晶元件及第二液晶元件的多区域结构。
下面，描述横向电场方式的液晶显示装置。横向电场方式是指通过对单元内的液晶分子沿水平方向施加电场来驱动液晶来显示灰度的方式。通过横向电场方式，可以使视角增大到大约180度。在下面的说明中，对采用横向电场方式的液晶显示装置进行说明。
图21示出衬底600和对置衬底601相重叠并注入了液晶的状态，在该衬底600上形成有TFT628及与之连接的像素电极624，而在该对置衬底601上形成有遮光膜632、第二着色膜636以及平坦化膜637等。由于在衬底600侧形成有像素电极，所以在对置衬底601侧未设有像素电极。在衬底600和对置衬底601之间形成有液晶层650。
在衬底600上形成有第一像素电极607、与第一像素电极607连接的电容布线604以及实施方式1中所示的TFT628。第一像素电极607可使用与实施方式1中所示的像素电极77同样的材料。另外，第一像素电极607形成为大致分割成像素形状的形状。栅极绝缘膜606形成在第一像素电极607及电容布线604上。
在栅极绝缘膜606上形成TFT628的布线616及布线618。布线616是在液晶面板中载运视频信号的数据线，它是沿一个方向延伸的布线，并且它与源区610连接而成为源极和漏极中一方的电极。布线618成为源极和漏极中另一方的电极，它是与第二像素电极624连接的布线。
第二绝缘膜620形成在布线616及布线618上。另外，在绝缘膜620上，形成通过形成在绝缘膜620中的接触孔连接到布线618的第二像素电极624。像素电极624用与实施方式1中所示的像素电极77同样的材料构成。
如此，在衬底600上形成TFT628和与之连接的第一像素电极624。另外，保持电容形成在第一像素电极607和第二像素电极624之间。
图22是表示像素电极的结构的平面图。在像素电极624中设置狭缝625。该狭缝625用来控制液晶的取向。在此情况下，电场发生在第一像素电极607和第二像素电极624之间。在第一像素电极607和第二像素电极624之间形成有栅极绝缘膜606，但是栅极绝缘膜606的厚度为50至200nm，该厚度与2至10μm的液晶层的厚度相比十分薄，因此沿平行于衬底600的方向(水平方向)发生电场。该电场控制液晶的取向。通过利用该大致平行于衬底的方向的电场使液晶分子在水平方向上旋转。在此情况下，由于液晶分子在任何状态下均处于水平，所以因观看角度造成的对比度等的影响很少，从而可增大视角。而且，第一像素电极607和第二像素电极624都是透光电极，因此可以提高开口率。
下面，示出另一例横向电场方式的液晶显示装置。
图23及图24示出IPS型液晶显示装置的像素结构。图24是平面图，而图23示出沿图24中A-B线的截面结构。下面，参照上述两图进行说明。
图23示出衬底600和对置衬底601重叠并注入了液晶的状态，在该衬底600上形成有TFT628及与之连接的像素电极624，而在该对置衬底601上形成有遮光膜632、第二着色膜636以及平坦化膜637等。由于在衬底600侧形成有像素电极，所以对置衬底601侧未设像素电极。在衬底600和对置衬底601之间形成有液晶层650。
在衬底600上形成有公共电位线609和实施方式1中所示的TFT628。公共电位线609可以与薄膜晶体管628的栅极布线602同时形成。另外，像素电极624形成为大致分割成像素形状的形状。
TFT628的布线616及布线618形成在栅极绝缘膜606上。布线616是在液晶面板中载运视频信号的数据线，它是沿一个方向延伸的布线，并且它与源区610连接而成为源极和漏极中一方的电极。布线618成为源极和漏极中另一方的电极，它是与像素电极624连接的布线。
第二绝缘膜620形成在布线616及布线618上。另外，在绝缘膜620上，形成通过形成在绝缘膜620中的接触孔623连接到布线618的像素电极624。像素电极624用与实施方式1中所示的像素电极77同样的材料形成。如图24所示，形成像素电极624，以与在形成公共电位线609时一同形成的梳形电极共同产生横向电场。而且，像素电极624的梳齿部分形成为和在形成公共电位线609时一同形成的梳形电极互相咬合。
在像素电极624上施加的电位和公共电位线609的电位之间产生电场时，该电场控制液晶的取向。通过利用该大致平行于衬底的方向的电场使液晶分子在水平方向上旋转。在此情况下，由于液晶分子在任何状态下均处于水平，所以因观看角度造成的对比度等的影响很少，从而可增大视角。
如此，在衬底600上形成TFT628和与之连接的像素电极624。保持电容通过在公共电位线609和电容电极615之间设置栅极绝缘膜606而形成。电容电极615和像素电极624通过接触孔633连接。
下面，描述TN型液晶显示装置。
图25及图26示出TN型液晶显示装置的像素结构。图26是平面图，而图25示出图26中沿A-B线的截面结构。下面，参照该二图进行说明。
像素电极624在接触孔623中通过布线618连接到TFT628。用作数据线的布线616与TFT628连接。TFT628可以适当采用实施方式1中所示的任何TFT。
像素电极624用实施方式1中所示的像素电极77形成。
在对置衬底601上形成有遮光膜632、第二着色膜636及对置电极640。而且，在第二着色膜636和对置电极640之间形成有平坦化膜637，以防止液晶的取向混乱。液晶层650形成在像素电极624和对置电极640之间。
像素电极624、液晶层650和对置电极640相重叠，从而形成液晶元件。
另外，可以在衬底600或对置衬底601上形成有彩色滤光片或用来防止向错(disclination)的遮蔽膜(黑矩阵)等。并且，将偏振片贴附在衬底600的与形成有薄膜晶体管的面相反的面上，并将偏振片贴附在对置衬底601的与形成有对置电极640的面相反的面上。
对置电极640可以适当地使用与像素电极77同样的材料。像素电极624、液晶650和对置电极640相重叠，从而形成液晶元件。
通过上述步骤，可以制造液晶显示装置。本实施方式的液晶显示装置使用截止电流小、电特性良好、可靠性高的薄膜晶体管，因此该液晶显示装置的对比度高且视见度高。另外，由于采用通过包含微量的一导电类型的杂质元素的微晶半导体膜来控制阈值的薄膜晶体管，能够高生产率地制造视见度高的液晶显示装置。
实施方式7
下面，参照图9A至图11B、图27A和27B以及图28A至28C说明作为显示装置的一种形态的发光装置。这里，以利用电致发光的发光元件来示出发光装置。利用电致发光的发光元件是以发光材料是有机化合物还是无机化合物来区分的。一般，前者称为有机EL元件而后者称为无机EL元件。
关于有机EL元件，当电压施加到发光元件时，电子和空穴从一对电极分别注入到包含发光有机化合物的层中，从而电流流动。而且，通过那些载流子(电子和空穴)复合，发光有机化合物形成了激发态，并在该激发态返回基态时发光。由于这种机制，将这种发光元件称为电流激发型发光元件。
无机EL元件根据其元件结构，被分为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。分散型无机EL元件具有发光材料的粒子分散在粘结剂中的发光层，其发光机制为利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光。薄膜型无机EL元件具有发光层夹于电介质层中并再被电极夹持的结构，其发光机制为利用金属离子的内层电子跃迁的局部型发光。这里，以有机EL元件作为发光元件进行说明。另外，以沟道蚀刻型薄膜晶体管作为控制发光元件的驱动的薄膜晶体管进行说明。
通过图9A至图11B所示的步骤，如图27A所示那样在衬底50上形成薄膜晶体管85及86，并在薄膜晶体管85及86上形成用作保护膜的绝缘膜87。接着，在绝缘膜87上形成平坦化膜111，并在平坦化膜111上形成与薄膜晶体管86的源电极或漏电极连接的像素电极112。
平坦化膜111优选用丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰胺等有机树脂或硅氧烷形成。
在图27A中，因为像素的薄膜晶体管为n型，所以优选用阴极作为像素电极112，与此相反，当像素的薄膜晶体管为p型时，优选使用阳极。具体而言，作为阴极可使用功函数小的公知材料如钙、铝、氟化钙、镁银合金、锂铝合金等。
接着，如图27B所示，在平坦化膜111及像素电极112的端部上形成隔离墙113。隔离墙113具有开口部，在该开口部中露出像素电极112。隔离墙113用有机树脂膜、无机绝缘膜或有机聚硅氧烷形成。尤其是最好这样，采用感光性的材料，在像素电极上方形成开口部，该开口部的侧壁具有以连续的曲率形成的倾斜面。
接着，在隔离墙113的开口部中与触像素电极112相接地形成发光层114。发光层114既可以由单层构成，又可以由多层相叠而成。
然后，用阳极形成共同电极115，将发光层114覆盖。共同电极115可用由在实施方式1中作为像素电极77举出的具有透光性的导电材料构成的透光导电膜形成。作为共同电极115，除上述透光导电膜之外，还可使用氮化钛膜或钛膜。在图27B中，作为共同电极115使用铟锡氧化物。在隔离墙113的开口部中，像素电极112、发光层114和共同电极115相重叠而形成发光元件117。然后，最好在共同电极115和隔离墙113上形成保护膜116，以防止氧、氢、湿气、二氧化碳等侵入发光元件117。作为保护膜116，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。
再者，实际上最好在完成到图27B所示的状态后，用气密性高且脱气少的保护薄膜(层压薄膜、紫外线硬化树脂薄膜等)或覆盖材料进行封装(密封)，以不暴露于外部空气。
接下来，参照图28A至28C对发光元件的结构进行说明。在此，以驱动TFT为n型的情况为例，对像素的截面结构进行说明。
为了取出发光，发光元件的阳极和阴极中至少一方是透明的即可。在衬底上形成薄膜晶体管及发光元件。存在具有顶部射出结构、底面射出结构和双面射出结构的发光元件，其中顶部射出结构通过与衬底相对侧的表面取出发射的光，其中底面射出结构通过衬底侧的表面取出发射的光，其中双面射出结构通过衬底侧的表面和与衬底相对的表面取出发射的光。本发明的像素结构可用于具有任一种射出结构的发光元件。
以下，参照图28A对具有顶部射出结构的发光元件进行说明。
在图28A中示出当驱动TFT7001为n型且从发光元件7002发射的光穿透到阳极7005侧时的像素的剖视图。在图28A中，发光元件7002的阴极7003和驱动TFT7001电连接，并且在阴极7003上依次层叠有发光层7004、阳极7005。阴极7003只要是功函数小且反射光的导电膜即可，可以使用公知的材料。例如，优选使用钙、铝、氟化钙、镁银合金、锂铝合金等。而且，发光层7004既可由单层构成，又可以由多层相叠而构成。在由多层构成的情况下，在阴极7003上依次层叠电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层。再有，不必一定设置所有的这些层。阳极7005用透过光的透光导电材料形成，例如可使用具有透光性的导电膜如含氧化钨的铟氧化物、含氧化钨的铟锌氧化物、含氧化钛的铟氧化物、含氧化钛的铟锡氧化物、铟锡氧化物、铟锌氧化物、添加氧化硅的铟锡氧化物等。
由阴极7003和阳极7005夹持发光层7004的区域相当于发光元件7002。在图28A所示的像素中，如空心箭头所示，从发光元件7002发射的光射出到阳极7005侧。
接下来，参照图28B对具有底面射出结构的发光元件进行说明。图28B示出其中驱动TFT7011为n型且从发光元件7012发射的光射出到阴极7013侧的像素的剖视图。在图28B中，在与驱动TFT7011电连接的透光导电材料7017上形成有发光元件7012的阴极7013，在阴极7013上依次层叠有发光层7014、阳极7015。而且，在阳极7015具有透光性时，可以将阳极7015覆盖地形成用以反射光或遮光的屏蔽膜7016。与图28A的情况相同，阴极7013可采用公知的材料，只要是功函数小的导电膜即可。但其膜厚设定为透过光的膜厚(优选为约5nm至30nm)。例如，可以使用膜厚为20nm的Al作为阴极7013。而且，与图28A相同，发光层7014既可以由单层构成，又可以由多层相叠而构成。阳极7015不需要透光，但是可以与图28A相同用透光导电材料形成。屏蔽膜7016可采用如反射光的金属等，但并不局限于金属膜。例如，也可采用添加黑色颜料的树脂等。
由阴极7013和阳极7015夹入发光层7014的区域相当于发光元件7012。在图28B所示的像素中，如空心箭头所示，从发光元件7012发射的光射出到阴极7013侧。
接着，对具有双面射出结构的发光元件，用图28C进行说明。在图28C中，在与驱动用TFT7021电连接的透光导电材料7027上形成用作有发光元件7022的阴极7023的膜，在阴极7023上依次层叠有发光层7024、阳极7025。与图28A的情况相同，阴极7023可采用公知的材料，只要是功函数小的导电膜即可。但其膜厚设定为可透过光的程度。例如，可以使用膜厚为20nm的Al作为阴极7023。而且，与图28A相同，发光层7024既可以由单层构成，又可以由多层相叠而构成。与图28A相同，阳极7025可用透光的透光导电材料形成。
阴极7023、发光层7024、阳极7025相重叠的区域相当于发光元件7022。在图28C所示的像素中，如空心箭头所示，从发光元件7022发射的光既射出到阳极7025侧又射出到阴极7023侧。
这里，就有机EL元件作为发光元件作了说明，但也可以设置无机EL元件作为发光元件。
而且，虽然在本实施方式中示出发光元件与控制发光元件驱动的薄膜晶体管(驱动TFT)电连接的示例，但也可以是在驱动TFT和发光元件之间连接电流控制用TFT的结构。
再有，本实施方式所示的发光装置不限于图28A至28C所示的结构，基于本发明的技术思想可以实现各种各样的变形。
通过上述步骤，可以制造出发光装置。本实施方式的发光装置使用截止电流少、电特性良好、可靠性高的薄膜晶体管，因此该发光装置的对比度高且视见度高。另外，由于使用通过包含微量的一导电类型的杂质元素的微晶半导体膜来控制阈值的薄膜晶体管，所以可以高生产率地制造视见度高的发光装置。
实施方式8
下面，示出作为本发明的显示装置的一种形态的显示面板的结构。
在图29A中示出另外仅形成信号线驱动电路6013且与在衬底6011上形成的像素部6012连接的显示面板的形态。像素部6012及扫描线驱动电路6014使用由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管形成。通过由其迁移率高于由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管的晶体管形成信号线驱动电路，可以使信号线驱动电路的工作稳定，因为信号线驱动电路的驱动频率需要有高于扫描线驱动电路的驱动频率。再有，信号线驱动电路6013可以由使用单晶半导体的晶体管、使用多晶半导体的薄膜晶体管或使用SOI的晶体管构成。电源的电位、各种信号等通过FPC6015分别提供给像素部6012、信号线驱动电路6013和扫描线驱动电路6014。
而且，也可以将信号线驱动电路及扫描线驱动电路都形成在与像素部相同的衬底上。
此外，在另外形成驱动电路的情况下，不一定需要将形成有驱动电路的衬底贴附到形成有像素部的衬底上，也可以如贴附到FPC上。图29B表示另外仅形成信号线驱动电路6023且与形成在衬底6021上的像素部6022及扫描线驱动电路6024连接的液晶显示装置面板的方式。像素部6022及扫描线驱动电路6024通过由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管而形成。信号线驱动电路6023通过FPC6025连接到像素部6022。电源的电位、各种信号等通过FPC6025分别提供给像素部6022、信号线驱动电路6023和扫描线驱动电路6024。
另外，也可以使用由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管在与像素部相同的衬底上仅形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分，另外形成其他部分且与像素部电连接。在图29C中表示将信号线驱动电路所具有的模拟开关6033a形成在与像素部6032、扫描线驱动电路6034相同的衬底6031上，并且将信号线驱动电路所具有的移位寄存器6033b另外形成并贴附在衬底上的液晶显示装置面板的形态。像素部6032及扫描线驱动电路6034用由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管形成。信号线驱动电路具有的移位寄存器6033b通过FPC6035连接到像素部6032。电源的电位、各种信号等通过FPC6035分别提供给像素部6032、信号线驱动电路、扫描线驱动电路6034。
如图29A至29C所示，可以在与像素部相同的衬底上使用由LPSAS膜构成的薄膜晶体管形成本发明的液晶显示装置的驱动电路的一部分或全部。
而且，对另外形成的衬底的连接方法没有特别的限制，可以使用公知的COG方法、引线接合方法或TAB方法等。此外，只要能够电连接，连接的位置并不限于图29A至29C所示的位置。另外，也可以另外形成控制器、CPU、存储器等并加以连接。
再有，本发明中使用的信号线驱动电路不限于仅具有移位寄存器和模拟开关的形态。除了移位寄存器和模拟开关之外，还可以具有缓冲器、电平移动器、源极跟随器等其他电路。另外，不必一定设置移位寄存器和模拟开关，例如可以用如译码器电路那样的可选择信号线的其他电路代替移位寄存器，也可以用锁存器等代替模拟开关。
图32示出本发明的液晶显示装置的框图。图32所示的显示装置包括具有多个具备显示元件的像素的像素部701、选择各像素的扫描线驱动电路702以及控制视频信号输入到被选择的像素的信号线驱动电路703。
在图32中，信号线驱动电路703具有移位寄存器704、模拟开关705。移位寄存器704中被输入时钟信号(CLK)、起始脉冲信号(SP)。时钟信号(CLK)和起始脉冲信号(SP)输入时，定时信号就在移位寄存器704中生成，并输入到模拟开关705。
另外，模拟开关705被供给视频信号(video signal)。模拟开关705根据输入的定时信号来取样视频信号，并提供给后级的信号线。
接下来，对扫描线驱动电路702的结构进行说明。扫描线驱动电路702具有移位寄存器706、缓冲器707。此外，视情况也可设有电平移动器。在扫描线驱动电路702中，通过对移位寄存器706输入时钟信号(CLK)及起始脉冲信号(SP)而生成选择信号。生成的选择信号在缓冲器707中被缓冲并放大，并提供给对应的扫描线。整行的像素的晶体管的栅极被连接到扫描线。而且，需要使整行的像素的晶体管同时导通，因此采用能够流过大电流的缓冲器707。
关于全彩色液晶显示装置，在将对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)的视频信号依次取样而提供给对应的信号线的情况下，用于连接移位寄存器704和模拟开关705的端子数相当于用于连接模拟开关705和像素部701的信号线的端子数目的三分之一左右。因此，通过将模拟开关705形成在与像素部700相同的衬底上，与将模拟开关705形成在与像素部701不同的衬底上时相比，可以减少用于连接另外形成的衬底的端子数，并且抑制连接不良的发生几率，可以提高成品率。
图32所示的扫描线驱动电路702具有移位寄存器706及缓冲器707，但是扫描线驱动电路702也可以由移位寄存器706构成。
图32所示的结构只是本发明的显示装置的一种形态，信号线驱动电路和扫描线驱动电路的结构并不受此限定。
下面，参照图33及图34说明包括其极性全部相同的由LPSAS膜构成的薄膜晶体管的移位寄存器的一种形态。图33示出本实施方式的移位寄存器的结构。图33所示的移位寄存器由多个触发器701_i(触发器701_1至触发器701_n中的任何一个)构成。另外，输入第一时钟信号、第二时钟信号、起始脉冲信号、复位信号而工作。
以下，对图33所示的移位寄存器的连接关系进行说明。关于图33所示的移位寄存器的第i级触发器701_i(触发器701_1至触发器701_n中的任何一个)，图34所示的第一布线501连接到第七布线717_i-1，图34所示的第二布线502连接到第七布线717_i+1，图34所示的第三布线503连接到第七布线717_i，并且图34所示的第六布线506连接到第五布线715。
另外，图34所示的第四布线504，在第奇数级的触发器中连接到第二布线712，并在第偶数级的触发器中连接到第三布线713。图34所示的第五布线505连接到第四布线714。
但是，第一级触发器701_1的图34所示的第一布线501连接到第一布线711，第n级触发器701_n的图34所示的第二布线502连接到第六布线716。
再有，也可以将第一布线711、第二布线712、第三布线713、第六布线716分别称为第一信号线、第二信号线、第三信号线、第四信号线。还可以将第四布线714、第五布线715分别称为第一电源线、第二电源线。
接着，在图34中示出图33所示的触发器的详细结构。图34所示的触发器具有第一薄膜晶体管171、第二薄膜晶体管172、第三薄膜晶体管173、第四薄膜晶体管174、第五薄膜晶体管175、第六薄膜晶体管176、第七薄膜晶体管177以及第八薄膜晶体管178。在本实施方式中，第一薄膜晶体管171、第二薄膜晶体管172、第三薄膜晶体管173、第四薄膜晶体管174、第五薄膜晶体管175、第六薄膜晶体管176、第七薄膜晶体管177以及第八薄膜晶体管178为n沟道型晶体管，在栅-源间电压(Vgs)超过阈值电压(Vth)时，成为导通状态。
下面，就图33所示的触发器的连接结构进行说明。
第一薄膜晶体管171的第一电极(源电极和漏电极中的一方)连接到第四布线504，并且第一薄膜晶体管171的第二电极(源电极和漏电极中的另一方)连接到第三布线503。
第二薄膜晶体管172的第一电极连接到第六布线506，并且第二薄膜晶体管172的第二电极连接到第三布线503。
第三薄膜晶体管173的第一电极连接到第五布线505，第三薄膜晶体管173的第二电极连接到第二薄膜晶体管172的栅电极，并且第三薄膜晶体管173的栅电极连接到第五布线505。
第四薄膜晶体管174的第一电极连接到第六布线506，第四薄膜晶体管174的第二电极连接到第二薄膜晶体管172的栅电极，并且第四薄膜晶体管174的栅电极连接到第一薄膜晶体管171的栅电极。
第五薄膜晶体管175的第一电极连接到第五布线505，第五薄膜晶体管175的第二电极连接到第一薄膜晶体管171的栅电极，并且第五薄膜晶体管175的栅电极连接到第一布线501。
第六薄膜晶体管176的第一电极连接到第六布线506，第六薄膜晶体管176的第二电极连接到第一薄膜晶体管171的栅电极，并且第六薄膜晶体管176的栅电极连接到第二薄膜晶体管172的栅电极。
第七薄膜晶体管177的第一电极连接到第六布线506，第七薄膜晶体管177的第二电极连接到第一薄膜晶体管171的栅电极，并且第七薄膜晶体管177的栅电极连接到第二布线502。第八薄膜晶体管178的第一电极连接到第六布线506，第八薄膜晶体管178的第二电极连接到第二薄膜晶体管172的栅电极，并且第八薄膜晶体管178的栅电极连接到第一布线501。
再有，将第一薄膜晶体管171的栅电极、第四薄膜晶体管174的栅电极、第五薄膜晶体管175的第二电极、第六薄膜晶体管176的第二电极以及第七薄膜晶体管177的第二电极的连接处为节点143。再者，将第二薄膜晶体管172的栅电极、第三薄膜晶体管173的第二电极、第四薄膜晶体管174的第二电极、第六薄膜晶体管176的栅电极、以及第八薄膜晶体管178的第二电极的连接处为节点144。
再有，第一布线501、第二布线502、第三布线503、第四布线504可分别称为第一信号线、第二信号线、第三信号线、第四信号线。还有，第五布线505、第六布线506可分别称为第一电源线、第二电源线。
图35中示出图34所示的触发器的俯视图的一例。
导电膜901包含用作第一薄膜晶体管171的第一电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线951连接到第四布线504。
导电膜902包含用作第一薄膜晶体管171的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线952连接到第三布线503。
导电膜903包含用作第一晶体管的栅电极及第四薄膜晶体管174的栅电极的部分。
导电膜904包含用作第二薄膜晶体管172的第一电极、第六薄膜晶体管176的第一电极、第四薄膜晶体管174的第一电极以及第八薄膜晶体管178的第一电极的部分，并与第六布线506连接。
导电膜905包含用作第二薄膜晶体管172的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线954连接到第三布线503。
导电膜906包含用作第二薄膜晶体管172的栅电极及第六晶体管的栅电极的部分。
导电膜907包含用作第三薄膜晶体管173的第一电极的部分，并通过布线955连接到第五布线505。
导电膜908包含用作第三薄膜晶体管173的第二电极及第四薄膜晶体管174的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线956连接到导电膜906。
导电膜909包含用作第三薄膜晶体管173的栅电极的部分，并通过布线955连接到第五布线505。
导电膜910包含用作第五薄膜晶体管175的第一电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线959连接到第五布线505。
导电膜911包含用作第五薄膜晶体管175的第二电极及第七薄膜晶体管177的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线958连接到导电膜903。
导电膜912包含用作第五薄膜晶体管175的栅电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线960连接到第一布线501。
导电膜913包含用作第六薄膜晶体管176的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线957连接到导电膜903。
导电膜914包含用作第七薄膜晶体管177的栅电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线962连接到第二布线502。
导电膜915包含用作第八薄膜晶体管178的栅电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线961连接到导电膜912。
导电膜916包含用作第八薄膜晶体管178的第二电极的部分，并通过与像素电极同时形成的布线953连接到导电膜906。
由采用微晶半导体的晶体管来构成图32至图34所示的电路的液晶显示装置，能够使电路高速工作。例如，使用LPSAS膜的情况与使用非晶半导体膜的情况相比，使用LPSAS膜的晶体管时的迁移率高，因此可以提高驱动电路(例如扫描线驱动电路702的移位寄存器706)的驱动频率。由于能够使扫描线驱动电路702高速工作，所以可以实现提高帧频或黑帧插入等。
在提高帧频的情况下，最好根据图像的运动方向来产生画面的数据。就是说，优选进行运动补偿来内插数据。这样，通过提高帧频率并内插图像数据，可以改善动画的显示特性并可以进行平滑的显示。例如，通过将帧频率设定为2倍(例如120Hz、100Hz)以上，更优选为4倍(例如480Hz、400Hz)以上，可以减少动画中的图像模糊和后像。在此情况下，也使扫描线驱动电路702提高驱动频率而工作，从而可以提高帧频。
在进行黑帧插入的情况下，采用能够将图像数据或成为黑色显示的数据提供给像素部701的方式。其结果是，成为与脉冲驱动类似的方式，并可以减少后像。在此情况下，也使扫描线驱动电路702提高驱动频率而工作，从而可以进行黑帧插入。
再者，通过增大扫描线驱动电路702的薄膜晶体管的沟道宽度，或者配置多个扫描线驱动电路，等等，可以实现更高的帧频率。例如，可以将帧频率设定为8倍(例如例如960Hz、800Hz)以上。在配置多个扫描线驱动电路的情况下，通过将用来驱动第偶数行的扫描线的扫描线驱动电路配置在一侧，并将用来驱动第奇数行的扫描线的扫描线驱动电路配置在对侧，可以实现提高帧频。作为一例，第二薄膜晶体管172的沟道宽度优选为300μm以上，更优选为1000μm以上。
通过由采用微晶半导体的晶体管来构成图32至图34所示的电路，可以缩小布局面积。由此，可以缩小作为显示装置之一例的液晶显示装置的边框。例如，使用LPSAS膜的情况与使用非晶半导体膜的情况相比，使用LPSAS膜的晶体管的迁移率高，因此可以缩小晶体管的沟道宽度。其结果是，可以实现液晶显示装置的窄边框化。作为一例，第二薄膜晶体管172的沟道宽度优选为3000μm以下，更优选为2000μm以下。
再有，图34所示的第二薄膜晶体管172将低电平的信号输出到第三布线503的期间长。在该期间中，第二薄膜晶体管172一直处于导通状态。因此，第二薄膜晶体管172遭受到强应力，从而其晶体管特性容易劣化。若晶体管特性劣化，则阈值电压逐渐上升。其结果是，电流值渐渐变小。因此，为了即使晶体管劣化也能够提供充分的电流，第二薄膜晶体管172的沟道宽度大是理想的。或者，最好进行补偿，以致即使晶体管劣化也会给电路造成故障。例如，最好与第二薄膜晶体管172并联地配置晶体管并使它与第二薄膜晶体管172交替处于导通状态，以不容易受到劣化的影响。
然而，当对使用非晶半导体膜的情况和使用LPSAS膜的情况进行比较时，使用LPSAS膜的晶体管不容易劣化。因此，在使用LPSAS膜的情况下，可以缩小晶体管的沟道宽度。或者，即使不配置对劣化的补偿用电路，也可以正常地工作。因此，可以缩小每一像素的晶体管的平面面积。
实施方式9
接下来，参照图36A和36B就本发明的显示装置的一种形态相当的液晶显示面板的外观及截面进行说明。图36A是通过使用密封剂4005将形成在第一衬底4001上的具有LPSAS膜的薄膜晶体管4010及液晶元件4013密封在第一衬底4001与第二衬底4006之间的面板的俯视图，图36B相当于沿图36A的A-A′的剖视图。
以围绕在第一衬底4001上设置的像素部4002和扫描线驱动电路4004的方式敷设密封剂4005。另外，在像素部4002和扫描线驱动电路4004上设置第二衬底4006。因此，像素部4002和扫描线驱动电路4004与液晶4008一起由第一衬底4001、密封剂4005和第二衬底4006密封。另外，在第一衬底4001上的与由密封剂4005围绕的区域不同的区域中装有在另外准备的衬底上由多晶半导体膜形成的信号线驱动电路4003。而且，虽然在本实施方式中，对将具有由多晶半导体膜构成的薄膜晶体管的信号线驱动电路贴附到第一衬底4001的一例进行说明，但是也可用单晶半导体的晶体管来形成信号线驱动电路并加以贴附。图36A和36B例示了信号线驱动电路4003所包含的由多晶半导体膜形成的薄膜晶体管4009。
设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004具有多个薄膜晶体管，图36B例示了像素部4002所包含的薄膜晶体管4010。薄膜晶体管4010相当于使用LPSAS膜的薄膜晶体管。
另外，附图标记4013相当于液晶元件，液晶元件4013具有的像素电极4030与薄膜晶体管4010电连接。液晶元件4013的对置电极4031形成在第二衬底4006上。像素电极4030、对置电极4031和液晶4008相重叠的部分相当于液晶元件4013。
再有，作为第一衬底4001、第二衬底4006，可以使用玻璃、金属(一般为不锈钢)、陶瓷、塑料。作为塑料，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics，即纤维增强塑料)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸树脂薄膜。另外，也可以采用由PVF薄膜或聚酯薄膜夹入铝箔的结构的薄片。
另外，球状的隔离物4035为控制像素电极4030和对置电极4031之间的距离(单元间隙)而设置。而且，也可以使用通过选择性地蚀刻绝缘膜而获得的隔离物。
此外，提供给另外形成的信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004或像素部4002的各种信号及电位，由FPC4018通过引导布线4014、4015提供。
在本实施方式中，连接端子4016由与液晶元件4013具有的像素电极4030相同的导电膜形成。另外，引导布线4014、4015由与薄膜晶体管4010的源电极或漏电极相同的导电膜形成。
连接端子4016与FPC4018具有的端子通过各向异性导电膜4019电连接。
再有，虽然未图示，本实施方式所示的液晶显示装置可具有配向膜、偏振片，进而也可以具有颜色滤光片、屏蔽膜。
并且，图36A和36B示出了另外形成信号线驱动电路4003并安装到第一衬底4001上的一例，但是本实施方式不限于该结构。可以另外形成扫描线驱动电路并安装，也可以仅另外形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分并安装。
本实施方式可以与其他实施方式中记载的结构组合实施。
实施方式10
接下来，参照图37A和37B就与本发明的显示装置的一种形态相当的发光显示面板的外观及截面进行说明。图37A是用密封剂将形成在第一衬底上的使用LPSAS膜的薄膜晶体管及发光元件密封在第一衬底与第二衬底之间的面板的俯视图，图37B相当于沿图37A的A-A′的剖视图。
以围绕在第一衬底4001上设置的像素部4002和扫描线驱动电路4004的方式敷设密封剂4005。另外，在像素部4002和扫描线驱动电路4004上设置有第二衬底4006。因此，像素部4002和扫描线驱动电路4004与填充料4007一起由第一衬底4001、密封剂4005和第二衬底4006密封。另外，在第一衬底4001上的与由密封剂4005围绕的区域不同的区域中安装有在另外准备的衬底上由多晶半导体膜形成的信号线驱动电路4003。再有，虽然在本实施方式中，对将具有由多晶半导体膜构成的薄膜晶体管的信号线驱动电路贴附到第一衬底4001的一例进行说明，但是也可以由采用单晶半导体的晶体管形成信号线驱动电路并加以贴附。图37B例示了信号线驱动电路4003所包含的由多晶半导体膜形成的薄膜晶体管4009。
设置在第一衬底4001上的像素部4002和扫描线驱动电路4004具有多个薄膜晶体管，图37B例示了像素部4002所包含的薄膜晶体管4010。而且，在本实施方式中，虽然假定了薄膜晶体管4010为驱动用TFT，但是薄膜晶体管4010可以为电流控制用TFT，也可以为擦除用TFT。薄膜晶体管4010相当于采用LPSAS膜的薄膜晶体管。
另外，附图标记4011相当于发光元件，发光元件4011具有的像素电极与薄膜晶体管4010的源电极或漏电极通过布线4017电连接。在本实施方式中，发光元件4011与具有透光性的导电材料4012电连接。而且，发光元件4011的结构不限于本实施方式所示的结构。发光元件4011的结构可按照从发光元件4011取出光的方向或薄膜晶体管4010的极性等适当改变。
此外，提供给另外形成的信号线驱动电路4003和扫描线驱动电路4004或像素部4002的各种信号及电位，由FPC4018通过引导布线4014及4015提供。
在本实施方式中，连接端子4016由与布线4017具有的像素电极相同的导电膜形成。另外，引导布线4014、4015由与薄膜晶体管4010的源电极或漏电极相同的导电膜形成。
连接端子4016与FPC4018具有的端子通过各向异性导电膜4019电连接。
位于从发光元件4011取出光的方向的衬底必须透明。在此情况下，使用玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯酸薄膜等具有透光性的材料。
另外，作为填充料4007除了氮或氩等惰性气体之外，还可以使用紫外线硬化树脂或热硬化树脂，即可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯、聚酰亚胺、环氧树脂、硅树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)或EVA(ethylenevinyl acetate，即乙烯-醋酸乙烯酯)。在本实施方式中用氮作为填充料。
另外，若有需要，也可以在发光元件的射出面上适当地提供诸如偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4波片、λ/2波片)、以及颜色滤光片等的光学膜。另外，也可以在偏振片或圆偏振片上设置减反射膜。例如，可以执行防眩处理，该处理利用表面的凹凸来扩散反射光并降低眩光。
再有，图37A和37B示出另外形成信号线驱动电路4003并安装到第一衬底4001上的一例，但是本实施方式不限于该结构。可以另外形成扫描线驱动电路并安装，也可以仅另外形成信号线驱动电路的一部分或扫描线驱动电路的一部分并安装。
本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构组合实施。
实施方式11
根据本发明获得的显示装置等可用于有源矩阵型显示装置模块。换句话说，其显示部分装有上述模块的所有电子产品均可以实施本发明。
作为这种电子产品，可以举出摄像机、数字照相机、头戴式显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、投影机、汽车音响、个人计算机、便携式信息终端(移动计算机、移动电话或电子书等)等。图30A至30D示出了其中的示例。
图30A表示电视装置。如图30A所示，可以将显示模块装入机壳来实现电视装置。安装了FPC的显示面板还称为显示模块。由显示模块形成主屏幕2003，作为其他附属器件还有扬声器部分2009、操作开关等。如此，可以制成电视装置。
如图30A所示，在机壳2001中装入采用显示元件的显示用面板2002，就可开始由接收机2005接收普通的电视广播，而且通过调制解调器2004连接到有线或无线方式的通信网络，从而还可进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间，或者在接收者之间)的信息通信。电视装置的操作可以由装在机壳中的开关或另设的遥控装置2006进行，并且该遥控装置2006也可设有显示输出信息的显示部2007。
另外，除了主屏幕2003以外，电视装置中还可附加有如下结构：用第二显示用面板形成的辅助屏幕2008，用以显示频道或音量等。在该结构中，可以采用视角优良的液晶显示面板形成主画面2003，并采用能够以低耗电量进行显示的发光显示面板形成辅助屏幕。另外，为了优先地减小耗电量，也可以构成为：使用发光显示面板形成主屏幕2003，使用发光显示面板形成辅助屏幕，并且辅助画面能够闪亮显示。
图31是电视装置的主要结构的框图。像素部921形成在显示面板900上。可以采用COG方法将信号线驱动电路922和扫描线驱动电路923安装在显示面板900上。
作为其它外部电路的结构，在该视频信号的输入侧设有视频信号放大电路925、视频信号处理电路926、控制电路927等。其中，视频信号放大电路925放大调谐器924所接收信号中的视频信号，视频信号处理电路926将从视频信号放大电路925输出的信号转换成对应于红、绿、蓝各种颜色的色信号，控制电路927将该视频信号转换成驱动器IC的输入规格。控制电路927将信号输出到扫描线侧和信号线侧。在进行数字驱动的情况下，可以构成为：在信号线侧设置信号分割电路928，并将输入数字信号划分成m个而供给。
由调谐器924接收的信号中的音频信号被发送到音频信号放大电路929，并经过音频信号处理电路930提供给扬声器933。控制电路931从输入部932接收关于接收站台(接收频率)或音量的控制信息，并将信号传送到调谐器924和音频信号处理电路930。
当然，本发明不限于电视装置，还可用于各种用途如个人计算机的监视器、铁路的车站或飞机场等中的信息显示屏、街头的广告显示屏等大面积显示媒体。
图30B表示便携式电话机2301的一例。该便携式电话机2301包含显示部2302、操作部2303等而构成。在显示部2302中，采用上述实施方式中说明的显示装置，从而可以提高量产性。
另外，图30C所示的便携型计算机包含主体2401、显示部2402等。通过对显示部2402采用上述实施方式所示的显示装置，可以提高量产性。
图30D是台式照明灯具，其中包括照明部2501、灯罩2502、转臂2503、支柱2504、基座2505和电源2506，用本发明的发光装置作为照明部2501来制造。再有，照明灯具包括固定到天花板上的照明灯具和壁挂型照明灯具等。通过采用上述实施方式中所示的显示装置，可以提高量产性，并可以提供廉价的台式照明灯具。
本申请根据2007年7月27日在日本专利局受理的日本专利申请2007-196407号而提出，所述申请内容通过参照而纳入本申请中。
Claims (19)
1.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成栅电极；
在所述栅电极上形成绝缘膜；
在所述绝缘膜上形成第一半导体膜；
将第一杂质添加到所述第一半导体膜中，该第一杂质赋予第一导电类型或第二导电类型；
将激光照射到所述第一半导体膜以提高所述第一半导体膜的结晶性；
在所述第一半导体膜上形成缓冲层；
在所述缓冲层上形成第二半导体膜，该第二半导体膜包含赋予所述第一导电类型的第二杂质；以及
在所述第二半导体膜上形成源电极及漏电极，
其中，所述第一半导体膜是微晶半导体膜。
2.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其中，还包括在形成所述第一半导体膜之后及添加所述第一杂质之前，将激光照射到所述第一半导体膜的步骤。
3.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其中，所述第一导电类型是n型，而所述第二导电类型是p型。
4.根据权利要求1所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层是非晶半导体膜。
5.根据权利要求4所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层包含氮或氢。
6.根据权利要求4所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层包含氟、氯、溴或碘。
7.一种显示装置的制造方法，包括如下步骤：
在衬底上形成栅电极；
在所述栅电极上形成绝缘膜；
在所述绝缘膜上形成第一半导体膜，该第一半导体膜包含赋予第一导电类型或第二导电类型的第一杂质；
将激光照射到所述第一半导体膜以提高所述第一半导体膜的结晶性；
在所述第一半导体膜上形成缓冲层；
在所述缓冲层上形成第二半导体膜，该第二半导体膜包含赋予所述第一导电类型的第二杂质；以及
在所述第二半导体膜上形成源电极及漏电极，
其中，所述第一半导体膜是微晶半导体膜。
8.根据权利要求7所述的显示装置的制造方法，其中，所述第一导电类型是n型，而所述第二导电类型是p型。
9.根据权利要求7所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层是非晶半导体膜。
10.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层包含氮或氢。
11.根据权利要求9所述的显示装置的制造方法，其中，所述缓冲层包含氟、氯、溴或碘。
12.一种显示装置，包括：
形成在衬底上的栅电极；
形成在所述栅电极上的绝缘膜；
形成在所述绝缘膜上的第一半导体膜，该第一半导体膜包含赋予第一导电类型或第二导电类型的第一杂质；
形成在所述第一半导体膜上的缓冲层；
形成在所述缓冲层上形成第二半导体膜，该第二半导体膜包含赋予所述第一导电类型的第二杂质；以及
形成在所述第二半导体膜上的源电极及漏电极，
其中，所述第一半导体膜是微晶半导体膜。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一导电类型是n型，而所述第二导电类型是p型。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述缓冲层是非晶半导体膜。
15.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述缓冲层包含氮或氢。
16.根据权利要求14所述的显示装置，其中，所述缓冲层包含氟、氯、溴或碘。
17.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述第一杂质是磷或砷，而所述第二杂质是硼。
18.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述显示装置是液晶显示装置。
19.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述显示装置是发光装置。
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