TW201034202A - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Tetsunori Maruyama
Yuki Imoto
Yuji Asano
Junichi Koezuka
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Description

201034202 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關將氧化物半導體膜用於通道形成區的半 導體裝置及其製造方法。例如，本發明係有關薄膜電晶體 ’或安裝有以含有薄膜電晶體的液晶顯示面板爲代表的電 光裝置作爲部件之電子裝置或具有包含有機發光元件的發 光顯示裝置的電子裝置。 φ 在此說明中，”半導體裝置"是指能夠藉由利用半導體 特性而作用的裝置，因此電光裝置'半導體電路以及應用 半導體元件的電子裝置都是半導體裝置。 【先前技術】 近年來’對在配置爲矩陣狀的每個顯示像素中設置由 薄膜電晶體（以下稱爲TFT)構成的切換元件的主動矩陣 型顯示裝置（諸如’液晶顯示裝置及發光顯示裝置或電泳 〇 顯示裝置）的硏究開發日益火熱。由於主動矩陣型顯示裝 置在各個像素（或每個點）中設置切換元件，從而在增加 像素數的情況下’與單純矩陣方式相比，能夠以低電壓進 行驅動而具有優勢。 另外’將氧化物半導體用於通道形成區來形成薄膜電 晶體（TFT)等’並且將其應用於電子裝置或光裝置的技 術受到關注。例如，可以舉出將Zn0用於通道形成區的 薄膜電晶體、將包含銦、鎵和鋅的氧化物用於通道形成區 的薄膜電晶體。另外’在專利文獻〗和專利文獻2等中揭 -5- 201034202 示有如下技術：將上述將氧化物半導體用於通道形成區的 薄膜電晶體形成在透光基板上，並將它應用於影像顯示裝 置的切換元件等。 專利文獻1日本專利申請公開2 0 0 7 - 1 2 3 8 6 1號公報 專利文獻2日本專利申請公開2007-096055號公報 對於將氧化物半導體用於通道形成區的薄膜電晶體， 要求操作速度快，製造程序相對簡單，並且具有充分的可 靠性。 在形成薄膜電晶體時，包含源極電極及汲極電極的導 電層使用低電阻的金屬材料。尤其是，在製造用來進行大 面積顯示的顯示裝置時，起因於佈線的電阻的信號遲延問 題較爲顯著。所以，佈線或電極的材料較佳使用電阻値低 的金屬材料。但是，當薄膜電晶體採用由金屬材料構成的 源極電極及汲極電極與氧化物半導體層直接接觸的結構時 ，有可能導致接觸電阻增大。另外，可以認爲以下原因是 導致接觸電阻增大的主要原因之一：在源極電極及汲極電 極與氧化物半導體層的接觸面上形成肯特基接面。 【發明內容】 本發明的實施例的目的之一在於提供一種降低了通道 形成區域的氧化物半導體層與源極電極及汲極電極的接觸 電阻的半導體裝置及其製造方法。 另外，本發明的實施例的目的之一還在於減少使用氧 化物半導體的半導體裝置的電特性的變動。例如，在液晶 -6- 201034202 顯示裝置和使用有機發光元件的顯示裝置中，有可 起因於其半導體裝置的電晶體特性的變動的顯示變 其是在具有發光元件的顯示裝置中，當以向像素電 一定的電流的方式設置的TFT (配置在驅動電路中 或向像素中的發光元件供應電流的TFT )的導通電 )的變動性較大時，有可能發生配置在像素中的發 的發光亮度的變動。如上所述，本發明的實施例的 φ 於解決上述問題的至少一個。 以InMO3(ZnO)m(m>0)表示在本發明說明 的氧化物半導體的一個例子。藉由將由該氧化物半 成的薄膜用於通道形成區，以製造薄膜電晶體。另 表示從Ga、Fe、Ni、Mn和Co選出的一種金屬元 種金屬元素。例如，作爲Μ，有時採用Ga，有時， 以外的上述金屬元素諸如Ga和Ni或Ga和Fe等 ，在上述氧化物半導體中，有不僅包含作爲Μ的 _ 素，而且還包含作爲雜質元素的Fe、Ni等其他過 元素或該過渡金屬的氧化物的氧化物半導體。在本 明中，將該薄膜也稱爲包含銦、鎵和鋅的氧化物半 In-Ga-Zn-Ο類非單晶膜。另外，在In-Ga-Ζη-Ο類 膜中含有的鈉（Na)的濃度爲5χ 1 018/cm3以下， lxl018/cm3 以下。 另外，能夠使用如下方法形成優良的導電膜： 氮氣的氛圍中濺射以包含銦、鎵和鋅的氧化物爲成 材，以形成包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜，並且對 能發生 動。尤 極導通 的TFT 流（ϊ ο η 光元件 目的在 中使用 導體構 外，Μ 素或多 2含Ga 。此外 金屬元 渡金屬 發明說 導體或 非單晶 較佳爲 在包含 分的靶 該氧氮 201034202 化物膜進行加熱處理。 因此，只要將包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體層用於 通道形成區，並且在該氧化物半導體層與源極電極及汲極 電極之間插入含有包含銦、鎵和鋅的氧氮化物的緩衝層， 以降低薄膜電晶體的接觸電阻，即可。 另外，至於在包含氮氣的氛圍中濺射以包含銦、鎵和 鋅的氧化物爲成分的靶材而形成的包含銦、鎵和鋅的氧氮 化物膜，沉積氛圍中的氮氣濃度越高，在該氧氮化物膜的 成分中佔有的氮的比率越高而氧的比率越低。由此可知， 氮原子主要取代氧原子，並且價數不同的氮原子取代氧原 子而呈現導電性。 本發明的半導體裝置的實施例是一種具有包含銦、鎵 和鋅的氧化物半導體層的半導體裝置，該方式包括在半導 體層與源極電極及汲極電極之間設置有包含銦、鎵、鋅、 氧和氮的緩衝層的薄膜電晶體及其製造方法。 根據本發明的實施例的薄膜電晶體是一種薄膜電晶體 ’包括：閘極電極；覆蓋閘極電極的閘極絕緣膜；中間夾 著閘極絕緣膜與閘極電極重疊的氧化物半導體層；以及在 氧化物半導體層上端部與閘極電極重疊的第一電極及第二 電極’其中在氧化物半導體層與第一電極之間接觸它們地 設置有第一緩衝層，而在氧化物半導體層與第二電極之間 接觸它們地設置有第二緩衝層，並且第一緩衝層及第二緩 衝層包含銦、鎵、鋅、氧和氮。 根據本發明的實施的薄膜電晶體是一種薄膜電晶體， -8 - 201034202 包括：覆蓋閘極電極的閘極絕緣膜；在閘極絕緣膜例上端 部與閘極電極重疊的第一電極及第二電極；第一電極上的 第一緩衝層；第二電極上的第二緩衝層；以及與第一電極 及第二電極的端部重疊的氧化物半導體層，其中氧化物半 導體層接觸第一電極及第二電極的側表面和第一緩衝層及 第二緩衝層的上表面及側表面，並且第一緩衝層及第二緩 衝層包含銦、鎵、鋅、氧和氮。 Φ 另外，本發明的實施例是上述薄膜電晶體，其中相對 於緩衝層含有的氧（〇)的氮（N)的比率（N/O )爲5原 子％以上且80原子％以下。 另外，本發明的實施例是上述薄膜電晶體，其中氧化 物半導體層包含銦、鎵和鋅。 另外，本發明的實施例是一種半導體裝置的製造方法 ，包括如下步驟：在基板上形成閘極電極；在閘極電極上 形成閘極絕緣膜；在聞極絕緣膜上形.成與閘極電極重疊之 φ 包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體層；在氧化物半導體層上 形成緩衝層；以及在緩衝層上形成第一電極及第二電極， 其中緩衝層藉由在包含氮氣的氛圍中濺射以包含銦、鎵和 鋅的氧化物爲成分的靶材而形成。 另外，本發明的實施例是一種半導體裝置的製造方法 ’包括如下步驟：在基板上形成閘極電極；在閘極電極上 形成閘極絕緣膜；在閘極絕緣膜上形成其端部與閘極電極 重疊的第一電極及第二電極；在第一電極及第二電極上形 成緩衝層；以及在緩衝層上形成包含銦、鎵和鋅的氧化物 -9 - 201034202 半導體層，其中緩衝層藉由在包含氮氣的氛圍中濺射以包 含銦、鎵和鋅的氧化物爲成分的靶材而形成。 根據本發明的實施例，能夠得到一種寄生電阻小並且 開關（on/off)比高的薄膜電晶體。因此，可以提供電氣 特性高且可靠性良好的半導體裝置。 【實施方式】 以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施例。但是， 本發明不局限於以下的說明，所屬技術領域的技術人員可 以很容易地理解一個事實，就是其方式和詳細內容可以被 變換爲各種各樣的形式而不脫離本發明的宗旨及其範圍。 因此，本發明不應該被解釋爲僅限定在以下所示的實施模 式所記載的內容中。注意，在以下所說明的本發明的結構 中，在不同的附圖中共同使用相同的附圖標記來表示相同 的部分或具有相同功能的部分，而省略其重複說明。 實施例1 在本實施例中，說明半導體裝置的薄膜電晶體及其製 造程序。具體地說，說明具有薄膜電晶體的顯示裝置的像 素部的製造程序。 圖1 A和1 B示出本實施例的薄膜電晶體。圖1 A是俯 視圖，而圖1 B是沿圖1 A的A 1 -A2及B 1 -B2的剖面圖。 圖1 A和1 B所示的薄膜電晶體1 5 〇的氧化物半導體 層113設置爲在彼此相對的第一電極115a及第二電極 -10- 201034202 1 1 5 b下隔著閘極絕緣膜覆蓋閘極電極n i。就是說，氧化 物半導體層113設置爲與閘極電極ni重疊並接觸閘極絕 緣膜〗〇2的上表面部和緩衝層（1 i4a及1 14b )的下表面 部。這裏，緩衝層114a層疊在第一電極ii5a與氧化物半 導體層113之間，與此同樣，緩衝層114b層疊在第二電 極1 1 5b與氧化物半導體層1 1 3之間。 氧化物半導體層由In-Ga-Zn-Ο類非單晶膜構成。In-φ Ga-Ζη-Ο類非單晶膜的組成比率隨沉積條件而變化。使用 金屬氧化物的組成比率爲ln203 : Ga203 : ZnO=l : 1 : 1的 祀材（金屬元素的組成比率爲In: Ga: Zn=l: 1: 0.5) ，藉由濺射法進行沉積。這裏，以氬氣流量40 seem的沉 積條件爲條件1，而以氬氣流量10 seem及氧流量5 seem 的沉積條件爲條件2。 在使用電感耦合電漿質譜法（IC P - M S )測定在不同 的沉積條件下形成的氧化物半導體膜的組成比率的情況下 φ ，典型的氧化物半導體膜的組成比率爲：在條件1下沉積 的情況下，InGaG.95，ZnG.41，03.33 ;在條件2下沉積的情 況下，InGa〇,94，Zn〇.4〇，〇3.3i。 另外，將測定方法轉換爲盧瑟福背向散射分析法（ RBS)而量化的典型的氧化物半導體膜的組成比率爲：在 條件1下沉積的情況下，InGa〇.93，ZnQ.44，03.49 ;在條件 2 下沉積的情況下，I n G a 〇. 9 2，Ζ η 〇. 4 5，Ο 3.8 6。 另外，對藉由濺射法形成的氧化物半導體膜進行200 °(：至500°C，典型爲3 00°C至400°C的熱處理10分鐘至 -11 - 201034202 100分鐘。藉由進行X射線繞射法（XRD)的分析，能夠 觀察到非晶結構，而得到非單晶膜。 在氧化物半導體層113與第一電極115a之間接觸它 們地設置有緩衝層IMa，而在氧化物半導體層113與第 二電極1 1 5b之間接觸它們地設置有緩衝層n 4b。另外， 緩衝層（114a及114b)由包含銦、鎵和鋅的氧氮化物構 成，其導電率高於氧化物半導體層113。因此，在本實施 例的薄膜電晶體150中，緩衝層（114a及114b)發揮與 電晶體的源極區及汲極區相同的功能。 如上所述，藉由在氧化物半導體層113與第一電極 115a之間及所述氧化物半導體層113與第二電極115b之 間設置其導電率高於氧化物半導體層的緩衝層（1 1 4a及 1 1 4b )’能夠使薄膜電晶體1 5 0穩定地操作。另外，接面 洩漏下降，從而能夠提高薄膜電晶體1 5 0的特性。 以下，參照圖2 A至3 C說明圖1A和1B所示的薄膜 電晶體150的製造方法。 在圖2A中，作爲基板1〇〇，可以使用藉由熔化法或 浮法製造的無鹼玻璃基板例如鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸 鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃等；或陶瓷基板，還可以使用具有 可耐受本製造程序的處理溫度的耐熱性的塑膠基板等。例 如，較佳使用作爲成分比氧化鋇（BaO )的含量多於硼酸 (B2〇3 )的含量，應變點爲73 0 t以上的玻璃基板。這是 因爲即使在700°C左右的高溫下對氧化物半導體層進行熱 處理，玻璃基板不會彎曲的緣故。 -12- 201034202 此外，還可以使用在不銹鋼合金等金屬基板表面上設 置絕緣膜的基板。在基板100爲母玻璃的情況下，基板 100的尺寸可以採用第一代（ 320mmx400mm)、第二代（ 400mmx500mm )、第二代(5 5 0mmx 650mm)、第四代( 680mmx880mm 或 730mmx920mm ) 、第五代（ 1000mmxl200mm 或 1 100mmxl250mm )、第六代( 1500mmxl800mm )、第七代(1 9 00m m x 2 2 0 0 mm )、第八 ^^代(2 1 60mmx2460mm )、第九代（ 2400mmx2800mm 或 2450mmx3050mm )、第十代(2 9 5 0mm x 3 4 0 0mm )等 ° 此外，也可以在基板100之上形成用作基底膜的絕緣 膜。作爲基底膜，藉由CVD法或濺射法等形成氧化矽膜 、氮化矽膜、氧氮化矽膜或氮氧化矽膜的單層或疊層，即 可 ° 接著，形成用作包括閘極電極1 11的閘極佈線、電容 器佈線和端子部的導電膜。導電膜可以使用鈦（Ti )、鉬 φ (TO 、鎢（W)、鉬（Mo)、鉻（Cr)、鉑（Pt) '銅 (Cu )、金（Au )、銀（Ag )等。尤其是，該導電膜較 佳由鋁（A1 )和銅（Cu )等低電阻導電材料形成，然而’ 當僅採用鋁單質時耐熱性很低且有容易腐蝕等問題，所以 較佳與耐熱性導電材料組合來形成導電膜。 作爲導電膜，較佳使用添加有鈦（Ti )、鉬（Ta ) ' 鎢（W)、鉬（Mo)、絡（Cr) '銳（Nd)、銃（Sc) 、鎳（Ni )、鈾（Pt )、銅（Cu )、金（Au )、銀（Ag )、錳（Μη )、碳（C )或矽（Si )等元素的以鋁爲主要 -13- 201034202 成分的膜、以追些兀素爲主要成分的合金材料或添加有化 合物的鋁合金。 另外’還可以在低電阻導電膜上層疊由耐熱導電材料 構成的導電膜而使用。作爲耐熱導電材料，使用從鈦（Ti )、鉬（Ta)、鎢（W)、鉬（Mo)、鉻（Cr)、銨（ Nd )和航（Sc )選出的元素、以所述元素爲成分的合金 、組合所述元素的合金膜、或以所述元素爲成分的氮化物 而形成。 另外’還可以使用透明導電膜，作爲其材料還可以使 用氧化銦氧化錫合金（In203-Sn02，簡稱爲ITO)、含有 矽或氧化矽的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅等。 藉由濺射法或真空蒸鑛法，形成50 nm以上且300 nm以下厚的用作閘極電極1丨丨的導電膜。藉由將用作閘 極電極111的導電膜的厚度設定爲300 nm以下，能夠防 止以後形成的半導體膜和佈線的斷路。另外，藉由將用作 閘極電極111的導電膜的厚度設定爲50 nm以上，可以降 低閘極電極11 1的電阻，並可以實現大面積化。 在本實施例中，在基板100的整個表面上藉由濺射法 層疊以鋁爲第一成分的膜和鈦膜作爲導電膜。 接著，使用抗蝕劑掩罩，該抗蝕劑掩罩使用本實施例 中的第一光罩而形成，藉由蝕刻去除形成在基板100上的 導電膜的不需要的部分，以形成佈線和電極（包括閘極電 極π 1的閘極佈線、電容器佈線和端子）。此時，藉由蝕 刻，至少將閘極電極1 1 1的端部形成爲錐形。 -14· 201034202 接著，形成閘極絕緣膜1 〇 2 °作爲用作鬧極絕緣膜 1 02的絕緣膜的例子，可以舉出氧化矽膜、氮化矽膜、氧 氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜 '氧化鎂膜 、氧化釔膜、氧化铪膜、氧化鉅膜。 在此，氧氮化矽膜是指具有如下組成的膜：氧的含量 比氮的含量多，並且，在5 5原子％至6 5原子％的濃度範 圍內包含氧，在1原子％至20原子％的濃度範圍內包含氮 φ ，在25原子％至35原子％的濃度範圍內包含矽’在 原子％至1 0原子％的濃度範圍內包含氫。另外，氮氧化矽 膜爲在其組成中氮含量高於氧含量的膜’其中以15原子 %至3 0原子％的濃度範圍包含氧’以2 0原子％至3 5原子 %的範圍包含氮，以2 5原子％至3 5原子％的範圍包含矽 ，以1 5原子％至25原子％的範圍包含氫。 閘極絕緣膜102既可由單層構成，又可由兩層或三層 的絕緣膜的疊層構成。例如，在使用氮化矽膜或氮氧化矽 Φ 膜形成接觸基板的閘極絕緣膜1 02的情況下，能夠提高基 板1 00與閘極絕緣膜1 02的黏合力，另外，能夠防止來自 基板1〇〇的雜質擴散到氧化物半導體層113，再者，能夠 防止包括閘極電極1 1 1的導電層的氧化。也就是說，能夠 防止膜剝離，並能夠提高之後形成的薄膜電晶體的電特性 〇 另外，閘極絕緣膜102的厚度爲50 nm至250 nm。 藉由將閘極絕緣膜的厚度設定爲50 nm以上，能夠覆蓋包 括閘極電極1 1 1的導電層的凹凸不平，因此是較佳的。 -15- 201034202 在本實施例中，藉由電漿CVD法或濺射法，形成 100 nm厚的氧化矽膜作爲閘極絕緣膜102。圖2A示出此 時的剖面圖。 接著，還可以對形成氧化物半導體膜之前的閘極絕緣 膜102進行電漿處理。在本實施例中，將氧氣和氬氣引入 到搬入了基板的濺射裝置，產生電漿，並且對露出的閘極 絕緣膜102的表面進行反向濺射（reverse sputtering)， 來照射氧自由基、氧等。像這樣，去除附著於表面的灰塵 〇 在被進行了電漿處理的閘極絕緣膜102不暴露於空氣 的狀態下在其上形成氧化物半導體膜。從避免灰塵和水分 附著於閘極絕緣膜1 02與氧化物半導體膜的介面的觀點來 看，在被進行了電漿處理的閘極絕緣膜102不暴露於空氣 的狀態下形成氧化物半導體膜是有效的。另外，氧化物半 導體膜的沉積既可使用與先進行反向濺射的處理室同一處 理室，又可使用與先進行反向濺射的處理室不同的處理室 ，只要在不暴露於空氣的狀態下被沉積。 在本實施例中，使用直徑8英寸的包含In、Ga以及 Zn的氧化物半導體靶材（作爲組成比率，ln203 : Ga203 :ZnO = l : 1 : 1 )來沉積氧化物半導體膜。使用濺射法作 爲沉積方法，將基板和靶材之間的距離設定爲1 70 mm， 將壓力設定爲0.4 Pa，將直流（DC )電源設定爲〇·5 kW ，並且在氬或氧氛圍中實施沉積。另外，藉由使用脈衝直 流（DC )電源，能夠減少灰塵，並且膜厚度的分佈也均 -16- 201034202 勻，因此是較佳的。將氧化物半導體膜的厚度設定爲5 nm至200 nm。在本實施例中’氧化物半導體膜的厚度爲 1 00 nm 〇 緩衝層使用包含銦、鎵和辞的導電氧氮化物。用作緩 衝層的包含銦、鎵和鋅的導電氧氮化物中的相對於氧（〇 )的氮（N )的比率（N/O )在5原子％以上且8 0原子％ 以下的範圍’較佳在10原子％以上且50原子％以下的範 φ 圍。用作緩衝層的包含銦、鎵和鋅的導電氧氮化物膜藉由 如下方法形成：在包含氮的氛圍中使用以包含銦、鎵和鋅 的氧化物爲成分的靶材藉由濺射法來實施沉積’並且進行 加熱處理。 在本實施例中，使用將包含銦、鎵和鋅的氧化物燒結 而形成的直徑12英寸的靶材（ln203: Ga203: ZnO = l: 1 :1)，將基板和靶材之間的距離設定爲60 mm’將壓力 設定爲〇.4Pa，將直流（DC)電源設定爲0.5 kW’並且在 φ 氬與氮的混合氣體氛圍中實施沉積。氧氮化物膜的厚度爲 2 nm至100 nm。將混合氣體的總流量設定爲40 seem， 並混合1 seem至40 seem的氮氣來實施沉積。在本實施 例中，用作緩衝層的導電氧氮化物膜的厚度爲5 nm。 另外，較佳地是，在沉積氧化物半導體膜之後，將它 ¥暴露於空氣地連續沉積氧氮化物膜。在本實施例中’說 明使用多個沉積室由裝載鎖定室分離並藉由搬運室連接的 多室型濺射裝置在不同的沉積室中來沉積氧化物半導體膜 和氧氮化物膜的方式。另外，還可以在同一個沉積室中改 -17- 201034202 變沉積氛圍來沉積氧化物半導體膜和氧氮化物膜。具體地 說，可以在氬或包含氧的氛圍中沉積氧化物半導體膜，並 且在氬與氮的混合氣體氛圍中沉積導電氧氮化物膜。另外 ，還可以在不同的沉積氛圍中濺射具有同一個成分的靶材 ，以分別形成氧化物半導體膜和氧氮化物膜。如果在同一 個沉積室中改變沉積氛圍來分別形成氧化物半導體膜和氧 氮化物膜，不需要將基板搬運到另一沉積室，從而不僅能 夠縮短製造時間，而且還能夠使用小型沉積裝置。另外， 藉由使用脈衝直流（DC )電源，能夠減少灰塵，並且膜 厚度的分佈也均勻，因此是較佳的。 如果包含銦、鎵和鋅的氧氮化物含有的氮的比率過低 ，即使進行加熱處理也會導致載子產生的不足，從而不能 充分提高導電率。另一方面，如果包含銦、鎵和鋅的氧氮 化物含有的氮的比率過高，即使進行加熱處理也會導致缺 陷的增加，從而不能充分提高導電率。根據上述理由，用 作緩衝層的包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜中的相對於氧（ 〇 )的氮（N )的比率（N/0 )應該在適當的範圍。 在形成包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜之後，需要對該 氧氮化物膜進行加熱處理，以提高導電率。較佳進行200 °C至600°C，典型爲 300 °C至500°C的加熱處理。在本實 施例中，將包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜放在爐中，在氮 氛圍中或空氣氛圍中進行3 5 0 °C的熱處理1小時。藉由進 行該熱處理，構成氧氮化物膜的In-Ga-Zn-O-N類非單晶 膜的原子級重新排列。由於藉由該熱處理釋放阻擋載子的 -18- 201034202 遷移的應變，因此在此進行的熱處理（還包括光退火）很 重要。另外，只要是形成導電氧氮化物膜之後的步驟，就 能夠在任一步驟中進行對導電氧氮化物膜的熱處理。例如 ，既可以以之後進行的對氧化物半導體膜的加熱處理作爲 對導電氧氮化物膜的熱處理，又可以在以下形成像素電極 1 28之後進行對導電氧氮化物膜的熱處理。 接著，使用抗蝕劑掩罩131，該抗蝕劑掩罩使用第二 n 光罩而形成，藉由蝕刻去除氧化物半導體膜和用作緩衝層 114的氧氮化物膜的不需要的部分。在本實施例中，藉由 進行使用ITO〇7N (日本關東化學株式會社製造）的濕式 蝕刻去除不需要的部分。另外，對氧化物半導體膜和用作 緩衝層1 1 4的氧氮化物膜的蝕刻不局限於濕式蝕刻，還可 以採用乾式蝕刻。圖2Β示出此時的剖面圖。 接著，在緩衝層1 1 4和閘極絕緣膜1 02上藉由濺射法 或真空蒸鍍法形成導電膜105。作爲導電膜105的材料， # 可以使用與關於閘極電極1 1 1的記載相同的材料。另外， 在進行200°C至600°c的熱處理的情況下，較佳使導電膜 具有承受該熱處理的耐熱性。 在本實施例中，作爲導電膜105，採用Ti膜、層疊 在該Ti膜之上的包含Nd的鋁（Al-Nd)膜和形成在其之 上的T i膜的三層結構。另外，作爲導電膜10 5，可以採 用兩層結構，還可以在以鋁爲第一成分的膜之上層疊鈦膜 。另外’作爲導電膜1 〇5，還可以採用由含有矽的以鋁爲 第一成分的膜構成的單層結構或由鈦膜構成的單層結構。 -19- 201034202 圖2C示出此時的剖面圖。 接著，使用抗蝕劑掩罩1 3 2，該抗蝕劑掩罩使用 光罩而形成，藉由蝕刻去除導電膜105的不需要的部 以形成佈線和電極（信號線、電容器佈線、包括第一 115a及第二電極115b的電極和端子）（參照圖3A) 爲此時的蝕刻方法，採用濕式蝕刻或乾式蝕刻。在本 例中，藉由以SiCl4、Cl2與BC13的混合氣體爲反應 的乾式蝕刻，蝕刻依次層疊A1膜和Ti膜的導電膜來 第一電極115a及第二電極115b。 接著，使用與蝕刻導電膜1 05的步驟相同的抗蝕 罩132蝕刻緩衝層114。在本實施例中，在蝕刻導電 後，繼續進行乾式蝕刻來去除不需要的部分，以形成 層1 1 4a及1 1 4b。另外，此時的蝕刻不局限於乾式蝕 而還可以使用濕式蝕刻。在採用濕式蝕刻的情況下， 可以使用ITO07N(日本關東化學株式會社製造）。 ，在對緩衝層114的蝕刻步驟中，氧化物半導體層11 露出區域隨蝕刻條件而部分地被蝕刻。因此，氧化物 體層113之不與緩衝層114a及緩衝層114b重疊的一 如圖3A所示那樣成爲厚度薄的區域。 接著，對露出的氧化物半導體層113進行電漿處 藉由進行電漿處理，能夠恢復在氧化物半導體層1 1 3 生的蝕刻導致的損傷。在02氛圍中、N20氛圍中， 在包含氧的N2、包含氧的He或包含氧的Ar氛圍中 行電漿處理。另外，還可以在對上述氛圍添加Cl2、 第三 分， 電極 。.作 實施 氣體 形成 劑掩 膜之 緩衝 刻， 例如 另外 3的 半導 部分 理。 中產 較佳 ，進 CF4 201034202 的氛圍中進行電漿處理。另外，較佳在無偏壓的狀態下進 行電漿處理。 接著，較佳進行200 °C至600 °C ’典型爲300 °C至500 °(：的熱處理。在本實施例中，將氧化物半導體膜放在爐中 ，在氮氛圍中或空氣氛圍中進行3 50°C的熱處理1小時。 藉由進行該熱處理，構成氧化物半導體膜的In-Ga-Zn-O 類非單晶膜的原子級重新排列。由於藉由該熱處理釋放阻 φ 擋載子的遷移的應變，因此在此進行的熱處理（還包括光 退火）很重要。另外，只要是形成氧化物半導體膜之後的 步驟，就能夠在任一步驟中進行熱處理。例如，可以在以 下形成像素電極128之後進行熱處理。 藉由上述步驟，能夠製造以氧化物半導體層1 1 3爲通 道形成區的薄膜電晶體150。 接著，形成覆蓋薄膜電晶體1 50的層間絕緣膜1 〇9。 作爲層間絕緣膜1 09，可以使用藉由濺射法等而得到的氮 〇 化矽膜、氧化矽膜、氧氮化矽膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、 氧化鉬膜等。 接著，使用抗蝕劑掩罩，該抗蝕劑掩罩使用本實施例 中的第四光罩而形成，蝕刻層間絕緣膜1 0 9，來形成到達 佈線和第二電極1 1 5 b的接觸孔（1 2 4及1 2 5 )。另外，較 佳地是，使用同一個抗蝕劑掩罩進一步蝕刻閘極絕緣膜 1 02，而形成到達佈線1 1 8的接觸孔1 2 6。圖3 B示出此時 的剖面圖。 接著，在去除抗蝕劑掩罩之後，形成用作像素電極 -21 - 201034202 128的透明導電膜。作爲透明導電膜的材料，使用氧化銦 (Iri2〇3)、氧化銦氧化錫合金（in2〇3_sn〇2、簡稱爲〖το )等利用濺射法、真空蒸鍍法等形成。這種材料的餓刻處 理使用鹽酸類溶液來進行。然而，由於尤其是IT〇的蝕刻 容易產生殘渣’所以爲了改善蝕刻處理性，也可以使用氧 化銦氧化鋅合金（Ιη203-Ζη0)。 接著，使用抗蝕劑掩罩’該抗蝕劑掩罩使用第五光罩 而形成’蝕刻透明導電膜，去除不需要的部分，以形成像 素電極1 2 8。另外，還可以以閘極絕緣膜丨〇 2和層間絕緣 膜109作爲電介質而由電容器佈線123和像素電極128形 成儲存電容器部。另外，在端子部中保留透明導電膜，來 形成用來連接於FPC的電極或佈線、用作源極佈線的輸 入端子的連接用端子電極。圖3C示出此時的剖面圖。 像這樣，藉由在薄膜電晶體上形成像素電極，能夠製 造具有η通道薄膜電晶體的顯示裝置的像素部。本實施例 所示的薄膜電晶體具有中間夾著其導電率高於氧化物半導 體層的使用包含銦、鎵和鋅的導電氧氮化物的緩衝層電連 接氧化物半導體層與第一電極及第二電極的結構’從而能 夠進行穩定操作。因此’能夠提高顯示裝置的功能’並能 夠實現操作的穩定化。就是說’根據本實施例所示的步驟 ，能夠製造提高顯示裝置的功能並實現操作的穩定化的主 動矩陣型顯示裝置用基板。 實施例2 -22- 201034202 在本實施例中，說明半導體裝置的薄膜電晶體及其製 造程序。具體地說，說明具有薄膜電晶體的顯示裝置的像 素部的製造程序。 圖4A和4B示出本實施例的薄膜電晶體。圖4A是平 面圖，而圖4B是沿圖4A的A1-A2及B1-B2的剖面圖。 圖4A和4B所示的薄膜電晶體151，在基板100上形 成有閘極電極1 1 1，在閘極電極1 1 1上形成有閘極絕緣膜 φ 102，並且在閘極絕緣膜102上形成有其端部與閘極電極 111重疊之用作源極電極及汲極電極的第一電極115a及 第二電極115b。氧化物半導體層113設置爲與閘極電極 111重疊並接觸閘極絕緣膜102、第一電極115a及第二電 極115b的側表面部、形成在第一電極115a及第二電極 1 1 5 b上的緩衝層（1 1 4 a及1 1 4b )的側表面部及上表面部 〇 換句話說，在包括薄膜電晶體1 5 1的所有區域中存在 φ 著閘極絕緣膜1 02，並且在閘極絕緣膜1 02與基板1 00之 間設置有閘極電極1 1 1。在閘極絕緣膜1 02上設置有用作 源極電極及汲極電極的第一電極ll5a及第二電極115b和 佈線，在第一電極l〗5a及第二電極115b上設置有氧化物 半導體層113，在氧化物半導體層113與第一電極115a 之間設置有緩衝層11 4a，在氧化物半導體層1 1 3與第二 電極1 1 5b之間設置有緩衝層1 1 4b，並且佈線延伸在氧化 物半導體層的周圍部的外側。 在本實施例中，薄膜電晶體151的源極區及汲極區具 -23- 201034202 有如下結構：從閘極絕緣膜1 〇2側層疊有第一電極 、緩衝層1 14a和氧化物半導體層1 13的結構；從閘 緣膜102側層疊有第二電極1 15b、緩衝層1 14b和氧 半導體層1 13的結構。 以下，參照圖5A至5C及6A至6C說明圖4A利 所示的薄膜電晶體151的製造方法。 作爲在本實施例中使用的基板100，可以使用與 例1相同的基板。另外，還可以形成絕緣膜作爲基底丨 用作閘極電極111的導電膜使用與實施例1相同 法而形成。在本實施例中，使用藉由濺射法層疊以鋁 一成分的膜和鈦膜而形成的導電膜作爲用作閘極電極 的導電膜。接著，使用抗蝕劑掩罩，該抗蝕劑掩罩使 實施例中的第一光罩而形成，藉由蝕刻去除形成在 1 00上的導電膜的不需要的部分，以形成佈線和電極 括閘極電極1 1 1的閘極佈線、電容器佈線和端子）。 ’藉由蝕刻，至少將閘極電極1 1 1的端部形成爲錐形 本實施例的閘極絕緣膜1 02使用與實施例1相同 法而形成。在本實施例中，藉由電槳CVD法或濺射 形成1 00 nm厚的氧化矽膜作爲閘極絕緣膜1 〇2。 用作佈線和電極的導電膜1 〇 5使用與實施例1相 導電材料。用作源極電極及汲極電極的導電膜的厚度 爲50 nm以上且500 nm以下。藉由將該導電膜的厚 定爲50 0 nm以下，對防止之後形成的半導體膜和佈 斷路有效。另外’導電膜1〇5藉由濺射法或真空蒸鍍 115a 極絕 化物 3 4B 實施 漠。 的方 爲第 111 用本 基板 (包 此時 〇 的方 法， 同的 較佳 度設 線的 法而 201034202 形成。在本實施例中，作爲導電膜1〇5，採用 疊在該Ti膜之上的包含Nd的鋁（Al_Nd)膜 之上的Ti膜的三層結構。 接著，形成用作緩衝層的導電氧氮化物膜 地是’不將沉積後的導電膜105暴露於空氣地 作緩衝層的導電氧氮化物膜104。藉由連續沉 止導電膜與用作緩衝層的導電氧氮化物膜104 φ 氣污染。 在本實施例中，用作緩衝層的導電氧氮化 由如下方法形成：在與實施例1相同的條件下 銦、鎵和鋅的氧化物燒結而形成的靶材（In2C ZnO=l ： 1 ： 1 )，以形成導電氧氮化物膜。在 ，用作緩衝層的導電氧氮化物膜的厚度爲10 示出此時的剖面圖。 在形成包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜之後 Φ 氧氮化物膜進行加熱處理，以提高導電率。較 °C至6 00°c，典型爲3 00°c至5 00°c的加熱處 施例中，將包含銦、鎵和鋅的氧氮化物膜放在 氛圍中或空氣氛圍中進行3 5 0 °C的熱處理1小 行該熱處理，構成氧氮化物膜的In-Ga-Zn-O-: 膜的原子級重新排列。由於藉由該熱處理釋放 遷移的應變，因此在此進行的熱處理（還包括 重要。另外，只要是形成導電氧氮化物膜之後 能夠在任一步驟中進行對導電氧氮化物膜的熱
Ti膜、層 和形成在其 1 0 4。較佳 連續沉積用 積，能夠防 的介面被空 物膜104藉 濺射將包含 ,3 : G a 2 〇 3 * 本實施例中 nm。圖 5A ，需要對該 佳進行200 理。在本實 爐中，在氮 時。藉由進 N類非單晶 阻擋載子的 光退火）很 的步驟，就 處理。例如 -25- 201034202 ，既可以以之後進行的對氧化物半導體膜的加熱處理作爲 對導電氧氮化物膜的熱處理，又可以在以下形成像素電極 1 2 8之後進行對導電氧氮化物膜的熱處理。 接著，使用本實施例的第二光罩在用作緩衝層的導電 氧氮化物膜1 〇4上形成抗蝕劑掩罩1 3 1。使用抗蝕劑掩罩 131選擇性地去除導電氧氮化物膜104的不需要的部分， 以形成緩衝層（1 14a及1 14b )(參照圖5B )。作爲此時 的蝕刻方法，採用濕式飩刻或乾式蝕刻。在本實施例中， 使用ITO07N (日本關東化學株式會社製造）進行濕式蝕 刻來形成緩衝層（1 14a及1 14b )。 接著，使用同一個抗蝕劑掩罩131去除導電膜1〇5的 不需要的部分，以形成第一電極115a及第二電極115b。 在本實施例中，藉由以SiCl4、Cl2與BC13的混合氣體爲 反應氣體的乾式蝕刻，蝕刻依次層疊A1膜和Ti膜的導電 膜來形成第一電極115a及第二電極115b。另外，此時的 蝕刻不局限於乾式蝕刻，而還可以使用濕式蝕刻。圖5 B 示出此時的剖面圖。 另外，還可以在形成氧化物半導體膜1 03之前對緩衝 層（1 14a及1 14b )和閘極絕緣膜102進行電漿處理。在 本實施例中，將氧氣和氬氣引入到載入了基板的濺射裝置 ，以產生電漿，並且對露出的閘極絕緣膜1 02的表面進行 反向濺射，來照射氧自由基和氧等。像這樣，能夠去除附 著於表面的灰塵。 在進行電漿處理的情況下，不將處理表面暴露於空氣 -26- 201034202 地沉積包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體膜103。從避免灰 塵附著於緩衝層（114a及114b)與氧化物半導體膜103 的介面或閘極絕緣膜102與氧化物半導體膜103的介面的 觀點來看，在進行電漿處理後不暴露於空氣地沉積氧化物 半導體膜103是有效的。另外，氧化物半導體膜103的沉 積既可使用與先進行反向濺射的處理室同一處理室，又可 使用與先進行反向濺射的處理室不同的處理室，只要在不 φ 暴露於空氣的狀態下被沉積。 沉積氧化物半導體膜1 03。在本實施例中，使用直徑 8英寸的包含In、Ga和Zn的氧化物半導體靶材（組成比 率ln203: Ga203: ZnO=l: 1: 1)，將基板和靶材之間的 距離設定爲170 mm，將壓力設定爲0·4 Pa ’將直流（DC )電源設定爲〇.5 kW，並且在氬或氧氛圍中實施沉積。 另外，藉由使用脈衝直流（DC )電源，能夠減少灰塵， 並且膜厚度的分佈也均勻，因此是較佳的。將氧化物半導 φ 體膜的厚度設定爲5 nm至200 nm。在本實施例中’氧化 物半導體膜的厚度爲1 00 nm。圖5C示出此時的剖面圖。 接著，使用抗蝕劑掩罩1 32，該抗蝕劑掩罩使用第三 光罩而形成，藉由蝕刻去除氧化物半導體膜1 〇3和用緩衝 層（114a及114b)的不需要的部分。在本實施例中，藉 由進行使用ITO07N (日本關東化學株式會社製造）的濕 式蝕刻去除不需要的部分。另外，對氧化物半導體膜1 〇3 和緩衝層（1 1 4a及1 1 4b )的蝕刻不局限於濕式蝕刻’還 可以採用乾式蝕刻。圖6A示出此時的剖面圖。 -27- 201034202 接著，與實施例1同樣地對氧化物半導體層1 1 3進行 電漿處理。藉由進行電漿處理，能夠恢復氧化物半導體層 1 1 3的背面通道部的損傷。 接著，較佳地是，與實施例1同樣地進行2 0 0 °C至 600°C，典型爲300°C至500°C的熱處理。另外，只要是形 成氧化物半導體膜之後的步驟，就能夠在任一步驟中進行 熱處理。例如，可以在以下形成像素電極1 28之後進行熱 處理。 藉由上述步驟，能夠製造以氧化物半導體層113爲通 道形成區的薄膜電晶體1 5 1。 接著，與實施例1同樣地形成覆蓋薄膜電晶體1 5 1的 層間絕緣膜1 0 9。 接著，使用抗蝕劑掩罩，該抗蝕劑掩罩使用本實施例 中的第四光罩而形成，蝕刻層間絕緣膜1 09，來形成到達 佈線和第二電極115b的接觸孔（124及125)。另外，較 佳地是’使用同一個抗蝕劑掩罩進一步蝕刻閘極絕緣膜 1 02，而形成到達佈線1 1 8的接觸孔1 2 6。圖6 B示出此時 的剖面圖。 接著’與實施例1同樣地在去除抗蝕劑掩罩之後，形 成用作像素電極128的透明導電膜。 接著，與實施例1同樣地使用抗蝕劑掩罩，該抗蝕劑 掩罩使用第五光罩而形成，蝕刻透明導電膜，去除不需要 的部分’以形成像素電極128。另外，形成儲存電容器部 和端子電極。圖6C示出此時的剖面圖。 201034202 像這樣，藉由在薄膜電晶體上形成像素電極’能夠製 造具有η通道薄膜電晶體的顯示裝置的像素部。本實施例 所示的薄膜電晶體具有中間夾著其導電率高於氧化物半導 體層的使用包含銦、鎵和鋅的導電氧氮化物膜的緩衝層電 連接氧化物半導體層與第一電極及第二電極的結構’從而 能夠進行穩定操作。因此，能夠提高顯示裝置的功能’並 能夠實現操作的穩定化。就是說’根據本實施例所示的步 φ 驟，能夠製造提高顯示裝置的功能並實現操作的穩定化的 主動矩陣型顯示裝置用基板。 實施例3 以下，說明作爲本發明的實施例使用與實施例2相同 的方法而製造的兩個η通道薄膜電晶體構成反相器電路的 例子。 使用反相器電路、電容器、電阻器等構成用來驅動像 φ 素部的驅動電路。有組合兩個η通道TFT形成反相器電 路的情況、組合強化型電晶體和空乏型電晶體形成反相器 電路的情況（以下稱爲"EDMOS電路"）、使用強化型 TFT形成反相器電路的情況（以下稱爲"EEMOS電路"） 。注意’在η通道TFT的臨界電壓是正的情況下，定義 爲強化型電晶體，而在n通道TFT的臨界電壓是負的情 況下’定義爲空乏型電晶體。在本發明說明中按照該定義 進行描述。 將像素部和驅動電路形成在同一基板上，並且在像素 -29- 201034202 部中’使用配置爲矩陣狀的強化型電晶體切換對像素電極 的電壓施加的導通及截止。這種配置在像素部的強化型電 晶體是使用氧化物半導體的本發明的實施例的薄膜電晶體 ’在其電特性中，當閘極電壓是±2 0V時，導通截止比（ on/off ratio )是1 09以上’所以洩漏電流少且可以實現低 耗電量驅動。 圖24A示出驅動電路的反相器電路的剖面結構。在 圖24A中’在基板400上設置第一閘極電極401及第二 閘極電極402。可以使用鉬、鈦、鉻、钽、鎢、鋁、銅、 钕'銃等的金屬材料或以這些材料爲主要成分的合金材料 ，以它們的單層或疊層形成第一閘極電極401及第二閘極 電極4 0 2。 例如’作爲應用於第一閘極電極401及第二閘極電極 4 0 2的導電膜’較佳採用在鋁層上層疊鉬層的兩層結構、 在銅層上層疊鉬層的兩層結構、在銅層上層疊氮化鈦層或 氮化钽層的兩層結構、層疊氮化鈦層和鉬層的兩層結構。 另外’作爲三層的疊層結構’較佳採用鎢層或氮化鎢層、 鋁和矽的合金層或鋁和鈦的合金層、氮化鈦層或鈦層的疊 層。 另外’在覆蓋第一閘極電極401及第二閘極電極402 的閘極絕緣膜4 0 3上設置有第一佈線4 〇 9、第二佈線4 i 〇 和第三佈線4 1 1 ’並且在第二佈線4丨〇藉由形成在閘極絕 緣膜403的接觸孔4〇4與第二閘極電極4〇2直接連接。 另外’在與第一閘極電極40 1重疊的位置和與第二閘 -30- 201034202 極電極402重疊的位置分別設置有第一氧化物 405和第二氧化物半導體層4〇7’該第一氧化物 405隔著緩衝層（406a及406b )接觸第一佈線 二佈線410上，而該第二氧化物半導體層407隔 (408a及408b )接觸第二佈線410和第三佈線‘ 另外，在形成第一氧化物半導體層405或第 半導體層407之前，較佳對包含銦、鎵、鋅、氧 φ 衝層的表面和閘極絕緣膜403露出的表面進行電 例如，較佳藉由在使用濺射法形成氧化物半導體 行引入氬氣來產生電漿的反向濺射，去除附著到 膜403露出的表面及接觸孔404的底面的灰塵。 是指一種方法，其中不對靶材側施加電壓而在氬 用RF電源對基板側施加電壓來將電漿形成於基 對表面進行修改。另外，也可以使用氮、氦等代 。此外，也可以在對氬氛圍添加氧、氫、N20等 φ 進行反向濺射。另外，也可以在對氬氛圍添加 等的氛圍下進行反向濺射。另外，如圖24A所 行了反向濺射處理的閘極絕緣膜403和緩衝層 406b、408 a和408b )的表面有時會被削掉而稍 或者，使其端部具有略圓形狀。 第一薄膜電晶體43 0具有第一閘極電極401 極絕緣膜403而與第一閘極電極401重疊的第一 導體層405，並且第一佈線409是接地電位的電 地電源線）。該接地電位的電源線也可以是被施 半導體層 半導體層 409和第 著緩衝層 丨1 1上。 二氧化物 和氮的緩 漿處理。 膜之前進 閘極絕緣 反向濺射 氛圍下使 板，從而 替氬氛圍 的氛圍下 Cl2、cf4 不’被進 (406a、 微變薄， 和隔著閘 氧化物半 源線（接 加負電壓 -31 - 201034202 VDL的電源線（負電源線）。 此外，第二薄膜電晶體43 1具有第二閘極電 隔著閘極絕緣膜403與第二閘極電極402重疊的 物半導體層40 7，並且第三佈線411是被施加正' 的電源線（正電源線）。 如圖24A所示那樣，電連接到第一氧化物 405和第二氧化物半導體層407兩者的第二佈線 形成在閘極絕緣膜403的接觸孔404與第二薄 431的第二閘極電極402直接連接。藉由使第二 和第二閘極電極402直接連接，可以獲得良好的 少接觸電阻。與藉由其他導電膜，例如透明導電 二閘極電極402和第二佈線4 1 0的情況相比，可 觸孔數的減少、借助於接觸孔數的減少的佔有面 〇 此外，圖24C示出驅動電路的反相器電路的 在圖24C中，沿著虛線Z1-Z2截斷的剖面相當於 另外，圖24B示出EDMOS電路的等效電路 及圖24C所示的電路連接相當於圖24B，並且它 膜電晶體43 0是強化型η通道電晶體，而第二薄 43 1是空乏型η通道電晶體的例子。 作爲在同一基板上製造強化型η通道電晶體 η通道電晶體的方法，例如使用不同的材料及不 條件來形成第一氧化物半導體層405和第二氧化 層407。此外，也可以在氧化物半導體層的上下 極402和 第二氧化 壓 VDD 半導體層 410藉由 膜電晶體 佈線4 1 0 接觸並減 膜連接第 以謀求接 積的縮小 俯視圖。 圖 24Α。 。圖 24Α 是第一薄 膜電晶體 和空乏型 同的沉積 物半導體 設置閘極 201034202 電極控制臨界値，對閘極電極施加電壓以使得其 TFT成爲常導通狀態（normally-on )，並使得另一 成爲常截止狀態（normally-off)而構成EDMOS電 本實施例的反相器電路使用降低接觸電阻的薄 體，並且藉由減少接觸孔數使接觸電阻變低，因此 現優良的操作特性。另外，藉由減少接觸孔數，能 佔有面積。 參 實施例4 在本實施例中，作爲本發明的半導體裝置的一 的顯示裝置示出電子紙的例子。 在圖7中，作爲應用本發明的實施例的顯示裝 子示出主動矩陣型電子紙。可以與實施例1所示的 晶體同樣地製造用於顯示裝置的薄膜電晶體5 8 1， 薄膜電晶體581是源極電極層及汲極電極層與氧化 • 體層的接觸電阻小且其操作穩定性優良的薄膜電晶 圖7的電子紙是採用扭轉球顯示方式的顯示裝 子。扭轉球顯示方式是指一種方法，其中將一個半 爲黑色而另一半球表面爲白色的球形粒子配置在用 元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，並 電極層及第二電極層之間產生電位差來控制球形粒 向，以進行顯示。 薄膜電晶體581的源極電極層或汲極電極層藉 在絕緣層585中的開口接觸於第一電極層587，由 中一個 個TFT 路。 膜電晶 能夠實 夠縮小 個例子 置的例 薄膜電 並且該 物半導 澧。 置的例 球表面 於顯示 在第一 子的方 由形成 此電連 -33- 201034202 接到第一電極層587。在第一電極層587和第二電極層 588之間設置有具有黑色區590a和白色區590b，且其周 圍包括充滿了液體的空洞594的球形粒子589，並且球形 粒子5 89的周圍充滿有樹脂等的塡料595 (參照圖7)。 另外，圖7還示出基板580、層間絕緣膜583、保護膜 584和基板596。 此外，還可以使用電泳元件來代替扭轉球。使用直徑 爲10gm至200 左右的微囊，該微囊中封入有透明液 體、帶正電的白色微粒和帶負電的黑色微粒。對於設置在 第一電極層和第二電極層之間的微囊，當由第一電極層和 第二電極層施加電場時，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。應用這種原理的顯示元 件就是電泳顯不兀件，一般地被稱爲電子紙。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，其耗電量低，並且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部 。另外，即使不給顯示部供應電源，也能夠保持顯示過一 次的影像。因此，例如，即使使具有顯示功能的半導體裝 置（簡單地稱爲顯示裝置，或稱爲具備顯示裝置的半導體 裝置）遠離成爲電源供應源的電波發射源，也能夠儲存顯 示過的影像。 藉由上述步驟，可以製造安裝有其操作穩定性優良的 薄膜電晶體的電子紙。因爲本實施例的電子紙安裝有其操 作穩定性優良的薄膜電晶體，所以該電子紙的可靠性高。 本實施例可以與實施例1或2所記載的結構適當地組 -34- 201034202 合而實施。 實施例5 在本實施例中’以下參照圖8 A至圖13說明作爲本 發明的半導體裝置的一個例子的顯示裝置在同一基板上至 少製造驅動電路的一部分和配置在像素部中的薄膜電晶體 的例子。 φ 配置在同—基板上的薄膜電晶體例如與實施例1或2 同樣地形成。此外’形成的薄膜電晶體是η通道TFT，所 以將驅動電路中的可以由η通道TFT構成的驅動電路的 一部分形成在與像素部的薄膜電晶體同一基板上。 圖8A示出本發明的半導體裝置的一個例子的主動矩 陣型液晶顯示裝置的方塊圖的一個例子。圖8A所示的顯 示裝置包括：在基板53 00上具備顯示元件的具有多個像 素的像素部5 3 0 1;選擇各像素的掃描線驅動電路5302; φ 以及控制對被選擇了的像素的視頻信號輸入的信號線驅動 電路5303 。 像素部5 3 0 1藉由從信號線驅動電路53 03在行方向上 延伸地配置的多個信號線Sl-Sm (未圖示出）與信號線驅 動電路53 03連接，並且藉由從掃描線驅動電路5 3 02在列 方向上延伸地配置的多個掃描線Gl-Gn (未圖示出）與掃 描線驅動電路53 02連接，並具有對應於信號線Sl-Sm以 及掃描線G 1 - G η配置爲矩陣形的多個像素（未圖示出） 。並且，各個像素與伯號線S j ( fg 5虎線S 1 - S m中的任 -35- 201034202 者）、掃描線Gi(掃描線G1_Gn中的任一者）連接。 此外，能夠使用與實施例1或2相同的方法而形成的 薄膜電晶體是η通道TFT ’參照圖9說明由η通道TFT 構成的信號線驅動電路。 圖9所示的信號線驅動電路的一個例子包括：驅動器 1C 5 60 1 ;開關群 5602 —1 至 5602 —Μ ;第一佈線 561 1 ;第 二佈線 5612 ;第三佈線 5613 ;以及佈線 56 2 1 —1至 562 1 _Μ。開關群5 602_1至5 602_Μ分別包括第一薄膜電 晶體5 603 a、第二薄膜電晶體5 603b以及第三薄膜電晶體 5603c ° 驅動器IC5601連接到第一佈線5611、第二佈線5612 、第三佈線5613及佈線562 1_1至562 1 _M。而且，開關 群56 0 2_1至5 6 0 2 _M分別連接到第一佈線561 1、第二佈 線5612、第三佈線5613及分別對應於開關群5602_1至 5602_M的佈線5621_1至5621_M。而且，佈線5621_1至 562 1_M分別藉由第一薄膜電晶體5 603 a、第二薄膜電晶 體560 3b及第三薄膜電晶體56〇 3c連接到三個信號線。例 如，第J行的佈線562 1 _J (佈線562 1 _1至佈線562 1 _M 中的任一個）分別藉由開關群5602_J所具有的第一薄膜 電晶體5603 a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體 5 6 0 3 c連接到信號線S j — 1、信號線S j、信號線S j + 1。 另外，對第一佈線5611、第二佈線5612、第三佈線 5 6 1 3分別輸入信號。 另外，驅動器1C 5 60 1較佳形成在單晶基板上。再者 -36- 201034202 ，開關群5602_1至5602_M較佳形成在與像素部同一基 板上。因此，較佳藉由FPC等連接驅動益IC5601和開關 群 5602_1 至 5602_M ° 接著，參照圖1 0的時序圖說明圖9所示例的信號線 驅動電路的操作。另外’圖10的時序圖示出選擇第i列 掃描線Gi時的時序圖。再者，第i列掃描線Gi的選擇期 間被分割爲第一子選擇期間T 1、第二子選擇期間T2及第 φ 三子選擇期間T 3。而且，圖9的信號線驅動電路在其他 列的掃描線被選擇的情況下也進行與圖1 0相同的操作。 另外，圖10的時序圖示出第J行佈線5621 _J藉由第 —薄膜電晶體5 603 a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜 電晶體5 603 c連接到信號線Sj - 1、信號線Sj、信號線Sj + 1的情況。 另外，圖1 0的時序圖示出第i列掃描線Gi被選擇的 時序、第一薄膜電晶體56〇3a的導通·截止的時序5703a、 φ 第二薄膜電晶體5 603b的導通·截止的時序5703b、第三薄 膜電晶體5 603 c的導通·截止的時序5703c及輸入到第J 行佈線5621_J的信號5721_J 。 另外，在第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2及 第三子選擇期間T3中，對佈線562 1 _1至佈線562 1 —Μ分 別輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇期間Τ 1中 輸入到佈線562 1 _J的視頻信號輸入到信號線Sj - 1，在第 二子選擇期間T2中輸入到佈線562 1 _J的視頻信號輸入到 信號線Sj，在第三子選擇期間T3中輸入到佈線562 1 j -37- 201034202 的視頻信號輸入到信號線Sj+l。再者，在第—子選擇期 間T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中輸入 到佈線5 6 2 1 _ J的視頻信號分別爲d a t a _ j — 1、d a t a j、 Data」+ 1。 如圖10所示’在第一子選擇期間T1中，第一薄膜電 晶體5603a導通，而第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電 晶體5603c截止。此時’輸入到佈線5621_〗的Data_j—1 藉由第一薄膜電晶體5603a輸入到信號線Sj—l。在第二 子選擇期間T2中，第二薄膜電晶體5 603b導通，而第一 薄膜電晶體5603a及桌二薄膜電晶體5603c截止。此時， 輸入到佈線562 1 _J的Data_j藉由第二薄膜電晶體5603b 輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜電 晶體5603c導通，而第一薄膜電晶體5603a及第二薄膜電 晶體5 6 0 3 b截止。此時，輸入到佈線5 6 2 1 _ J的D a t a _ j + 1 藉由第三薄膜電晶體5003c輸入到信號線Sj + 1。 據此，圖9的信號線驅動電路藉由將一個閘極選擇期 間分割爲三個而可以在一個閘極選擇期間中將視頻信號從 —個佈線5 6 2 1輸入到三個信號線。因此，圖9的信號線 驅動電路可以將形成有驅動器IC 5 6 0 1的基板和形成有像 素部的基板的連接數設定爲信號線數的大約1/3。藉由將 連接數設定爲大約1/3’圖9的信號線驅動電路可以提高 可靠性、成品率等。 另外，只要能夠如圖9所示，將一個閘極選擇期間分 割爲多個子選擇期間’並在多個子選擇期間的每一個中從 -38- 201034202 某一個佈線分別將視頻信號輸入到多個信號線，就不限制 薄膜電晶體的配置、數量及驅動方法等。 例如，當在三個以上的子選擇期間的每一個中從一個 佈線將視頻信號分別輸入到三個以上的信號線時，追加薄 膜電晶體及用於控制薄膜電晶體的佈線，即可。但是，當 將一個選擇期間分割爲四個以上的子選擇期間時，子選擇 期間變短。因此’較佳將一個閘極選擇期間分割爲兩個或 Φ 三個子選擇期間。 作爲另一個例子，也可以如圖1 1的時序圖所示，將 一個選擇期間分割爲預充電期間Τρ、第一子選擇期間τι 、第二子選擇期間Τ2、第三子選擇期間Τ3。再者，圖i i 的時序圖不出選擇第i列掃描線Gi的時序、第一薄膜電 晶體56〇3a的導通/截止的時序5803a、第二薄膜電晶體 5603b的導通.截止的時序58〇3b、第三薄膜電晶體56〇3c 的導通/截止的時序5 803 c以及輸入到第j行佈線5 62 1」 Φ 5821_J。如圖11所示’在預充電期間τρ中，第 一薄膜電晶體56〇3a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜 電晶體5 6 0 3 c .導通。此時’輸入到佈線5 6 2 1 J的預充電 電壓 Vp藉由第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體 5603b及第三薄膜電晶體5603 c分別輸入到信號線Sj — 1 、信號線S j、信號線S j + 1。在第一子選擇期間τ丨中， 第一薄膜電晶體5603a導通’第二薄膜電晶體56〇3b及第 三薄膜電晶體5603c截止。此時，輸入到佈線5621 J的 D at a_j — 1藉由第一薄膜電晶體5603a輸入到信號線sj—j -39- 201034202 。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜電晶體5603b導通 、第一薄膜電晶體5603a及第三薄膜電晶體5603c截止。 此時，輸入到佈線5621J的Data_j藉由第二薄膜電晶體 56 03b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三 薄膜電晶體5603c導通，第一薄膜電晶體5603a及第二薄 膜電晶體 5603b截止。此時’輸入到佈線 562 1 _J的 Data_j +1藉由第三薄膜電晶體5603 c輸入到信號線Sj + 1 〇 據此，因爲應用圖11的時序圖的圖9的信號線驅動 電路可以藉由在子選擇期間之前提供預充電選擇期間來對 信號線進行預充電，所以可以高速地對像素進行視頻信號 的寫入。另外，在圖11中’使用相同的附圖標記來表示 與圖1 0相同的部分，而省略對於相同的部分或具有相同 的功能的部分的詳細說明。 此外，說明掃描線驅動電路的結構的一個例子。掃描 線驅動電路包括移位暫存器、緩衝器。此外’根據情況’ 還可以包括位準偏移器。在掃描線驅動電路中’藉由對移 位暫存器輸入時鐘信號（CLK)及起始脈衝信號（SP) ’ 產生選擇信號。所產生的選擇信號在緩衝器中被緩衝放大 ，並供應到對應的掃描線。掃描線連接有一條線上的像素 的電晶體的閘極電極層。而且，由於需要將一條線上的像 素的電晶體同時導通，因此使用能夠產生大電流的緩衝器 〇 參照圖12和圖13說明用於掃描線驅動電路的—部分 -40- 201034202 的移位暫存器的一個模式。 圖12示出移位暫存器的電路結構。圖12所示的移位 暫存器由正反器5 70 1 _丨至570 1_11這些多個正反器（正反 器570 1 _1至5 70 1 _n)構成。此外，輸入第一時鐘信號、 第二時鐘信號、起始脈衝信號、重設信號來進行操作。 說明圖12的移位暫存器的連接關係。在圖12的移位 暫存器的第i級正反器5701 _i(正反器5701_1至5701 _n φ 中的任一個）中，圖13所示的第一佈線5501連接到第七 佈線5 7 1 7_i - 1，圖1 3所示的第二佈線5 5 02連接到第七 佈線571 7_i+ 1，圖13所示的第三佈線5 5 03連接到第七 佈線5 7 1 7_i，並且圖1 3所示的第六佈線5 5 0 6連接到第五 佈線5 7 1 5。 此外，圖13所示的第四佈線5504在奇數級的正反器 中連接到第二佈線5 7 1 2，在偶數級的正反器中連接到第 三佈線5713，並且圖13所示的第五佈線5 5 05連接到第 φ 四佈線57 1 4。 但是，第一級正反器5701_1的圖13所示的第一佈線 5 5 0 1連接到第一佈線5 7 1 1，而第η級正反器5 7 0 1 _n的圖 1 3所示的第二佈線5 5 0 2連接到第六佈線5 7 1 6。 另外，第一佈線571 1、第二佈線5712、第三佈線 5 7 1 3、第六佈線5 7 1 6也可以分別稱爲第一信號線、第二 信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第四佈線 5 7 1 4、第五佈線5 7 1 5也可以分別稱爲第一電源線、第二 電源線。 -41 - 201034202 接著，圖13示出圖12所示的正反器的詳細結構。圖 13所示的正反器包括第一薄膜電晶體5571、第二薄膜電 晶體5572、第三薄膜電晶體5 5 73、第四薄膜電晶體5 5 74 '第五薄膜電晶體5575、第六薄膜電晶體5 576、第七薄 膜電晶體5577以及第八薄膜電晶體5 578。另外，第一薄 膜電晶體557 1、第二薄膜電晶體5572、第三薄膜電晶體 55 73、第四薄膜電晶體5574、第五薄膜電晶體5 575、第 六薄膜電晶體5576 '第七薄膜電晶體5577以及第八薄膜 電晶體5 5 7 8是η通道電晶體，並且當閘極.源極之間的電 壓（Vgs )超過臨界電壓（Vth )時成爲導通狀態。 接著，以下示出圖13所示的正反器的連接結構。 第一薄膜電晶體5571的第一電極（源極電極或汲極 電極的其中一者）連接到第四佈線5504，並且第一薄膜 電晶體5571的第二電極（源極電極或汲極電極的另—者 )連接到第三佈線5 503。 第二薄膜電晶體5 572的第一電極連接到第六佈線 5506’並且第二薄膜電晶體5572的第二電極連接到第三 佈線5 5 0 3。 第三薄膜電晶體5 5 7 3的第一電極連接到第五佈線 5505，第三薄膜電晶體5573的第二電極連接到第二薄膜 電晶體5572的閘極電極層’並且第三薄膜電晶體5573的 閘極電極層連接到第五佈線5 5 0 5。 第四溥膜電晶體5574的第一電極連接到第六佈線 5506’第四薄膜電晶體5574的第二電極連接到第二薄膜 -42- 201034202 電晶體5572的閘極電極層，並且第四薄膜電晶體5574的 閘極電極層連接到第一薄膜電晶體5 5 7 1的閘極電極層。 第五薄膜電晶體5575的第一電極連接到第五佈線 5505，第五薄膜電晶體5575的第二電極連接到第一薄膜 電晶體5571的閘極電極層’並且第五薄膜電晶體5575的 間極電極層連接到第一佈線5501。 第六薄膜電晶體5576的第一電極連接到第六佈線 φ 5506 ’第六薄膜電晶體5576的第二電極連接到第一薄膜 電晶體5571的閘極電極層，並且第六薄膜電晶體5576的 閘極電極層連接到第二薄膜電晶體5 5 7 2的閘極電極層。 第七薄膜電晶體5 577的第一電極連接到第六佈線 55〇6’第七薄膜電晶體5577的第二電極連接到第一薄膜 電晶體5571的閘極電極層，並且第七薄膜電晶體5577的 閘極電極層連接到第二佈線5 5 0 2。第八薄膜電晶體5 5 7 8 的第一電極連接到第六佈線5 5 0 6，第八薄膜電晶體5 5 7 8 參 的第二電極連接到第二薄膜電晶體5572的閘極電極層， 並且第八薄膜電晶體5 5 7 8的閘極電極層連接到第一佈線 5 50卜 另外，將第一薄膜電晶體5571的閘極電極層、第四 薄膜電晶體5574的閘極電極層、第五薄膜電晶體5575的 第二電極、第六薄膜電晶體5576的第二電極以及第七薄 膜電晶體5 5 77的第二電極的連接部作爲節點5543。再者 ’將第二薄膜電晶體5572的閘極電極層、第三薄膜電晶 體5573的第二電極、第四薄膜電晶體5574的第二電極、 -43- 201034202 第六薄膜電晶體5576的閘極電極層以及第八薄膜電晶體 5 5 7 8的第二電極的連接部作爲節點5 5 44。 另外，第一佈線55〇1、第二佈線 55〇2、第三佈線 5 5 03以及第四佈線5 504也可以分別稱爲第一信號線、第 二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第五佈線 55〇5、第六佈線5506也可以分別稱爲第一電源線、第二 電源線。 此外，也可以僅使用能夠使用與實施例1或2相同的 方法而形成的η通道TFT製造信號線驅動電路及掃描線 驅動電路。因爲能夠使用與實施例1或2相同的方法而形 成的η通道TFT的電晶體遷移率大，所以可以提高驅動 電路的驅動頻率。例如，由於可以使使用能夠使用與實施 例1或2相同的方法而形成的η通道TFT的掃描線驅動 電路進行高速操作，因此可以提高框框頻率或實現黑色影 像的插入等。 再者，藉由增大掃描線驅動電路的電晶體的通道寬度 ，或配置多個掃描線驅動電路等，可以實現更高的框頻率 。在配置多個掃描線驅動電路的情況下，藉由將用來使偶 數行的掃描線驅動的掃描線驅動電路配置在一側，並將用 來使奇數行的掃描線驅動的掃描線驅動電路配置在其相反 一側，可以實現框頻率的提高。另外，在使用多個掃描線 驅動電路將信號輸出到同一個掃描線的情況下，有利於顯 示裝置的大型化。 此外，在製造應用本發明的半導體裝置的一個例子的 -44- 201034202 主動矩陣型發光顯示裝置的情況下，在至少一個像素中配 置多個薄膜電晶體，因此較佳配置多個掃描線驅動電路。 圖8B示出主動矩陣型發光顯示裝置的方塊圖的一個例子 〇 圖8B所示的發光顯示裝置在基板5400上包括：具有 多個具備顯示元件的像素的像素部54〇1;選擇各像素的 第一掃描線驅動電路5402及第二掃描線驅動電路5404; φ 以及控制對被選擇的像素的視頻信號的輸入的信號線驅動 電路5 4 0 3 ° 當將輸入到圖8 B所示的發光顯示裝置的像素的視頻 信號設定爲數位方式的情況下，根據電晶體的導通和截止 的切換，像素變成發光或非發光狀態。因此，可以採用面 積比灰度法或時間比灰度法進行灰度的顯示。面積比灰度 法是一種驅動法’其中藉由將一個像素分割爲多個子像素 並使各子像素分別根據視頻信號驅動，來進行灰度的顯示 φ 。此外，時間比灰度法是一種驅動法，其中藉由控制像素 發光的期間，來進行灰度的顯示。 發光元件的反應速度比液晶元件等高，所以與液晶元 件相比適合時間比灰度法。在具體上採用時間比灰度法進 行顯示的情況下，將一個框期間分割爲多個子框期間。然 後’根據視頻信號，在各子框期間中使像素的發光元件處 於發光或非發光狀態。藉由分割爲多個子框期間，可以利 用視頻信號控制像素在一個框期間中實際上發光的期間的 總長度，並顯不灰度。 -45- 201034202 另外，在圖8B所示的發光顯示裝置中示出一種例子 ’其中當在一個像素中配置兩個切換TFT時，使用第一 掃描線驅動電路5402產生輸入到一個切換TFT的閘極佈 線的第一掃描線的信號，使用第二掃描線驅動電路5404 產生輸入到另一個切換TFT的閘極佈線的第二掃描線的 信號。但是，也可以共同使用一個掃描線驅動電路產生輸 入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號。此外 ’例如根據一個像素所具有的切換TFT的數量，可能會 在各像素中設置多個用來控制切換元件的操作的掃描線。 在此情況下，既可以使用一個掃描線驅動電路產生輸入到 多個掃描線的所有信號，也可以使用多個掃描線驅動電路 分別產生輸入到多個掃描線的信號。 此外，在發光顯示裝置中也可以將驅動電路中的能夠 由η通道TFT構成的驅動電路的一部分形成在與像素部 的薄膜電晶體同一基板上。另外，也可以僅使用能夠使用 與實施例1或2相同的方法而形成的n通道TFT製造信 號線驅動電路及掃描線驅動電路。 此外，上述驅動電路除了液晶顯示裝置及發光顯示裝 置之外還可以用於利用與切換元件電連接的元件來使電子 墨水驅動的電子紙。電子紙也被稱爲電泳顯示裝置（電泳 顯示器），並具有如下優點：與紙相同的易讀性、耗電量 比其他的顯示裝置小、可形成爲薄而輕的形狀。 作爲電泳顯示器可考慮各種方式。電泳顯示器是如下 裝置’即在溶劑或溶質中分散有多個包含具有正電荷的第 -46- 201034202 一粒子和具有負電荷的第二粒子的微囊，並且藉由對微囊 施加電場使微囊中的粒子互相向反方向移動，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，且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子和第二粒 子的顏色不同（包含無色）。 像這樣，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應的顯 示器。在該介電電泳效應中，介電常數高的物質移動到高 Φ 電場區。電泳顯示器不需要使用液晶顯示裝置所需的偏振 片和對置基板，從而可以使其厚度和重量減少一半。 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、塑膠、布、紙等的表面上。另外 ’還可以藉由使用彩色濾光片或具有色素的粒子來進行彩 色顯示。 此外’在主動矩陣基板上適當地佈置多個上述微囊， 使得微囊夾在兩個電極之間而完成主動矩陣型顯示裝置， Φ 藉由對微囊施加電場可以進行顯示。例如，可以使用根據 能夠使用與實施例1或2相同的方法而形成的薄膜電晶體 而獲得的主動矩陣基板。 此外’作爲微囊中的第一粒子及第二粒子，採用選自 導電體材料、絕緣體材料 '半導體材料、磁性材料、液晶 材料、鐵電性材料、電致發光材料、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。 根據上述步驟’藉由設置其導電率高於氧化物半導體 層的導電氧氮化物層，能夠製造安裝有提高其功能並實現 -47- 201034202 穩定化的薄膜電晶體的高可靠性顯示裝置。 本實施例可以與其他的實施例中所記載的結構適當地 組合而實施。 實施例6 在本實施例中，作爲本發明的半導體裝置的一個例子 ’能夠將與實施例1或2同樣地形成的薄膜電晶體應用於 像素部和驅動電路來製造具有顯示功能的半導體裝置（也 稱爲顯示裝置）。另外，可以將與實施例1或2同樣地形 成的薄膜電晶體的驅動電路的一部分或整體一體形成在與 像素部同一個基板上，來形成系統型面板（system-on-panel) 。 顯75裝置包括顯不兀件。作爲顯示元件，可以使用液 晶元件（也稱爲液晶顯示元件）、發光元件（也稱爲發光 顯示元件）。在發光元件的範圍內包括利用電流或電壓控 制亮度的元件’具體而言’包括無機電致發光（EL)元 件、有機EL元件等。此外，也可以應用電子墨水等的對 比度因電作用而變化的顯示介質。 此外’顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面 板中女裝有包括控制器的IC等的模組。再者，本發明的 實施例係有關一種元件基板，該元件基板相當於製造該顯 不裝置的過程中的顯示元件完成之前的一個模式，並且其 在多個像素中分別具備用於將電流供應到顯示元件的單元 。具體而言’元件基板既可以是只形成有顯示元件的像素 -48- 201034202 電極層的狀態，又可以是形成成爲像素電極層的導電膜之 後且藉由鈾刻形成像素電極層之前的狀態，或其他任何狀 能〇
/C*N 另外，本發明說明中的顯示裝置是指影像顯示裝置、 顯示裝置、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 (可撓性印刷電路）、捲帶式 自動接合（TAB )帶或帶載封裝（TCP )的模組；將印刷 φ 線路板設置於T A B帶或T C P之端部的模組；藉由玻璃上 晶片（COG )方式將積體電路（1C )直接安裝到顯示元件 上的模組。 在本實施例中，參照圖1 4 A 1及A2和1 4B說明相當 於本發明的半導體裝置的一個模式的液晶顯示面板的外觀 及剖面。圖14A1及A2是一種面板的俯視圖，其中使用 密封材料4 0 0 5將與實施例2同樣地形成在第一基板4 0 0 1 之上的薄膜電晶體4010及4011和液晶元件4013密封在 參 第一基板4001與第二基板4006之間。圖14B相當於沿著 圖1 4 A 1及A 2的Μ - N的剖面圖。 以圍繞設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描 線驅動電路4004的方式設置有密封材料400 5。此外，在 像素部4002和掃描線驅動電路4〇〇4上設置有第二基板 4〇〇6。因此’像素部4002和掃描線驅動電路4〇〇4與液晶 層4008 —起由第一基板4001和第二基板4〇〇6密封。此 外’在第一基板4001上的與由密封材料4〇〇5圍繞的區域 不同的區域中安裝有信號線驅動電路4003，該信號線驅 -49 - 201034202 動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在分 開準備的基板上。 另外’對於另外形成的驅動電路的連接方法沒有特別 的限制’而可以採用COG方法、打線接合方法或TAB方 法寺。圖14A1是藉由COG方法安裝信號線驅動電路 4〇〇3的例子’而圖MA2是藉由TAB方法安裝信號線驅 動電路4003的例子。 此外’設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描 線驅動電路4004包括多個薄膜電晶體。在圖14B中例示 像素部4002所包括的薄膜電晶體4010和掃描線驅動電路 4004所包括的薄膜電晶體4011。薄膜電晶體4〇1〇、4〇11 上設置有絕緣層4020、4021。 例如’薄膜電晶體4010、401 1可以使用實施例1或 2所示的薄膜電晶體。在本實施例中，薄膜電晶體40〗〇、 4011是η通道薄膜電晶體。 另外，液晶元件4013具有的像素電極層4030與薄膜 電晶體4〇 1 0電連接。而且，液晶元件40 1 3的對置電極層 4〇31形成在第二基板4006上。像素電極層4030、對置電 極層403 1和液晶層4008重疊的部分相當於液晶元件 4013。另外，像素電極層4030、對置電極層403 1分別設 置有用作配向膜的絕緣層4032、403 3，且隔著絕緣層 4032、4033夾有液晶層4008 ° 另外，作爲第一基板4001、第二基板4006，可以使 用玻璃、金屬（典型的是不銹鋼）、陶瓷、塑膠。作爲塑 -50- 201034202 膠，可以使用纖維強化塑膠（FRP)板、聚氟乙烯（PVF )薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。此外，還可以使用 具有將鋁箔夾置在PVF薄膜或聚酯薄膜之間的結構的薄 片。 此外，附圖標記403 5表示藉由對絕緣膜選擇性地進 行蝕刻而獲得的柱狀間隔件，並且它是爲控制像素電極層 4030和對置電極層403 1之間的距離（單元間隙）而設置 φ 的。另外，還可以使用球狀間隔件。另外，對置電極層 403 1藉由導電粒子而與與薄膜電晶體4010設置在同一基 板上的共同電位線電連接。另外，導電粒子包含在密封材 料4005中° 另外，還可以使用不使用配向膜的顯示爲藍相的液晶 。藍相是液晶相的一種，是指當使膽甾相液晶的溫度上升 時即將從膽甾相轉變到均質相之前出現的相。由於藍相只 出現在較窄的溫度範圍內，所以爲了改善溫度範圍而使用 ❿ 混合有5重量％以上的手性試劑的液晶組成物形成液晶層 4008。包含顯示爲藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的 反應速度短，即爲l〇ps至100μ8，並且由於其具有光學 各向同性而不需要配向處理從而視角依賴小。 另外，雖然本實施例爲用於透射型液晶顯示裝置的例 子，但是本發明的一個模式既可以用於反射型液晶顯示裝 置也可以用於半透射型液晶顯示裝置。 另外，雖然在本實施例的液晶顯示裝置中示出在基板 的外側（可見側）設置偏振片，並在內側依次設置著色層 -51 - 201034202 、用於顯示元件的電極層的例子’但是也可以在基板的內 側設置偏振片。另外’偏振片和著色層的疊層結構也不局 限於本實施例的結構’只要根據偏振片和著色層的材料或 製造程序條件適當地設定即可。另外’還可以設置用作黑 色矩陣的遮光膜。 另外，在本實施例中，使用用作保護膜或平坦化絕緣 膜的絕緣層（絕緣層4020、絕緣層402 1 )覆蓋根據實施 例2得到的薄膜電晶體，以降低薄膜電晶體的表面凹凸不 平並提高薄膜電晶體的可靠性。另外，因爲保護膜用來防 止懸浮在大氣中的有機物、金屬物、水蒸氣等的污染雜質 的侵入，所以較佳採用緻密的膜。使用濺射法並利用氧化 矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、 氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或疊層而形成 保護膜，即可。雖然在本實施例中示出使用濺射法來形成 保護膜的例子，但是並不局限於此而可以使用各種方法形 成。 在本實施例中，作爲保護膜形成疊層結構的絕緣層 4 020。在本實施例中，使用濺射法形成氧化矽膜作爲絕緣 層4〇2 0的第一層。當使用氧化矽膜作爲保護膜時，有防 止用作源極電極層和汲極電極層的鋁膜的小丘的效果。 另外’在本實施例中’使用濺射法形成氮化矽膜作爲 絕緣層4020的第二層。當使用氮化矽膜作爲保護膜時， 可以抑制鈉等的可動離子侵入到半導體區中而TFT的電 特性變化。 -52- 201034202 另外，還可以在形成保護膜之後對包含銦、鎵和(胃％ 氧化物半導體層進行退火（3 00°C至400°C )。 另外，形成絕緣層402 1作爲平坦化絕緣膜。作爲絕 緣層4021，可以使用具有耐熱性的有機材料如聚醯亞胺 、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯、聚醯胺或環氧樹脂等。另外 ’除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料（ 低-k材料）、矽氧烷基樹脂、磷矽玻璃（p S g )、硼磷砂 φ 玻璃（BpSG )等。矽氧烷基樹脂還可以使用有機基（例 如，烷基或芳基）和氟基作爲取代基。另外，有機基還可 以具有氟基。另外，也可以藉由層疊多個由這些材料形成 的絕緣膜，來形成絕緣層402 1。 另外’矽氧烷基樹脂相當於以矽氧烷基材料爲起始材 料而形成的包含S i - Ο - s i鍵的樹脂。 至於絕緣層402 1的形成方法並沒有特別的限制，可 以根據其材料利用濺射法、S OG法、旋塗法、浸漬法、噴 Φ 塗法、液滴噴射法（噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等）、 刮刀法、輥塗法、簾塗法、刮刀塗布法等來形成。在使用 材料液形成絕緣層4 0 2 1的情況下，還可以在進行烘烤步 驟的同時’對包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體層進行退火 (3 00°C至4 00°C )。藉由將對絕緣層4〇21的焙燒步驟兼 用作對包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體層的退火步驟，能 夠高效地製造半導體裝置。 另外，像素電極層4030和對置電極層4031可以使用 具有透光性的導電材料諸如包含氧化鎢的氧化銦 '包含氧 -53- 201034202 化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧 化銦錫、氧化銦錫（下面表示爲IT〇 )、氧化銦鋅、添加 有氧化矽的氧化銦錫等。 另外，可以使用包含導電高分子（也稱爲導電聚合物 )的導電組成物形成像素電極層4030和對置電極層4031 。使用導電性組成物而形成的像素電極層較佳薄片電阻爲 10000 Ω/□以下，且波長爲5 50 nm時的透光率爲70%以 上。另外，包含在導電組成物中的導電高分子的電阻率較 佳爲0.1 Ω . cm以下。 作爲導電高分子，可以使用所謂的；r電子共軛類導電 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。 另外，供應給另外形成的信號線驅動電路4 0 0 3、掃 描線驅動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從 FPC 4018供應的。 在本實施例中，連接端子40 1 5由與液晶元件40 1 3所 具有的像素電極層403 0相同的導電膜形成，並且佈線 4016由與薄膜電晶體4010、4011的源極電極層及汲極電 極層相同的導電膜形成。 連接端子4015隔著各向異性導電膜4019電連接到 FPC 4018所具有的端子。 此外，雖然在圖14A1及A2和14B中示出另外形成 信號線驅動電路4003並將其安裝在第一基板4001的例子 201034202 ’但是本實施例不局限於該結構。既可以另外形成掃描線 驅動電路而安裝’又可以另外僅形成信號線驅動電路的一 部分或掃描線驅動電路的一部分而安裝。 圖15示出使用應用本發明的實施例所製造的TFT基 板2600來構成用作半導體裝置的液晶顯示模組的一個例 子。 圖1 5是液晶顯示模組的一個例子，利用密封材料 φ 2602固定TFT基板2600和對置基板260 1，並在其間設 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。在進行彩色顯示時需 要著色層26 05，並且當採用RGB方式時，對應於各像素 設置有分別對應於紅色、綠色、藍色的著色層。在TFT 基板2600和對置基板260 1的外側配置有偏振片2606、 偏振片2607、漫射片2613。光源係由冷陰極管2610和反 射板2 6 1 1所構成，電路基板2 6 1 2利用可撓性線路板 φ 2609與TFT基板2600的佈線電路部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，還可以 在偏振片和液晶層之間夾有相位差板的狀態下進行層疊。 液晶顯示模組可以採用TN (扭轉向列）模式、IP S ( 平面內切換）模式、FFS (邊緣電場切換）模式、MVA ( 多象限垂直配向）模式、PVA (圖案化垂直配向）模式、 ASM (軸對稱排列微胞）模式、OCB (光學補償雙折射） 模式、FLC (鐵電性液晶）模式、AFLC (反鐵電性液晶） 模式等。 -55- 201034202 藉由上述步驟’可以製造安裝有其操作穩定性優良的 薄膜電晶體的顯示裝置。因爲本實施例的液晶顯示裝置安 裝有其操作穩定性優良的薄膜電晶體，所以該液晶顯示裝 置的可靠性高。 本實施例可以與其他實施例所示的結構適當地組合而 實施。 實施例7 在本實施例中，示出發光顯示裝置作爲本發明的半導 體裝置的一個例子。在本實施例中，示出利用電致發光的 發光元件作爲顯示裝置所具有的顯示元件。對利用電致發 光的發光元件根據其發光材料是有機化合物還是無機化合 物來進行區別’一般來說，前者被稱爲有機EL元件，而 後者被稱爲無機EL元件。 在有機EL元件中，藉由對發光元件施加電壓，電子 和電洞從一對置電極分別注入到包含發光有機化合物的層 ，以產生電流。然後，由於這些載子（電子和電洞）重新 結合，發光有機化合物達到激發態，並且當該激發態恢復 到基態時，藉以發光。根據這種機制，該發光元件被稱爲 電流激發型發光元件。 根據其元件的結構，將無機EL元件分類爲分散型無 機EL元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件包 括在黏合劑中分散有發光材料的粒子的發光層，且其發光 機制是利用施體能級和受體能級的施體-受體重新結合型 -56- 201034202 發光。薄膜型無機EL元件具有由電介質層夾 還利用電極夾住該發光層的結構，且其發光機 屬離子的內層電子躍遷（transition )的侷限 外，在本實施例中使用有機EL元件作爲發光 說明。 圖16示出可以使用數位時間灰度驅動的 一個例子作爲使用有本發明的實施例的半導體 對可以使用數位時間灰度驅動的像素的結 的操作進行說明。在本實施例中，示出在一個 實施例1或2所示的兩個將包含銦、鎵和鋅的 體層用作通道形成區的η通道電晶體的例子。 像素6400包括切換電晶體640 1、驅動電Ε 發光元件6404以及電容器6403。在切換電晶 ，閘極與掃描線64〇6連接，第一電極（源極 Q 極電極的其中一者）與信號線6405連接，第 極電極以及汲極電極的另一者）與驅動電晶體 極連接。在驅動電晶體6 4 0 2中，閘極藉由電笔 電源線6407連接，第一電極與電源線6407連 極與發光元件6404的第一電極（像素電極層 光元件64〇4的第二電極相當於共同電極6408 6408與形成在同一基板上的共同電位線電連接 另外’將發光元件6404的第二電極（共|1 )設定爲低電源電位。另外，低電源電位是指 住發光層並 制是利用金 型發光。另 元件而進行 像素結構的 裝置的例子 構以及像素 像素中使用 氧化物半導 Ρ日體6402 、 體6401中 電極以及汲 二電極（源 6402的閘 ^器6403與 接，第二電 )連接。發 。共同電極 〇 司電極6 4 0 8 ，以電源線 -57- 201034202 6407所設定的高電源電位爲基準滿足低電源電位〈高電 源電位的電位，作爲低電源電位例如可以設定爲GND、0 V等。將該高電源電位與低電源電位的電位差施加到發光 元件6404上，爲了使發光元件6404產生流過以使發光元 件6404發光，以高電源電位與低電源電位的電位差爲發 光元件6404的正向臨界電壓以上的方式分別設定其電位 〇 另外，還可以使用驅動電晶體6402的閘極電容器代 替電容器6403而省略電容器6403。至於驅動電晶體6402 的閘極電容器，可以在通道形成區與閘極電極層之間形成 電容器。 這裏，在採用電壓輸入電壓驅動方式的情況下，對驅 動電晶體6402的閘極輸入能夠使驅動電晶體6402充分成 爲導通或截止的兩個狀態的視頻信號。即，驅動電晶體 6 4 02在線形區域進行操作。由於驅動電晶體6402在線形 區域進行操作，將比電源線6407的電壓高的電壓施加到 驅動電晶體6402的閘極上。另外，對信號線6405施加（ 電源線電壓+驅動電晶體6402的Vth)以上的電壓。 另外，當進行類比灰度驅動來代替數位時間灰度驅動 時，藉由使信號的輸入不同’可以使用與圖16相同的像 素結構。 當進行類比灰度驅動時，對驅動電晶體6402的閘極 施加發光元件6404的正向電壓+驅動電晶體6402的Vth 以上的電壓。發光元件6404的正向電壓是指，設定爲所 201034202 希望的売度時的電壓，至少包含正向臨界電壓。另外’藉 由輸入使驅動電晶體6 4 0 2在飽和區域操作的視頻信號， 可以在發光元件6404中產生電流。爲了使驅動電晶體 6402在飽和區域進行操作，將電源線6407的電位設定爲 高於驅動電晶體6402的閘極電位。藉由將視頻信號設定 爲類比方式，可以在發光元件6 404中產生根據視頻信號 的電流，而進行類比灰度驅動。 φ 另外，圖1 6所示的像素結構不局限於此。例如，還 可以對圖16所示的像素添加開關、電阻器、電容器、電 晶體或邏輯電路等。 接著，參照圖1 7 A至1 7C說明發光元件的結構。在 本實施例中，以驅動TFT是n型的情況爲例子來說明像 素的剖面結構。用於圖17Α至17C的半導體裝置的驅動 用TFT 7001、7011、7021可以與實施例1所示的薄膜電 晶體同樣地製造。 φ 爲了取出發光，發光元件的陽極或陰極的至少其中一 者是透明的即可。而且，在基板上形成薄膜電晶體及發光 元件，並且有如下結構的發光元件，即從與基板相反的面 取出發光的頂部發射、從基板側的面取出發光的底部發射 以及從基板側的面及與基板相反的面取出發光的雙面發射 。本發明的實施例的像素結構可以應用於任何發射結構的 發光元件。 參照圖1 7 A說明頂部發射結構的發光元件。 在圖17A中示出當驅動TFT 7001爲η型且從發光元 -59- 201034202 件7002發射的光相對於發光層7〇〇4穿過到陽極7〇〇 5側 (與基板相反的一側）時的像素的剖面圖。在圖1 7 A中 ’發光元件7002的陰極' 7003和驅動TFT 7001電連接， 在陰極7003上按順序層疊有發光層7004、陽極7005。至 於陰極7003’只要是功函數小且反射光的導電膜，就可 以使用各種材料。例如，較佳採用Ca、Al、CaF、MgAg 、A1 Li等。而且，發光層7004可以由單層或多層的疊層 構成。在由多層構成時，在陰極7 00 3上按順序層疊電子 注入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、電洞注入層 。另外’不需要設置所有這種層。使用透射光的具有透光 性的導電材料形成陽極7005，例如也可以使用具有透光 性的導電膜例如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化 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，表示爲ITO )、氧化銦鋅、添加有氧化矽 的氧化銦錫等。 由陰極7003及陽極7005夾有發光層7004的區域相 當於發光元件7002。在圖17A所示的像素中，從發光元 件7002發射的光如箭頭所示那樣發射到陽極7005側。 接著，參照圖17B說明底部發射結構的發光元件。示 出在驅動TFT 7011是η型，且從發光元件7012發射的光 相對於發光層發射到陰極70 1 3側（基板側）的情況下的 像素的剖面圖。在圖17Β中，在與驅動TFT 701 1電連接 的具有透光性的導電膜7017上形成有發光元件7012的陰 極7013，在陰極7013上按順序層疊有發光層7014'陽極 -60- 201034202 7 〇 1 5。另外，在陽極7 0 1 5具有透光性的情況下， 覆蓋陽極上地形成有用來反射光或遮光的遮光膜 與圖17Α的情況同樣地，至於陰極7013 ’只要是 小的導電材料，就可以使用各種材料。但是’將其 定爲透射光的程度（較佳爲5 nm至30 nm左右） ，可以將膜厚度爲20 nm的鋁膜用作陰極7013。 與圖17A同樣地，發光層7014可以由單層或多個 φ 層構成。陽極7015不需要透射光，但是可以與圖 樣地使用具有透光性的導電材料形成。並且，雖然 7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限 膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等 由陰極7013及陽極7015夾有發光層7014的 當於發光元件7012。在圖17B所示的像素中，從 件7 0 1 2發射的光如箭頭所示那樣發射到陰極7 0 1 3 接著，參照圖1 7C說明雙面發射結構的發光元 m 圖17C中，在與驅動TFT 7021電連接的具有透光 電膜7 〇27上形成有發光元件7022的陰極7 023, 7023上按順序層疊有發光層7024、陽極7025。與 的情況同樣地，至於陰極7 0 2 3，只要是功函數小 材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設定 光的程度。例如，可以將膜厚度爲20 nm的A1用 7〇23。而且，與圖1VA同樣地，發光層7〇24可以 或多個層的疊層構成。陽極7025可以與圖17A同 用透射光的具有透光性的導電材料形成。 也可以 7016 ° 功函數 厚度設 。例如 而且， 層的疊 1 7 A同 遮光膜 於金屬 〇 區域相 發光元 側。 件。在 性的導 在陰極 圖 1 7A 的導電 爲透射 作陰極 由單層 樣地使 -61 - 201034202 陰極7023、發光層7024和陽極7025重疊的部分相 當於發光元件7022。在圖17C所示的像素中，從發光元 件7022發射的光如箭頭所示那樣發射到陽極7025側和陰 極7023側兩者。 另外’雖然在本實施例中描述了有機EL元件作爲發 光元件’但是也可以設置無機EL元件作爲發光元件。 另外’在本實施例中示出了控制發光元件的驅動的薄 膜電晶體（驅動TFT )和發光元件電連接的例子，但是也 可以採用在驅動TFT和發光元件之間連接有電流控制 TFT的結構。 另外，本實施例所示的半導體裝置不局限於圖1 7 A 至1 7C所示的結構而可以根據本發明的技術思想進行各種 變形。 接著，參照圖18A和18B說明相當於本發明的半導 體裝置的實施例的發光顯示面板（也稱爲發光面板）的外 觀及剖面。圖1 8 A是一種面板的俯視圖，其中利用密封 材料將與實施例1同樣地形成在第一基板上的使用包含銦 、鎵和鋅的氧化物半導體層的薄膜電晶體及發光元件密封 在第一基板與第二基板之間。圖1 8 B相當於沿著圖1 8 A 的Η -1的剖面圖。 以圍繞設置在第—基板450 1上的像素部4502、信號 線驅動電路45 03 a、4503b及掃描線驅動電路 4504a、 4504b的方式設置有密封材料4505。此外，在像素部 4 5 0 2、信號線驅動電路4 5 0 3 a、4 5 0 3 b及掃描線驅動電路 201034202 45(Ua、4504b上設置有第二基板45〇6。因此，像素部 4502、信號線驅動電路4503a、4503b以及掃描線驅動電 路4504a、4504b與塡料4507 —起由第—基板45〇1、密 封材料45 05和第二基板4506密封。像這樣爲了不暴露 於大氣，較佳由氣密性高且脫氣少的保護薄膜（貼合薄膜 、紫外線硬化樹脂薄膜等）或覆蓋材料來進行封裝（密;# )° 參 此外’設置在第一基板4501上的像素部4502、信號 線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、 4504b包括多個薄膜電晶體。在圖18B中，例示包括在像 素部45 02中的薄膜電晶體4510和包括在信號線驅動電路 4503a中的薄膜電晶體4509。 薄膜電晶體4509、4510是η通道薄膜電晶體，可以 應用實施例1所示的薄膜電晶體。 另外，發光元件4511所具有的作爲像素電極層的第 〇 一電極層4517與薄膜電晶體4510的源極電極層或汲極電 極層電連接。另外，雖然發光元件4 5 1 1的結構爲第一電 極層4517、電致發光層4512和第二電極層4513的疊層 結構’但其不局限於本實施例所示的結構。可以根據從發 光元件451 1取出的光的方向等適當地改變發光元件451 1 的結構。 分隔壁4520使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚 石夕氧院而形成。特別佳的是，以如下條件形成分隔壁 45 20 :使用感光性的材料，並在第一電極層45 17上形成 -63- 201034202 開口部，且使該開口部的側壁成爲具有連續曲率的 〇 電致發光層45 12既可以由單層構成，又可以 的疊層構成。 爲了不使氧、氫、水分、二氧化碳等侵入到發 4511，可以在第二電極層4513以及分隔壁4520上 護膜。可以形成氮化矽膜、氮氧化矽膜、DLC膜等 護膜。 另外，供應到信號線驅動電路4503a、4503b 線驅動電路4504a、4504b、或像素部4502的各種 電位是從FPC 4518a、4518b供應的。 在本實施例中，連接端子電極45 15由與發 451 1所具有的第一電極層451 7相同的導電膜形成 電極4516由與薄膜電晶體4509、4510所具有的源 層和汲極電極層相同的導電膜形成。 連接端子電極4515藉由各向異性導電膜4519 到FPC 45 18a所具有的端子。 位於從發光元件45 11的取出光的方向上的第 4 5 06需要具有透光性。在此情況下，使用如玻璃 膠板、聚酯薄膜或丙烯酸薄膜等的具有透光性的材 此外，作爲塡料4507，除了氮及氬等的惰性 外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。可 PVC (聚氯乙烯）、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺、環氧 矽酮樹脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛）、或EVA ( c 傾斜面 由多層 光元件 形成保 作爲保 、掃描 信號及 光元件 ，端子 極電極 電連接 二基板 板、塑 料。 氣體之 以使用 樹脂、 二烯-醋 201034202 酸乙烯酯）等。在本實施例中，使用氮作爲塡料45 07。 另外’若有需要，也可以在發光元件的射出面上適當 地設置諸如偏振片、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薄膜。另 外，也可以在偏振片或圓偏振片上設置抗反射膜。例如， 可以進行抗眩光處理，該處理利用表面的凹凸不平來擴散 反射光並降低眩光。 φ 信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路 45 04a、45 04b也可以作爲在分開準備的基板上由單晶半 導體膜或多晶半導體膜形成的驅動電路而安裝。此外，也 可以另外僅形成信號線驅動電路或其一部分、或者掃描線 驅動電路或其一部分而安裝。本實施例不局限於圖18A 和1 8 B的結構。 藉由上述步驟，可以製造安裝有其操作穩定性優良的 薄膜電晶體的顯示裝置。因爲本實施例的發光顯示裝置（ ® 顯示面板）安裝有其操作穩定性優良的薄膜電晶體，所以 該發光顯示裝置的可靠性高。 本實施例可以與其他實施例所記載的結構適當地組合 而實施。 實施例8 本發明的實施例的顯示裝置可以應用於電子紙。電子 紙可以用於用來顯示資訊的所有領域的電子裝置。例如， 可以將電子紙應用於電子書籍（電子書）、海報、電車等 -65- 201034202 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19A和19B以及20示出電子裝置的一個例子。 圖19A示出使用電子紙製造的海報263 1。在廣告媒 體是紙的印刷物的情況下用手進行廣告的交換，但是如果 使用應用本發明的實施例的電子紙，則可以在短時間內改 變廣告的顯示內容。此外，顯示不會打亂而可以獲得穩定 的影像。另外，海報也可以採用以無線的方式收發資訊的 結構。 此外，圖19B示出電車等的交通工具的車廂廣告 2632。在廣告媒體是紙的印刷物的情況下用手進行廣告的 交換，但是如果使用應用本發明的實施例的電子紙，則可 以在短時間內不需要許多人手地改變廣告的顯示內容。此 外，顯示不會打亂而可以獲得穩定的影像。另外，車廂廣 告也可以採用以無線的方式收發資訊的結構。 另外，圖20示出電子書籍2 700的一個例子。例如， 電子書籍2700係由兩個殼體，亦即殼體2701及殻體 2703所構成。殻體2701及殼體2703係藉由軸部2Ή1而 被形成爲一體，且可以以該軸部2 7 1 1做爲軸來進行開閉 動作。藉由採用這種結構，可以進行如紙的書籍那樣的動 作。 殼體2701係組裝有顯示部2705，而殻體2703係組 裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結構既 可以是顯示一個畫面的結構，又可以是顯示不同的畫面的 結構。藉由採用顯示不同的畫面的結構，例如在右邊的顯 -66 - 201034202 示部（圖20中的顯示部2705 )中可以顯示文章’而在左 邊的顯示部（圖20中的顯示部2707 )中可以顯示影像。 此外，在圖20中示出殻體2701具備操作部等的例子 。例如，在殻體2701中，具備電源2721、操作鍵2723、 揚聲器2725等。利用操作鍵2 723可以翻頁。另外’也可 以採用在與殼體的顯示部同一個面上具備鍵盤、指向裝置 等的結構。另外，也可以採用在殼體的背面或側面具備外 φ 部連接用端子（耳機端子、USB端子或可與AC轉接器及 USB電纜等的各種電纜連接的端子等）、記錄媒體插入部 等的結構。再者，電子書籍2700也可以具有電子詞典的 功能。 此外，電子書籍2700也可以採用以無線的方式收發 資訊的結構。還可以採用以無線的方式從電子書籍伺服器 購買所希望的書籍資料等，然後下載的結構。 藉由上述步驟，可以製造安裝有其操作穩定性優良的 ® 薄膜電晶體的顯示裝置。安裝有其操作穩定性優良的薄膜 電晶體的顯示裝置的可靠性高。 實施例9 根據本發明的實施例的半導體裝置可以應用於各種電 子裝置（包括遊戲機）。作爲電子裝置，例如可以舉出電 視裝置（也稱爲電視或電視接收機）、用於電腦等的監視 益 數位相機、數位攝像機、數位相框、移動式電話機（ 也稱爲移動式電話、移動式電話裝置）' 可攙式遊戲機、 -67- 201034202 可攜式資訊終端、聲音再生裝置'小鋼珠遊戲機等的大型 遊戲機等。 圖21A示出電視裝置9600的一個例子。在電視裝置 9600中，殼體960 1係組裝有顯示部9603。利用顯示部 9603可以顯示影像。此外，在本實施例中示出利用支架 9605來支撐殼體9601的結構。 可以藉由利用殼體960 1所配備的操作開關、另外提 供的遙控器9610進行電視裝置9600的操作。藉由利用遙 控器9610所配備的操作鍵9609，可以進行頻道及音量的 操作，並可以對在顯示部9603上顯示的影像進行操作。 此外，也可以採用在遙控器96 10中設置顯示從該遙控器 9610輸出的資訊的顯示部9607的結構。 另外，電視裝置9600採用具備接收機及數據機等的 結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者， 藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而也可 以進行單向（從發送者到接收者）或雙向（在發送者和接 收者之間或在接收者之間等）的資訊通信。 圖21B示出數位相框9700的一個例子。例如，在數 位相框9700中，殻體970 1係組裝有顯示部9703。顯示 部9703可以顯示各種影像，例如藉由顯示使用數位相機 等拍攝的影像資料，可以發揮與一般的相框同樣的功能。 另外，數位相框9700採用具備操作部、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）、記錄媒體插入部等的結構。這種結構也可以組 -68- 201034202 裝到與顯示部同一個面’但是藉由將其設置在側面或背面 上來提闻設計性，所以是較佳的。例如，可以對數位相框 的記錄媒體插入部插入儲存有使用數位相機拍攝的影像資 料的記憶體並提取影像資料，然後可以將所提取的影像資 料顯不於顯不部9703。 此外’數位相框9700也可以採用以無線的方式收發 資訊的結構。還可以採用以無線的方式提取所想要的影像 φ 資料並進行顯示的結構。 圖22A示出一種可攜式遊戲機，其係由殼體9 8 8 1和 殼體9891的兩個殼體所構成，並且藉由連結部分9893可 以開閉地連接。殼體9881係安裝有顯示部9882，並且殻 體989 1係安裝有顯示部9 8 8 3。另外，圖22A所示的可攜 式遊戲機還具備揚聲器部9884、記錄媒體插入部9 8 8 6、 LED燈9890、輸入單元（操作鍵9885、連接端子9887、 感測器9 8 8 8 (包括測定如下因素的功能：力量、位移、 φ 位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、 磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、 電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味 或紅外線）以及麥克風9 8 8 9 )等。當然，可攜式遊戲機 的結構不局限於上述結構’只要採用至少具備根據本發明 的實施例的半導體裝置的結構即可，且可以採用適當地設 置有其他附屬裝置的結構。圖22A所示的可攜式遊戲機 具有如下功能：讀出儲存在記錄媒體中的程式或資料並將 其顯示在顯示部上；以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無 -69- 201034202 線通信而實現資訊共用。另外’圖22A所示的可攜式遊 戲機所具有的功能不局限於此’而可以具有名·種名·樣的功 能。 圖 22B示出大型遊戲機的一種的拉霸機（slot machine) 9900的一個例子。在拉霸機9900的殻體9901 中安裝有顯示部9903 °另外’拉霸機9900還具備如起動 桿或停止開關等的操作單元、投幣口、揚聲器等。當然’ 拉霸機9900的結構不局限於此，只要採用至少具備根據 本發明的實施例的半導體裝置的結構即可，且可以採用適 當地設置有其他附屬裝置的結構。 圖23示出移動式電話機1〇〇〇的一個例子。移動式電 話機1 00 0除了安裝在殻體1001的顯示部1 00 2之外還具 備操作按鈕1〇〇3、外部連接埠1004、揚聲器1〇05、麥克 風1006等» 圖23所示的移動式電話機1 000可以用手指等觸摸顯 不部1002來輸入資訊。此外，可以用手指等觸摸顯示部 1002來打電話或進行電子郵件的輸入等的操作。 顯示部1 002的畫面主要有三個模式。第—是以影像 的顯示爲主的顯示模式，第二是以文字等的資訊的輸入爲 主的輸入模式，第二是顯示模式和輸入模式的兩個模式混 合的顯示+輸入模式。 例如’在打電話或製作電子郵件的情況下，將顯示部 1 002設定爲以文字輸入爲主的文字輸入模式，並進行在 畫面上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，較佳 -70- 201034202 的是，在顯示部1002的畫面的大部分中顯示鍵盤或 按鈕。 此外，藉由在移動式電話機1 000的內部設置具 螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝 來判斷移動式電話機1000的方向（豎向還是橫向） 而可以對顯示部1 002的畫面顯示進行自動切換。 藉由觸摸顯示部1002或對殼體1001的操作 _ 1003進行操作，切換畫面模式。還可以根據顯示在 部1 0 0 2上的影像種類切換畫面模式。例如，當顯示 示部上的影像信號爲移動影像的資料時，將畫面模式 成顯示模式，而當顯示在顯示部上的影像信號爲文字 時，將畫面模式切換成輸入模式。 另外，當在輸入模式中藉由檢測出顯示部1 0 0 2 感測器所檢測的信號得知在一定期間中沒有顯示部 的觸摸操作輸入時，也可以以將畫面模式從輸入模式 Φ 成顯示模式的方式來進行控制。 還可以將顯示部1 002用作影像感測器。例如， 用手掌或手指觸摸顯示部1 0 0 2，來拍攝掌紋、指紋 而可以進行個人識別。此外，藉由在顯示部中使用發 紅外光的背光燈或發射近紅外光的感測光源，也可以 手指靜脈、手掌靜脈等。 藉由上述步驟，可以製造安裝有其操作穩定性優 薄膜電晶體的顯示裝置。因爲上述電子裝置安裝有宜 穩定性優良的薄膜電晶體，所以該電子裝置的可靠性 號碼 有陀 置， ，從 按鈕 顯示 在顯 切換 資料 的光 1002 切換 藉由 等， 射近 拍攝 良的 操作 高。 -71 - 201034202 實施例1 ο 在本實施例中，說明在製造將氧化物半導體用作半導 體層的薄膜電晶體的情況下使用在對氧化物半導體膜進行 圖案化時產生的蝕刻廢液再生氧化物半導體而再利用的方 法。 圖25和圖26Α至26G示出再利用過程。 首先’在圖25的步驟1(7101)中，藉由濺射法或 脈衝雷射蒸鍍法（雷射脈衝蒸鍍法）形成氧化物半導體膜 。圖26A和26B示出沉積時的具體例子。在圖26A中， 在基板7 2 0 1上已形成有閘極電極7 2 0 2和閘極絕緣膜 7203，並且在閘極絕緣膜7203上藉由濺射法形成氧化物 半導體膜7205 (圖26B)。此時使用的靶材72 04是包含 In、Ga和Zn的氧化物半導體靶材，例如可以使用組成比 率爲 In: Ga: Zn=l : 1 : 0.5 的靶材。 接著，在圖25的步驟2(7102)中，對氧化物半導 體膜進行圖案化。如圖2 6 C所示，使用抗蝕劑掩罩7 2 0 6 ，該抗蝕劑掩罩7206使用光罩而形成，藉由濕式鈾刻法 去除氧化物半導體膜720 5的不需要的部分。另外，還可 以同時進行本發明說明中的對緩衝層的蝕刻處理。藉由上 述步驟，能夠得到所希望的形狀的氧化物半導體膜7207 ◊ 接著，在圖25的步驟3(7103)中，回收在步驟2( 7 102 )中產生的蝕刻廢液720 8 (圖26E )。另外，在回收 201034202 蝕刻廢液時，還可以預先使蝕刻廢液中和。這是因爲如下 緣故：考慮到操作的方便，在對得到中和的蝕刻廢液進行 處理時，安全性更高而較佳。 接著，在圖25的步驟4(7104)中，藉由進行從蝕 刻廢液去除水分的固體化處理，得到固體物7 2 0 9 (圖2 6 F )。另外，只要加熱蝕刻廢液，以去除水分，即可。另外 ’在得到固體物72〇9後，先進行組成分析等再追加不足 0 成分等來調整組成比率’以將在之後步驟中再生的靶材的 組成比率設定爲所希望的組成比率。 接著’在圖25的步驟5(7105)中，將固體物7209 放在所希望的形狀的鑄模，並進行加壓處理和焙燒處理， 以得到燒結體7210。再者’使用黏合劑將燒結體7210貼 合在支撐板7211上’以形成靶材72丨2(參照圖26G)。 但是’焙燒溫度較佳爲700°C以上。另外，較佳將厚度設 定爲5 nm以上且l〇nm以下。因爲在圖25的步驟4( 參 7 1 04 )中調整了 In、Ga和Zn的組成比率，所以能夠得到 具有所希望的組成比率的靶材7212。 另外’可以在進行圖25的步驟1 ( 7丨〇丨）中的沉積 處理時使用得到的靶材7212。 如上所述，在製造將氧化物半導體用作半導體層的薄 月吴電晶體的情況下能夠使用蝕刻廢液再生氧化物半導體而 再利用的方法。 一般來說’氧化物半導體含有的銦和鎵是稀有金屬。 因此’藉由使用本實施例所示的再利用方法，在節省資源 -73- 201034202 的同時能夠實現使用氧化物半導體而形成的產品的成本降 低。 本發明說明根據2008年11月7日在日本專利局受理 的日本專利申請編號2008-287051而製作，所申請內容包 括在本發明說明中。 【圖式簡單說明】 在附圖中： 圖1A和1B是說明本發明實施例的半導體裝置的俯 視圖及剖面圖； 圖2A至2C是說明本發明實施例的半導體裝置的製 造程序的剖面圖； 圖3A至3C是說明本發明實施例的半導體裝置的製 造程序的剖面圖； 圖4A和4B是說明本發明實施例的半導體裝置的俯 視圖及剖面圖； 圖5A至5C是說明本發明實施例的半導體裝置的製 造程序的剖面圖； 圖6A至6C是說明本發明實施例的半導體裝置的製 造程序的剖面圖； 圖7是本發明實施例的電子紙的剖面圖； 圖8A和8B是說明本發明實施例的半導體裝置的方 塊圖； 圖9是說明信號線驅動電路的結構的視圖； -74 - 201034202 圖10是說明信號線驅動電路的操作的時序圖； 圖11是說明信號線驅動電路的操作的時序圖； 圖12是說明移位暫存器的結構的視圖； 圖1 3是說明圖11所示的正反器的連接結構的視圖； 圖14A1及A2和WB是說明本發明實施例的半導體 裝置的俯視圖及剖面圖； 圖1 5是說明本發明實施例的半導體裝置的剖面圖； 0 圖16是說明本發明實施例的半導體裝置的像素等效 電路的視圖； 圖17A至17C是說明本發明實施例的半導體裝置的 視圖； 圖1 8 A和1 8 B是說明本發明實施例的半導體裝置的 俯視圖及剖面圖； 圖1 9 A和1 9 B是說明電子紙的使用樣式的例子的視 圖， φ 圖2 0是示出電子書籍的一例的外觀圖； 圖2 1 A和2 1 B是示出電視裝置及數位相框的例子的 外觀圖； 圖22A和22B是示出遊戲機的例子的外觀圖； 圖23是示出移動式電話機的一例的外觀圖； 圖24A是本發明實施例的半導體裝置的剖面圖，圖 24B是等效電路圖，並且圖24C是俯視圖； 圖2 5是說明蝕刻廢液含有的氧化物半導體的再利用 循環的視圖； -75- 201034202 圖26A至26G是說明蝕刻廢液含有的氧化物半導體 的再利用步驟的視圖。 【主要元件符號說明】 1 0 0 :基板 102 :閘極絕緣膜 1 1 1 :閘極電極 1 1 3 :氧化物半導體層 1 1 4，114a, 1 14b :緩衝層 115a:第一電極 115b:第二電極 1 5 0 :薄膜電晶體 1 3 1 :抗蝕劑掩罩 105 :導電膜 1 3 2 :抗蝕劑掩罩 109 :層間絕緣膜 124, 125, 126:接觸孔 1 2 8 :像素電極 1 2 3 :電容器佈線 1 5 1 :薄膜電晶體 1 1 8 :佈線 4 0 0 :基板 401 :第一閘極電極 402:第二閘極電極 -76- 201034202 4 0 9 :第一佈線 4 1 0 :第二佈線 4 1 1 :第三佈線 403 :閘極絕緣膜 4 04 :接觸孔 405 :第一氧化物半導體層 4 0 6 a, 4 0 6 b :緩衝層 @ 407 :第二氧化物半導體層 4 0 8 a，4 0 8 b :緩衝層 43 0 :第一薄膜電晶體 431 :第二薄膜電晶體 5 8 1 :薄膜電晶體 5 8 4 :保護膜 5 8 3 :層間絕緣膜 5 8 5 :絕緣膜 _ 587:第一電極層 588:第二電極層 5 8 9 :球形粒子 5 90a :黑色區 5 9 0b.白色區 594 :空腔 5 9 5 :塡料 5 9 6 :基板 5 3 0 0 :基板 -77- 201034202 5 3 0 1 :像素部分 5 3 0 2 :掃描線驅動電路 5 3 0 3 :信號線驅動電路 5 6 Ο 1 :驅動 I C 5602_1 to 5602_Μ:開關群 5603 a :第一薄膜電晶體 5603b :第二薄膜電晶體 5603 c :第三薄膜電晶體 5611：第一佈線 5 6 1 2 :第二佈線 5 6 1 3 :第三佈線 562 1 1 to 562 1 _M ：佈線 5703a, 5703b, 5703c ：時序 5803a, 5803b, 5803c ：時序 5701_1 to 5701_n :正反器 5711：第一佈線 5712 ：第二佈線 5713 ：第三佈線 5 7 1 4 :第四佈線 5 7 1 5 :第五佈線 5 7 1 6 :第六佈線 57 1 7_1, 5717_2, 5717_3 ：第七佈線 5 5 7 1 :第一薄膜電晶體 5 5 72 :第二薄膜電晶體 201034202
5 5 7 3 ： 5574 ： 55 75 ： 55 76 ： 5 5 7 7 ： 5 5 7 8 ·· 5 50 1 ： 5 5 02 ： 5 503 ： 5504 ： 5 5 05 ： 5 5 06 ： 5 400 ·· 540 1 ： 5402 ： 5 403 ： 5 4 04 ·· 400 1 ： 4002 ： 4003 ： 4 0 04 ·· 4005 ： 4006 ： 4008 ： 第三薄膜電晶體 第四薄膜電晶體 第五薄膜電晶體 第六薄膜電晶體 第七薄膜電晶體 第八薄膜電晶體 第一佈線 第二佈線 第三佈線 第四佈線 第五佈線 第六佈線 基板 像素部分 第一掃描線驅動電路 信號線驅動電路 第二掃描線驅動電路 第一基板 像素部分 信號線驅動電路 掃描線驅動電路 密封劑 第二基板 液晶 -79 201034202 4010 ： 4011： 4013： 4020 ： 402 1 ： 4030 ： 403 1： 403 2 ： 403 3 ： 403 5 ： 4015： 4018： 4016 ： 4019： 2600 ： 260 1 ： 2602 ： 2603 ： 2604 ： 2605 ： 2606 ： 2607 ： 2608 ： 2609 ： 薄膜電晶體 薄膜電晶體 液晶元件 絕緣層 絕緣層 像素電極層 對置電極層 絕緣層 絕緣層 柱狀間隔件 連接端子電極 可撓性印刷電路 端子電極 各向異性導電膜 TFT基板 對置基板 密封劑 像素部分 顯示元件 著色層 偏振片 偏振片 佈線電路部分 可撓性線路板 -80- 201034202 :冷陰極管 :反射板 :電路基板 :擴散板 :基板 :切換電晶體 :驅動電晶體 :電容器 :發光元件 :信號線 :掃描線 :電源線 :共用電極 :驅動TFT =發光元件 :陰極 :發光層 :陽極 :驅動T F T :發光元件 :陰極 :發光層 :陽極 :遮光膜 -81 201034202
7017 :透光導電薄膜 702 1 ：驅動 TFT 7022 :發光元件 7023 :陰極 7024 :發光層 7025 :陽極 7027 :透光導電薄膜 450 1 :第一基板 4502:像素部分 4503a, 4503b:信號線驅動電路 4504a, 4504b ：掃描線驅動電路 4 5 0 5 :密封劑 4506:第二基板 4 5 0 7 :塡充物 4509 :薄膜電晶體 4510 :薄膜電晶體 4511：發光元件 4512:電致發光層 4513 :第二電極層 4517:第一電極層 4 5 2 0 :分隔壁 4515 :連接端子電極 4 5 1 6 :端子電極 4 5 1 8 a, 4 5 1 8 b :可撓性印刷電路 -82- 201034202 4519: 各向異性導電膜 263 1： 海報 263 2 ： 廣告 2700 ： 電子書閱讀器 270 1: 殼體 2703 ： 殼體 2711： 鉸鏈 a 2705 ： 顯示部分 2707 ： 顯不部分 272 1： 電源開關 2723 ： 操作鍵 2724 ： 揚聲器 9600 ： 電視機 960 1 ： 殼體 9603 ： 顯不部分 φ 9605 : 機座 9607 ： 顯不部分 9609 ： 操作鍵 9610： 遙控器 9700 ： 數位相框 970 1 ： 殼體 9703 ： 顯示部分 98 8 1: 殼體 98 82 ： 顯示部分 -83 201034202 98 8 3 ：顯示部分 98 84 :揚聲器部分 9 8 8 5 :操作鍵 9886:記錄媒體插入部分 9 8 8 7 :連接端子 98 8 8 ：感測器 98 8 9 ：麥克風 98 90 ： LED 燈 98 9 1 :殼體 9 8 9 3 :連結部分 9 9 0 0 :拉霸機 9901 :殼體 9903:顯示部分 1 000 :移動式電話手機 1001 :殼體 1 0 0 2 :顯示部分 1 003 :操作按鈕 1 0 0 4 :外部連接部分 1 005 :揚聲器 1 006 :麥克風 9400:通信裝置 7 2 0 1 :基板 7 2 02 :閘極電極 7203 :閘極絕緣膜 201034202
7204 7205 7206 7207 7208 7209 72 10 72 12 靶材 氧化物半導體膜 抗鈾劑掩罩 氧化物半導體膜 蝕刻廢液 固體物 燒結體 支撐板 靶材 ❿ -85

Claims (1)

  1. 201034202 七、申請專利範圍： 1. 一種薄膜電晶體，包括： 閘極電極； 覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜； 氧化物半導體層，與該閘極電極重疊，且該閘極絕緣 膜插置於其間； 該氧化物半導體層之上的第一電極及第二電極，該第 一電極的端部及該第二電極的端部與該閘極電極重疊； 第一緩衝層’該第一緩衝層與該氧化物半導體層和該 第一電極相接觸並被插置在該氧化物半導體層與該第一電 極之間；以及 第二緩衝層，該第二緩衝層與該氧化物半導體層和該 第二電極相接觸並被插置在該氧化物半導體層與該第二電 極之間 其中，該第一緩衝 〇 第二緩衝層包含銦、鎵、鋅 修 、氧和氮。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的薄膜電晶體，其中， 該緩衝層中所含有的氮（N )對氧（〇)的比率（N/0 )係 大於或等於5原子％且小於或等於8 0原子％。 3 ·如申請專利範圍第1項所述的薄膜電晶體，其中， 該氧化物半導體層含有銦、鎵和鋅。 4.一種薄膜電晶體，包括： 蘭極電極； 覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜； 86 - 201034202 第一電極及第二電極，該第一電極的端部及該第二電 極的端部與該閘極電極重疊且該閘極絕緣膜插置於其間； 該第一電極之上的第一緩衝層； 該第二電極之上的第二緩衝層；以及 與該第一電極的該端部及該第二電極的該端部重疊的 氧化物半導體層， 其中’該氧化物半導體層與該第一電極及該第二電極 Φ 的側表面和該第一緩衝層及該第二緩衝層的上表面及側表 面相接觸，並且 其中，該第一緩衝層及該第二緩衝層含有銦、鎵、鋅 、氧和氮。 5 .如申請專利範圍第4項所述的薄膜電晶體，其中， 該緩衝層中所包含的氮（N )對氧（〇 )的比率（N/O )係 大於或等於5原子％且小於或等於80原子。/〇。 6 .如申請專利範圍第4項所述的薄膜電晶體，其中， φ 該氧化物半導體層含有銦、鎵和鋅。 7.—種半導體裝置的製造方法，包括： 在基板之上形成閘極電極； 在該閘極電極之上形成閘極絕緣膜； 在該閘極絕緣膜之上形成氧化物半導體層，該氧化物 半導體層含有銦、鎵和鋅並且與該閘極電極重疊； 在該氧化物半導體層之上形成緩衝層；以及 在該等緩衝層之上形成第一電極及第二電極， 其中，該等緩衝層係以在包含氮氣的氛圍中濺射作爲 -87- 201034202 其成分之包含含有銦、鎵和鈴的氧化物的祀材如此之方式 而被形成。 8. —種半導體裝置的製造方法，包括： 在基板之上形成閘極電極； 在該閘極電極之上形成閘極絕緣膜； 在該閘極絕緣膜之上形成第一電極及第二電極，該第 一電極及第二電極的端部與該閘極電極重疊； 在該第一電極及該第二電極之上形成緩衝層；以及 在該等緩衝層之上形成含有銦、鎵和鋅的氧化物半導 體層， 其中，該等緩衝層係以在包含氮氣的氛圍中濺射作爲 其成分之包含含有銦 '鎵和鋅的氧化物的靶材如此之方式 而被形成。 9. 一種包括薄膜電晶體的半導體裝置，該薄膜電晶體 包括： 聞極電極； 覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜； 氧化物半導體層，與該閘極電極重疊且該閘極絕緣膜 插置於其間； 該氧化物半導體層之上的第一電極及第二電極，該第 一電極的端部及該第二電極的端部與該閘極電極重疊； 第一緩衝層，該第一緩衝層與該氧化物半導體層和該 第一電極相接觸並被插置在該氧化物半導體層與該第一電 極之間；以及 -88- 201034202 第二緩衝層，該第二緩衝層與該氧化物半導體層和該 第二電極相接觸並被插置在該氧化物半導體層與該第二電 極之間， 其中，該第一緩衝層及該第二緩衝層包含銦、鎵、鋅 、氧和氮。 10.如申請專利範圍第9項所述的半導體裝置，其中 ，該緩衝層中所包含的氮（N)對氧（0)的比率（N/0 ) _ 係大於或等於5原子％且小於或等於80原子％。 1 1 .如申請專利範圍第9項所述的半導體裝置，其中 ，該氧化物半導體層含有銦、鎵和鋅。 1 2 . —種包括薄膜電晶體的半導體裝置，該薄膜電晶 體包括： 鬧極電極； 覆蓋該閘極電極的閘極絕緣膜； 第一電極及第二電極，該第一電極的端部及該第二電 〇 極的端部與該閘極電極重疊且該閘極絕緣膜插置於其間； 該第一電極之上的第一緩衝層； 該第二電極之上的第二緩衝層；以及 與該第一電極的該端部及該第二電極的該端部重疊的 氧化物半導體層， 其中，該氧化物半導體層與該第一電極及該第二電極 的側表面和該第一緩衝層及該第二緩衝層的上表面及側表 面相接觸，並且 其中，該第一緩衝層及該第二緩衝層含有銦、鎵、鋅 -89- 201034202 、氧和氮。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述的半導體裝置，其中 ，該緩衝層中所包含的氮（N )對氧（Ο )的比率（N/0 ) 係大於或等於5原子％且小於或等於80原子％。 14.如申請專利範圍第12項所述的半導體裝置，其中 ，該氧化物半導體層含有銦、鎵和鋅。
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