TWI559552B - 半導體裝置和其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種使用氧化物半導體的半導體裝置及其製造方法。
另外，本發明說明中的半導體裝置指的是能夠藉由利用半導體特性工作的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路及電子設備都是半導體裝置。
近年來，一種利用形成在具有絕緣表面的基板上的半導體薄膜(厚度大約為幾nm至幾百nm)來製造薄膜電晶體(TFT)的技術備受矚目。薄膜電晶體被廣泛地應用於如IC及電光裝置之類的電子裝置，尤其是對作為影像顯示裝置的切換元件的TFT的開發日益火熱。金屬氧化物的種類繁多且用途廣。氧化銦作為較普遍的材料被用於液晶顯示器等所需要的透明電極材料。
在金屬氧化物中存在呈現半導體特性的金屬氧化物。作為呈現半導體特性的金屬氧化物，例如可以舉出氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等，並且已知一種將這種呈現半導體特性的金屬氧化物用作通道形成區的薄膜電晶體(專利文獻1及專利文獻2)。
[專利文獻1]
日本專利申請公開第2007-123861號公報
日本專利申請公開第2007-96055號公報
當在絕緣表面上製造薄膜電晶體時，閘極電極和其電位與該閘極電極不同的源極電極之間設置有閘極絕緣層，該閘極絕緣層成為電介質而形成電容。該電容也被稱為寄生電容，其有可能導致信號波形產生畸變。此外，當寄生電容較大時，有可能導致信號的傳達變慢。
另外，寄生電容的增加會引起在薄膜電晶體截止時流過的漏電流的增加，並使耗電量增大。
本發明的一個實施例的目的之一在於提供一種具有能夠充分降低寄生電容的結構的半導體裝置。
另外，當在絕緣表面上形成驅動電路時，較佳的用於驅動電路的薄膜電晶體的工作速度較快。
本發明的一個實施例的目的之一在於實現用於驅動電路的薄膜電晶體的工作速度的高速化。
在底閘型薄膜電晶體中，將源極電極層及汲極電極層形成為不重疊於閘極電極層。
在底閘型薄膜電晶體中，接觸於氧化物半導體層的重疊於閘極電極層的區域地形成氧化物絕緣層。由此，在氧化物半導體層的接觸於該氧化物絕緣層的區域中選擇性地形成通道形成區。
在底閘型薄膜電晶體中，藉由將源極電極層及汲極電極層形成為不重疊於閘極電極層，可以拉開源極電極層及汲極電極層與閘極電極層之間的距離，而實現寄生電容的降低。由此，源極電極層與汲極電極層之間的距離也變大，但是，因為可以在氧化物半導體層的接觸於氧化物絕緣層的區域中選擇性地形成通道形成區，所以可以在通道長度短的狀態下降低薄膜電晶體的寄生電容。
藉由降低薄膜電晶體的寄生電容，可以降低信號波形的失真和信號傳達的延遲，可以抑制漏電流和耗電量的增加。另外，藉由縮短通道長度，可以實現薄膜電晶體的高速工作。另外，藉由使用工作速度快的薄膜電晶體，提高電路的整合度。
本發明說明所公開的本發明一個實施例是一種半導體裝置，包括：絕緣表面上的閘極電極層；所述閘極電極層上的閘極絕緣層；所述閘極絕緣層上的源極電極層及汲極電極層；所述閘極絕緣層和所述源極電極層及所述汲極電極層的一部分上的氧化物半導體層；所述氧化物半導體層上的氧化物絕緣層；以及所述氧化物絕緣層和所述氧化物半導體層上的保護絕緣層，其中，所述氧化物半導體層具有所述閘極電極層上的通道形成區，所述源極電極層及所述汲極電極層不重疊於所述閘極電極層，所述源極電極層及所述汲極電極層的側面接觸於所述氧化物半導體層的一部分，所述氧化物絕緣層接觸於所述氧化物半導體層中的所述通道形成區，並且，所述保護絕緣層接觸於所述氧化物半導體層的一部分。
藉由採用上述結構，實現至少一個上述目的。
另外，實現上述結構的本發明的一個實施例是一種半導體裝置的製造方法，包括如下步驟：在絕緣表面上形成閘極電極層；在所述閘極電極層上形成閘極絕緣層；以不重疊於所述閘極電極層的方式在所述閘極絕緣層上形成源極電極層及汲極電極層；在所述閘極絕緣層上形成重疊於所述閘極電極層和所述源極電極層及所述汲極電極層的一部分的氧化物半導體層；進行用來使所述氧化物半導體層脫水化或脫氫化的加熱處理；在進行所述加熱處理之後，在所述氧化物半導體層、所述源極電極層及所述汲極電極層上不接觸於大氣地形成氧化物絕緣層，該氧化物絕緣層接觸於所述氧化物半導體層的第一區域；以及在所述氧化物半導體層和所述氧化物絕緣層上接觸於所述氧化物半導體層的第二區域及第三區域地形成保護絕緣層。
另外，較佳的將氧化物絕緣層設置為覆蓋氧化物半導體層的通道長度方向上的兩端部。另外，較佳的將氧化物絕緣層設置為覆蓋源極電極層及汲極電極層的通道長度方向上的外側端部。另外，氧化物絕緣層較佳為氧化矽膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜。另外，保護絕緣層較佳的為氮化矽膜或氮化鋁膜。另外，通道形成區的通道長度方向上的寬度較佳的小於閘極電極層的通道長度方向上的寬度。
另外，源極電極層及汲極電極層也可以為以從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W中選出的元素為主要成分的膜或與它們的合金膜組合了的疊層膜。另外，源極電極層及汲極電極層也可以為氧化銦、氧化銦氧化錫合金、氧化銦氧化鋅合金或氧化鋅。
另外，作為本發明說明中使用的氧化物半導體，形成由InMO3(ZnO)m(m>0)表示的薄膜，並製造將該薄膜用作氧化物半導體層的薄膜電晶體。另外，M表示從Ga、Fe、Ni、Mn和Co中選擇的一種金屬元素或多種金屬元素。例如，作為M，除了有包含Ga的情況以外，還有包含Ga和Ni或Ga和Fe等包含Ga以外的上述金屬元素的情況。此外，在上述氧化物半導體中，除了作為M而包含的金屬元素之外，有時還包含作為雜質元素的Fe、Ni等其他過渡金屬元素或該過渡金屬的氧化物。在本發明說明中，在具有由InMO3(ZnO)m(m>0)表示的結構的氧化物半導體層中，將具有作為M包含Ga的結構的氧化物半導體稱為In-Ga-Zn-O類氧化物半導體，並且將其薄膜稱為In-Ga-Zn-O類非單晶膜。
另外，作為用於氧化物半導體層的金屬氧化物，除了可以使用上述材料之外，還可以使用In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的金屬氧化物。另外，由上述金屬氧化物構成的氧化物半導體層還可以含有氧化矽。
當在氮或稀有氣體(氬、氦等)等惰性氣體氣圍下進行加熱處理時，氧化物半導體層也可以說藉由加熱處理變成氧缺乏型而被低電阻化，即被N型化(N-化等)，然後，藉由形成與氧化物半導體層接觸的氧化物絕緣膜，來使氧化物半導體層變成氧過剩狀態而被高電阻化，即被I型化。由此，可以製造並提供具有電特性好且可靠性高的薄膜電晶體的半導體裝置。
作為上述加熱處理，藉由在氮或稀有氣體(氬、氦等)等惰性氣體氣圍下以400℃以上且低於基板的應變點的溫度，較佳的是以420℃以上且570℃以下的溫度進行加熱處理。藉由進行該加熱處理，使氧化物半導體脫水化或脫氫化，而減少氧化物半導體層所含有的水分等的雜質。
用於進行上述脫水化或脫氫化的熱處理條件是：即使在將溫度升至450℃的條件下利用TDS對該進行了脫水化或脫氫化之後的氧化物半導體層進行測定，水的兩個峰值，至少出現在300℃附近的一個峰值也不被檢測出。所以，即使在將溫度升至450℃的條件下利用TDS對使用進行了脫水化或脫氫化的氧化物半導體層的薄膜電晶體進行測定時，至少出現在300℃附近的水的峰值也不被檢測出。
作為加熱後的冷卻，重要的是：藉由使用進行了脫水化或脫氫化的同一爐以不使氧化物半導體層暴露於大氣的方式進行冷卻，從而使水或氫不再混入到氧化物半導體層中。藉由進行脫水化或脫氫化，使氧化物半導體層的電阻降低，即在將其N型化(N-等)之後使其電阻增大而使其成為I型的氧化物半導體層。藉由使用該氧化物半導體層製造薄膜電晶體，可以使薄膜電晶體的臨界值電壓值為正，從而實現所謂常關閉型的切換元件。作為半導體裝置(顯示裝置)，較佳的以薄膜電晶體的閘極電壓為儘量近於0V的正的臨界值電壓的條件形成通道。注意，當薄膜電晶體的臨界值電壓值為負時，容易成為所謂常開啟型，也就是說即使閘極電壓為0V，在源極電極和汲極電極之間也有電流流過。在主動矩陣型的顯示裝置中，構成電路的薄膜電晶體的電特性十分重要，該電特性決定顯示裝置的性能。尤其是，在薄膜電晶體的電特性之中臨界值電壓(Vth)很重要。即使在場效應遷移率高的情況下，當臨界值電壓值高或臨界值電壓值為負時，電路的控制比較困難。在薄膜電晶體的臨界值電壓值高並且臨界值電壓的絕對值大的情況下，當驅動電壓低時TFT不能起到開關功能而有可能導致負載。在是n通道型的薄膜電晶體的情況下，較佳的是當對閘極電壓施加正的電壓時初次形成通道並產生汲極電流的電晶體。不提高驅動電壓就不能形成通道的電晶體和即使在負的電壓狀態下也能形成通道並產生汲極電流的電晶體不適合用作用於電路的薄膜電晶體。
另外，也可以先將升溫時的氣體轉換成與此不同的氣體再進行加熱後的冷卻。例如，使用與進行了脫水化或脫氫化的相同的爐而在不接觸大氣的情況下，使爐中充滿高純度的氧氣體或N2O氣體、超乾燥空氣(露點為-40℃以下，較佳的為-60℃以下)來進行冷卻。
在藉由進行脫水化或脫氫化的加熱處理使膜中所含有的水分減少之後，在不含有水分的氣圍(露點為-40℃以下，較佳的為-60℃以下)下進行緩冷(或冷卻)。藉由使用該氧化物半導體膜，可以在提高薄膜電晶體的電特性的同時實現具有高的量產性和高的性能的薄膜電晶體。
在本發明說明中，將在氮或稀有氣體(氬、氦等)等惰性氣體氣圍下的加熱處理稱為用於脫水化或脫氫化的加熱處理。在本發明說明中，為了方便起見，不僅將藉由該加熱處理使H2脫離稱為脫氫化，而且將包括H、OH等的脫離也稱為脫水化或脫氫化。
當在氮或稀有氣體(氬、氦等)等惰性氣體氣圍下進行加熱處理時，氧化物半導體層藉由加熱處理變成氧缺乏型而被低電阻化，即被N型化(N-化等)。
另外，形成與汲極電極層重疊的氧缺乏型高電阻汲極區(也稱為HRD(High Resistance Drain)區域)。此外，還形成與源極電極層重疊的氧缺乏型高電阻源極區(也稱為HRS(High Resistance Source)區域)。
明確而言，高電阻汲極區的載子濃度在1×1018/cm3以上的範圍內，並且高電阻汲極區是載子濃度至少高於通道形成區的載子濃度(小於1×1018/cm3)的區域。另外，本發明說明的載子濃度指的是在室溫下藉由霍爾效應測量而求出的載子濃度的值。
並且，藉由至少使被進行了脫水化或脫氫化的氧化物半導體層的一部分處於氧過剩狀態，來使其電阻增大，即被I型化，而形成通道形成區。另外，至於使被進行了脫水化或脫氫化的氧化物半導體層變為氧過剩狀態的處理，可以藉由以下處理來實現：利用濺射法的氧化物絕緣膜的成膜，該氧化物絕緣膜接觸於被進行了脫水化或脫氫化的氧化物半導體層；形成氧化物絕緣膜之後的加熱處理；在含有氧的氣圍下的加熱處理；在惰性氣體氣圍下加熱之後在氧氣圍下的冷卻處理；使用超乾燥空氣(露點為-40℃以下，較佳的為-60℃以下)的冷卻處理；等等。
另外，為了將被進行了脫水化或脫氫化的氧化物半導體層的至少一部分(與閘極電極層重疊的部分)用作通道形成區，藉由選擇性地使其成為氧過剩狀態，可以使其電阻增大，即被I型化。
由此，可以製作並提供具有電特性良好且可靠性高的薄膜電晶體的半導體裝置。
另外，藉由在與汲極電極層重疊的氧化物半導體層中形成高電阻汲極區，可以提高形成驅動電路時的可靠性。明確而言，藉由形成高電阻汲極區，可以形成如下結構：從汲極電極層至高電阻汲極區、通道形成區，導電性能夠階梯性地變化。所以，當將汲極電極層連接到提供高電源電位VDD的佈線來使薄膜電晶體工作時，即使閘極電極層與汲極電極層之間被施加高電場，由於高電阻汲極區成為緩衝區而不被施加局部性的高電場，所以可以提高電晶體的耐壓性。
另外，藉由在與汲極電極層(以及源極電極層)重疊的氧化物半導體層中形成高電阻汲極區，可以降低形成驅動電路時的通道形成區中的洩漏電流。明確而言，藉由形成高電阻汲極區，在汲極電極層和源極電極層之間流過的電晶體的洩漏電流依次流過汲極電極層、汲極電極層一側的高電阻汲極區、通道形成區、源極電極層一側的高電阻源極區及源極電極層。此時在通道形成區中，可以將從汲極電極層一側的低電阻區流向通道區的洩漏電流集中在當電晶體處於截止狀態時成為高電阻的閘極絕緣層與通道形成區的介面附近，而可以降低背通道部(遠離閘極電極層的通道形成區的表面的一部分)的洩漏電流。
另外，作為具有驅動電路的顯示裝置，除了液晶顯示裝置之外還可以舉出使用發光元件的發光顯示裝置或使用電泳顯示元件的也稱為電子紙的顯示裝置。
在使用發光元件的發光顯示裝置中，像素部具有多個薄膜電晶體，並且在像素部還具有將某個薄膜電晶體的閘極電極和其他的電晶體的源極佈線或汲極佈線連接在一起的部分。另外，在使用發光元件的發光顯示裝置的驅動電路中具有將薄膜電晶體的閘極電極與該薄膜電晶體的源極佈線或汲極佈線連接在一起的部分。
另外，因為薄膜電晶體容易被靜電等損壞，所以較佳的相對於閘極線或源極線，將用於保護像素部的薄膜電晶體的保護電路設置在同一基板上。保護電路較佳的由使用氧化物半導體層的非線形元件構成。
藉由使用上述結構，可以提供寄生電容被充分地降低，通道長度較短，並且能夠進行高速工作的半導體裝置。
以下，關於本發明的實施例模式將參照附圖給予詳細的說明。但是，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明不侷限於以下說明，其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施例模式所記載的內容中。注意，在本發明說明中的附圖中，有時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，而省略其說明。
在本實施例模式中，參照圖1A和圖1B說明半導體裝置結構的一個實施例。圖1A是薄膜電晶體150的平面圖，並且圖1B是沿圖1A的線A1-A2的截面圖。薄膜電晶體150具有被稱為底接觸型(也稱為反共面型(inverted coplanar)電晶體)的底閘結構之一的結構。
如圖1A和圖1B所示，薄膜電晶體150包括：具有絕緣表面的基板100上的閘極電極層111；閘極電極層111上的閘極絕緣層102；閘極絕緣層102上的源極電極層115a及汲極電極層115b；閘極絕緣層102及閘極電極層111上的氧化物半導體層113；氧化物半導體層113上的氧化物絕緣層107；以及氧化物絕緣層107和氧化物半導體層113上的保護絕緣層108。這裏，源極電極層115a及汲極電極層115b設置為不重疊於閘極電極層111，並且源極電極層115a及汲極電極層115b的側面部的至少一部分接觸於氧化物半導體層113的一部分。氧化物半導體層113具有閘極電極層111上的通道形成區134a。氧化物絕緣層107a接觸於氧化物半導體層113的通道形成區134a。保護絕緣層108接觸於氧化物半導體層113的一部分。另外，在氧化物絕緣層107中，將接觸於氧化物半導體層113的通道形成區134a的區域稱為氧化物絕緣層107a，並將其他區域稱為氧化物絕緣層107b。
像這樣，在底接觸型薄膜電晶體150中，藉由將源極電極層115a及汲極電極層115b設置為不重疊於閘極電極層111，可以拉開源極電極層115a及汲極電極層115b與閘極電極層111之間的距離，而可以實現寄生電容的降低。
因此，在薄膜電晶體150中，可以降低由寄生電容的增加導致的信號波形的失真和信號傳達的延遲，並可以抑制漏電流和耗電量的增高。
氧化物絕緣層107a隔著閘極絕緣層102重疊於閘極電極層111的氧化物半導體層的區域被稱為通道形成區。因此，薄膜電晶體150的通道長度L與氧化物絕緣層107a的通道長度方向上的寬度相同。另外，薄膜電晶體150的通道長度L是指氧化物半導體層與氧化物絕緣層107a的介面的長度，即在圖1B所示的截面圖中作為氧化物絕緣層107a示出的梯形的底邊的長度。
通道形成區134a是氧化物半導體層113處於氧過剩的狀態並被高電阻化(I型化)了的區域，其載子濃度低於1×1018/cm3。
這裏，通道形成區134a的通道長度方向上的寬度較佳的小於閘極電極層111的通道長度方向上的寬度。由此，可以縮短通道長度，可以實現薄膜電晶體150的高速工作，並且可以實現低耗電量化。尤其是，當在驅動電路中形成薄膜電晶體150時，被要求快的工作速度，因此是更佳的。
另外，如圖1A和圖1B所示，氧化物半導體層113具有夾有通道形成區134a的高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b。高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b形成在氧化物半導體層113中的不接觸於氧化物絕緣層107的區域中，即接觸於保護絕緣層108的區域中。另外，氧化物半導體層113在高電阻源極區113a中接觸於源極電極層115a，而在高電阻汲極區113b中接觸於汲極電極層115b。
另外，高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b是氧化物半導體層113處於氧缺乏的狀態並被低電阻化(N型化、N-型化)了的區域，其載子濃度為1×1018/cm3以上。
藉由在氧化物半導體層113中形成通道形成區134a、高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b，可以實現通道形成區134a中的漏電流的降低。
另外，藉由在薄膜電晶體150中設置高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b，即使被施加高電場，由於高電阻源極區113a或高電阻汲極區113b成為緩衝物而不被施加局部性的高電場，所以可以提高薄膜電晶體150的耐壓性。
另外，如圖1A和圖1B所示，氧化物半導體層113在通道長度方向上的兩端部具有第一區域134b及第二區域134c。第一區域134b及第二區域134c形成在氧化物半導體層113中的接觸於氧化物絕緣層107b的區域中。與通道形成區134a同樣，第一區域134b及第二區域134c是處於氧過剩的狀態並被高電阻化(I型化)了的區域。由此，當在其附近配置有電位元不同的佈線或氧化物半導體層時，可以實現漏電流的降低和寄生電容的降低。尤其是在驅動電路中，為了高整合化而較佳的以窄的間隔配置多個佈線和多個氧化物半導體層，藉由設置第一區域134b及第二區域134c來降低漏電流和寄生電容是有效的。
另外，雖然在圖1A中將第一區域134b及第二區域134c形成於通道長度方向上的兩端部，但是本發明不侷限於此，也可以在氧化物半導體層113的邊緣部形成第一區域134b及第二區域134c。
作為氧化物半導體層113，可以使用In-Ga-Zn-O類非單晶膜、In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的氧化物半導體膜。另外，在使用濺射法形成膜時，較佳的使用含有2wt.%以上且10wt.%以下的SiO2的靶來形成膜，並使氧化物半導體膜含有阻礙晶化的SiOx(X>0)，來抑制晶化。另外，氧化物半導體層的厚度較佳的為2nm以上且200nm以下。
氧化物半導體較佳的是含有In的氧化物半導體，更佳的是含有In及Ga的氧化物半導體。為了使氧化物半導體層為I型(本徵)，脫水化或脫氫化是有效的。
作為源極電極層115a及汲極電極層115b，可以使用金屬導電膜。作為金屬導電膜的材料，較佳的使用選自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金等。例如，較佳的採用在鈦層上層疊有鋁層且在該鋁層上層疊有鈦層的三層的疊層結構或在鉬層上層疊有鋁層且在該鋁層上層疊有鉬層的三層的疊層結構。當然，作為金屬導電膜，也可以採用單層結構、兩層結構或四層以上的疊層結構。藉由作為源極電極層115a及汲極電極層115b使用金屬導電膜，可以進行佈線的低電阻化。
另外，藉由作為源極電極層115a及汲極電極層115b使用鈦等金屬導電膜，也可以從高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b抽出氧夾在源極電極層115a及汲極電極層115b與高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b的介面形成其載子濃度高於高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b的區域。
另外，作為源極電極層115a及汲極電極層115b，也可以使用對可見光具有透光性的導電膜。作為對可見光具有透光性的導電膜的材料，例如，可以使用In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、In-Zn-O類、In-Sn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的金屬氧化物，尤其是，較佳的使用氧化銦、氧化銦氧化錫合金、氧化銦氧化鋅合金或氧化鋅。另外，在使用濺射法形成膜時，較佳的使用含有2wt.%以上且10wt.%以下的siO2的靶來形成膜，並使對可見光具有透光性的導電膜含有阻礙晶化的SiOx(X>0)，來抑制晶化。另外，源極電極層115a及汲極電極層115b的厚度較佳的為50nm以上且300nm以下。藉由作為源極電極層115a及汲極電極層115b使用對可見光具有透光性的導電膜，可以在將薄膜電晶體150用於像素部時提高孔徑比。
另外，作為用於源極電極層115a及汲極電極層115b的金屬導電膜或對可見光具有透光性的導電膜，較佳的使用在加工氧化物半導體層113時選擇性地殘留的材料。
在本發明說明中，對可見光具有透光性的膜是指其厚度對可見光的透過率為75%至100%的膜，當該膜是具有導電性的膜時也將其稱為透明的導電膜。另外，也可以使用對可見光半透明的導電膜作為用作閘極電極層、源極電極層、汲極電極層、像素電極層或其他的電極層或其他的佈線層的金屬氧化物。對可見光半透明是指其對可見光的透過率為50%至75%。
另外，與源極電極層115a及汲極電極層115b同樣，閘極電極層111也可以使用金屬導電膜或對可見光具有透光性的導電膜。
較佳地是，氧化物絕緣層107至少具有1nm以上的厚度，並使用氧化矽膜或氧化鋁膜。氧化物絕緣層107適當地使用不使水、氫等的雜質混入到氧化物絕緣膜的方法如濺射法等而形成。因為藉由設置氧化物絕緣層107來將氧化物絕緣層107中的氧供給給氧化物半導體層113，所以可以在氧化物半導體層113的與氧化物絕緣層107a接觸的區域中選擇性地形成通道形成區134a，而在氧化物半導體層113的與氧化物絕緣層107b接觸的區域中選擇性地形成第一區域134b及第一區域134c。像這樣，藉由對氧化物絕緣層107a進行構圖，可以決定通道形成區134a的通道長度方向上的寬度，由此容易縮短通道長度。藉由縮短通道長度，可以實現薄膜電晶體150的高速工作，並可以實現低耗電量化。尤其是，當在驅動電路中形成薄膜電晶體150時，被要求快的工作速度，因此是更佳的。
另外，在圖1B中，覆蓋氧化物半導體層113的通道長度方向上的兩端部地設置有氧化物絕緣層107b，但是本發明不侷限於此，也可以在氧化物半導體層113的邊緣部形成第一區域134b和第二區域134c。
另外，較佳覆蓋源極電極層115a及汲極電極層115b的通道長度方向上的外側端部地設置氧化物絕緣層107b。由此，在將薄膜電晶體150用於驅動電路等進行整合化時，也因在保護絕緣層108上的佈線與源極電極層115a及汲極電極層115b之間形成有氧化物絕緣層107b和保護絕緣層108而可以抑制寄生電容和漏電流的產生。
保護絕緣層108使用不包含水分、氫離子、OH-等雜質且阻擋該雜質從外部侵入的無機絕緣膜。例如，較佳的使用氮化矽膜、氮化鋁膜、氮氧化矽膜、氧氮化鋁膜等。
如圖1B所示，閘極絕緣層102較佳的為第一閘極絕緣層102a和第一閘極絕緣層102a上的第二閘極絕緣層102b的疊層。第一閘極絕緣層102a的厚度較佳的為50nm以上且200nm以下，較佳的使用氮化矽膜或氮氧化矽膜。第二閘極絕緣層102b的厚度較佳的為50nm以上且300nm以下，較佳的使用氧化矽膜或氧化鋁膜。
但是，閘極絕緣層的結構不侷限於此。圖7A至7C示出設置有與圖1B所示的閘極絕緣層不同的閘極絕緣層的薄膜電晶體。另外，在圖7A至7C中，使用同一附圖標記表示與圖1B相同的部分。如圖7A所示，也可以採用使用厚度為50nm以上且300nm以下的氧化矽膜或氧化鋁膜的閘極絕緣層112的單層結構。另外，如圖7B所示，也可以採用使用厚度為50nm以上且200nm以下的氮化矽膜或氮氧化矽膜的閘極絕緣層122的單層結構。像這樣，藉由以單層形成閘極絕緣層，可以實現薄膜電晶體150的製程的簡化。
另外，如圖7C所示，閘極絕緣層132也可以層疊有：使用厚度為50nm以上且300nm以下的氧化矽膜或氧化鋁膜的第一閘極絕緣層132a；以及第一閘極絕緣層132a上的使用厚度為50nm以上且200nm以下的氮化矽膜或氮氧化矽膜的第二閘極絕緣層132b。在圖7B或圖7C所示的薄膜電晶體中，在氧化物半導體層113中形成有夾在由氮化物構成的保護絕緣層108與由氮化物構成的閘極絕緣層122或第二閘極絕緣層132b之間的第三區域113c及第四區域113d。氧化物半導體層的第三區域113c形成在通道形成區134a和高電阻源極區113a之間，而氧化物半導體層113的第四區域113d形成在通道形成區134a和高電阻汲極區113b之間。第三區域113c及第四區域113d可以實現截止電流的降低。
如上所述，閘極絕緣層102具有100nm以上且500nm以下的厚度，並可以為氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜或氧化鋁膜的單層或疊層。
如上所述，在底閘型薄膜電晶體中，藉由將源極電極層及汲極電極層形成為不重疊於閘極電極層，拉開源極電極層及汲極電極層與閘極電極層之間的距離，並且設置通道長度短的通道形成區，可以提供充分地降低了寄生電容，其通道長度短，並且能夠進行高速工作的半導體裝置。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構來使用。
參照圖2A至圖2E說明實施例模式1所示的半導體裝置的製造方法的一個模式。
首先，在具有絕緣表面的基板100上形成對可見光具有透光性的導電膜或金屬導電膜之後，使用第一光微影步驟形成閘極電極層111。另外，也可以使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩。因為在使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時不使用光掩罩，所以可以降低製造成本。
對可以應用於具有絕緣表面的基板100的基板沒有大的限制，但是至少需要具有能夠耐受後面的加熱處理的耐熱性。例如，作為具有絕緣表面的基板100，可以使用玻璃基板。
另外，在後面的加熱處理的溫度高時，作為玻璃基板，較佳的使用應變點為730℃以上的基板。另外，作為玻璃基板，例如使用鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃等的玻璃材料。另外，藉由使其包含的氧化鋇(BaO)的量大於其包含的硼酸，可以獲得更實用的耐熱玻璃。因此，較佳的使用包含其量大於B2O3的BaO的玻璃基板。
另外，也可以使用陶瓷基板、石英基板、藍寶石基板等的由絕緣體構成的基板代替上述玻璃基板。除了上述以外，還可以使用晶化玻璃等。
可在基板100與閘極電極層111之間設置用作基底膜的絕緣膜。基底膜具有防止來自基板100的雜質元素的擴散的功能，而且可使用從氮化矽膜、氧化矽膜、氮氧化矽膜或氧氮化矽膜中選出的一層膜或由多個膜構成的疊層結構形成該基底膜。
閘極電極層111的材料可以使用與實施例模式1的源極電極層115a及汲極電極層115b的材料相同的材料。在50nm以上且300nm以下的範圍內適當地選擇閘極電極層111的厚度。
這裏，在使用透光導電膜時，其成膜方法使用濺射法、真空蒸鍍法(電子束蒸鍍法)、電弧放電離子電鍍法、噴射法。另外，在使用濺射法形成膜時，較佳的使用含有2wt.%以上且10wt.%以下的SiO2的靶來形成膜，而使透光導電膜含有阻礙晶化的SiOx(X>0)，來抑制在後面進行用來脫水化或脫氫化的加熱處理時發生的晶化。
接著，在閘極電極層111上形成閘極絕緣層102。
藉由使用電漿CVD法或濺射法等並使用氧化矽層、氮化矽層、氧氮化矽層或氮氧化矽層的單層或疊層，可以形成閘極絕緣層102。例如，作為成膜氣體可以使用SiH4、氧和氮藉由電漿CVD法形成氧氮化矽層。閘極絕緣層102的厚度為100nm以上且500nm以下，在閘極絕緣層102為疊層時，例如，使用厚度為50nm以上且200nm以下的第一閘極絕緣層102a和第一閘極絕緣層102a上的厚度5nm以上且300nm以下的第二閘極絕緣層102b的疊層。
在本實施例模式中，使用電漿CVD法由作為氮化矽膜的厚度為100nm的第一閘極絕緣層102a和作為氧化矽膜的厚度為100nm的第二閘極絕緣層102b的疊層形成閘極絕緣層102。
接著，在第二閘極絕緣層102b上形成金屬導電膜或對可見光具有透光性的導電膜，然後，藉由進行第二光微影步驟，形成源極電極層115a及汲極電極層115b(參照圖2A)。這裏，將源極電極層115a及汲極電極層115b形成為不重疊於閘極電極層111。源極電極層115a及汲極電極層115b的材料可以使用與實施例模式1的源極電極層115a及汲極電極層115b的材料相同的材料。
這裏，在使用透光導電膜時，其成膜方法使用濺射法、真空蒸鍍法(電子束蒸鍍法)、電弧放電離子電鍍法、噴射法。在50nm以上且300nm以下的範圍內適當地選擇源極電極層115a及汲極電極層115b的厚度。另外，在使用濺射法形成膜時，較佳的使用含有2wt.%以上且10wt.%以下的SiO2的靶來形成膜，並使透光導電膜含有阻礙晶化的SiOx(X>0)，來抑制在後面進行用來脫水化或脫氫化的加熱處理時發生的晶化。
另外，也可以使用噴墨法形成用來形成源極電極層115a及汲極電極層115b的抗蝕劑掩罩。因為在使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時不使用光掩罩，所以可以降低製造成本。
接著，在第二閘極絕緣層102b、源極電極層115a及汲極電極層115b上形成厚度為2nm以上且200nm以下的氧化物半導體膜130(參照圖2B)。為了即使在形成氧化物半導體膜130之後進行用來脫水化或脫氫化的加熱處理也使氧化物半導體層處於非晶狀態，較佳將氧化物半導體膜130形成為其厚度薄，即50nm以下。藉由減薄氧化物半導體層的厚度，可以抑制在形成氧化物半導體層之後進行加熱處理時的晶化。
另外，較佳的是，在使用濺射法形成氧化物半導體層130之前，進行引入氬氣體來產生電漿的反濺射，以去除附著到第二閘極絕緣層102b表面的在膜形成期間發生的粉狀物質(也稱為微粒、塵埃)。反濺射是指使用RF電源在氬氣圍下對基板施加電壓來在基板附近形成電漿以進行表面改性的方法。另外，也可以使用氮、氦、氧等代替氬氣圍。
作為氧化物半導體膜130，使用In-Ga-Zn-O類非單晶膜、In-Sn-Zn-O類、In-Al-Zn-O類、Sn-Ga-Zn-O類、Al-Ga-Zn-O類、Sn-Al-Zn-O類、In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、Al-Zn-O類、In-O類、Sn-O類、Zn-O類的氧化物半導體膜。在本實施例模式中，使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導體靶並藉由濺射法形成氧化物半導體膜130。另外，可以在稀有氣體(典型為氬)氣圖中、氧氣圍中或稀有氣體(典型為氬)和氧氣圍中使用濺射法形成氧化物半導體膜130。另外，在使用濺射法時，較佳的使用含有2wt.%以上且10wt.%以下的SiO2的靶來形成膜，而使氧化物半導體膜含有阻礙晶化的SiOx(X>0)，來抑制在後面進行用來脫水化或脫氫化的加熱處理時發生的晶化。
這裏，在如下條件下形成膜：使用包含In、Ga和Zn的氧化物半導體靶(In2O3：Ga2O3：ZnO=1：1：1[mol%]，In：Ga：Zn=1：1：0.5[at.%])；基板和靶之間的距離為100mm；壓力為0.2Pa；直流(DC)電源為0.5kW；在氬和氧(氬：氧=30sccm:20sccm，氧流量比率為40%)氣圍中形成膜。另外，藉由使用脈衝直流(DC)電源，可以減輕塵屑且膜厚度分佈也變均勻，所以是較佳的。將In-Ga-Zn-O類非單晶膜的厚度設定為5nm至200nm。在本實施例模式中，作為氧化物半導體膜，使用In-Ga-Zn-O類氧化物半導體靶藉由濺射法形成厚度為20nm的In-Ga-Zn-O類非單晶膜。
濺射法包括如下方法：作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法以及以脈衝方式施加偏壓的脈衝DC濺射法。RF濺射法主要用於形成絕緣膜，而DC濺射法主要用於形成金屬膜。
另外，也有可以設置材料不同的多個靶的多元濺射裝置。多元濺射裝置既可以在同一處理室中層疊形成不同的材料膜，又可以在同一處理室中同時對多種材料進行放電而形成膜。
另外，也有使用磁控管濺射法的濺射裝置和使用ECR濺射法的濺射裝置：在使用磁控管濺射法的濺射裝置中，在處理室內部具備磁鐵機構；而在使用ECR濺射法的濺射裝置中，不使用輝光放電而利用使用微波產生的電漿。
此外，作為利用濺射法的成膜方法，還有在膜形成期間使靶物質和濺射氣體成分起化學反應來形成它們的化合物薄膜的反應濺射法(reactive sputtering method)、在膜形成期間也對基板施加電壓的偏壓濺射法。
接著，藉由進行第三光微影步驟，將氧化物半導體膜130加工為島狀氧化物半導體層。另外，在蝕刻氧化物半導體層時，在不去除源極電極層115a及汲極電極層115b的條件下適當地調整各材料及蝕刻條件，以便得到重疊於源極電極層115a及汲極電極層115b的氧化物半導體層。另外，藉由使用噴墨法，也可以形成用來形成島狀氧化物半導體層的抗蝕劑掩罩。在使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時，不使用光掩罩，因此可以降低製造成本。
接著，進行氧化物半導體層的脫水化或脫氫化。進行脫水化或脫氫化的第一加熱處理的溫度為400℃以上且低於基板的應變點，較佳的為425℃以上且低於基板的應變點。另外，只要加熱處理的溫度為425℃以上，熱處理時間就可以為1小時以下，但是，當加熱處理的溫度為425℃以下時，加熱處理時間為比1小時長。這裏，將基板引入到加熱處理裝置之一的電爐，在氮氣圍中對氧化物半導體層進行加熱處理，然後，不接觸於大氣地防止水或氫再次混入到氧化物半導體層，來得到氧化物半導體層113(參照圖2C)。在本實施例模式中，從進行氧化物半導體層113的脫水化或脫氫化的加熱溫度T到足以不使水再次混入的溫度，使用同一爐，明確地說，直到比加熱溫度T低100℃以上為止在氮氣圍中緩冷。另外，本發明不侷限於氮氣圍，在氦、氖、氬等的稀有氣體氣圍中進行脫水化或脫氫化。
另外，在第一加熱處理中，較佳的在氮或氦、氖、氬等的稀有氣體中不含有水、氫等。或者，將引入到加熱處理裝置的氮或氦、氖、氬等的稀有氣體的純度設定為6N(99.9999%)以上，較佳的為7N(99.99999%)以上(即，雜質濃度為1ppm以下，較佳的為0.1ppm以下)。
另外，隨第一加熱處理的條件或氧化物半導體層的材料，有時晶化而成為微晶膜或多晶膜。
另外，也可以對被加工為島狀氧化物半導體層之前的氧化物半導體膜130進行氧化物半導體層的第一加熱處理。在此情況下，在進行第一加熱處理後，從加熱裝置取出基板，來進行光微影步驟。
另外，也可以在形成氧化物半導體膜130之前，在惰性氣圍(氮或氦、氖、氬等)中，在氧氣圍中進行加熱處理(400℃以上且低於基板的應變點)，來得到去除了在層中含有的氫及水等雜質的第二閘極絕緣層102b。
接著，在第二閘極絕緣層102b、源極電極層115a及汲極電極層115b、氧化物半導體層113上使用濺射法形成氧化物絕緣膜，然後，進行第四光微影步驟來形成抗蝕劑掩罩，並且選擇性地進行蝕刻來形成氧化物絕緣層107a及107b，然後去除抗蝕劑掩罩。在這個步驟中，在氧化物半導體層113中形成接觸於氧化物絕緣層107的區域，從而，在氧化物半導體層113的該區域中，隔著閘極絕緣層102重疊於閘極電極層111且重疊於氧化物絕緣層107a的區域成為通道形成區。另外，也形成重疊於覆蓋氧化物半導體層113的通道長度方向的兩端部的氧化物絕緣層107b的區域。另外，在選擇性地蝕刻氧化物絕緣膜時，有時氧化物半導體層113的一部分的厚度減薄。
氧化物絕緣膜的厚度至少為1nm以上，並且適當地使用濺射法等不使水、氫等雜質混入到氧化物絕緣膜的方法形成氧化物絕緣膜。在本實施例模式中，使用濺射法形成厚度為300nm的氧化矽膜作為氧化物絕緣膜。膜形成期間的基板溫度只要為室溫以上且300℃以下，即可，在本實施例模式中，採用室溫。可以在稀有氣體(典型為氬)氣圍、氧氣圍，或者稀有氣體(典型為氬)和氧氣圍中使用濺射法形成氧化矽膜。另外，作為靶，可以使用氧化矽靶或矽靶。例如，使用矽靶在氧和氮氣圍中藉由濺射法形成氧化矽。接觸於氧化物半導體層地形成的氧化物絕緣膜使用不包含水分、氫離子、OH-等雜質且阻擋該雜質從外部侵入的無機絕緣膜，典型為氧化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜或氧氮化鋁膜等。
接著，在惰性氣體氣圍中或氮氣氣團中進行第二加熱處理(較佳的為200℃以上且400℃以下，例如，250℃以上且350℃以下)(參照圖2D)。例如，在氮氣圍下以250℃進行一個小時的第二加熱處理。藉由進行第二加熱處理，在重疊於氧化物絕緣層107b的氧化物半導體層113的通道長度方向上的兩端部和重疊於氧化物絕緣層107a的氧化物半導體層113的一部分接觸於氧化物絕緣層的狀態下加熱。另外，藉由進行第二加熱處理，不重疊於氧化物絕緣層107a和氧化物絕緣層107b的氧化物半導體層113的一部分在露出的狀態下被加熱。藉由在氧化物半導體層113露出的狀態下在氮或惰性氣體氣圍中進行加熱處理，可以對在氧化物半導體層113中露出的高電阻化(I型化)了的區域進行低電阻化。另外，氧化物絕緣層107a設置為接觸於氧化物半導體層113的成為通道形成區的區域上，並被用作通道保護層。
如圖2D所示，因氧化物絕緣層107中的氧被供給到氧化物半導體層113而引起氧過剩狀態，以在氧化物半導體層113的接觸於氧化物絕緣層107a的區域中選擇性地形成通道形成區134a。與此同樣，在氧化物半導體層113的接觸於氧化物絕緣層107b的區域中形成第一區域134b及第二區域134c。另外，此時，在氧化物半導體層113露出的區域中以自對準地形成高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b。
像這樣，藉由對氧化物絕緣層107a進行構圖，可以決定通道形成區134a的通道長度方向的寬度，由此容易縮短通道長度。藉由縮短通道長度，可以實現薄膜電晶體150的高速工作，並可以實現低耗電量化。尤其是，當在驅動電路中形成薄膜電晶體150時，被要求快的工作速度，因此是更佳的。
接著，在氧化物絕緣層107a、氧化物絕緣層107b、高電阻源極區113a及高電阻汲極區113b上形成保護絕緣層108(參照圖2E)。在本實施例模式中，使用RF濺射法形成氮化矽膜。因為RF濺射法的量產性高，所以較佳用作保護絕緣層108的成膜方法。保護絕緣層108使用不包含水分、氫離子、OH-等雜質且阻擋該雜質從外部侵入的無機絕緣膜，使用氮化矽膜、氮化鋁膜、氮氧化矽膜、氧氮化鋁膜等。
藉由上述步驟，可以形成薄膜電晶體150，該薄膜電晶體150包括：具有絕緣表面的基板100上的閘極電極層111；閘極電極層111上的閘極絕緣層102；閘極絕緣層102上的源極電極層115a及汲極電極層115b；閘極絕緣層102和閘極電極層111上的氧化物半導體層113；氧化物半導體層113上的氧化物絕緣層107；以及氧化物絕緣層107和氧化物半導體層113上的保護絕緣層108。
根據上述步驟，在底閘型薄膜電晶體中，藉由將源極電極層及汲極電極層形成為不重疊於閘極電極層，拉開源極電極層及汲極電極層與閘極電極層之間的距離，並且設置通道長度短的通道形成區，可以提供充分地降低了寄生電容，通道長度短，並且能夠進行高速工作的半導體裝置。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構來使用。
在本實施例模式中示出使用實施例模式1所示的薄膜電晶體在同一基板上形成像素部和驅動電路來製造主動矩陣型液晶顯示裝置的一個例子。
圖3示出主動矩陣基板的截面結構的一個例子。
在實施例模式中圖示出像素部的薄膜電晶體、驅動電路的薄膜電晶體、儲存電容器、閘極佈線、源極佈線的端子部而進行說明。電容器、閘極佈線、源極佈線的端子部直到保護絕緣層203的成膜為止可以藉由與實施例模式2所示的製程相同的步驟形成，可以在不增加光掩罩個數和步驟數的條件下製造電容器、閘極佈線、源極佈線的端子部。另外，在像素部的成為顯示區域的部分中閘極佈線、源極佈線及電容佈線層都由具有透光性的導電膜形成，以實現高孔徑比。
在圖3中，與像素電極層227電連接的薄膜電晶體220是設置在像素部的底接觸型薄膜電晶體，而在本實施例模式中使用與實施例模式1的薄膜電晶體150相同的結構。薄膜電晶體220包括：具有絕緣表面的基板200上的閘極電極層211；第一閘極絕緣層202a；第二閘極絕緣層202b；至少具有通道形成區213a、高電阻源極區214a及高電阻汲極區214b的氧化物半導體層；源極電極層215a；以及汲極電極層215b。另外，薄膜電晶體220還設置有接觸於通道形成區213a的氧化物絕緣層216a。但是，閘極電極層211、源極電極層215a及汲極電極層215b由透光導電膜形成。
這裏，藉由將源極電極層215a及汲極電極層215b形成為不重疊於閘極電極層211，拉開源極電極層215a及汲極電極層215b與閘極電極層211之間的距離，由此可以實現寄生電容和漏電流的降低。
另外，重疊於氧化物絕緣層216b的氧化物半導體層的第一區域213b及第二區域213c與通道形成區213a同樣處於氧過剩的狀態，還起到降低漏電流和寄生電容的作用。
覆蓋像素部的薄膜電晶體、驅動電路的薄膜電晶體和儲存電容器上地設置有保護絕緣層203。作為保護絕緣層203，使用無機絕緣膜，使用氮化矽膜、氮化鋁膜、氮氧化矽膜、氧氮化鋁膜等。在本實施例模式中，使用氮化矽膜。
在保護絕緣層203上設置有平坦化絕緣層204。作為平坦化絕緣層204，可以使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯、聚醯胺、環氧樹脂等具有耐熱性的有機材料。另外，除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(low-k材料)、矽氧烷基樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。另外，也可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成平坦化絕緣層204。在本實施例模式中，作為平坦化絕緣層204，使用感光樹脂材料，省略形成抗蝕劑掩罩的步驟。
注意，矽氧烷類樹脂相當於以矽氧烷類材料為起始材料而形成的包含Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷類樹脂可以包括有機基團(例如烷基或芳基)或氟基團作為取代基。另外，有機基可以具有氟基團。
對於平坦化絕緣層204的形成方法沒有特別的限制，而可以根據其材料利用：濺射法、SOG法、旋塗法、浸漬法、噴塗法、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等)等的方法、刮片、輥塗機、幕塗機、刮刀塗佈機等的設備。
在重疊於像素部的薄膜電晶體和儲存電容器的平坦化絕緣層204上設置有像素電極層227。像素電極層227由透光導電膜構成。作為透光導電膜的材料，使用氧化銦(In2O3)、氧化銦氧化錫合金(In2O3-SnO2，簡稱為ITO)等利用濺射法、真空蒸鍍法等形成。作為透光導電膜的其他材料，也可以使用含有氮的Al-Zn-O類非單晶膜，即Al-Zn-O-N類非單晶膜、含有氮的Zn-O-N類非單晶膜、含有氮的Sn-Zn-O-N類非單晶膜。另外，Al-Zn-O-N類非單晶膜的鋅的組成比(at.%)為47at.%以下，該鋅的組成比(at.%)大於非單晶膜中的鋁的組成比(at.%)，並且非單晶膜中的鋁的組成比(at.%)大於非單晶膜中的氮的組成比(at.%)。使用鹽酸類的溶液進行對這些材料的蝕刻處理。然而，由於對ITO的蝕刻特別容易產生殘渣，因此也可以使用氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)，以便改善蝕刻加工性。
另外，以at.%為透光導電膜的組成比的單位，對它使用電子探針微分析儀(EPMA:Electron Probe X-ray MicroAnalyzer)進行分析來評價。
另外，在由感光樹脂構成的平坦化絕緣層204中使用光微影步驟形成孔並蝕刻在孔中露出的保護絕緣層203和氧化物絕緣層216b，以便形成用來連接像素電極層227和汲極電極層215b的接觸孔。當在平坦化絕緣層204上形成抗蝕劑掩罩時，也蝕刻平坦化絕緣層204。此時，也可以使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩。因為在使用噴墨法形成抗蝕劑掩罩時不使用光掩罩，所以可以降低製造成本。另外，也可以在形成氧化物絕緣層216a及氧化物絕緣層216b時對氧化物絕緣層216b的對應於接觸孔的位置預先進行蝕刻。
再者，在形成透光導電膜之後進行光微影步驟以形成抗蝕劑掩罩。藉由蝕刻去除不需要的部分，從而形成像素電極層227。另外，從實施例模式2所示的薄膜電晶體的製造方法到像素電極層的形成，只要一共使用六個光掩罩就可以。
接著，由與薄膜電晶體220的閘極電極層211相同的具有透光性的材料形成且以相同步驟形成的電容佈線層230隔著成為電介質的第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b重疊於電容電極231，以形成儲存電容器。另外，電容電極231由與薄膜電晶體220的源極電極層215a或汲極電極層215b相同的具有透光性的材料且以相同步驟形成。因此，因為薄膜電晶體220具有透光性且每個儲存電容器也具有透光性，所以可以提高顯示裝置的孔徑比。
從提高孔徑比的觀點而言，儲存電容器具有透光性是重要的。尤其是因為在10英寸以下的小型液晶顯示面板中增加閘極佈線的數量等來實現顯示圖像的高清晰化，所以即使像素尺寸實現微細化也可以實現高孔徑比。另外，藉由薄膜電晶體220及儲存電容器的結構部件使用具有透光性的膜來實現廣視角，因此即使將一個像素分割為多個子像素也可以實現高孔徑比。即，即使配置高密度的薄膜電晶體群也可以確保大孔徑比，從而可以確保充分的顯示區域的面積。例如，當在一個像素內具有2至4個子像素及儲存電容器時，因為薄膜電晶體具有透光性且各儲存電容器也具有透光性，所以可以提高孔徑比。
另外，儲存電容器設置在像素電極層227的下方，並且電容電極231電連接到像素電極層227。
雖然在圖3中示出使用電容電極231及電容佈線層230形成儲存電容器的例子，但是對形成儲存電容器的結構沒有特別的限制。例如，也可以不設置電容佈線層而使像素電極層隔著平坦化絕緣層、保護絕緣層及閘極絕緣層重疊於相鄰的像素的閘極佈線，以形成儲存電容器。
另外，例如，也可以使用圖6A和圖6B所示的結構的儲存電容器。由於除了儲存電容器的結構不同的點之外，圖6A與圖3相同，因此使用相同的附圖標記表示相同的部分而省略相同部分的詳細說明。另外，圖6A示出像素部的薄膜電晶體220和儲存電容器的截面結構。
圖6A是將氧化物絕緣層236、保護絕緣層203及平坦化絕緣層204用作電介質，並使用像素電極層227和與該像素電極層227重疊的電容佈線層250形成儲存電容器的例子。由於採用與像素部的薄膜電晶體220的源極電極層相同的具有透光性的材料及步驟形成電容佈線層250，因此不與薄膜電晶體220的源極佈線層重疊地進行佈局。
圖6A所示的儲存電容器的一對電極和電介質具有透光性，而使整個儲存電容器具有透光性。
另外，圖6B示出與圖6A不同的儲存電容器的結構的例子。因為圖6B的儲存電容器以外的結構也與圖3同樣，所以使用同樣的附圖標記顯示同樣的部分，而省略同樣的部分的詳細說明。
圖6B示出以第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b作為電介質並以電容佈線層230、重疊於該電容佈線層230的氧化物半導體層252和電容電極231的疊層形成儲存電容器的例子。另外，氧化物半導體層252接觸層疊在電容電極231上，並被用作儲存電容器的一方電極。另外，氧化物半導體層252使用與薄膜電晶體220的氧化物半導體層同樣的具有透光性的材料和同樣的步驟而形成。另外，電容電極231使用與薄膜電晶體220的源極電極層或汲極電極層同樣的具有透光性的材料和同樣的步驟而形成。另外，因為電容佈線層230使用與薄膜電晶體220的閘極電極層同樣的具有透光性的材料和同樣的步驟而形成，所以以不重疊於薄膜電晶體220的閘極佈線層的方式進行佈局。
另外，電容電極231電連接於像素電極層227。
圖6B所示的儲存電容器的一對電極和電介質也具有透光性，而使整個儲存電容器具有透光性。
圖6A和6B所示的儲存電容器具有透光性，並且，即使在使像素尺寸微細化以便藉由增加閘極佈線的個數等來實現顯示圖像的高清晰化的情況下，也可以獲得充分的電容，並且，可以實現高孔徑比。
另外，薄膜電晶體270是設置在驅動電路中的底接觸型薄膜電晶體，其通道長度L比薄膜電晶體220短，以實現工作速度的高速化。較佳的將設置在驅動電路中的底接觸型薄膜電晶體的通道長度L設定為0.1μm以上且2μm以下。
薄膜電晶體270包括：具有絕緣表面的基板200上的閘極電極層271；第一閘極絕緣層202a；第二閘極絕緣層202b；至少具有通道形成區273a、高電阻源極區274a及高電阻汲極區274b的氧化物半導體層；源極電極層275a；以及汲極電極層275b。另外，薄膜電晶體270還設置有接觸於通道形成區273a的氧化物絕緣層276a。藉由對氧化物絕緣層276a進行構圖，可以決定通道形成區273a的通道長度方向的寬度，由此容易縮短通道長度。藉由縮短通道長度，可以實現薄膜電晶體270的高速工作，並可以實現低耗電量化。尤其是，因為將設置在驅動電路中的薄膜電晶體270用於被要求快的工作速度的驅動電路，所以較佳的縮短通道長度。
這裏，藉由將源極電極層275a及汲極電極層275b形成為不重疊於閘極電極層271，拉開源極電極層275a及汲極電極層275b與閘極電極層271之間的距離，由此可以實現寄生電容和漏電流的降低。
另外，與氧化物絕緣層276b重疊的氧化物半導體層的第一區域273b、第二區域273c處於與通道形成區273a相同的氧過剩狀態，並也發揮降低漏電流或降低寄生電容的功能。
另外，薄膜電晶體270的閘極電極層271的通道長度方向上的寬度大於薄膜電晶體220的閘極電極層211的通道長度方向上的寬度。藉由採用這種結構，可以在閘極電極層271中流過比像素部的薄膜電晶體220的閘極電極層211大的電流。
另外，當液晶顯示面板的尺寸超過10英寸而採用60英寸、120英寸時，具有透光性的佈線的佈線電阻有可能成為難題，因此較佳的佈線的一部分採用金屬佈線來降低佈線電阻。例如，源極電極層275a及汲極電極層275b採用由Ti等的金屬導電膜構成的佈線。因為形成金屬佈線，所以與實施例模式1相比掩罩的數目增加一個。
藉由作為源極電極層275a及汲極電極層275b使用鈦等金屬導電膜，也可以從高電阻源極區274a及高電阻汲極區274b抽出氧來在源極電極層275a及汲極電極層275b與高電阻源極區274a及高電阻汲極區274b的介面形成其載子濃度高於高電阻源極區274a及高電阻汲極區274b的區域。
另外，驅動電路的薄膜電晶體270也可以為將導電層277設置在氧化物半導體層的上方的四端子型電晶體。另外，驅動電路的薄膜電晶體270的閘極電極層271也可以電連接於設置在氧化物半導體層上方的導電層277。在此情況下，與用來電連接薄膜電晶體220的汲極電極層215b和像素電極層227的接觸孔同樣，選擇性地蝕刻平坦化絕緣層204、保護絕緣層203、氧化物絕緣層276b、第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b，來形成接觸孔。藉由該接觸孔電連接導電層277和驅動電路的薄膜電晶體270的閘極電極層271。
另外，根據像素密度設置多個閘極佈線、源極佈線及電容佈線層。此外，在端子部，排列地配置多個具有與閘極佈線相同的電位的第一端子電極、多個具有與源極佈線相同的電位的第二端子電極、多個具有與電容佈線層相同的電位的第三端子電極等。各端子電極的數量可以是任意的，實施者適當地決定各端子的數量，即可。
在本實施例模式中，作為平坦化絕緣層204，使用感光樹脂材料，省略形成抗蝕劑掩罩的步驟。因此，可以在不使用抗蝕劑掩罩的條件下採用平坦化絕緣層204不存在於端子部的結構。
在端子部，可以使用與像素電極層227相同的具有透光性的材料形成具有與閘極佈線相同的電位的第一端子電極。第一端子電極藉由到達閘極佈線的接觸孔與閘極佈線電連接。與用來使薄膜電晶體220的汲極電極層215b和像素電極層227電連接的接觸孔同樣，對保護絕緣層203、氧化物絕緣層276b、第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b選擇性地進行蝕刻形成到達閘極佈線的接觸孔。
此外，可以使用與像素電極層227相同的具有透光性的材料形成端子部的具有與源極佈線256相同的電位的第二端子電極257。第二端子電極257藉由到達源極佈線256的接觸孔與源極佈線電連接。源極佈線是金屬佈線，並且使用與薄膜電晶體270的源極電極層275a相同的材料及步驟形成，且具有相同的電位。
另外，使用與像素電極層227相同的具有透光性的材料形成具有與電容佈線層230相同的電位的第三端子電極。此外，可以使用與用來使電容電極231和像素電極層227電連接的接觸孔相同的光掩罩及步驟形成到達電容佈線層230的接觸孔。
此外，當製造主動矩陣型液晶顯示裝置時，在主動矩陣基板和設置有對置電極的對置基板之間設置液晶層來固定主動矩陣基板和對置基板。另外，將與設置在對置基板上的對置電極電連接的共同電極設置在主動矩陣基板上，並且在端子部設置與共同電極電連接的第四端子電極。該第四端子電極是用來將共同電極設定為固定電位例如GND、0V等的端子。可以使用與像素電極層227相同的具有透光性的材料形成第四端子電極。
此外，由於薄膜電晶體因靜電等容易損壞，因此較佳的在與像素部或驅動電路同一基板上設置保護電路。較佳採用使用氧化物半導體層的非線性元件構成保護電路。例如，保護電路配置在像素部與掃描線輸入端子及信號線輸入端子之間。在本實施例模式中採用如下結構，即配置多個保護電路來防止掃描線、信號線及電容匯流排因靜電等而被施加浪湧電壓，使得像素電晶體等受到損壞。由此，在保護電路被施加浪湧電壓時，將電荷釋放到共同佈線等。此外，保護電路由對掃描線並列配置的非線性元件構成。非線性元件由如二極體那樣的雙端子元件或如電晶體那樣的三端子元件構成。例如，也可以藉由與像素部的薄膜電晶體220相同的步驟形成非線性元件，例如，藉由使閘極端子及汲極端子連接，可以使非線性元件具有與二極體相同的特性。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合來使用。
此外，本實施例模式示出設置在與薄膜電晶體同一基板上的端子部的結構的一個例子。另外，實施例模式3示出源極佈線的端子部的一個例子，但是本實施例模式圖示具有與實施例模式3不同的結構的源極佈線的端子部和閘極佈線的端子部。另外，在圖4A1及圖4A2和圖4B1及圖4B2中，使用與圖3相同的附圖標記說明相同的部分。
圖4A1和圖4A2分別圖示閘極佈線端子部的截面圖及俯視圖。圖4A1相當於沿著圖4A2中的線C1-C2的截面圖。在圖4A1中，形成在保護絕緣層203上的透明導電層225是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖4A1中，在端子部由與閘極佈線相同的材料形成的第一端子221和由與源極佈線相同的材料形成的連接電極層223隔著第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b重疊且由透明導電層225導通。此外，在採用圖3所示的結構時，第一端子221可以使用金屬佈線材料。
此外，圖4B1及圖4B2分別示出與圖3所示的源極佈線端子部不同的源極佈線端子部的截面圖及俯視圖。另外，圖4B1相當於沿著圖4B2中的線C3-C4的截面圖。在圖4B1中，形成在氧化物絕緣層266上的透明導電層225是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖4B1中，在端子部由與閘極佈線相同的材料形成的電極層226隔著第一閘極絕緣層202a及第二閘極絕緣層202b重疊於與源極佈線電連接的第二端子222的下方。電極層226不與第二端子222電連接，並且藉由將電極層226設定為與第二端子222不同的電位例如浮動狀態、GND、0V等，可以形成用來防止雜波的電容器或用來防止靜電的電容器。此外，第二端子222藉由形成在保護絕緣層203和氧化物絕緣層266中的接觸孔電連接於透明導電層225。另外，在採用圖3所示的結構時，第二端子222可以使用金屬佈線材料。
根據像素密度設置多個閘極佈線、源極佈線及電容佈線。此外，在端子部，排列地配置多個具有與閘極佈線相同的電位的第一端子、多個具有與源極佈線相同的電位的第二端子、多個具有與電容佈線相同的電位的第三端子等。各端子的數量可以是任意的，實施者適當地決定各端子的數量，即可。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合來使用。
在此示出一種例子，其中在將液晶層密封在第一基板和第二基板之間的液晶顯示裝置中，將用來使與設置在第二基板上的對置電極電連接的共同連接部形成在第一基板上。另外，在第一基板形成有用作切換元件的薄膜電晶體，而藉由使共同連接部的製程與像素部的切換元件的製程共同化，不使步驟為複雜地形成。
共同連接部配置在與用來黏合第一基板和第二基板的密封材料重疊的位置，且藉由包含在密封材料中的導電粒子與對置電極電連接。或者，在不與密封材料重疊的部分(但是，不包括像素部)設置共同連接部，並以與共同連接部重疊的方式與密封材料分開設置包含導電粒子的膏劑，而與對置電極電連接。
圖5A示出將薄膜電晶體和共同連接部製造在同一基板上的半導體裝置的截面結構圖。
在圖5A中，與像素電極層227電連接的薄膜電晶體220是設置在像素部的底接觸型薄膜電晶體，並且在本實施例模式中，該薄膜電晶體採用與實施例模式1的薄膜電晶體150相同的結構。
此外，圖5B是示出共同連接部的俯視圖的一個例子的圖，並且沿該圖中的虛線C5-C6的截面相當於圖5A的共同連接部的截面。另外，在圖5B中，使用與圖5A同一附圖標記說明與圖5A同一部分。
共同電位線205設置在閘極絕緣層202b上而採用與薄膜電晶體220的源極電極層及汲極電極層相同的材料及步驟製造。
此外，共同電位線205由氧化物絕緣層266和保護絕緣層203覆蓋，並且保護絕緣層203和氧化物絕緣層266在與共同電位線205重疊的位置具有多個開口部。該開口部藉由與連接薄膜電晶體220的汲極電極層和像素電極層227的接觸孔相同的步驟製造。
注意，由於在此面積的尺寸大不一樣，因此將它們區分稱為像素部的接觸孔和共同連接部的開口部。另外，在圖5A中，像素部和共同連接部不是使用相同的縮尺來圖示的，例如共同連接部的虛線C5-C6的長度為500μm左右，而薄膜電晶體的寬度小於50μm，從而在實際上，共同連接部的面積尺寸比薄膜電晶體大10倍以上，但是為了容易理解，在圖5A中分別改變像素部和共同連接部的縮尺而進行圖示。
另外，共同電極層206設置在共同電位線205、保護絕緣層203和氧化物絕緣層266上，並使用與像素部的像素電極層227相同的材料及步驟而製造。
如此，與像素部的切換元件的製程共同地進行共同連接部的製程。
並且，使用密封材料固定設置有像素部和共同連接部的第一基板和具有對置電極的第二基板。
當使密封材料包含導電粒子時，對一對基板進行位置對準以使密封材料和共同連接部重疊。例如，在小型的液晶面板中，在像素部的對角等上與密封材料重疊地配置兩個共同連接部。另外，在大型的液晶面板中，與密封材料重疊地配置四個以上的共同連接部。
另外，共同電極層206是與包含在密封材料中的導電粒子接觸的電極，並與第二基板的對置電極電連接。
當使用液晶注入法時，在使用密封材料固定一對基板之後，將液晶注入到一對基板之間。另外，當使用液晶滴落法時，在第二基板或第一基板上塗畫密封材料，在滴落液晶之後，在減壓下對一對基板進行貼合。
另外，在本實施例模式中，雖然示出與對置電極電連接的共同連接部的例子，但是沒有特別的限制，而可以應用於與其他的佈線連接的連接部或與外部連接端子等連接的連接部。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合來使用。
在本實施例模式中，以下說明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的薄膜電晶體的例子。
根據實施例模式1至實施例模式5形成配置在像素部的薄膜電晶體。此外，因為實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體是n通道型TFT，所以將驅動電路中的可以由n通道型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12A示出主動矩陣型顯示裝置的方塊圖的一個例子。在顯示裝置的基板5300上包括：像素部5301；第一掃描線驅動電路5302；第二掃描線驅動電路5303；信號線驅動電路5304。在像素部5301中從信號線驅動電路5304延伸設置多個信號線，並且從第一掃描線驅動電路5302及第二掃描線驅動電路5303延伸設置多個掃描線。此外，在掃描線與信號線的每個交叉區將具有顯示元件的像素設置為矩陣形狀。另外，顯示裝置的基板5300藉由FPC(撓性印刷電路)等連接部連接於時序控制電路5305(也稱為控制器、控制IC)。
在圖12A中，在與像素部5301相同的基板5300上形成第一掃描線驅動電路5302、第二掃描線驅動電路5303、信號線驅動電路5304。由此，減少在外部設置的驅動電路等的構件的數量，所以可以實現成本的降低。另外，可以減少因將在基板5300外部設置驅動電路時的佈線延伸而發生的連接部的連接數量，因此可以提高可靠性或良率。
另外，時序控制電路5305對第一掃描線驅動電路5302作為一個例子供應第一掃描線驅動電路用啟動信號(GSP1)、掃描線驅動電路用時鐘信號(GCLK1)。此外，時序控制電路5305對第二掃描線驅動電路5303作為一個例子供應第二掃描線驅動電路用啟動信號(GSP2)(也稱為起始脈衝)、掃描線驅動電路用時鐘信號(GCLK2)。對信號線驅動電路5304供應信號線驅動電路用啟動信號(SSP)、信號線驅動電路用時鐘信號(SCLK)、視頻信號用資料(DATA)(也簡單地稱為視頻信號)及鎖存信號(LAT)。另外，各時鐘信號既可為其週期錯開的多個時鐘信號，又可為與使時鐘信號反轉的信號(CLKB)一起供給的時鐘信號。另外，可以省略第一掃描線驅動電路5302和第二掃描線驅動電路5303中的一方。
圖12B示出在與像素部5301相同的基板5300上形成驅動頻率低的電路(例如，第一掃描線驅動電路5302、第二掃描線驅動電路5303)，在與像素部5301不同的基板上形成信號線驅動電路5304的結構。藉由該結構，可以由其場效應遷移率與使用單晶半導體的電晶體相比小的薄膜電晶體構成形成在基板5300上的驅動電路。從而，可以實現顯示裝置的大型化、成本的降低或良率的提高等。
另外，實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體是n通道型TFT。圖13A和圖13B示出由n通道型TFT構成的信號線驅動電路的結構、工作的一個例子而說明。
信號線驅動電路具有移位暫存器5601及開關電路5602。開關電路5602具有開關電路5602_1至5602_N(N是自然數)的多個電路。開關電路5602_1至5602_N分別具有薄膜電晶體5603_1至5603_k(k是自然數)的多個電晶體。對薄膜電晶體5603_1至5603_k是N通道型TFT的例子進行說明。
以開關電路5602_1為例子對信號線驅動電路的連接關係進行說明。薄膜電晶體5603_1至5603_k的第一端子分別連接到佈線5604_1至5604_k。薄膜電晶體5603_1至5603_k的第二端子分別連接到信號線S1至Sk。薄膜電晶體5603_1至5603_k的閘極連接到佈線5605_1。
移位暫存器5601具有對佈線5605_1至5605_N依次輸出H位準(也稱為H信號、高電源電位位準)的信號，並依次選擇開關電路5602_1至5602_N的功能。
開關電路5602_1具有控制佈線5604_1至5604_k與信號線S1至Sk的導通狀態(第一端子和第二端子之間的導通)的功能，即控制是否將佈線5604_1至5604_k的電位供應到信號線S1至Sk的功能。像這樣，開關電路5602_1具有作為選擇器的功能。另外，薄膜電晶體5603_1至5603_k分別具有控制佈線5604_1至5604_k與信號線S1至Sk的導通狀態的功能，即將佈線5604_1至5604_k的電位供應到信號線S1至Sk的功能。像這樣，薄膜電晶體5603_1至5603_k分別具有作為開關的功能。
另外，對佈線5604_1至5604_k分別輸入視頻信號用資料(DATA)。在很多情況下，視頻信號用資料(DATA)是根據圖像資訊或視頻信號的模擬信號。
接著，參照圖13B的時序圖說明圖13A的信號線驅動電路的工作。圖13B示出信號Sout_1至Sout_N及信號Vdata_1至Vdata_k的一個例子。信號Sout_1至Sout_N分別是移位暫存器5601的輸出信號的一個例子，並且信號Vdata_1至Vdata_k分別是輸入到佈線5604_1至5604_k的信號的一個例子。另外，信號線驅動電路的一個工作期間對應於顯示裝置中的一個閘極選擇期間。作為一個例子，一個閘極選擇期間被分割為期間T1至期間TN。期間T1至期間TN分別是用來對屬於被選擇的行的像素寫入視頻信號用資料(DATA)的期間。
另外，有時為了清楚地示出，誇大在本實施例模式的附圖等中示出的各結構的信號波形的失真等。因此，該信號波形的失真等不必侷限於附圖中的比例。
在期間T1至期間TN中，移位暫存器5601將H位準的信號依次輸出到佈線5605_1至5605_N。例如，在期間T1中，移位暫存器5601將高位準的信號輸出到佈線5605_1。然後，薄膜電晶體5603_1至5603_k導通，所以佈線5604_1至5604_k和信號線S1至Sk成為導通狀態。此時，對佈線5604_1至5604_k輸入Data(S1)至Data(Sk)。Data(S1)至Data(Sk)分別藉由薄膜電晶體5603_1至5603_k寫入到屬於被選擇的行的像素中的第一列至第k列像素。藉由上述步驟，在期間T1至TN中，對屬於被選擇的列的像素的每k列按順序寫入視頻信號用資料(DATA)。
如上所述，藉由對每多個行的像素寫入視頻信號用資料(DATA)，可以減少視頻信號用資料(DATA)的數量或佈線的數量。因此，可以減少與外部電路的連接數量。此外，藉由對每多個行的像素寫入視頻信號用資料(DATA)，可以延長寫入時間，因此可以防止視頻信號用資料(DATA)的寫入不足。
另外，作為移位暫存器5601及開關電路5602，可以使用由實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體構成的電路。此時，移位暫存器5601所具有的所有電晶體的極性可以僅由N通道型和P通道型中的一個極性構成。
此外，參照圖14A至14D和圖15A和圖15B說明用於掃描線驅動電路和/或信號線驅動電路的一部分的移位暫存器的一個實施例
掃描線驅動電路具有移位暫存器。此外，有時也可以具有位準移動器、緩衝器等。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。掃描線連接到一行的像素的電晶體的閘極電極。而且，由於需要將一行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。
移位暫存器具有第一脈衝輸出電路10_1至第N脈衝輸出電路10_N(N是3以上的自然數)(參照圖14A)。對圖14A所示的移位暫存器的第一脈衝輸出電路10_1至第N脈衝輸出電路10_N從第一佈線11供應第一時鐘信號CK1，從第二佈線12供應第二時鐘信號CK2，從第三佈線13供應第三時鐘信號CK3，從第四佈線14供應第四時鐘信號CK4。另外，對第一脈衝輸出電路10_1輸入來自第五佈線15的起始脈衝SP1(第一起始脈衝)。此外，對第二級以後的第n脈衝輸出電路10_n(n是2以上且N以下的自然數)輸入來自前一級的脈衝輸出電路的信號(稱為前級信號OUT(n-1))(n是2以上且N以下的自然數)。另外，對第一脈衝輸出電路10_1輸入來自後二級的第三脈衝輸出電路10_3的信號。同樣地，對第二級以後的第n脈衝輸出電路10_n輸入來自後二級的第(n+2)脈衝輸出電路10_(n+2)的信號(後級信號OUT(n+2))。從而，從各級的脈衝輸出電路輸出用來輸入到後級及/或前二級的脈衝輸出電路的第一輸出信號(OUT(1)(SR)至OUT(N)(SR))、電輸入到其他電路等的第二輸出信號(OUT(1)至OUT(N))。另外，如圖14A所示，由於不對移位暫存器的最後級的兩個級輸入後級信號OUT(n+2)，所以作為一個例子，採用另行分別輸入第二起始脈衝SP2、第三起始脈衝SP3的結構即可。
另外，時鐘信號(CK)是以一定間隔反復H位準和L位準(也稱為L信號、低電源電位位準)的信號。在此，第一時鐘信號(CK1)至第四時鐘信號(CK4)依次遲延1/4週期。在本實施例模式中，利用第一時鐘信號(CK1)至第四時鐘信號(CK4)而進行脈衝輸出電路的驅動的控制等。注意，時鐘信號根據所輸入的驅動電路有時稱為GCK、SCK，在此使用CK而說明。
第一輸入端子21、第二輸入端子22及第三輸入端子23電連接到第一佈線11至第四佈線14中的任一個。例如，在圖14A中，在第一脈衝輸出電路10_1中，第一輸入端子21電連接到第一佈線11，第二輸入端子22電連接到第二佈線12，並且第三輸入端子23電連接到第三佈線13。此外，在第二脈衝輸出電路10_2中，第一輸入端子21電連接到第二佈線12，第二輸入端子22電連接到第三佈線13，並且第三輸入端子23電連接到第四佈線14。
第一脈衝輸出電路10_1至第N脈衝輸出電路10_N分別包括第一輸入端子21、第二輸入端子22、第三輸入端子23、第四輸入端子24、第五輸入端子25、第一輸出端子26、第二輸出端子27(參照圖14B)。在第一脈衝輸出電路10_1中，對第一輸入端子21輸入第一時鐘信號CK1，對第二輸入端子22輸入第二時鐘信號CK2，對第三輸入端子23輸入第三時鐘信號CK3，對第四輸入端子24輸入起始脈衝，對第五輸入端子25輸入後級信號OUT(3)，從第一輸入端子26輸出第一輸出信號OUT(1)(SR)，從第二輸出端子27輸出第二輸出信號OUT(1)。
另外，第一脈衝輸出電路10_1至第N脈衝輸出電路10_N除了可以使用三端子的薄膜電晶體(也稱為TFT，即Thin Film Transistor)以外還可以使用四端子的薄膜電晶體。圖14C示出上述實施例模式所說明的四個端子的薄膜電晶體28的標誌。圖14C所示的薄膜電晶體28的標誌表示上述實施例模式1所說明的四個端子的薄膜電晶體，以下在附圖等中使用該標誌。另外，在本發明說明中，在薄膜電晶體隔著半導體層具有兩個閘極電極時，也將半導體層下方的閘極電極稱為下方閘極電極，並將半導體層上方的閘極電極稱為上方閘極電極。薄膜電晶體28是根據輸入到下方閘極電極的第一控制信號G1及輸入到上方閘極電極的第二控制信號G2能夠進行In端子和Out端子之間的電控制的元件。
在將氧化物半導體用於薄膜電晶體的包括通道形成區的半導體層時，其臨界值電壓有時依製程而沿負一側或正一側偏移。因此，將氧化物半導體用於包括通道形成區的半導體層的薄膜電晶體較佳的採用能夠控制臨界值電壓的結構。藉由在薄膜電晶體28的通道形成區的上下隔著閘極絕緣膜設置閘極電極，並控制上方及/或下方閘極電極的電位，可以將圖14C所示的薄膜電晶體28的臨界值電壓控制為所希望的數值。
接著，參照圖14D說明圖14B所示的脈衝輸出電路的具體的電路結構的一個例子。
圖14D所示的脈衝輸出電路具有第一電晶體31至第十三電晶體43。此外，除了上述第一輸入端子21至第五輸入端子25以及第一輸出端子26、第二輸出端子27以外，從被供應第一高電源電位VDD的電源線51、被供應第二高電源電位VCC的電源線52、被供應低電源電位Vss的電源線53對第一電晶體31至第十三電晶體43供應信號或電源電位。在此，圖14D中的各電源線的電源電位的大小關係為第一電源電位VDD是第二電源電位VCC以上的電位，並且第二電源電位VCC是大於第三電源電位VSS的電位。此外，第一時鐘信號(CK1)至第四時鐘信號(CK4)是以一定間隔反復H位準和L位準的信號，並且當H位準時電位為VDD，並且當L位準時電位為VSS。另外，藉由使電源線51的電位VDD高於電源線52的第二電源電位VCC，不影響到工作，而可以將施加到電晶體的閘極電極的電位抑制得低，並降低電晶體的臨界值的偏移，而可以抑制劣化。另外，如圖14D所示，在第一電晶體31至第十三電晶體43中，第一電晶體31、第六電晶體36至第九電晶體39較佳的使用圖14C所示的四個端子的薄膜電晶體28。第一電晶體31、第六電晶體36至第九電晶體39是被要求以閘極電極的控制信號改變連接於成為源極和汲極的電極中的一方的節點的電位的電晶體，並是因為回應輸入到閘極電極的控制信號的速度快(導通電流的上升陡峭)而可以進一步降低脈衝輸出電路的誤動的電晶體。因此，藉由使用圖14C所示的四個端子的薄膜電晶體28，可以控制臨界值電壓，並可以得到進一步減低了誤動的脈衝輸出電路。另外，在圖14D中，雖然第一控制信號G1及第二控制信號G2為相同的控制信號，但是也可以輸入不同的控制信號。
在圖14D的第一電晶體31中，第一端子電連接到電源線51，第二端子電連接到第九電晶體39的第一端子，閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)電連接到第四輸入端子24。在第二電晶體32中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第九電晶體39的第一端子，閘極電極電連接到第四電晶體34的閘極電極。在第三電晶體33中，第一端子電連接到第一輸入端子21，第二端子電連接到第一輸出端子26。在第四電晶體34中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第一輸出端子26。在第五電晶體35中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第二電晶體32的閘極電極及第四電晶體34的閘極電極，閘極電極電連接到第四輸入端子24。在第六電晶體36中，第一端子電連接到電源線52，第二端子電連接到第二電晶體32的閘極電極及第四電晶體34的閘極電極，閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)電連接到第五輸入端子25。在第七電晶體37中，第一端子電連接到電源線52，第二端子電連接到第八電晶體38的第二端子，閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)電連接到第三輸入端子23。在第八電晶體38中，第一端子電連接到第二電晶體32的閘極電極及第四電晶體34的閘極電極，閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)電連接到第二輸入端子22。在第九電晶體39中，第一端子電連接到第一電晶體31的第二端子及第二電晶體32的第二端子，第二端子電連接到第三電晶體33的閘極電極及第十電晶體40的閘極電極，閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)電連接到電源線52。在第十電晶體40中，第一端子電連接到第一輸入端子21，第二端子電連接到第二輸出端子27，閘極電極電連接到第九電晶體39的第二端子。在第十一電晶體41中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第二輸出端子27，閘極電極電連接到第二電晶體32的閘極電極及第四電晶體34的閘極電極。在第十二電晶體42中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第二輸出端子27，閘極電極電連接到第七電晶體37的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)。在第十三電晶體43中，第一端子電連接到電源線53，第二端子電連接到第一輸出端子26，閘極電極電連接到第七電晶體37的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)。
在圖14D中，以第三電晶體33的閘極電極、第十電晶體40的閘極電極以及第九電晶體39的第二端子的連接部分為節點A。此外，以第二電晶體32的閘極電極、第四電晶體34的閘極電極、第五電晶體35的第二端子、第六電晶體36的第二端子、第八電晶體38的第一端子以及第十一電晶體41的閘極電極的連接部分為節點B。
圖15A示出在將圖14D所示的脈衝輸出電路應用於第一脈衝輸出電路10_1時輸入到第一輸入端子21至第五輸入端子25的信號或者從第一輸出端子26和第二輸出端子27輸出的信號。
明確地說，將第一時鐘信號CK1輸入到第一輸入端子21，將第二時鐘信號CK1輸入到第二輸入端子22，將第三時鐘信號CK3輸入到第三輸入端子23，將起始脈衝輸入到第四輸入端子24，將後級信號OUT(3)輸入到第五輸入端子25，從第一輸出端子26輸出第一輸出信號OUT(1)(SR)，並且從第二輸出端子27輸出第二輸出信號OUT(1)。
此外，薄膜電晶體是指包括閘極、汲極以及源極的至少具有三個端子的元件。另外，薄膜電晶體具有在重疊於閘極的區域中形成有通道形成區的半導體，並能夠藉由控制閘極的電位來控制藉由通道形成區流過汲極和源極之間的電流。在此，因為源極和汲極根據薄膜電晶體的結構或工作條件等而改變，因此很難限定哪個是源極哪個是汲極。因此，有時不將用作源極及汲極的區域稱為源極或汲極。在此情況下，作為一個例子，有時將它們分別記為第一端子和第二端子。
另外，在圖14D和圖15A中，也可以另外設置用來藉由使節點A處於浮動狀態來進行升壓工作的電容元件。另外，也可以另外設置將一方電極電連接到節點B以保持節點B的電位的電容元件。
在此，圖15B示出具有圖15A所示的多個脈衝輸出電路的移位暫存器的時序圖。此外，在移位暫存器是掃描線驅動電路時，圖15B中的期間61相當於垂直回掃期間(vertical retrace period)，並且期間62相當於閘極選擇期間。
此外，如圖15A所示，藉由設置其閘極被施加第二電源電位VCC的第九電晶體39，在升壓工作的前後，有如下優點。
在沒有其閘極電極被施加第二電源電位VCC的第九電晶體39時，由升壓工作而使節點A的電位上升，第一電晶體31的第二端子的源極的電位上升，而使其電位大於第一電源電位VDD。然後，第一電晶體31的源極轉換為第一端子一側，即電源線51一側。由此，在第一電晶體31中，閘極和源極之間、閘極和汲極之間都被施加較大的偏壓所以它們受到較大的壓力，這會導致電晶體的劣化。於是，藉由設置將其閘極電極被施加第二電源電位VCC的第九電晶體39，即使由升壓工作而使節點A的電位上升，也可以不產生第一電晶體31的第二端子的電位的上升。換言之，藉由設置第九電晶體39，可以使對第一電晶體31的閘極和源極之間施加的負偏壓值變小。由此，由於藉由採用本實施例模式的電路結構，可以使施加到第一電晶體31的閘極和源極之間的負偏壓也變小，所以可以抑制因壓力而導致的第一電晶體31的劣化。
此外，關於設置第九電晶體39的部分，採用在第一電晶體31的第二端子和第三電晶體33的閘極之間藉由第一端子和第二端子連接而設置第九電晶體39的結構即可。另外，在具有多個本實施例模式的脈衝輸出電路的移位暫存器中，與掃描線驅動電路相比級數多的信號線驅動電路也可以省略第九電晶體39，而具有減少電晶體的數量的優點。
另外，藉由作為第一電晶體31至第十三電晶體43的半導體層使用氧化物半導體，可以降低薄膜電晶體的截止電流，並提高導通電流及場效應遷移率，並且降低劣化的程度，所以可以減少電路內的誤動。此外，與使用非晶矽的電晶體相比，使用氧化物半導體的電晶體因其閘極電極被施加高電位而劣化的程度小。由此，即使對供應第二電源電位VCC的電源線供應第一電源電位VDD也可以得到相同的工作，並可以減少引導電路之間的電源線的數量，所以可以實現電路的小型化。
另外，對第七電晶體37的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第三輸入端子23供應的時鐘信號、對第八電晶體38的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第二輸入端子22供應的時鐘信號即使以成為對第七電晶體37的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第二輸入端子22供應的時鐘信號、對第八電晶體38的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第三輸入端子23供應的時鐘信號的方式替換接線關係也具有同樣的作用。此外，在圖15A所示的移位暫存器中，藉由從第七電晶體37及第八電晶體38都處於導通的狀態變化到第七電晶體37截止且第八電晶體38導通的狀態，然後處於第七電晶體37截止且第八電晶體38截止的狀態，而由第二輸入端子22及第三輸入端子23的電位降低所產生的節點B的電位的降低發生兩次，該節點B的電位的降低起因於第七電晶體37的閘極電極的電位的降低及第八電晶體38的閘極電極的電位的降低。另一方面，在圖15A所示的移位暫存器中，藉由從第七電晶體37及第八電晶體38都處於導通的狀態變化到第七電晶體37導通且第八電晶體38截止的狀態，然後成為第七電晶體37截止且第八電晶體38截止的狀態，而由第二輸入端子22及第三輸入端子23的電位的降低而產生的節點B的電位的降低僅發生一次，該節點B的電位的降低起因於第八電晶體38的閘極電極的電位的降低。由此，較佳的採用對第七電晶體37的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第三輸入端子供應時鐘信號CK3，並且對第八電晶體38的閘極電極(下方閘極電極及上方閘極電極)藉由第二輸入端子供應時鐘信號CK2的接線關係。這是因為可以使節點B的電位的變動次數變小來降低雜波的緣故。
像這樣，藉由採用在將第一輸出端子26及第二輸出端子27的電位保持為L位準的期間中，對節點B定期供應H位準的信號的結構，可以抑制脈衝輸出電路的誤動。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合來使用。
藉由製造薄膜電晶體並將該薄膜電晶體用於像素部及驅動電路，可以製造具有顯示功能的半導體裝置(也稱為顯示裝置)。此外，可以在與像素部同一基板上一體地形成使用薄膜電晶體的驅動電路的一部分或整體，而形成系統型面板(system-on-panel)。
顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發光元件(也稱為發光顯示元件)。在發光元件的範疇內包括利用電流或電壓控制亮度的元件，明確而言，包括無機EL(Electro Luminescence：電致發光)元件、有機EL元件等。此外，也可以使用電子墨水等的其對比度因電作用而變化的顯示媒體。
此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模組。再者，相當於製造該顯示裝置的過程中的顯示元件完成之前的一個實施例的元件基板在多個像素的每一個中分別具備用來將電流供應到顯示元件的單元。明確而言，元件基板既可以處於只形成有顯示元件的像素電極的狀態，又可以處於形成成為像素電極的導電膜之後且藉由蝕刻形成像素電極之前的狀態，可以是任何狀態。
注意，本發明說明中的顯示裝置是指圖像顯示裝置、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(Flexible Printed Circuit：撓性印刷電路)、TAB(Tape Automated Bonding：載帶自動接合)帶或TCP(Tape Carrier Package：載帶封裝)的模組；在TAB帶或TCP的端部上設置有印刷線路板的模組；藉由COG(Chip On Glass：玻璃上晶片)方式將IC(積體電路)直接安裝到顯示元件上的模組。
參照圖8A1、圖8A2以及圖8B說明相當於半導體裝置的一個實施例的液晶顯示面板的外觀及截面。圖8A1、圖8A2是一種面板的平面圖，其中利用密封材料4005將薄膜電晶體4010、4011及液晶元件4013密封在第一基板4001和第二基板4006之間。圖8B相當於沿著圖8A1、圖8A1及8A2的M-N的截面圖。
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4005。此外，在像素部4002和掃描線驅動電路4004上設置有第二基板4006。因此，像素部4002和掃描線驅動電路4004與液晶層4008一起由第一基板4001、密封材料4005和第二基板4006密封。此外，在與由第一基板4001上的密封材料4005圍繞的區域不同的區域中安裝有信號線驅動電路4003，該信號線驅動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另行準備的基板上。
注意，對另行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、線結合方法或TAB方法等。圖8A1是藉由COG方法安裝信號線驅動電路4003的例子，並且圖8A2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8B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。在薄膜電晶體4010、4011上設置有絕緣層4041a、絕緣層4041b、絕緣層4042a、絕緣層4042b、絕緣層4020和絕緣層4021。
可以將實施例模式1至實施例模式5所示的包括氧化物半導體層的可靠性高的薄膜電晶體用於薄膜電晶體4010、4011。較佳地是，作為驅動電路用薄膜電晶體4011，可以使用實施例模式3所示的薄膜電晶體270，作為像素用薄膜電晶體4010，可以使用薄膜電晶體220。在本實施例模式中，薄膜電晶體4010、4011是n通道型薄膜電晶體。
在絕緣層4021上，在重疊於驅動電路用薄膜電晶體4011的氧化物半導體層的通道形成區的位置設置有導電層4040。藉由將導電層4040設置在重疊於氧化物半導體層的通道形成區的位置，可以降低BT試驗前後的薄膜電晶體4011的臨界值電壓的變化量。另外，導電層4040的電位既可與薄膜電晶體4011的閘極電極層相同又可不同，並且還可以將導電層4040用作第二閘極電極層。另外，導電層4040的電位可以為GND、0V或浮動狀態。
此外，液晶元件4013所具有的像素電極層4030與薄膜電晶體4010電連接。而且，液晶元件4013的對置電極層4031形成在第二基板4006上。像素電極層4030、對置電極層4031和液晶層4008重疊的部分相當於液晶元件4013。另外，像素電極層4030、對置電極層4031分別設置有用作對準膜的絕緣層4032、4033，並隔著絕緣層4032、4033夾有液晶層4008。
另外，作為第一基板4001、第二基板4006，可以使用透光基板，可以使用玻璃、陶瓷、塑膠。作為塑膠，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics：玻璃纖維強化塑膠)板、PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。
此外，間隔物4035為藉由對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而得到的柱狀間隔物，並且它是為控制像素電極層4030和對置電極層4031之間的距離(單元間隙(cell gap))而設置的。另外，還可以使用球狀間隔物。另外，對置電極層4031電連接到設置在與薄膜電晶體4010同一基板上的共同電位線。可以使用共同連接部並藉由配置在一對基板之間的導電粒子電連接對置電極層4031和共同電位線。此外，將導電粒子包含在密封材料4005中。
另外，還可以使用不使用對準膜的呈現藍相的液晶。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各向同性相之前出現的相。由於藍相出現在較窄的溫度範圍內，所以為了改善溫度範圍而將混合有5wt.%以上的手性試劑的液晶組成物用於液晶層4008。由於包含呈現藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應速度快，即為1msec以下，並且它具有光學各向同性，所以不需要對準處理，從而視角依賴性低。
另外，除了可以應用於透過型液晶顯示裝置之外，還可以應用於半透過型液晶顯示裝置。
另外，雖然示出在基板的外側(可見一側)設置偏光片，並且在內側依次設置著色層(濾色片)、用於顯示元件的電極層的液晶顯示裝置的例子，但是也可以在基板的內側設置偏光片。另外，偏光片和著色層的疊層結構也不侷限於本實施例模式的結構，根據偏光片和著色層的材料或製程條件適當地設定即可。另外，還可以在顯示部以外的區域中設置用作黑色矩陣(black matrix)的遮光膜。
在薄膜電晶體4011中，形成有用作通道保護層的絕緣層4041a和覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的絕緣層4041b。與此同樣，在薄膜電晶體4010中，形成有用作通道保護層的絕緣層4042a和覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的絕緣層4042b。
覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的氧化物絕緣層，即絕緣層4041b和絕緣層4042b可以拉開閘極電極層和形成在其上方或周圍的佈線層(源極佈線層、電容佈線層等)的距離，來可以實現寄生電容的降低。只要使用與實施例模式1至實施例模式5所示的氧化物絕緣層107a和氧化物絕緣層107a同樣的材料和方法形成絕緣層4041a、絕緣層4041b、絕緣層4042a和絕緣層4042b，既可。另外，薄膜電晶體由用作平坦化絕緣膜的絕緣層4021覆蓋，以降低薄膜電晶體的表面凹凸。這裏，作為絕緣層4041a、絕緣層4041b、絕緣層4042a和絕緣層4042b，使用實施例模式2藉由濺射法形成氧化矽膜。
另外，在絕緣層4041a、絕緣層4041b、絕緣層4042a和絕緣層4042b上形成有絕緣層4020。只要使用與實施例模式3所示的保護絕緣層203同樣的材料和方法形成絕緣層4020，既可。這裏，作為絕緣層4020，藉由RF濺射法或PCVD法形成氮化矽膜。
另外，形成作為平坦化絕緣膜的絕緣層4021。作為絕緣層4021，只要使用與實施例模式3所示的平坦化絕緣層204同樣的材料和方法形成，即可，可以使用具有耐熱性的有機材料如聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、苯並環丁烯類樹脂、聚醯胺、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(low-k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。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4021。
在本實施例模式中，也可以採用由氮化物絕緣膜包圍像素部的多個薄膜電晶體的結構。只要使用氮化物絕緣膜作為絕緣層4020和閘極絕緣層，以至少包圍主動矩陣基板的像素部的邊緣的方式設置絕緣層4020和閘極絕緣層接觸的區域，即可。根據該製程，可以防止來自外部的水分的侵入。另外，在完成作為半導體裝置，例如顯示裝置的裝置之後也可以在較長期間防止來自外部的水分的侵入，可以提高裝置的長期可靠性。
另外，矽氧烷類樹脂相當於以矽氧烷類材料為起始材料而形成的包含Si-O-Si鍵的樹脂。作為矽氧烷類樹脂的取代基，可以使用有機基(例如烷基、芳基)。另外，有機基也可以具有氟基團。
對絕緣層4021的形成方法沒有特別的限制，可以根據其材料利用如下方法及設備：濺射法、SOG法、旋塗、浸漬、噴塗、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷、膠版印刷等)等的方法；刮片、輥塗機、幕塗機、刮刀塗佈機等的設備。藉由兼作絕緣層4021的焙燒步驟和對半導體層的退火，可以高效地製造半導體裝置。
作為像素電極層4030、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(以下表示為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等。
此外，可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電組成物形成像素電極層4030、對置電極層4031。使用導電組成物形成的像素電極的薄層電阻較佳為10000Ω/□以下，並且其波長為550nm時的透光率較佳為70%以上。另外，導電組成物所包含的導電高分子的電阻率較佳的為0.1Ω‧cm以下。
作為導電高分子，可以使用所謂的π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，供應到另行形成的信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供應的。
連接端子電極4015由與液晶元件4013所具有的像素電極層4030相同的導電膜形成，並且端子電極4016由與薄膜電晶體4011的源極電極層及汲極電極層相同的導電膜形成。
連接端子電極4015藉由各向異性導電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
此外，雖然在圖8A1、8A2以及8B中示出另行形成信號線驅動電路4003並將它安裝在第一基板4001上的例子，但是不侷限於該結構。既可以另行形成掃描線驅動電路而安裝，又可以另行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17示出使用藉由本發明說明所公開的製造方法製造的TFT基板2600來構成液晶顯示模組作為半導體裝置的一個例子。
圖17是液晶顯示模組的一個例子，利用密封材料2602固定TFT基板2600和對置基板2601，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2605，並且當採用RGB方式時，對應於各像素地設置有分別對應於紅色、綠色、藍色的各顏色的著色層。在TFT基板2600和對置基板2601的外側配置有偏光片2606、偏光片2607、擴散板2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構成，電路基板2612利用撓性線路板2609與TFT基板2600的佈線電路部2608連接，並且其中組裝有控制電路、電源電路等的外部電路。此外，也可以以在偏光片和液晶層之間具有相位差板的狀態層疊。
作為液晶顯示模組，可以採用TN(扭曲向列：Twisted Nematic)模式、IPS(平面內轉換：In-Plane-Switching)模式、FFS(邊緣電場轉換：Fringe Field Switching)模式、MVA(多象限垂直對準：Multi-domain Vertical Alignment)模式、PVA(垂直對準構型：Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱排列微胞：Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(光學補償彎曲：Optical Compensated Birefringence)模式、FLC(鐵電性液晶：Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC(反鐵電性液晶：AntiFerroelectric Liquid Crystal)模式等。
藉由上述步驟，可以製造作為半導體裝置的可靠性高的液晶顯示面板。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合而使用。
作為半導體裝置的一個實施例，示出電子紙的例子。
可以將半導體裝置用於利用與切換元件電連接的元件來驅動電子墨水的電子紙。電子紙也被稱為電泳顯示裝置(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低；可以形成為薄且輕的形狀。
作為電泳顯示器，可以考慮各種方式。在電泳顯示器中，在溶劑或溶質中分散有多個包含具有正電荷的第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來使微囊中的粒子向彼此相反的方向移動，以僅顯示集合在一側的粒子的顏色。另外，第一粒子或第二粒子包含染料，並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電場區。
在溶劑中分散有上述微囊的溶液稱為電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、塑膠、布、紙等的表面上。另外，還可以藉由使用濾色片或具有色素的粒子來進行彩色顯示。
此外，藉由在主動矩陣基板上適當地設置多個上述微囊以使微囊夾在兩個電極之間，而完成主動矩陣型顯示裝置，並且藉由對微囊施加電場可以進行顯示。例如，可以使用根據實施例模式1至實施例模式5的薄膜電晶體而得到的主動矩陣基板。
此外，作為微囊中的第一粒子及第二粒子，使用選自導電材料、絕緣材料、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、磁泳材料的其中之一者或這些材料的組合材料即可。
在圖16中，作為半導體裝置的例子示出主動矩陣型電子紙。用於半導體裝置的薄膜電晶體581可以與實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體同樣地製造，並且該薄膜電晶體581是包括氧化物半導體層的可靠性高的薄膜電晶體。此外，也可以將實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體用於本實施例模式所示的薄膜電晶體581。
圖16的電子紙是採用旋轉球顯示(twisting ball display)方式的顯示裝置的例子。旋轉球顯示方式是指一種方法，其中將分別著色為白色和黑色的球形粒子配置在用於顯示元件的電極層的第一電極層和第二電極層之間，並使第一電極層和第二電極層產生電位差來控制球形粒子的方向，以進行顯示。
形成在基板580上的薄膜電晶體581是底閘結構的薄膜電晶體，並且由與氧化物半導體層接觸的絕緣膜583覆蓋。薄膜電晶體581的源極電極層或汲極電極層在形成於絕緣層585等中的開口中接觸於第一電極層587，並且薄膜電晶體581與第一電極層587電連接。在第一電極層587和形成在基板596上的第二電極層588之間設置有球形粒子589，該球形粒子589具有黑色區590a、白色區590b，並且黑色區590a、白色區590b的周圍包括充滿了液體的空洞594，並且球形粒子589的周圍充滿有樹脂等的填料595(參照圖16)。第一電極層587相當於像素電極，第二電極層588相當於共同電極。第二電極層588電連接到設置在與薄膜電晶體581同一基板上的共同電位線。可以使用共同連接部來藉由配置在一對基板之間的導電粒子電連接第二電極層588和共同電位線。
此外，還可以使用電泳元件代替使用旋轉球的元件。使用直徑為10μm至200μm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。在設置在第一電極層和第二電極層之間的微囊中，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向相反方向移動，從而可以顯示白色或黑色。應用該原理的顯示元件就是電泳顯示元件，一般地稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈。此外，耗電量低，並且在昏暗的地方也能夠辨認顯示部。另外，即使不向顯示部供應電源，也能夠保持顯示過一次的圖像。因此，即使使具有顯示功能的半導體裝置(簡單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導體裝置)離開電源，也能夠保存顯示過的圖像。
藉由上述步驟，可以製造作為半導體裝置的可靠性高的電子紙。
另外，本實施例模式所示的結構可以與其他實施例模式所示的結構適當地組合而使用。
作為半導體裝置，示出發光顯示裝置的例子。在此，示出利用電致發光的發光元件作為顯示裝置所具有的顯示元件。根據其發光材料是有機化合物還是無機化合物對利用電致發光的發光元件進行區別，一般前者稱為有機EL元件，而後者稱為無機EL元件。
在有機EL元件中，藉由對發光元件施加電壓，電子和電洞從一對電極分別植入到包含發光有機化合物的層，以電流流過。而且，藉由這些載子(電子和電洞)重新結合，發光有機化合物形成激發態，並且當該激發態恢復到基態時獲得發光。根據該機理，這種發光元件被稱為電流激發型的發光元件。
無機EL元件根據其元件結構分類為分散型無機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，並且其發光機理是利用施主能級和受主能級的施主-受主重新結合型發光。薄膜型無機EL元件具有利用電介質層夾持發光層並還利用電極夾持該夾有發光層的電介質層的結構，並且其發光機理是利用金屬離子的內殼層電子躍遷的定域型發光。另外，在此，使用有機EL元件作為發光元件而進行說明。
圖10是示出可以使用數字時間灰度級驅動的像素結構的一個例子作為半導體裝置的例子的圖。
說明可以使用數位時間灰度級驅動的像素的結構以及像素的工作。在此示出在一個像素中使用兩個n通道型電晶體的例子，在該n通道型電晶體中將氧化物半導體層用於通道形成區。
像素6400包括開關電晶體6401、發光元件驅動電晶體6402、發光元件6404以及電容元件6403。在開關電晶體6401中，閘極與掃描線6406連接，第一電極(源極電極和汲極電極中的一方)與信號線6405連接，並且第二電極(源極電極和汲極電極中的另一方)與發光元件驅動電晶體6402的閘極連接。在發光元件驅動電晶體6402中，閘極藉由電容元件6403與電源線6407連接，第一電極與電源線6407連接，第二電極與發光元件6404的第一電極(像素電極)連接。發光元件6404的第二電極相當於共同電極6408。共同電極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(共同電極6408)設定為低電源電位。另外，低電源電位是指以電源線6407所設定的高電源電位為基準滿足低電源電位<高電源電位的電位，作為低電源電位例如可以設定為GND、0V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，而使電流流過發光元件6404以使發光元件6404發光，從而以使高電源電位與低電源電位的電位差成為發光元件6404的正向臨界值電壓以上的方式分別設定每個電位。
另外，還可以使用發光元件驅動電晶體6402的閘極電容代替電容元件6403而省略電容元件6403。至於發光元件驅動電晶體6402的閘極電容，也可以在通道區域與閘極電極之間形成有電容。
在此，當採用電壓輸入電壓驅動方式時，對發光元件驅動電晶體6402的閘極輸入足以使發光元件驅動電晶體6402處於導通或截止的兩種狀態的視頻信號。即，使發光元件驅動電晶體6402在線性區域中工作。由於使發光元件驅動電晶體6402在線性區域中工作，所以將比電源線6407的電壓高的電壓施加到發光元件驅動電晶體6402的閘極。另外，對信號線6405施加(電源線電壓+發光元件驅動電晶體6402的Vth)以上的電壓。
另外，當進行類比灰度級驅動而代替數位時間灰度級驅動時，藉由使信號的輸入不同，可以使用與圖10相同的像素結構。
當進行類比灰度級驅動時，對發光元件驅動電晶體6402的閘極施加發光元件6404的正向電壓+發光元件驅動電晶體6402的Vth以上的電壓。發光元件6404的正向電壓是指當設定為所希望的亮度時的電壓，至少大於正向臨界值電壓。另外，藉由輸入使發光元件驅動電晶體6402在飽和區域中工作的視頻信號，可以使電流流過發光元件6404。為了使發光元件驅動電晶體6402在飽和區域中工作，將電源線6407的電位設定為高於發光元件驅動電晶體6402的閘極電位。藉由將視頻信號設定為類比方式，可以使與視頻信號對應的電流流過發光元件6404，而進行類比灰度級驅動。
此外，圖10所示的像素結構不侷限於此。例如，也可以還對圖10所示的像素追加開關、電阻元件、電容元件、電晶體或邏輯電路等。
接著，參照圖11A至11C說明發光元件的結構。在此，以發光元件驅動TFT是n型的情況為例子來說明像素的截面結構。用於圖11A、11B和11C的半導體裝置的發光元件驅動TFT7001、7011、7021可以與實施例模式1至實施例模式5所示的配置在像素中的薄膜電晶體同樣地製造，並且發光元件驅動TFT7001、7011、7021是包括氧化物半導體層的可靠性高的薄膜電晶體。此外，也可以將實施例模式1至實施例模式5所示的配置在像素中的薄膜電晶體用作TFT7001、7011、7021。
為了得到發光，發光元件的陽極或陰極的至少一方是透明即可。而且，在基板上形成薄膜電晶體及發光元件，並且發光元件有如下結構，即從與基板相反的面得到發光的頂部發射、從基板一側的面得到發光的底部發射以及從基板一側及與基板相反的面得到發光的雙面發射結構。像素結構可以應用於任何發射結構的發光元件。
使用圖11A說明頂部發射結構的發光元件。
在圖11A中示出當發光元件驅動TFT7001是n型，並且從發光元件7002發射的光穿過陽極7005一側時的像素的截面圖。在圖11A中，發光元件7002的陰極7003與發光元件驅動TFT7001電連接，在陰極7003上按順序層疊有發光層7004、陽極7005。作為陰極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，較佳的採用Ca、Al、MgAg、AlLi等。而且，發光層7004可以由單層或多個層的疊層構成。當發光層7004由多個層構成時，在陰極7003上按順序層疊電子植入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、電洞植入層。注意，不需要設置上述的所有層。使用透光導電材料形成陽極7005，也可以使用透光導電膜，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(以下稱為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等。
另外，在陰極7003和與此相鄰的陰極7008之間以覆蓋它們的端部的方式設置有分隔壁7009。分隔壁7009使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、聚醯胺、環氧樹脂等的有機樹脂膜、無機絕緣膜或聚矽氧烷來形成。特別較佳的是，以如下條件形成分隔壁7009：使用感光樹脂材料，使分隔壁7009的側面成為具有連續曲率的傾斜面。在使用感光樹脂材料作為分隔壁7009時，可以省略形成抗蝕劑掩罩的步驟。
使用陰極7003及陽極7005夾有發光層7004的區域相當於發光元件7002。在圖11A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7005一側。
接著，使用圖11B說明底部發射結構的發光元件。圖11B示出在發光元件驅動TFT7011是n型，並且從發光元件7012發射的光向陰極7013一側發射的情況下的像素的截面圖。在圖11B中，在與發光元件驅動TFT7011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，並且在陰極7013上按順序層疊有發光層7014、陽極7015。另外，當陽極7015具有透光性時，也可以覆蓋陽極上地形成有用來反射光或進行遮光的遮罩膜7016。與圖11A的情況同樣地，作為陰極7013，只要是功函數小的導電材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設定為透過光的程度(較佳的為5nm至30nm左右)。例如，也可以將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。而且，與圖11A同樣地，發光層7014可以由單層或多個層的疊層構成。陽極7015不需要透過光，但是可以與圖11A同樣地使用具有透光性的導電材料形成.。並且，雖然作為遮罩膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不侷限於金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等。
另外，在導電膜7017和與此相鄰的導電膜7018之間以覆蓋它們的端部的方式設置有分隔壁7019。分隔壁7019使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、聚醯胺、環氧樹脂等的有機樹脂膜、無機絕緣膜或聚矽氧烷來形成。特別較佳的是，以如下條件形成分隔壁7019：使用感光樹脂材料，使分隔壁7019的側面成為具有連續曲率的傾斜面。在使用感光樹脂材料作為分隔壁7019時，可以省略形成抗蝕劑掩罩的步驟。
由陰極7013及陽極7015夾有發光層7014的區域相當於發光元件7012。在圖11B所示的像素中，從發光元件7012發射的光如箭頭所示那樣向陰極7013一側發射。
接著，使用圖11C說明雙面發射結構的發光元件。在圖11C中，在與發光元件驅動TFT7021電連接的具有透光性的導電膜7027上形成有發光元件7022的陰極7023，並且在陰極7023上按順序層疊有發光層7024、陽極7025。與圖11A的情況同樣地，作為陰極7023，只要是功函數小的導電材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設定為透過光的程度。例如，可以將膜厚度為20nm的Al用作陰極7023。而且，與圖11A同樣地，發光層7024可以由單層或多個層的疊層構成。陽極7025可以與圖11A同樣地使用透光導電材料形成。
另外，在導電膜7027和與此相鄰的導電膜7028之間以覆蓋它們的端部的方式設置有分隔壁7029。分隔壁7029使用聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、聚醯胺、環氧樹脂等的有機樹脂膜、無機絕緣膜或聚矽氧烷來形成。特別較佳的是，以如下條件形成分隔壁7029：使用感光樹脂材料，使分隔壁7029的側面成為具有連續曲率的傾斜面。在使用感光樹脂材料作為分隔壁7029時，可以省略形成抗蝕劑掩罩的步驟。
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11C所示的像素中，從發光元件7022發射的光如箭頭所示那樣向陽極7025一側和陰極7023一側這兩側發射。
注意，雖然在此描述了有機EL元件作為發光元件，但是也可以設置無機EL元件作為發光元件。
注意，雖然在此示出了控制發光元件的驅動的薄膜電晶體(發光元件驅動TFT)與發光元件電連接的例子，但是也可以採用在發光元件驅動TFT和發光元件之間連接有電流控制TFT的結構。
注意，半導體裝置不侷限於圖11A至圖11C所示的結構而可以根據本發明說明所公開的技術思想進行各種變形。
接著，參照圖9A和9B說明相當於半導體裝置的一個實施例的發光顯示面板(也稱為發光面板)的外觀及截面。圖9A是一種面板的平面圖，其中利用密封材料在第一基板與第二基板之間密封形成在第一基板上的薄膜電晶體及發光元件。圖9B相當於沿著圖9A的H-I的截面圖。
以圍繞設置在第一基板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的方式設置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、4504b上設置有第二基板4506。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與填料4507一起由第一基板4501、密封材料4505和第二基板4506密封。像這樣，為了不暴露於空氣，較佳的使用高氣密性且少漏氣的保護薄膜(貼合薄膜、紫外線固化樹脂薄膜等)、覆蓋材料進行封裝(密封)。
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9B中例示包括在像素部4502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。
可以將實施例模式1至實施例模式5所示的包括氧化物半導體層的可靠性高的薄膜電晶體用於薄膜電晶體4509、4510。較佳地是，作為驅動電路用薄膜電晶體4509，可以使用實施例模式3所示的薄膜電晶體270，作為像素用薄膜電晶體4510，可以使用實施例模式3所示的薄膜電晶體220。在本實施例模式中，薄膜電晶體4509、4510是n通道型薄膜電晶體。
在絕緣層4544上，在重疊於驅動電路用薄膜電晶體4509的氧化物半導體層的通道形成區的位置設置有導電層4540。藉由將導電層4540設置在重疊於氧化物半導體層的通道形成區的位置，可以降低BT試驗前後的薄膜電晶體4509的臨界值電壓的變化量。另外，導電層4540的電位既可與薄膜電晶體4509的閘極電極層相同又可不同，還可以用作第二閘極電極層。另外，導電層4540的電位可以為GND、0V或浮動狀態。
在薄膜電晶體4509中，形成有用作通道保護層的絕緣層4541a和覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的絕緣層4541b。與此同樣，在薄膜電晶體4510中，形成有用作通道保護層的絕緣層4542a和覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的絕緣層4542b。
覆蓋氧化物半導體層的疊層的邊緣部(包括側面)的氧化物絕緣層，即絕緣層4541b和絕緣層4542b可以拉開閘極電極層和形成在其上方或周圍的佈線層(源極佈線層、電容佈線層等)的距離，來可以實現寄生電容的降低。只要使用與實施例模式1至5所示的氧化物絕緣層107a和氧化物絕緣層107b同樣的材料和方法形成絕緣層4541a、絕緣層4541b、絕緣層4542a和絕緣層4542b，即可。另外，薄膜電晶體由用作平坦化絕緣膜的絕緣層4543覆蓋，以降低薄膜電晶體的表面凹凸。這裏，作為絕緣層4541a、絕緣層4541b、絕緣層4542a和絕緣層4542b，使用實施例模式1藉由濺射法形成氧化矽膜。
另外，在絕緣層4541a、絕緣層4541b、絕緣層4542a和絕緣層4542b上形成有絕緣層4543。只要使用與實施例模式1所示的保護絕緣層108同樣的材料和方法形成絕緣層4543，即可。這裏，作為絕緣層4543，藉由RF濺射法形成氮化矽膜。
另外，形成絕緣層4544作為平坦化絕緣膜。只要使用與實施例模式3所示的平坦化絕緣層204同樣的材料和方法形成絕緣層4544，即可。這裏，作為絕緣層4544，使用丙烯酸樹脂。
在本實施例模式中，也可以採用由氮化物絕緣膜包圍像素部的多個薄膜電晶體的結構。只要使用氮化物絕緣膜作為絕緣層4543和閘極絕緣層，以至少包圍主動矩陣基板的像素部的邊緣的方式設置絕緣層4543和閘極絕緣層接觸的區域，即可。根據該製程，可以防止來自外部的水分的侵入。另外，在完成作為半導體裝置，例如顯示裝置的裝置之後也可以在較長期間防止來自外部的水分的侵入，可以提高裝置的長期可靠性。
此外，附圖標記4511相當於發光元件，發光元件4511所具有的作為像素電極的第一電極層4517與薄膜電晶體4510的源極電極層或汲極電極層電連接。注意，雖然發光元件4511的結構是第一電極層4517、電場發光層4512、第二電極層4513的疊層結構，但是不侷限於所示出的結構。可以根據從發光元件4511得到的光的方向等適當地改變發光元件4511的結構。
使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚矽氧烷形成分隔壁4520。特別較佳的是，使用感光材料，在第一電極層4517上形成開口部，以將該開口部的側壁形成為具有連續的曲率的傾斜面。
電場發光層4512既可以由單層構成，又可以由多個層的疊層構成。
也可以在第二電極層4513及分隔壁4520上形成保護膜，以防止氧、氫、水分、二氧化碳等侵入到發光元件4511中。作為保護膜，可以形成氮化矽膜、氮氧化矽膜、DLC膜等。
另外，供應到信號線驅動電路4503a、4503b、掃描線驅動電路4504a、4504b或像素部4502的各種信號及電位是從FPC4518a、4518b供應的。
連接端子電極4515由與發光元件4511所具有的第一電極層4517相同的導電膜形成，並且端子電極4516由與薄膜電晶體4509所具有的源極電極層及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電連接到FPC4518a所具有的端子。
位於從發光元件4511的發光的方向上的第二基板需要具有透光性。在此情況下，使用如玻璃板、塑膠板、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜等的具有透光性的材料。
此外，作為填料4507，除了氮或氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺、環氧樹脂、矽酮樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物)。例如，作為填料使用氮即可。
另外，若有需要，也可以在發光元件的發射面上適當地設置諸如偏光片、圓偏光片(包括橢圓偏光片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、濾色片等的光學薄膜。另外，也可以在偏光片或圓偏光片上設置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是能夠利用表面的凹凸來擴散反射光而降低眩光的處理。
信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、4504b也可以作為在另行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，也可以另行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。據此，不侷限於圖9A和9B的結構。
藉由上述步驟，可以製造作為半導體裝置的可靠性高的發光顯示裝置(顯示面板)。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構來使用。
本發明說明所公開的半導體裝置可以用於電子紙。電子紙可以用於顯示資訊的所有領域的電子設備。例如，可以將電子紙用於電子書閱讀器、海報、電車等的交通工具的車廂廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖18示出電子設備的一個例子。
另外，圖18示出電子書閱讀器2700的一個例子。例如，電子書閱讀器2700由兩個框體，即框體2701及框體2703構成。框體2701及框體2703由軸部2711形成為一體，並且可以以該軸部2711為軸進行開閉動作。藉由該結構，可以進行如紙的書籍那樣的動作。
框體2701組裝有顯示部2705，並且框體2703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連續畫面的結構，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，例如可以在右邊的顯示部(圖18中的顯示部2705)中顯示文章，並且在左邊的顯示部(圖18中的顯示部2707)中顯示圖像。
此外，在圖18中示出框體2701具備操作部等的例子。例如，在框體2701中具備電源2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。另外，也可以採用在與框體的顯示部同一面上具備鍵盤、定位裝置等的結構。另外，也可以採用在框體的背面或側面具備外部連接端子(耳機端子、USB端子或可以與AC適配器及USB電纜等各種電纜連接的端子等)、記錄媒體插入部等的結構。再者，電子書閱讀器2700也可以具有電子詞典的功能。
此外，電子書閱讀器2700也可以採用以無線方式收發資訊的結構。還可以採用以無線方式從電子書籍伺服器購買所希望的書籍資料等並下載的結構。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構來使用。
本發明說明所公開的半導體裝置可以應用於各種電子設備(也包括遊戲機)。作為電子設備，例如可以舉出：電視裝置(也稱為電視或電視接收機)；用於電腦等的監視器；數位相機；數位攝像機；數位相框；行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)；可攜式遊戲機；可攜式資訊終端；聲音再現裝置；彈珠機等大型遊戲機等。
圖19A示出電視裝置9600的一個例子。在電視裝置9600中，框體9601組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示影像。此外，在此示出利用支架9605支撐框體9601的結構。
可以藉由利用框體9601所具備的操作開關、另行提供的遙控操作機9610進行電視裝置9600的操作。藉由利用遙控操作機9610所具備的操作鍵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，也可以採用在遙控操作機9610中設置顯示從該遙控操作機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、數據機等的結構。藉由利用接收機可以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，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19B示出數位相框9700的一個例子。例如，在數位相框9700中，框體9701組裝有顯示部9703。顯示部9703可以顯示各種圖像，例如藉由顯示使用數位相機等拍攝的圖像資料，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。這種結構也可以組裝到與顯示部相同面上，但是藉由將它設置在側面或背面上來提高設計性，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由數位相機拍攝的圖像資料的記憶體並提取圖像資料，然後可以將所提取的圖像資料顯示於顯示部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。也可以採用以無線的方式提取所希望的圖像資料並進行顯示的結構。
圖20A示出一種可攜式遊戲機，它由框體9881和框體9891的兩個框體構成，並且藉由連接部9893可以開閉地連接。框體9881安裝有顯示部9882，並且框體9891安裝有顯示部9883。另外，圖20A所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部9884、記錄媒體插入部9886、LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、感測器9888(包括測定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、旋轉數、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9889)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要採用至少具備本發明說明所公開的半導體裝置的結構即可，並且可以採用適當地設置有其他附屬設備的結構。圖20A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它顯示在顯示部上；以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通信而實現資訊共用。另外，圖20A所示的可攜式遊戲機所具有的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的功能。
圖20B示出大型遊戲機的一種的投幣機9900的一個例子。在投幣機9900的框體9901中安裝有顯示部9903。另外，投幣機9900還具備如起動手柄、停止開關等的操作單元、投幣口、揚聲器等。當然，投幣機9900的結構不侷限於此，只要採用至少具備本發明說明所公開的半導體裝置的結構即可。因此，可以採用適當地設置有其他附屬設備的結構。
圖21A是示出可攜式電腦的一個例子的立體圖。
在圖21A所示的可攜式電腦中，當將連接上部框體9301與下部框體9302的鉸鏈裝置設置為關閉狀態時，可以使具有顯示部9303的上部框體9301與具有鍵盤9304的下部框體9302處於重疊狀態，而便於攜帶，並且，當使用者利用鍵盤進行輸入時，將鉸鏈裝置設置為打開狀態，而可以看著顯示部9303進行輸入操作。
另外，下部框體9302除了鍵盤9304之外還包括進行輸入操作的定位裝置9306。另外，當顯示部9303為觸屏輸入面板時，可以藉由觸摸顯示部的一部分來進行輸入操作。另外，下部框體9302還包括CPU、硬碟等的計算功能部。此外，下部框體9302還具有用來插入其他的裝置，例如符合USB的通信標準的通信電纜的外部連接埠9305。
在上部框體9301中還具有藉由滑動到上部框體9301內部而可以收納的顯示部9307，因此可以實現寬顯示畫面。另外，使用者可以調節可以收納的顯示部9307的畫面的方向。另外，當可以收納的顯示部9307為觸屏輸入面板時，藉由觸摸可以收納的顯示部的一部分來可以進行輸入操作。
顯示部9303或可以收納的顯示部9307使用如液晶顯示面板、有機發光元件或無機發光元件等的發光顯示面板等的影像顯示裝置。
另外，圖21A的可攜式電腦安裝有接收機等，而可以接收電視廣播並將影像顯示於顯示部9303或顯示部9307。另外，使用者可以在連接上部框體9301與下部框體9302的鉸鏈裝置處於關閉狀態的狀態下藉由滑動顯示部9307而使其整個面露出並調整畫面角度來觀看電視廣播。此時，不將鉸鏈裝置設置為打開狀態來使顯示部9303進行顯示，而僅啟動只顯示電視廣播的電路，所以可以將耗電量控制為最少，這對於電池容量有限的可攜式電腦而言是十分有利的。
另外，圖21B是示出像手錶一樣能夠戴在使用者的手臂上的行動電話的一個例子的立體圖。
該移動電括包括：至少包括具有電話功能的通信裝置及電池的主體；用來將主體戴在手臂上的帶部9204；調節帶部與手臂的固定狀態的調節部9205；顯示部9201；揚聲器9207；以及麥克風9208。
另外，主體具有操作開關9203。除了按一下電源輸入開關、顯示轉換開關、攝像開始指示開關以外，還按一下按鈕，就可以啟動網路用程式等，可以對應於各種功能。
藉由用手指或輸入筆等觸碰顯示部9201；操作操作開關9203；或者對麥克風9208輸入聲音來進行該移動電括的輸入操作。另外，在圖21B中，示出顯示在顯示部9201上的顯示鈕9202，藉由用手指等觸碰該顯示鈕9202來可以進行輸入。
另外，主體具有相機部9206，該相機部9206具有將藉由攝影透鏡成像的物體圖像轉換為電子視頻信號的攝影單元。另外，也可以不特別設置相機部。
另外，圖21B所示的行動電話安裝有電視廣播的接收機等，而可以接收電視廣播並將影像顯示於顯示部9201，並且它還具有記憶體等的儲存裝置等，而可以將電視廣播錄像到記憶體中。此外，圖21B所示的行動電話還可以具有能夠收集GPS等的位置資訊的功能。
顯示部9201使用如液晶顯示面板、有機發光元件或無機發光元件等的發光顯示面板等的影像顯示裝置。由於圖21B所示的行動電話為小型且重量輕，所以其電池容量有限，從而較佳的將能夠使用低耗電量進行驅動的面板用作用於顯示部9201的顯示裝置。
另外，雖然在圖21B中示出戴在“手臂”上的方式的電子裝置，但是不侷限於此，只要是具有能夠攜帶的形狀的即可。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構來使用。
在本實施例模式中，使用圖22至圖35說明具有實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體的顯示裝置的例子作為半導體裝置的一個實施例。在本實施例模式中，使用圖22至圖35說明使用液晶元件作為顯示元件的液晶顯示裝置的例子。用於圖22至圖35的液晶顯示裝置的TFT628、629可以應用實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體，其是可以以實施例模式1至實施例模式5所示的步驟同樣製造的電特性及可靠性高的薄膜電晶體。TFT628及TFT629是將氧化物半導體膜用作通道形成區的反交錯薄膜電晶體。
首先，示出VA(垂直對準)型液晶顯示裝置。VA型液晶顯示裝置是指控制液晶面板的液晶分子的排列的方式之一種。VA型液晶顯示裝置是當不被施加電壓時液晶分子朝向垂直於面板表面的方向的方式。在本實施例模式中，尤其設法將像素(pixel)分割為幾個區域(子像素)，分別使分子倒向不同的方向。上述方法稱為多象限(multi-domain)化或多象限設計。在以下的說明中，說明採用多象限設計的液晶顯示裝置。
圖23及圖24分別示出像素電極及對置電極。注意，圖23是形成有像素電極的基板一側的俯視圖，而圖22示出對應於圖23中的線E-F的截面結構。此外，圖24是形成有對置電極的基板一側的俯視圖。在以下的說明中，參照上述附圖進行說明。
圖22示出層疊形成有TFT628、與其連接的像素電極層624以及儲存電容器630的基板600和形成有對置電極層640等的對置基板601並注入有液晶的狀態。
在對置基板601上形成有彩色膜636和對置電極層640，並且在對置電極層640上形成有突起644。在像素電極層624上形成對準膜648，在對置電極層640上也同樣地形成對準膜646。在基板600和對置基板601之間形成有液晶層650。
在基板600上形成TFT628、與其連接的像素電極層624以及儲存電容器630。像素電極層624在接觸孔623中連接到佈線618，該接觸孔623貫通覆蓋TFT628、佈線616以及儲存電容器630的絕緣膜620和覆蓋絕緣膜620的絕緣膜621和覆蓋絕緣膜621的第三絕緣膜622。適當地使用實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體作為TFT628。此外，儲存電容器630由第一電容佈線604、第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b和第二電容佈線617構成，該第一電容佈線604在形成TFT628的閘極佈線602的同時形成，而該第二電容佈線617在形成佈線616、618的同時形成。
藉由重疊像素電極層624、液晶層650以及對置電極層640，形成液晶元件。
圖23示出基板600上的平面結構。使用實施例模式3所示的材料形成像素電極層624。在像素電極層624中設置槽縫625。槽縫625用來控制液晶的對準。
圖23所示的TFT629和與其連接的像素電極層626及儲存電容器631分別可以與TFT628、像素電極層624及儲存電容器630同樣地形成。TFT628和TFT629都與佈線616連接。其液晶顯示面板的像素由像素電極層624和像素電極層626構成。像素電極層624和像素電極層626是子像素。
圖24示出對置基板一側的平面結構。對置電極層640較佳的使用與像素電極層624同樣的材料形成。在對置電極層640上形成有控制液晶的對準的突起644。此外，在圖24中，以虛線表示形成在基板600上的像素電極層624及像素電極層626，並且示出對置電極層640和像素電極層624及像素電極層626重疊而配置的樣子。
圖25示出該像素結構的等效電路。TFT628和TFT629都連接到閘極佈線602、佈線616。在此情況下，藉由使電容佈線604和電容佈線605的電位為不同，可以使液晶元件651的工作和液晶元件652的工作為不同。就是說，藉由分別控制電容佈線604和電容佈線605的電位，精密地控制液晶的對準來擴大視角。
當對設置有槽縫625的像素電極層624施加電壓時，在槽縫625附近產生電場應變(傾斜電場)。藉由將該槽縫625和對置基板601一側的突起644配置為相互咬合，有效地產生傾斜電場而控制液晶的對準。由此，在每個部分中使液晶對準的方向為不同。就是說，進行多象限化來擴大液晶面板的視角。
接著，對於與上述不同的VA型液晶顯示裝置，參照圖26至圖29進行說明。
圖26和圖27示出VA型液晶顯示面板的像素結構。圖27是基板600的俯視圖，而圖26示出對應於圖27所示的截斷線Y-Z的截面結構。
在其像素結構中，一個像素包括多個像素電極，並且每個像素電極與TFT連接。每個TFT構成為由不同的閘極信號驅動。就是說，在多象限設計的像素中具有獨立地控制施加到各個像素電極的信號的結構。
像素電極層624在分別穿過絕緣膜620、絕緣膜621和絕緣膜622的接觸孔623中藉由佈線618連接到TFT628。此外，像素電極層626在分別穿過絕緣膜620、絕緣膜621和絕緣膜622的接觸孔627中藉由佈線619連接到TFT629。TFT628的閘極佈線602和TFT629的閘極佈線603彼此分離，以可以接收不同的閘極信號。另一方面，TFT628和TFT629共同使用用作資料線的佈線616。TFT628和TFT629可以適當地使用實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體。另外，在閘極佈線602、閘極佈線603和電容佈線690上形成有第一閘極絕緣膜606a和第二閘極絕緣膜606b。
像素電極層624和像素電極層626的形狀不同，並且由槽縫625分離。像素電極層626以圍繞擴展為V字形的像素電極層624的外側的方式形成。藉由由TFT628和TFT629使施加到像素電極層624和像素電極層626的電壓的時序為不同，控制液晶的對準。圖29示出該像素結構的等效電路。TFT628與閘極佈線602連接，而TFT629與閘極佈線603連接。另外，TFT628和TFT629都連接到佈線616。藉由將不同的閘極信號提供到閘極佈線602和閘極佈線603，可以使液晶元件651和液晶元件652的工作不同。就是說，藉由分別控制TFT628和TFT629的工作，可以精密地控制液晶元件651和液晶元件652的液晶的對準來擴大視角。
在對置基板601上形成有彩色膜636和對置電極層640。此外，在彩色膜636和對置電極層640之間形成平坦化膜637，以防止液晶的對準無序。圖28示出對置基板一側的結構。對置電極層640是不同的像素之間共同使用的電極，其中形成有槽縫641。藉由將該槽縫641和像素電極層624及像素電極層626一側的槽縫625配置為互相咬合，可以有效地產生傾斜電場而控制液晶的對準。由此，可以在每個部分中使液晶對準的方向為不同，以擴大視角。另外，在圖28中，以虛線表示形成在基板600上的像素電極層624及像素電極層626，而示出對置電極層640和像素電極層624及像素電極層626重疊而配置的樣子。
在像素電極層624及像素電極層626上形成有對準膜648，在對置電極層640上也同樣形成有對準膜646。在基板600和對置基板601之間形成有液晶層650。另外，藉由重疊像素電極層624、液晶層650以及對置電極層640，形成第一液晶元件。此外，藉由重疊像素電極層626、液晶層650以及對置電極層640，形成第二液晶元件。另外，參照圖26至圖29進行了說明的顯示面板的像素結構採用一個像素中設置有第一液晶元件和第二液晶元件的多象限結構。
接著，示出水平電場方式的液晶顯示裝置。水平電場方式是藉由對於單元內的液晶分子在水平方向上施加電場驅動液晶來進行灰度級表現的方式。藉由該方式，可以將視角擴大為大約180度。在以下的說明中，說明採用水平電場方式的液晶顯示裝置。
圖30示出重疊形成有電極層607、TFT628和與其連接的像素電極層624的基板600和對置基板601並注入有液晶的狀態。對置基板601形成有彩色膜636、平坦化膜637等。另外，對置電極不設置在對置基板601一側。另外，在基板600和對置基板601之間形成有液晶層650，其中間夾有對準膜646及對準膜648。
在基板600上形成電極層607、連接到電極層607的電容佈線604以及TFT628。可以在形成TFT628的閘極佈線602的同時形成電容佈線604。作為TFT628，可以應用實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體。電極層607可以使用與實施例模式3所示的像素電極層227相同的材料。此外，電極層607以大致區分為像素形狀的形狀而形成。注意，在電極層607及電容佈線604上形成第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b。
TFT628的佈線616、佈線618形成在第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b上。佈線616是在液晶面板中傳送視頻信號的資料線，且是在一個方向上延伸的佈線，同時，還與TFT628的源極區或汲極區連接而成為源極及汲極中的一方電極。佈線618是成為源極及汲極中的另一方電極且與像素電極層624連接的佈線。
在佈線616、佈線618上形成絕緣膜620及絕緣膜621。此外，在絕緣膜620上形成像素電極層624，該像素電極層624在形成在絕緣膜620及絕緣膜621中的接觸孔中與佈線618連接。像素電極層624使用與實施例模式3所示的像素電極層227同樣的材料形成。
藉由上述方法，在基板600上形成TFT628和與其連接的像素電極層624。注意，儲存電容器形成在電極層607和像素電極層624之間。
圖31是示出像素電極的結構的俯視圖。圖30示出對應於圖31所示的截斷線O-P的截面結構。在像素電極層624中，設置槽縫625。槽縫625用來控制液晶的對準。在此情況下，在電極層607和像素電極層624之間產生電場。電極層607和像素電極層624之間形成有第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b，但是第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b的厚度為50nm至200nm，與厚度為2μm至10μm的液晶層相比充分薄，因此實際上在與基板600平行的方向(水平方向)上產生電場。由該電場控制液晶的對準。藉由利用該大致平行於基板的方向的電場使液晶分子在水平方向上旋轉。在此情況下，由於液晶分子在任何狀態下都處於水平狀態，所以因觀看角度的對比度等的影響很少，從而擴大視角。此外，因為電極層607和像素電極層624都是透光電極，所以可以提高孔徑比。
接著，說明水平電場方式的液晶顯示裝置的其他例子。
圖32和圖33示出IPS型液晶顯示裝置的像素結構。圖33是俯視圖，而圖32示出對應於圖33所示的截斷線V-W的截面結構。在以下的說明中，參照上述兩個附圖進行說明。
圖32示出重疊形成有TFT628和與其連接的像素電極層624的基板600和對置基板601並注入有液晶的狀態。對置基板601形成有彩色膜636、平坦化膜637等。另外，對置電極不設置在對置基板601一側。在基板600和對置基板601之間形成有液晶層650，其中間夾有對準膜646及對準膜648。
在基板600上形成共同電位線609以及TFT628。可以在形成TFT628的閘極佈線602的同時形成共同電位線609。作為TFT628，可以應用實施例模式1至實施例模式5所示的薄膜電晶體。
TFT628的佈線616、佈線618形成在第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b上。佈線616是在液晶面板中傳送視頻信號的資料線，且是在一個方向上延伸的佈線，同時，還與TFT628的源極區或汲極區連接而成為源極及汲極中的一方電極。佈線618是成為源極及汲極中的另一方電極且與像素電極層624連接的佈線。
在佈線616、佈線618上形成絕緣膜620及絕緣膜621。此外，在絕緣膜620及絕緣膜621上形成像素電極層624，該像素電極層624藉由形成在絕緣膜620及絕緣膜621中的接觸孔623與佈線618連接。像素電極層624使用與實施例模式3所示的像素電極層227同樣的材料形成。注意，如圖33所示，像素電極層624被形成為與在形成共同電位線609的同時形成的梳形電極之間產生水平電場。像素電極層624的梳齒部和在形成共同電位線609的同時形成的梳形電極互相咬合。
當施加到像素電極層624的電位與共同電位線609的電位之間產生電場時，由該電場控制液晶的對準。藉由利用該大致平行於基板的方向的電場使液晶分子在水準方向上旋轉。在此情況下，由於液晶分子在任何狀態下都處於水平狀態，所以因觀看角度的對比度等的影響很少，從而擴大視角。
像這樣，在基板600上形成TFT628以及與其連接的像素電極層624。儲存電容器藉由在共同電位線609和電容電極615之間設置第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b而形成。電容電極615和像素電極層624藉由接觸孔633相互連接。
接著，示出TN型的液晶顯示裝置的方式。
圖34和圖35示出TN型液晶顯示裝置的像素結構。圖35是俯視圖，而圖34示出對應於圖35所示的截斷線K-L的截面結構。在以下的說明中，參照上述兩個附圖進行說明。
像素電極層624藉由形成在絕緣膜620及621中的接觸孔623和佈線618與TFT628連接。用作資料線的佈線616與TFT628連接。作為TFT628，可以應用實施例模式1至實施例模式5所示的TFT的任何一種。
像素電極層624使用實施例模式3所示的像素電極層227形成。可以在形成TFT628的閘極佈線602的同時形成電容佈線604。在閘極佈線602和電容佈線604上形成有第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b。儲存電容器藉由在電容佈線604和電容電極615之間設置第一閘極絕緣膜606a及第二閘極絕緣膜606b而形成。電容電極615和像素電極層624藉由接觸孔633相互連接。
在對置基板601上形成有彩色膜636、對置電極層640。此外，在彩色膜636和對置電極層640之間形成平坦化膜637，以防止液晶的對準無序。在像素電極層624和對置電極層640之間形成有液晶層650，其中間夾有對準膜648及對準膜646。
藉由重疊像素電極層624、液晶層650以及對置電極層640，形成液晶元件。
此外，彩色膜636也可以形成在基板600一側。此外，在基板600的與形成有薄膜電晶體的面相反的面上貼附偏光片，或者在對置基板601的與形成有對置電極層640的面相反的面上貼附偏光片。
如上所述那樣，藉由使用將源極電極層及汲極電極層形成為不重疊於閘極電極層而充分地降低了寄生電容的底閘型薄膜電晶體，可以提供可靠性高的液晶顯示裝置。
另外，本實施例模式所示的結構可以適當地組合其他實施例模式所示的結構而使用。
10．．．脈衝輸出電路
11．．．佈線
12．．．佈線
13．．．佈線
14．．．佈線
15．．．佈線
21．．．輸入端子
22．．．輸入端子
23．．．輸入端子
24．．．輸入端子
25．．．輸入端子
26．．．輸出端子
27．．．輸出端子
28．．．薄膜電晶體
31．．．電晶體
32．．．電晶體
33．．．電晶體
34．．．電晶體
35．．．電晶體
36．．．電晶體
37．．．電晶體
38．．．電晶體
39．．．電晶體
40．．．電晶體
41．．．電晶體
42．．．電晶體
43．．．電晶體
51．．．電源線
52．．．電源線
53．．．電源線
61．．．期間
62．．．期間
100．．．基板
102．．．閘極絕緣層
102a．．．第一閘極絕緣層
102b．．．第二閘極絕緣層
107．．．氧化物絕緣層
107a．．．氧化物絕緣層
107b．．．氧化物絕緣層
108．．．保護絕緣層
111．．．閘極電極層
112．．．閘極絕緣層
113．．．氧化物半導體層
113a．．．高電阻源極區
113b．．．高電阻汲極區
113c．．．第三區域
113d．．．第四區域
115a．．．源極電極層
115b．．．汲極電極層
122．．．閘極絕緣層
130．．．氧化物半導體膜
132．．．閘極絕緣層
132a．．．第一閘極絕緣層
132b．．．第二閘極絕緣層
134a．．．通道形成區
134b．．．第一區域
134c．．．第二區域
150．．．薄膜電晶體
200．．．基板
202a．．．閘極絕緣層
202b．．．閘極絕緣層
203．．．保護絕緣層
204．．．平坦化絕緣層
205．．．共同電位線
206．．．共同電極層
211．．．閘極電極層
213．．．通道形成區
213a．．．通道形成區
213b．．．第一區域
213c．．．第二區域
214a．．．高電阻源極區
214b．．．高電阻汲極區
215a．．．源極電極層
215b．．．汲極電極層
216a．．．氧化物絕緣層
216b．．．氧化物絕緣層
220．．．薄膜電晶體
221．．．端子
222．．．端子
223．．．連接電極層
225．．．透明導電層
226．．．電極層
227．．．像素電極層
230．．．電容佈線層
231．．．電容電極
236．．．氧化物絕緣層
250．．．電容佈線層
252．．．氧化物半導體層
256．．．源極佈線
257．．．端子電極
266．．．氧化物絕緣層
270．．．薄膜電晶體
271．．．閘極電極層
273a．．．通道形成區
273b．．．第一區域
273c．．．第二區域
274a．．．高電阻源極區
274b．．．高電阻汲極區
275a．．．源極電極層
275b．．．汲極電極層
276a．．．氧化物絕緣層
276b．．．氧化物絕緣層
277．．．導電層
581．．．薄膜電晶體
580．．．基板
583．．．絕緣膜
585．．．絕緣層
587．．．電極層
588．．．電極層
589．．．球形粒子
590a．．．黑色區
590b．．．白色區
594．．．空洞
595．．．填料
596．．．基板
600．．．基板
601．．．對置基板
602．．．閘極佈線
603．．．閘極佈線
604．．．電容佈線
605．．．電容佈線
606a．．．閘極絕緣膜
606b．．．閘極絕緣膜
607．．．電極層
609．．．共同電位線
615．．．電容電極
616．．．佈線
617．．．電容佈線
618．．．佈線
619．．．佈線
620．．．絕緣膜
621．．．絕緣膜
622．．．絕緣膜
623．．．接觸孔
624．．．像素電極層
625．．．槽縫
626．．．像素電極層
627．．．接觸孔
628．．．TFT
629．．．TFT
630．．．儲存電容器
631．．．儲存電容器
633．．．接觸孔
636．．．彩色膜
637．．．平坦化膜
640．．．對置電極層
641．．．槽縫
644．．．突起
646．．．對準膜
648．．．對準膜
650．．．液晶層
651．．．液晶元件
652．．．液晶元件
690．．．電容佈線
2600．．．TFT基板
2601．．．對置基板
2602．．．密封材料
2603．．．像素部
2604．．．顯示元件
2605．．．著色層
2606．．．偏光片
2607．．．偏光片
2608．．．佈線電路部
2609．．．撓性線路板
2610．．．冷陰極管
2611．．．反射板
2612．．．電路基板
2613．．．擴散板
2700．．．電子書閱讀器
2701．．．框體
2703．．．框體
2705．．．顯示部
2707．．．顯示部
2711．．．軸部
2721．．．電源
2723．．．操作鍵
2725．．．揚聲器
4001．．．基板
4002．．．像素部
4003．．．信號線驅動電路
4004．．．掃描線驅動電路
4005．．．密封材料
4006．．．第二基板
4008．．．液晶層
4010．．．薄膜電晶體
4011．．．薄膜電晶體
4013．．．液晶元件
4015．．．連接端子電極
4016．．．端子電極
4018．．．FPC
4019．．．各向異性導電膜
4020．．．絕緣層
4021．．．絕緣層
4030．．．像素電極層
4031．．．對置電極層
4032．．．絕緣層
4040．．．導電層
4041a．．．絕緣層
4041b．．．絕緣層
4042a．．．絕緣層
4042b．．．絕緣層
4503a．．．信號線驅動電路
4504a．．．掃描線驅動電路
4518a．．．FPC
4541a．．．絕緣層
4541b．．．絕緣層
4542a．．．絕緣層
4542b．．．絕緣層
4501．．．基板
4502．．．像素部
4505．．．密封材料
4506．．．基板
4507．．．填料
4509．．．薄膜電晶體
4510．．．薄膜電晶體
4511．．．發光元件
4512．．．電場發光層
4513．．．電極層
4515．．．連接端子電極
4516．．．端子電極
4517．．．電極層
4519．．．各向異性導電膜
4520．．．分隔壁
4540．．．導電層
4543．．．絕緣層
4544．．．絕緣層
5300．．．基板
5301．．．像素部
5302．．．第一掃描線驅動電路
5303．．．第二掃描線驅動電路
5304．．．信號線驅動電路
5305．．．時序控制電路
5601．．．移位暫存器
5602．．．開關電路
5603．．．薄膜電晶體
5604．．．佈線
5605．．．佈線
6400．．．像素
6401．．．開關電晶體
6402．．．驅動電晶體
6403．．．電容元件
6404．．．發光元件
6405．．．信號線
6406．．．掃描線
6407．．．電源線
6408．．．共同電極
7001．．．TFT
7002．．．發光元件
7003．．．陰極
7004．．．發光層
7005．．．陽極
7008．．．陰極
7009．．．分隔壁
7011．．．驅動TFT
7012．．．發光元件
7013．．．陰極
7014．．．發光層
7015．．．陽極
7016．．．遮罩膜
7017．．．導電膜
7018．．．導電膜
7019．．．分隔壁
7021．．．驅動TFT
7022．．．發光元件
7023．．．陰極
7024．．．發光層
7025．．．陽極
7027．．．導電膜
7028．．．導電膜
7029．．．分隔壁
9201．．．顯示部
9202．．．顯示鈕
9203．．．操作開關
9205．．．調節部
9206．．．相機部
9207．．．揚聲器
9208．．．麥克風
9301．．．上部框體
9302．．．下部框體
9303．．．顯示部
9304．．．鍵盤
9305．．．外部連接埠
9306．．．定位裝置
9307．．．顯示部
9600．．．電視裝置
9601．．．框體
9603．．．顯示部
9605．．．支架
9607．．．顯示部
9609．．．操作鍵
9610．．．遙控操作機
9700．．．數位相框
9701．．．框體
9703．．．顯示部
9881．．．框體
9882．．．顯示部
9883．．．顯示部
9884．．．揚聲器部
9885．．．輸入單元(操作鍵)
9886．．．記錄媒體插入部
9887．．．連接端子
9888．．．感測器
9889．．．麥克風
9890．．．LED燈
9891．．．框體
9893．．．連接部
9900．．．投幣機
9901．．．框體
9903．．．顯示部
在附圖中：
圖1A和1B是示出本發明的一個實施例的平面圖及截面圖；
圖2A至2E是示出本發明的一個實施例的步驟的截面圖；
圖3是示出本發明的一個實施例的截面圖；
圖4A1及4A2和圖4B1及4B2是示出本發明的一個實施例的平面圖及截面圖；
圖5A和5B是示出本發明的一個實施例的平面圖及截面圖；
圖6A和6B是示出本發明的一個實施例的截面圖；
圖7A至7C是示出本發明的一個電施例的截面圖；
圖8A1及8A2和圖8B是說明半導體裝置的圖；
圖9A和9B是說明半導體裝置的圖；
圖10是說明半導體裝置的像素等效電路的圖；
圖11A至11C是說明半導體裝置的圖；
圖12A和12B是說明半導體裝置的方塊圖；
圖13A和13B分別是說明信號線驅動電路的結構的圖和說明其工作的時序圖；
圖14A至14D是示出移位暫存器的結構的電路圖；
圖15A和15B分別是說明移位暫存器的結構的圖和說明其工作的時序圖；
圖16是說明半導體裝置的圖；
圖17是說明半導體裝置的圖；
圖18是示出電子書閱讀器的一個例子的外觀圖；
圖19A和19B是示出電視裝置及數位相框的例子的外觀圖；
圖20A和20B是示出遊戲機的例子的外觀圖；
圖21A和21B是示出可攜式電腦及行動電話機的一個例子的外觀圖；
圖22是說明半導體裝置的圖；
圖23是說明半導體裝置的圖；
圖24是說明半導體裝置的圖；
圖25是說明半導體裝置的圖；
圖26是說明半導體裝置的圖；
圖27是說明半導體裝置的圖；
圖28是說明半導體裝置的圖；
圖29是說明半導體裝置的圖；
圖30是說明半導體裝置的圖；
圖31是說明半導體裝置的圖；
圖32是說明半導體裝置的圖；
圖33是說明半導體裝置的圖；
圖34是說明半導體裝置的圖；以及
圖35是說明半導體裝置的圖。
100．．．基板
102．．．閘極絕緣層
102a．．．第一閘極絕緣層
102b．．．第二閘極絕緣層
107．．．氧化物絕緣層
107a．．．氧化物絕緣層
107b．．．氧化物絕緣層
108．．．保護絕緣層
111．．．閘極電極層
113a．．．高電阻源極區
113b．．．高電阻汲極區
115a．．．源極電極層
115b．．．汲極電極層
134a．．．通道形成區
134b．．．第一區域
134c．．．第二區域
150．．．薄膜電晶體
Claims (15)
- 一種半導體裝置，包含：絕緣表面上的閘極電極層；該閘極電極層上的閘極絕緣層；該閘極絕緣層上的源極電極層及汲極電極層；該閘極絕緣層上並重疊於該源極電極層及該汲極電極層的上表面的一部分的氧化物半導體層；以及該氧化物半導體層上的氧化物絕緣層，其中，該氧化物半導體層包括該閘極電極層上的通道形成區，其中，該源極電極層及該汲極電極層不重疊於該閘極電極層，其中，該源極電極層及該汲極電極層的側面接觸於該氧化物半導體層的一部分，其中，該氧化物絕緣層接觸於該氧化物半導體層中的該通道形成區，以及其中，該氧化物絕緣層具有開口以曝露該氧化物半導體層的一部分。
- 一種半導體裝置，包含：絕緣表面上的閘極電極層；該閘極電極層上的閘極絕緣層；該閘極絕緣層上的源極電極層及汲極電極層；該閘極絕緣層和該源極電極層及該汲極電極層的一部分上的氧化物半導體層； 該氧化物半導體層上的氧化物絕緣層；以及該氧化物絕緣層和該氧化物半導體層上的保護絕緣層，其中，該氧化物半導體層具有該閘極電極層上的通道形成區，其中，該源極電極層及該汲極電極層不重疊於該閘極電極層，其中，該源極電極層及該汲極電極層的側面接觸於該氧化物半導體層的一部分，其中，該氧化物絕緣層接觸於該氧化物半導體層中的該通道形成區，其中，該保護絕緣層接觸於該氧化物半導體層的上表面的一部分，以及其中，該氧化物絕緣層具有開口以曝露該氧化物半導體層的一部分。
- 一種半導體裝置，包含：絕緣表面上的閘極電極層；該閘極電極層上的閘極絕緣層；該閘極絕緣層上的源極電極層及汲極電極層；該閘極絕緣層上的氧化物半導體層以和該源極電極層及該汲極電極層接觸；該氧化物半導體層上的氧化物絕緣層；以及該氧化物絕緣層和該氧化物半導體層上的保護絕緣層， 其中，該氧化物半導體層具有該閘極電極層上的通道形成區，其中，該源極電極層及該汲極電極層不重疊於該閘極電極層，其中，該氧化物絕緣層接觸於該氧化物半導體層中的該通道形成區，以及其中，該氧化物絕緣層具有開口以曝露該氧化物半導體層的一部分。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該氧化物絕緣層覆蓋該氧化物半導體層在通道長度方向上的兩端。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該氧化物絕緣層覆蓋該源極電極層及該汲極電極層在通道長度方向上的外側端部。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該源極電極層及該汲極電極層分別包含以從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W中選出的元素為主要成分的膜或包含該膜的疊層構造。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該源極電極層及該汲極電極層分別包含氧化銦、氧化銦氧化錫合金、氧化銦氧化鋅合金、或氧化鋅。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該通道形成區在通道長度方向上的寬度小於該閘極電極層在通道長度方向上的寬度。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項的半導體裝置，其中該氧化物絕緣層包括氧化矽膜、氧化鋁膜、或氧氮化鋁膜。
- 如申請專利範圍第2或3項的半導體裝置，其中該保護絕緣層包括氮化矽膜或氮化鋁膜。
- 一種半導體裝置的製造方法，包含：在絕緣表面上形成閘極電極層；在該閘極電極層上形成閘極絕緣層；以源極電極層及汲極電極層不重疊於該閘極電極層的方式在該閘極絕緣層上形成該源極電極層及該汲極電極層；在該閘極絕緣層上形成氧化物半導體層，該氧化物半導體層重疊於該閘極電極層和該源極電極層及該汲極電極層的一部分；進行用來使該氧化物半導體層脫水化或脫氫化的加熱處理；在進行該加熱處理之後，在該氧化物半導體層、該源極電極層及該汲極電極層上不接觸於大氣地形成氧化物絕緣層，該氧化物絕緣層接觸於該氧化物半導體層的第一區域；以及在該氧化物半導體層和該氧化物絕緣層上形成保護絕緣層，該保護絕緣層接觸於該氧化物半導體層的第二區域及第三區域。
- 如申請專利範圍第11項的半導體裝置的製造方法， 其中在該第一區域中的重疊於該閘極電極層的區域中形成通道形成區。
- 如申請專利範圍第12項的半導體裝置的製造方法，其中以該通道形成區在通道長度方向上的寬度小於該閘極電極層在通道長度方向上的寬度的方式形成該氧化物絕緣層。
- 如申請專利範圍第11項的半導體裝置的製造方法，其中該源極電極層及該汲極電極層分別使用以從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W中選出的元素為主要成分的膜或包含該膜的疊層構造而形成。
- 如申請專利範圍第11項的半導體裝置的製造方法，其中該源極電極層及該汲極電極層分別包含氧化銦、氧化銦氧化錫合金、氧化銦氧化鋅合金、或氧化鋅。
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Families Citing this family (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000081848A (ja) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶表示装置を搭載した電子機器 |
| EP2256814B1 (en) | 2009-05-29 | 2019-01-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Oxide semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JP5663214B2 (ja) * | 2009-07-03 | 2015-02-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| KR102097932B1 (ko) | 2009-07-31 | 2020-04-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 디바이스 및 그 형성 방법 |
| WO2011013523A1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| KR101967480B1 (ko) | 2009-07-31 | 2019-04-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| CN103489871B (zh) | 2009-07-31 | 2016-03-23 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
| KR101073543B1 (ko) * | 2009-09-04 | 2011-10-17 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
| KR101803554B1 (ko) * | 2009-10-21 | 2017-11-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 제작방법 |
| US8780629B2 (en) * | 2010-01-15 | 2014-07-15 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and driving method thereof |
| TWI406415B (zh) * | 2010-05-12 | 2013-08-21 | Prime View Int Co Ltd | 薄膜電晶體陣列基板及其製造方法 |
| TWI432865B (zh) * | 2010-12-01 | 2014-04-01 | Au Optronics Corp | 畫素結構及其製作方法 |
| TWI534905B (zh) | 2010-12-10 | 2016-05-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 顯示裝置及顯示裝置之製造方法 |
| JP5977523B2 (ja) | 2011-01-12 | 2016-08-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | トランジスタの作製方法 |
| TWI535032B (zh) | 2011-01-12 | 2016-05-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置的製造方法 |
| US8536571B2 (en) | 2011-01-12 | 2013-09-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Manufacturing method of semiconductor device |
| TWI570809B (zh) | 2011-01-12 | 2017-02-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| US9019440B2 (en) | 2011-01-21 | 2015-04-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| TWI570920B (zh) | 2011-01-26 | 2017-02-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| TW202320146A (zh) | 2011-01-26 | 2023-05-16 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| US9023684B2 (en) | 2011-03-04 | 2015-05-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| KR101995682B1 (ko) | 2011-03-18 | 2019-07-02 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 산화물 반도체막, 반도체 장치, 및 반도체 장치의 제작 방법 |
| US8859330B2 (en) * | 2011-03-23 | 2014-10-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| EP2755239A4 (en) * | 2011-04-08 | 2015-06-10 | Sharp Kk | SEMICONDUCTOR DEVICE AND DISPLAY DEVICE |
| US9190526B2 (en) * | 2011-04-18 | 2015-11-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film transistor, display panel, and method for fabricating thin film transistor |
| US9935622B2 (en) * | 2011-04-28 | 2018-04-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Comparator and semiconductor device including comparator |
| JP5959296B2 (ja) | 2011-05-13 | 2016-08-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP5319816B2 (ja) * | 2011-05-21 | 2013-10-16 | 双葉電子工業株式会社 | 薄膜半導体装置と薄膜半導体装置を用いた表示装置 |
| TWI514572B (zh) | 2011-06-10 | 2015-12-21 | E Ink Holdings Inc | 金屬氧化物半導體電晶體 |
| WO2013005380A1 (en) | 2011-07-01 | 2013-01-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| JP4982619B1 (ja) | 2011-07-29 | 2012-07-25 | 富士フイルム株式会社 | 半導体素子の製造方法及び電界効果型トランジスタの製造方法 |
| US8716708B2 (en) | 2011-09-29 | 2014-05-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| JP6122275B2 (ja) | 2011-11-11 | 2017-04-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置 |
| JP6076038B2 (ja) | 2011-11-11 | 2017-02-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 表示装置の作製方法 |
| US8829528B2 (en) * | 2011-11-25 | 2014-09-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including groove portion extending beyond pixel electrode |
| JP6239227B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2017-11-29 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
| KR102254731B1 (ko) | 2012-04-13 | 2021-05-20 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 |
| TWI492389B (zh) * | 2012-07-13 | 2015-07-11 | Au Optronics Corp | 畫素結構及畫素結構的製作方法 |
| WO2014013959A1 (en) | 2012-07-20 | 2014-01-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US9818763B2 (en) * | 2013-07-12 | 2017-11-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display device and method for manufacturing display device |
| US9107316B2 (en) * | 2013-09-11 | 2015-08-11 | Eastman Kodak Company | Multi-layer micro-wire substrate structure |
| US9455349B2 (en) | 2013-10-22 | 2016-09-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Oxide semiconductor thin film transistor with reduced impurity diffusion |
| KR20220047897A (ko) | 2013-12-02 | 2022-04-19 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 |
| US9147607B1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-09-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of fabricating ultra short gate length thin film transistors using optical lithography |
| KR102344782B1 (ko) * | 2014-06-13 | 2021-12-28 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 입력 장치 및 입출력 장치 |
| US9633710B2 (en) | 2015-01-23 | 2017-04-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for operating semiconductor device |
| KR102408938B1 (ko) * | 2015-07-17 | 2022-06-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 |
| WO2018122665A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display panel, display device, input/output device, and data processing device |
| JP6844845B2 (ja) | 2017-05-31 | 2021-03-17 | 三国電子有限会社 | 表示装置 |
| JP2020027862A (ja) * | 2018-08-10 | 2020-02-20 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示装置及びその製造方法 |
| JP7246681B2 (ja) | 2018-09-26 | 2023-03-28 | 三国電子有限会社 | トランジスタ及びトランジスタの製造方法、並びにトランジスタを含む表示装置 |
| CN110190028A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-30 | 北海惠科光电技术有限公司 | 薄膜晶体管阵列基板制备方法 |
| US11379231B2 (en) | 2019-10-25 | 2022-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Data processing system and operation method of data processing system |
| JP7444436B2 (ja) * | 2020-02-05 | 2024-03-06 | 三国電子有限会社 | 液晶表示装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003323132A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Sony Corp | 薄膜デバイスの製造方法および半導体装置 |
| JP2007123861A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
Family Cites Families (123)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60160173A (ja) | 1984-01-30 | 1985-08-21 | Sharp Corp | 薄膜トランジスタ |
| DE69635107D1 (de) | 1995-08-03 | 2005-09-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Halbleiteranordnung mit einem transparenten schaltungselement |
| JP3625598B2 (ja) | 1995-12-30 | 2005-03-02 | 三星電子株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JP4170454B2 (ja) | 1998-07-24 | 2008-10-22 | Ｈｏｙａ株式会社 | 透明導電性酸化物薄膜を有する物品及びその製造方法 |
| JP2000150861A (ja) | 1998-11-16 | 2000-05-30 | Tdk Corp | 酸化物薄膜 |
| JP3276930B2 (ja) | 1998-11-17 | 2002-04-22 | 科学技術振興事業団 | トランジスタ及び半導体装置 |
| JP2000357586A (ja) | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Sharp Corp | 薄膜ｅｌ素子の製造方法および薄膜ｅｌ素子 |
| TW460731B (en) | 1999-09-03 | 2001-10-21 | Ind Tech Res Inst | Electrode structure and production method of wide viewing angle LCD |
| JP4089858B2 (ja) | 2000-09-01 | 2008-05-28 | 国立大学法人東北大学 | 半導体デバイス |
| JP2002162646A (ja) | 2000-09-14 | 2002-06-07 | Sony Corp | 反射型液晶表示装置 |
| KR20020038482A (ko) | 2000-11-15 | 2002-05-23 | 모리시타 요이찌 | 박막 트랜지스터 어레이, 그 제조방법 및 그것을 이용한표시패널 |
| JP3997731B2 (ja) | 2001-03-19 | 2007-10-24 | 富士ゼロックス株式会社 | 基材上に結晶性半導体薄膜を形成する方法 |
| JP2002289859A (ja) | 2001-03-23 | 2002-10-04 | Minolta Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
| JP3925839B2 (ja) | 2001-09-10 | 2007-06-06 | シャープ株式会社 | 半導体記憶装置およびその試験方法 |
| JP4090716B2 (ja) | 2001-09-10 | 2008-05-28 | 雅司 川崎 | 薄膜トランジスタおよびマトリクス表示装置 |
| WO2003040441A1 (en) | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Japan Science And Technology Agency | Natural superlattice homologous single crystal thin film, method for preparation thereof, and device using said single crystal thin film |
| JP4164562B2 (ja) | 2002-09-11 | 2008-10-15 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ホモロガス薄膜を活性層として用いる透明薄膜電界効果型トランジスタ |
| JP4083486B2 (ja) | 2002-02-21 | 2008-04-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ＬｎＣｕＯ（Ｓ，Ｓｅ，Ｔｅ）単結晶薄膜の製造方法 |
| CN1445821A (zh) | 2002-03-15 | 2003-10-01 | 三洋电机株式会社 | ZnO膜和ZnO半导体层的形成方法、半导体元件及其制造方法 |
| JP3933591B2 (ja) | 2002-03-26 | 2007-06-20 | 淳二 城戸 | 有機エレクトロルミネッセント素子 |
| US7339187B2 (en) | 2002-05-21 | 2008-03-04 | State Of Oregon Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University | Transistor structures |
| JP2004022625A (ja) | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体デバイス及び該半導体デバイスの製造方法 |
| US7105868B2 (en) | 2002-06-24 | 2006-09-12 | Cermet, Inc. | High-electron mobility transistor with zinc oxide |
| US7067843B2 (en) | 2002-10-11 | 2006-06-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Transparent oxide semiconductor thin film transistors |
| JP4166105B2 (ja) | 2003-03-06 | 2008-10-15 | シャープ株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP2004273732A (ja) | 2003-03-07 | 2004-09-30 | Sharp Corp | アクティブマトリクス基板およびその製造方法 |
| JP4108633B2 (ja) | 2003-06-20 | 2008-06-25 | シャープ株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法ならびに電子デバイス |
| US7262463B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-08-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Transistor including a deposited channel region having a doped portion |
| US7145174B2 (en) | 2004-03-12 | 2006-12-05 | Hewlett-Packard Development Company, Lp. | Semiconductor device |
| US7297977B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Semiconductor device |
| US7282782B2 (en) | 2004-03-12 | 2007-10-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Combined binary oxide semiconductor device |
| CN102867855B (zh) | 2004-03-12 | 2015-07-15 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 薄膜晶体管及其制造方法 |
| US7642038B2 (en) | 2004-03-24 | 2010-01-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for forming pattern, thin film transistor, display device, method for manufacturing thereof, and television apparatus |
| JP5057652B2 (ja) * | 2004-03-24 | 2012-10-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜トランジスタの作製方法 |
| US7211825B2 (en) * | 2004-06-14 | 2007-05-01 | Yi-Chi Shih | Indium oxide-based thin film transistors and circuits |
| JP2006100760A (ja) | 2004-09-02 | 2006-04-13 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| US7285501B2 (en) | 2004-09-17 | 2007-10-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of forming a solution processed device |
| US7382421B2 (en) | 2004-10-12 | 2008-06-03 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thin film transistor with a passivation layer |
| US7298084B2 (en) | 2004-11-02 | 2007-11-20 | 3M Innovative Properties Company | Methods and displays utilizing integrated zinc oxide row and column drivers in conjunction with organic light emitting diodes |
| US7791072B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Display |
| US7863611B2 (en) | 2004-11-10 | 2011-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Integrated circuits utilizing amorphous oxides |
| US7453065B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-11-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor and image pickup device |
| RU2369940C2 (ru) | 2004-11-10 | 2009-10-10 | Кэнон Кабусики Кайся | Аморфный оксид и полевой транзистор с его использованием |
| AU2005302963B2 (en) | 2004-11-10 | 2009-07-02 | Cannon Kabushiki Kaisha | Light-emitting device |
| US7829444B2 (en) | 2004-11-10 | 2010-11-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor manufacturing method |
| CA2585071A1 (en) | 2004-11-10 | 2006-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Field effect transistor employing an amorphous oxide |
| US7579224B2 (en) | 2005-01-21 | 2009-08-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing a thin film semiconductor device |
| TWI481024B (zh) | 2005-01-28 | 2015-04-11 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置，電子裝置，和半導體裝置的製造方法 |
| TWI562380B (en) | 2005-01-28 | 2016-12-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Semiconductor device, electronic device, and method of manufacturing semiconductor device |
| US7858451B2 (en) | 2005-02-03 | 2010-12-28 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electronic device, semiconductor device and manufacturing method thereof |
| US7948171B2 (en) | 2005-02-18 | 2011-05-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light emitting device |
| US20060197092A1 (en) | 2005-03-03 | 2006-09-07 | Randy Hoffman | System and method for forming conductive material on a substrate |
| US8681077B2 (en) | 2005-03-18 | 2014-03-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, and display device, driving method and electronic apparatus thereof |
| US7544967B2 (en) | 2005-03-28 | 2009-06-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Low voltage flexible organic/transparent transistor for selective gas sensing, photodetecting and CMOS device applications |
| US7645478B2 (en) | 2005-03-31 | 2010-01-12 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making displays |
| US8300031B2 (en) | 2005-04-20 | 2012-10-30 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising transistor having gate and drain connected through a current-voltage conversion element |
| JP2006344849A (ja) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタ |
| US7402506B2 (en) | 2005-06-16 | 2008-07-22 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
| US7691666B2 (en) | 2005-06-16 | 2010-04-06 | Eastman Kodak Company | Methods of making thin film transistors comprising zinc-oxide-based semiconductor materials and transistors made thereby |
| US7507618B2 (en) | 2005-06-27 | 2009-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Method for making electronic devices using metal oxide nanoparticles |
| KR100711890B1 (ko) | 2005-07-28 | 2007-04-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 발광표시장치 및 그의 제조방법 |
| JP2007059128A (ja) | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 |
| JP4870403B2 (ja) | 2005-09-02 | 2012-02-08 | 財団法人高知県産業振興センター | 薄膜トランジスタの製法 |
| JP4850457B2 (ja) | 2005-09-06 | 2012-01-11 | キヤノン株式会社 | 薄膜トランジスタ及び薄膜ダイオード |
| JP5116225B2 (ja) | 2005-09-06 | 2013-01-09 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体デバイスの製造方法 |
| JP4280736B2 (ja) | 2005-09-06 | 2009-06-17 | キヤノン株式会社 | 半導体素子 |
| JP2007073705A (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Canon Inc | 酸化物半導体チャネル薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JP5078246B2 (ja) | 2005-09-29 | 2012-11-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、及び半導体装置の作製方法 |
| EP1995787A3 (en) | 2005-09-29 | 2012-01-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. | Semiconductor device having oxide semiconductor layer and manufacturing method therof |
| JP5037808B2 (ja) | 2005-10-20 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | アモルファス酸化物を用いた電界効果型トランジスタ、及び該トランジスタを用いた表示装置 |
| CN101577293B (zh) | 2005-11-15 | 2012-09-19 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体器件及其制造方法 |
| TWI292281B (en) | 2005-12-29 | 2008-01-01 | Ind Tech Res Inst | Pixel structure of active organic light emitting diode and method of fabricating the same |
| US7867636B2 (en) | 2006-01-11 | 2011-01-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Transparent conductive film and method for manufacturing the same |
| JP4977478B2 (ja) | 2006-01-21 | 2012-07-18 | 三星電子株式会社 | ＺｎＯフィルム及びこれを用いたＴＦＴの製造方法 |
| US7576394B2 (en) | 2006-02-02 | 2009-08-18 | Kochi Industrial Promotion Center | Thin film transistor including low resistance conductive thin films and manufacturing method thereof |
| JP5015472B2 (ja) | 2006-02-15 | 2012-08-29 | 財団法人高知県産業振興センター | 薄膜トランジスタ及びその製法 |
| US7977169B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-07-12 | Kochi Industrial Promotion Center | Semiconductor device including active layer made of zinc oxide with controlled orientations and manufacturing method thereof |
| KR20070101595A (ko) | 2006-04-11 | 2007-10-17 | 삼성전자주식회사 | ＺｎＯ ＴＦＴ |
| US20070252928A1 (en) | 2006-04-28 | 2007-11-01 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure, transmission type liquid crystal display, reflection type display and manufacturing method thereof |
| JP5028033B2 (ja) | 2006-06-13 | 2012-09-19 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP4999400B2 (ja) | 2006-08-09 | 2012-08-15 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体膜のドライエッチング方法 |
| JP4609797B2 (ja) | 2006-08-09 | 2011-01-12 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 薄膜デバイス及びその製造方法 |
| JP4332545B2 (ja) | 2006-09-15 | 2009-09-16 | キヤノン株式会社 | 電界効果型トランジスタ及びその製造方法 |
| JP5164357B2 (ja) | 2006-09-27 | 2013-03-21 | キヤノン株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP4274219B2 (ja) | 2006-09-27 | 2009-06-03 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機薄膜半導体装置 |
| US7622371B2 (en) | 2006-10-10 | 2009-11-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fused nanocrystal thin film semiconductor and method |
| US7772021B2 (en) | 2006-11-29 | 2010-08-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Flat panel displays comprising a thin-film transistor having a semiconductive oxide in its channel and methods of fabricating the same for use in flat panel displays |
| JP2008140684A (ja) | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | カラーｅｌディスプレイおよびその製造方法 |
| KR101303578B1 (ko) | 2007-01-05 | 2013-09-09 | 삼성전자주식회사 | 박막 식각 방법 |
| US8207063B2 (en) | 2007-01-26 | 2012-06-26 | Eastman Kodak Company | Process for atomic layer deposition |
| JP5196870B2 (ja) | 2007-05-23 | 2013-05-15 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体を用いた電子素子及びその製造方法 |
| US8436349B2 (en) | 2007-02-20 | 2013-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Thin-film transistor fabrication process and display device |
| KR100851215B1 (ko) | 2007-03-14 | 2008-08-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 이를 이용한 유기 전계 발광표시장치 |
| JP4727684B2 (ja) | 2007-03-27 | 2011-07-20 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタおよびそれを用いた表示装置 |
| JP5197058B2 (ja) | 2007-04-09 | 2013-05-15 | キヤノン株式会社 | 発光装置とその作製方法 |
| US7795613B2 (en) | 2007-04-17 | 2010-09-14 | Toppan Printing Co., Ltd. | Structure with transistor |
| KR101325053B1 (ko) | 2007-04-18 | 2013-11-05 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 트랜지스터 기판 및 이의 제조 방법 |
| KR20080094300A (ko) | 2007-04-19 | 2008-10-23 | 삼성전자주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이 |
| KR101334181B1 (ko) | 2007-04-20 | 2013-11-28 | 삼성전자주식회사 | 선택적으로 결정화된 채널층을 갖는 박막 트랜지스터 및 그제조 방법 |
| CN101663762B (zh) | 2007-04-25 | 2011-09-21 | 佳能株式会社 | 氧氮化物半导体 |
| JP5215589B2 (ja) | 2007-05-11 | 2013-06-19 | キヤノン株式会社 | 絶縁ゲート型トランジスタ及び表示装置 |
| KR101345376B1 (ko) | 2007-05-29 | 2013-12-24 | 삼성전자주식회사 | ＺｎＯ 계 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| JP5361249B2 (ja) | 2007-05-31 | 2013-12-04 | キヤノン株式会社 | 酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタの製造方法 |
| JP5213422B2 (ja) | 2007-12-04 | 2013-06-19 | キヤノン株式会社 | 絶縁層を有する酸化物半導体素子およびそれを用いた表示装置 |
| US8202365B2 (en) | 2007-12-17 | 2012-06-19 | Fujifilm Corporation | Process for producing oriented inorganic crystalline film, and semiconductor device using the oriented inorganic crystalline film |
| JP4555358B2 (ja) | 2008-03-24 | 2010-09-29 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタおよび表示装置 |
| KR100963027B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| KR100963026B1 (ko) | 2008-06-30 | 2010-06-10 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| KR100963104B1 (ko) | 2008-07-08 | 2010-06-14 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 박막 트랜지스터, 그의 제조 방법 및 박막 트랜지스터를구비하는 평판 표시 장치 |
| JP2010040552A (ja) | 2008-07-31 | 2010-02-18 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
| TWI577027B (zh) | 2008-07-31 | 2017-04-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| TWI500160B (zh) | 2008-08-08 | 2015-09-11 | Semiconductor Energy Lab | 半導體裝置及其製造方法 |
| JP5345456B2 (ja) | 2008-08-14 | 2013-11-20 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜電界効果型トランジスタ |
| US8129718B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Amorphous oxide semiconductor and thin film transistor using the same |
| US9082857B2 (en) | 2008-09-01 | 2015-07-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device comprising an oxide semiconductor layer |
| JP4623179B2 (ja) | 2008-09-18 | 2011-02-02 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタおよびその製造方法 |
| JP5451280B2 (ja) | 2008-10-09 | 2014-03-26 | キヤノン株式会社 | ウルツ鉱型結晶成長用基板およびその製造方法ならびに半導体装置 |
| TWI549198B (zh) | 2008-12-26 | 2016-09-11 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及其製造方法 |
| JP2010272706A (ja) * | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Videocon Global Ltd | 薄膜トランジスタ、液晶表示装置及びこれらの製造方法 |
| KR102097932B1 (ko) | 2009-07-31 | 2020-04-06 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 디바이스 및 그 형성 방법 |
| WO2011013523A1 (en) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| KR101967480B1 (ko) | 2009-07-31 | 2019-04-09 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| CN103489871B (zh) | 2009-07-31 | 2016-03-23 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置及其制造方法 |
-
2010
- 2010-07-06 WO PCT/JP2010/061734 patent/WO2011013502A1/en active Application Filing
- 2010-07-28 TW TW099124933A patent/TWI559552B/zh active
- 2010-07-29 JP JP2010170067A patent/JP5646903B2/ja active Active
- 2010-07-29 US US12/846,572 patent/US8421067B2/en active Active
-
2012
- 2012-08-22 JP JP2012182876A patent/JP5159978B2/ja active Active
- 2012-12-28 JP JP2012286517A patent/JP5210458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003323132A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Sony Corp | 薄膜デバイスの製造方法および半導体装置 |
| JP2007123861A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011049550A (ja) | 2011-03-10 |
| TW201117382A (en) | 2011-05-16 |
| JP5646903B2 (ja) | 2014-12-24 |
| JP2013065893A (ja) | 2013-04-11 |
| US8421067B2 (en) | 2013-04-16 |
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| JP5159978B2 (ja) | 2013-03-13 |
| US20110024740A1 (en) | 2011-02-03 |
| WO2011013502A1 (en) | 2011-02-03 |
| JP2013016822A (ja) | 2013-01-24 |
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| US8378343B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |