專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含薄膜晶體管(以下也被稱作TFT)的半導(dǎo)體器件。在本說明書中，半導(dǎo)體器件通常指能使用半導(dǎo)體特性而起作用的器件，且電光器件、半導(dǎo)體電路以及電器均為半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
近年來，通過使用形成于具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜(具有大約幾納米至幾百納米的厚度)來形成薄膜晶體管(也被稱作TFT)的技術(shù)受到關(guān)注。薄膜晶體管廣泛應(yīng)用于電子器件諸如IC或電光器件，特別是推動了待用作圖像顯示器件中的開關(guān)元件中的薄膜晶體管的迅速發(fā)展。薄膜晶體管主要使用半導(dǎo)體材料諸如非晶硅或多晶硅來制造。使用非晶硅的TFT 具有低的場效應(yīng)遷移率，但能形成于大的玻璃襯底上。另一方面，使用多晶硅的TFT具有高的場效應(yīng)遷移率，但要求結(jié)晶化步驟諸如激光退火且不總是適合形成于大的玻璃襯底上。因此，使用氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體材料形成TFT且應(yīng)用于電子器件或光學(xué)器件的技術(shù)受到矚目。例如，專利文獻(xiàn)1及2各公開了這樣的技術(shù)，其中使用氧化鋅或 In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體材料形成TFT且用作圖像顯示器件中的開關(guān)元件寸。在氧化物半導(dǎo)體中配備有溝道形成區(qū)(也被稱作溝道區(qū)域)的TFT能具有比使用非晶硅的TFT更高的場效應(yīng)遷移率。能通過濺射法等在300°C或更低的溫度形成氧化物半導(dǎo)體膜，且其制造過程比使用多晶硅的TFT簡單。期待使用玻璃襯底、塑料襯底等上的這種氧化物半導(dǎo)體形成的TFT應(yīng)用于顯示器件諸如液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器(也被稱作EL顯示器)以及電子紙。此外，以液晶顯示器件為代表的有源矩陣半導(dǎo)體器件有向著更大屏幕例如對角線 60英寸的屏幕的傾向，且另外，有源矩陣半導(dǎo)體器件的發(fā)展還以對角線120英寸或者更大的屏幕尺寸為目標(biāo)。此外，屏幕的分辨率傾向更高的清晰度，例如，高清晰度(HD)圖像質(zhì)量 (1366X768)或全高清晰度(FHD)圖像質(zhì)量(1920 X 1080)，且也推動了具有3840X2048或 4096X2180的分辨率的所謂的4K數(shù)字影院顯示器件的迅速發(fā)展。作為具有更高清晰度的顯示器件，其需要的像素的數(shù)量顯著增加。其結(jié)果是，一個像素的寫入時間縮短，且因此要求薄膜晶體管具有高速操作特性、大的導(dǎo)通電流等。與此同時，近年來，能源枯竭問題引起抑制了功率消耗的顯示器件的需要。因此，還要求薄膜晶體管具有低的截止電流且抑制不必要的泄漏電流。屏幕尺寸或清晰度的增加傾向于增加顯示部分中的布線電阻。布線電阻的增加引起信號線的向末端部分的信號傳輸?shù)难舆t、電源線的電壓下降等。其結(jié)果是，引起顯示質(zhì)量的劣化諸如顯示不均勻或灰度級缺陷，或引起功率消耗增加。為了抑制布線電阻的增加，考慮使用銅(Cu)形成低電阻布線層的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)3及4)。
專利文獻(xiàn)1 日本專利申請公開第2007-123861號專利文獻(xiàn)2 日本專利申請公開第2007-96055號專利文獻(xiàn)3 日本專利申請公開第2004-133422號專利文獻(xiàn)4 日本專利申請公開第2004-163901號

發(fā)明內(nèi)容
由于薄膜晶體管中在源極電極與半導(dǎo)體層之間以及漏極電極與半導(dǎo)體層之間產(chǎn)生的寄生電阻引起導(dǎo)通電流的降低，所以考慮減小寄生電阻的技木。特別是包含氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管具有高電阻氧化膜形成于氧化物半導(dǎo)體與金屬之間的連接界面的問題。還考慮抑制薄膜晶體管的截止電流的技木。特別是包含氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管具有留在氧化物半導(dǎo)體層中的載流子影響晶體管特性的問題。此外，存在著長期使用后雜質(zhì)從外部進(jìn)入薄膜晶體管的內(nèi)部從而導(dǎo)致晶體管特性諸如閾值的變化的問題。為了防止布線電阻的増加，考慮使用銅(Cu)形成低電阻布線層的技木。然而，由于Cu容易擴散入半導(dǎo)體或氧化硅，半導(dǎo)體器件的操作可能不穩(wěn)定且成品率可能顯著地減本發(fā)明的一個實施例的目的在干，提供以具有更高顯示質(zhì)量的顯示器件為代表的半導(dǎo)體器件，其中防止由于布線電阻的不利影響諸如電壓下降、寫入至像素的信號缺陷、灰度級缺陷等。本發(fā)明的一個實施例的另ー個目的在干，實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的高速操作。本發(fā)明的一個實施例的另ー個目的在于，實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的功率消耗的減小。本發(fā)明的一個實施例的另ー個目的在干，提供薄膜晶體管及穩(wěn)定地操作以及包含薄膜晶體管的半導(dǎo)體器件。本發(fā)明的一個實施例的另ー個目的在干，實現(xiàn)具有優(yōu)異的成品率的半導(dǎo)體器件。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可具有這樣的結(jié)構(gòu)低電阻布線連接至薄膜晶體管，薄膜晶體管中包含具有高氧親和性的金屬的源極電極及漏極電極連接至具有被抑制的雜質(zhì)濃度的氧化物半導(dǎo)體層。另外，使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管可由絕緣膜圍繞以密封。即，在本說明書中公開的本發(fā)明的一實施例是半導(dǎo)體器件，包含第一絕緣層，包含氮化硅，在襯底上；柵極布線，使用具有低電阻的第一導(dǎo)電層形成且設(shè)置在第一絕緣層上；柵極電極層，使用第一導(dǎo)電層形成；第二絕緣層，在柵極電極層上，包含氮化硅；第三絕緣層，包含氧化硅，在第二絕緣層上；島狀氧化物半導(dǎo)體層，在第三絕緣層上；第二導(dǎo)電層， 設(shè)置在島狀氧化物半導(dǎo)體層上且作為源極電極及漏極電極起作用；第四絕緣層，包含氧化硅，在第二導(dǎo)電層及氧化物半導(dǎo)體層上；第五絕緣層，包含氮化硅，在第四絕緣層上；第三導(dǎo)電層，通過設(shè)置在第四絕緣層及第五絕緣層的開ロ與作為源極電極及漏極電極起作用的第二導(dǎo)電層的ー個電接觸；第六絕緣層，包含覆蓋第三導(dǎo)電層及第五絕緣層的氮化硅；以及第四導(dǎo)電層，通過設(shè)置在第四絕緣層、第五絕緣層及第六絕緣層的開ロ與作為源極電極及漏極電極起作用的第二導(dǎo)電層的另ー個電接觸，其中第二導(dǎo)電層具有氧親和性。在本說明書中公開的本發(fā)明的另ー個實施例是上述半導(dǎo)體器件，其中，第一絕緣層上的柵極布線使用包含Cu的導(dǎo)電層以及覆蓋包含Cu的導(dǎo)電層的、包含具有高熔點的金屬的導(dǎo)電層形成，且其中柵極電極層使用具有高熔點的金屬形成。在本說明書中公開的本發(fā)明的另一個實施例是還包含存儲電容器部分的上述半導(dǎo)體器件，在該存儲電容器部分中第二絕緣層及第三絕緣層夾在第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間。在本說明書中公開的本發(fā)明另一個實施例是上述半導(dǎo)體器件，其中氧化物半導(dǎo)體層包含銦、鎵及鋅的至少一個。在本說明書中公開的本發(fā)明的另一個實施例是上述半導(dǎo)體器件，其中第二導(dǎo)電層包含選自W、Ta、Mo、Ti、Cr、Al、^ 及Ca的至少一個元素。在本說明書中公開的本發(fā)明的另一個實施例是用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含下列步驟在襯底上形成包含氮化硅的第一絕緣層；在第一絕緣層上使用具有低電阻的第一導(dǎo)電層形成柵極布線及柵極電極層；在柵極電極層上形成包含氮化硅的第二絕緣層；在第二絕緣層上形成包含氧化硅的第三絕緣層；在高于或等于10(TC且低于或等于60(TC下加熱襯底的同時，在第三絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體層上使用具有氧親和性的導(dǎo)電層形成作為源極電極及漏極電極起作用的第二導(dǎo)電層；在第二導(dǎo)電層及氧化物半導(dǎo)體層上形成包含氧化硅的第四絕緣層；在第四絕緣層上形成包含氮化硅的第五絕緣層；在第四絕緣層及第五絕緣層中形成開口 ；形成通過開口與作為源極電極及漏極電極起作用的第二導(dǎo)電層的一個電接觸的第三導(dǎo)電層；形成包含覆蓋第三導(dǎo)電層及第五絕緣層的氮化硅的第六絕緣層；在第四絕緣層、第五絕緣層及第六絕緣層形成開口 ；以及形成通過開口與作為源極電極及漏極電極起作用的第二導(dǎo)電層的另一個電接觸的第四導(dǎo)電層。
請注意，在本說明書中柵極是指整個柵極電極及柵極布線或其一部分。柵極布線是用于將至少一個晶體管的柵極電極電連接至另一個電極或另一個布線的布線，且在其范疇中包含例如顯示器件中的掃描線。源極是指整個源極區(qū)域、源極電極及源極布線或其一部分。源極區(qū)域指示半導(dǎo)體層中的區(qū)域，其中電阻率小于或等于給定值。源極電極指示連接至源極區(qū)域的導(dǎo)電層的一部分。源極布線是用于將至少一個晶體管的源極電極電連接至另一個電極或另一個布線的布線。例如，在顯示器件中的信號線電連接至源極電極的情況下，源極布線在其范疇中包含信號線。漏極是指整個漏極區(qū)域、漏極電極及漏極布線或其一部分。漏極區(qū)域指示半導(dǎo)體層中的區(qū)域，其中電阻率小于或等于給定值。漏極電極指示連接至漏極區(qū)域的導(dǎo)電層的一部分。漏極布線是用于將至少一個晶體管的漏極電極電連接至另一個電極或另一個布線的布線。例如，在顯示器件中的信號線電連接至漏極電極的情況下，漏極布線在其范疇中包含信號線。此外，在本文檔(說明書、權(quán)利要求的范圍、圖等)中，依據(jù)晶體管結(jié)構(gòu)、操作條件等而相互交換晶體管的源極及漏極；因此，難以確定哪個是源極及哪個是漏極。因此，在本文檔(說明書、權(quán)利要求的范圍、圖等)中，將自由地選自源極及漏極的一個端子稱作源極及漏極的一個，而將另一個端子稱作源極及漏極的另一個。請注意，在本說明書中，發(fā)光器件意味著圖像顯示器件、發(fā)光器件或光源(包含發(fā)光器件)。此外，發(fā)光器件在其范疇中包含下列模塊的任一個在其中將連接器諸如柔性印刷電路(FPC)、帶式自動接合(TAB)帶或帶式載體封裝件(TCP)附接至發(fā)光器件的模塊；具有在其末端配備有印刷布線板的TAB帶或TCP的模塊；以及具有直接裝配于在其上通過玻璃上芯片(COG)法形成有發(fā)光元件的襯底上的集成電路(IC)的模塊。提供能高速操作的半導(dǎo)體器件。此外，提供具有低功率消耗的半導(dǎo)體器件。此外， 提供穩(wěn)定地操作的高度可靠的半導(dǎo)體器件。


在附圖中圖IA及IB圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的結(jié)構(gòu)；圖2A至2C圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的一個例子；圖3圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的一個例子；圖4A至4D圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的像素部分的制造過程；圖5A至5C圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的像素部分的制造過程；圖6A至6D圖示灰階掩模及半色調(diào)掩模；圖7A至7E圖示根據(jù)ー實施例的顯示器件的像素部分的制造過程；圖8A至8C圖示根據(jù)ー實施例的倒相電路；圖9A及9B圖示根據(jù)ー實施例的保護電路；圖10圖示根據(jù)ー實施例的保護電路；圖IlA及IlB圖示根據(jù)ー實施例的連接部分；圖12A1、12A2、12B1及12B2圖示根據(jù)ー實施例的端子部分；圖13A1、13A2、13B1及13B2圖示根據(jù)ー實施例的端子部分；圖14A1、14A2及14B圖示半導(dǎo)體器件；圖15A及15B圖示半導(dǎo)體器件；圖16圖示半導(dǎo)體器件的像素等效電路；圖17A至17C圖示半導(dǎo)體器件；圖18A至18B是各圖示顯示器件的框圖；圖19A圖示信號線驅(qū)動器電路的配置，且圖19B是圖示其操作的時序圖；圖20A至20C是圖示移位寄存器的配置的電路圖；圖21A是移位寄存器的電路圖，且圖21B是圖示其操作的時序圖；圖22圖示半導(dǎo)體器件；圖23圖示半導(dǎo)體器件；圖24A及24B圖示電子紙的應(yīng)用；圖25圖示電子書閱讀器的一個例子的外視圖；圖26A及26B是分別圖示電視機及數(shù)碼相框的外視圖；圖27A及27B是各圖示娛樂機器的一個例子的外視圖；圖28A及28B是分別圖示便攜式計算機的一個例子及蜂窩式電話的ー個例子的外視圖；圖四圖示半導(dǎo)體器件；圖30圖示半導(dǎo)體器件；
圖31圖示半導(dǎo)體器件；圖32圖示半導(dǎo)體器件；圖33圖示半導(dǎo)體器件；圖34圖示半導(dǎo)體器件；圖35圖示半導(dǎo)體器件；圖36圖示半導(dǎo)體器件；圖37圖示半導(dǎo)體器件；圖38圖示根據(jù)一實施例的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的一個例子；圖39A至39C圖示根據(jù)一實施例的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的一個例子；圖40A至40C圖示根據(jù)一實施例的顯示器件的像素部分的制造過程；圖41A至41C圖示IGZO中的金屬及氧的晶體結(jié)構(gòu)；圖42A及42B示出在鎢膜與氧化物半導(dǎo)體膜之間的界面附近中的金屬原子及氧原子的結(jié)構(gòu)模型；圖43A及4 示出在鉬膜與氧化物半導(dǎo)體膜之間的界面附近中的金屬原子及氧原子的結(jié)構(gòu)模型；圖44A及44B示出在鈦膜與氧化物半導(dǎo)體膜之間的界面附近中的金屬原子及氧原子的結(jié)構(gòu)模型；圖45示出具有金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)；圖46示出具有金紅石結(jié)構(gòu)的二氧化鈦的狀態(tài)密度；圖47示出氧缺陷狀態(tài)下的二氧化鈦的狀態(tài)密度；圖48示出一氧化鈦的狀態(tài)密度；以及圖49圖示本發(fā)明的一個實施例的能帶圖表。
具體實施例方式參照圖詳細(xì)描述實施例。請注意本發(fā)明并不限于以下描述，且本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，可以各種方式改變模式及細(xì)節(jié)，而沒有背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)理解為限定于以下的實施例中的描述。請注意，在以下描述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，不同圖中的相同部分或具有相似的功能的部分由相同參考標(biāo)號指代，且省略對這樣的部分的描述。(實施例1)在本實施例中，參照圖IA及IB描述顯示器件的一個實施例，其中，形成有像素部分以及包含氧化物半導(dǎo)體且設(shè)置于像素部分的外圍的半導(dǎo)體元件。圖IA圖示顯示器件30的結(jié)構(gòu)。顯示器件30包含襯底100上的柵極端子部分7 及源極端子部分8。顯示器件30配備有包含柵極布線20_1及柵極布線20_2的柵極布線 (20_1至20_n(請注意η是自然數(shù)))，以及包含源極布線60_1及源極布線60_2的源極布線(60_1至60_m(請注意m是自然數(shù)))。另外，在顯示器件30的像素區(qū)域94中，像素93 排列為矩陣。請注意像素93的每一個連接至至少一個柵極布線及一個源極布線。另外，顯示器件30包含公共布線44、公共布線45、公共布線46以及公共布線65。 例如，公共布線45通過連接部分95連接至公共布線65。公共布線彼此電連接以具有相同電位。
此外，公共布線44、公共布線45、公共布線46及公共布線65分別連接至端子71、 端子75、端子81及端子85。公共布線各包含能電連接至對襯底(counter substrate)的公共連接部分96。另外，柵極端子部分7的柵極信號線端子(70_1至70_i (請注意i是自然數(shù)))各連接至柵極驅(qū)動器電路91 (以下也被稱作掃描線驅(qū)動器電路)且通過保護電路97連接至公共布線46。此外，端子74連接至柵極驅(qū)動器電路91且將外部電源(未圖示)連接至柵極驅(qū)動器電路91。請注意柵極布線(20_1至20_n (請注意η是自然數(shù)))各通過保護電路 97連接至公共布線65。另外，源極端子部分8的源極信號線端子(80_1至80_k (請注意k是自然數(shù)))各連接至源極驅(qū)動器電路92 (以下也被稱作信號線驅(qū)動器電路)，且通過保護電路97連接至公共布線44。此外，端子84連接至源極驅(qū)動器電路92且將外部電源(未圖示)連接至源極驅(qū)動器電路92。源極布線(60_1至60_m(請注意m是自然數(shù)))各通過保護電路97連接至公共布線45。通過使用在本說明書中公開的薄膜晶體管，柵極驅(qū)動器電路及源極驅(qū)動器電路可同時形成為像素區(qū)域。此外，柵極驅(qū)動器電路及源極驅(qū)動器電路的一個或者兩個可形成于通過使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜而單獨準(zhǔn)備的襯底上，然后通過COG法、引線接合法、TAB方法等進(jìn)行裝配。在圖IB中圖示能應(yīng)用于像素93的等效電路的ー個例子。圖IB中圖示的等效電路是在液晶元件用作像素93中的顯示器元件的情況下ー個例子。接著，參照圖2A至2C描述圖IA及IB中圖示的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的ー個例子。 圖2A是圖示像素的平面結(jié)構(gòu)的俯視圖，以及圖2B及2C是各圖示像素的疊層結(jié)構(gòu)的截面圖。請注意圖2A中的點劃線A1-A2、B1-B2及C1-C2分別對應(yīng)于圖2B中的截面A1-A2、B1-B2 及C1-C2。圖2A中的點劃線D1-D2對應(yīng)于圖2C中的截面D1-D2。在截面A1-A2及截面D1-D2中，圖示用于像素部分的薄膜晶體管250的疊層結(jié)構(gòu)。 薄膜晶體管250是具有底部柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的一個實施例。在截面A1-A2及截面D1-D2中，圖示有設(shè)置在襯底200上的絕緣層201，設(shè)置在絕緣層201上的柵極布線202，設(shè)置在柵極布線202上的柵極布線203，設(shè)置在柵極布線203上的絕緣層204，設(shè)置在絕緣層204上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置在半導(dǎo)體層205上一對電極207a 及207b，設(shè)置在電極207a、電極207b及半導(dǎo)體層205上絕緣層208，通過設(shè)置在絕緣層208 中的開ロ與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置在源極布線209上源極布線210，設(shè)置在源極布線210上絕緣層211，以及通過設(shè)置在絕緣層211及絕緣層208中的開ロ與電極207b 接觸的電極212。另外，在截面B1-B2中，圖示存儲電容器(也被稱作Cs電容器)的疊層結(jié)構(gòu)。在截面B1-B2中，圖示有襯底200上的絕緣層201，絕緣層201上的存儲電容器布線213，存儲電容器布線213上的存儲電容器布線214，存儲電容器布線214上的絕緣層204，絕緣層 204上的電極207b，電極207b上的絕緣層208，絕緣層208上的絕緣層211，以及絕緣層211 上的電極212。另外，在截面C1-C2中，圖示柵極布線及源極布線的布線交叉中的疊層結(jié)構(gòu)。在截面C1-C2中，圖示有襯底200上的絕緣層201，絕緣層201上的柵極布線202，柵極布線202
10上的柵極布線203，柵極布線203上的絕緣層204，絕緣層204上的絕緣層208，絕緣層208 上的源極布線209，源極布線209上的源極布線210，以及源極布線210上的絕緣層211。請注意在布線交叉中，半導(dǎo)體層可形成于絕緣層204與絕緣層208之間。此外，本發(fā)明的一個實施例不限于圖2B中圖示的像素結(jié)構(gòu)。圖3圖示像素結(jié)構(gòu)不同于圖2B的像素結(jié)構(gòu)的一個例子。圖3中圖示的薄膜晶體管251是具有底部柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的一個實施例，且被稱為溝道保護薄膜晶體管。薄膜晶體管251包含設(shè)置于襯底200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線202，設(shè)置于柵極布線202上的柵極布線203，設(shè)置于柵極布線203上的絕緣層204， 設(shè)置于絕緣層204上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的溝道保護層225，設(shè)置于溝道保護層225上的一對電極207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極207b及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208，通過設(shè)置于絕緣層208中的開口與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的源極布線210，設(shè)置于源極布線210上的絕緣層211，通過設(shè)置于絕緣層211 及絕緣層208中的開口與電極207b接觸的電極212。圖39A至39C圖示像素結(jié)構(gòu)不同于圖2B或圖3中的像素結(jié)構(gòu)。在圖39A至39C 中作為一個例子圖示的薄膜晶體管252包含設(shè)置于襯底200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線203，設(shè)置于柵極布線203上的絕緣層204，設(shè)置于絕緣層204上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的一對電極207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極207b 及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208，通過設(shè)置于絕緣層208中的開口與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的絕緣層211，以及通過設(shè)置于絕緣層211及絕緣層208 中的開口與電極207b接觸的電極212。請注意，布線材料可依照顯示器件的性能需要而適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，僅有需要具有比柵極布線更高的導(dǎo)電性質(zhì)的源極布線209可使用包含Cu的布線形成。在主要包含Al作為具有低電阻的布線材料的導(dǎo)電膜用于柵極布線203的情況下， 薄膜晶體管的柵極電極可具有與圖39A至39C中圖示的柵極布線203相同的結(jié)構(gòu)。形成在本實施例中作為一個例子描述的像素的存儲電容器，以便絕緣層204被夾在電極207b與存儲電容器布線之間，其中存儲電容器布線使用與柵極布線相同的層形成。 由于與電極212及源極布線210相比電極207b在厚度方向上接近存儲電容器布線，所以電極207b適合于存儲電容器。通過使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線202及源極布線210，能防止布線電阻的增加。另外，當(dāng)使用包含具有比Cu更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr的導(dǎo)電材料形成柵極布線203以便接觸且覆蓋柵極布線202時，能抑制柵極布線202的遷移且改善半導(dǎo)體器件的可靠性。而且，通過在包含Cu的導(dǎo)電層之上及之下設(shè)置包含氮化硅的絕緣層作為絕緣層以便包含Cu的柵極布線202可夾在絕緣層之間或由絕緣層圍繞，能防止Cu擴散。此外，柵極布線202以不與在其中形成有薄膜晶體管的溝道的半導(dǎo)體層205重疊的方式設(shè)置，且與柵極布線202接觸的柵極布線203的一部分延伸以與半導(dǎo)體層205重疊且作為柵極電極起作用。通過這樣的結(jié)構(gòu)，能防止柵極布線202中包含的Cu對薄膜晶體管的影響。在布線交叉中，至少將絕緣層204及絕緣層208夾在柵極布線與源極布線之間，由此能增加布線之間在厚度方向上的距離。其結(jié)果是，能減小布線交叉中的寄生電容。
請注意此實施例可適當(dāng)?shù)嘏c本說明書中的任何其他實施例組合。(實施例2)在本實施例中，參照圖4A至4D及圖5A至5C描述實施例1中的顯示器件的像素部分的制造過程。請注意圖4A至4D及圖5A至5C中的截面A1-A2、截面B1-B2、截面C1-C2 以及截面D1-D2分別是沿著圖2A中的點劃線A1-A2、B1-B2、C1-C2及D1-D2的截面圖。首先，將在襯底200上包含氮化硅的絕緣層201形成為大于或等于50nm且小于或等于300nm、優(yōu)選大于或等于IOOnm且小于或等于200nm的厚度。除玻璃襯底及陶瓷襯底以外，還能使用具有耐熱性以承受此制造過程的處理溫度的塑料襯底等作為襯底200。在襯底不需要透光性質(zhì)的情況下，可使用在其表面配備有絕緣膜的金屬襯底諸如不銹鋼合金襯底。作為玻璃襯底，例如，可使用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃、硅酸鋁玻璃等無堿玻璃襯底。備選地，能使用石英襯底、藍(lán)寶石襯底等。另外，作為襯底200，能使用具有任一下列尺寸的玻璃襯底第 3 代(550mm X 650mm)、第 3. 5 代(600mm X 720mm 或 620mm X 750mm)、第 4 代(680X880mm 或 730mmX920mm)、第 5 代(IlOOmmX 1300mm)、第 6 代(1500mmX 1850mm)、 第 7 代(1870mmX 2200mm)、第 8 代(2200mmX 2400mm)、第 9 代(2400mmX ^OOmm 或 2450mmX3050mm)或第10代Q950mmX3400mm)。在本實施例中，硼硅酸鋁玻璃用于襯底 200。絕緣層201能形成為氮化硅膜和/或氮氧化硅膜的單層或疊層。請注意在本說明書中，氮氧化硅是指包含的氮比氧多的硅，在使用RBS及HFS進(jìn)行測量的情況下，包含的氧、氮、硅及氫的濃度的范圍分別為從fet. %至30at. %,20at. %至55at. %,25at. %至 35at. %及IOat. %至30at. %。能通過濺射法、CVD法、覆蓋法、印刷法等適當(dāng)?shù)匦纬山^緣層201。在本實施例中，將IOOnm厚的氮化硅膜形成為絕緣層201。請注意該膜可摻雜有磷 ⑵或硼⑶。接著，通過濺射法、真空蒸鍍法或電鍍法在絕緣層201上將包含Cu的導(dǎo)電膜形成為大于或等于IOOnm且小于或等于500nm、優(yōu)選大于或等于200nm且小于或等于300nm的厚度。通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模且使用掩模蝕刻導(dǎo)電膜；從而，形成柵極布線202及存儲電容器布線213。為了改善柵極布線202的附著，可在絕緣層201與柵極布線202之間形成包含W、Ta、Mo、Ti、Cr等的金屬層；包含任意這些的組合的合金層，或任意這些的氮化物或氧化物的層。請注意，當(dāng)使用噴墨法形成抗蝕劑掩模時不使用光掩模，這導(dǎo)致制造成本的降低。 另外，當(dāng)通過噴墨法將銅等的導(dǎo)電納米膏排出在襯底上并烘烤吋，能以低成本形成柵極布線202及存儲電容器布線213。在本實施例中，在絕緣層201上形成250nm厚的Cu膜，且使用通過第一光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻Cu膜，由此形成柵極布線202及存儲電容器布線213 (參照圖4A)。接著，通過濺射法、真空蒸鍍法等在柵極布線202上將具有比Cu更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr、或包含任意這些元素的組合的合金等的導(dǎo)電膜，形成為大于或等于 5nm且小于或等于200nm、優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于IOOnm的厚度。導(dǎo)電膜不限于包含任意上述元素的單層膜且能為兩個或者更多層的疊層膜。在本實施例中，200nm厚的鎢的單層形成為導(dǎo)電膜。
接著，通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模，然后使用掩模蝕刻導(dǎo)電膜；從而，能形成柵極布線203及存儲電容器布線214。在本實施例中，使用通過第二光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜，由此形成柵極布線203及存儲電容器布線214(參照圖 4B)。柵極布線及存儲電容器布線形成為具有在其中包含具有比Cu更高熔點的元素的導(dǎo)電層覆蓋包含Cu的導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，抑制包含Cu的層的遷移，且因此能改善半導(dǎo)體器件的可靠性。接著，在柵極布線203上將作為柵極絕緣層起作用的絕緣層204形成為大于或等于50nm且小于或等于800nm、優(yōu)選大于或等于IOOnm且小于或等于600nm的厚度。在本實施例中，通過將絕緣層20 及絕緣層204b按照此順序?qū)盈B來形成絕緣層204。通過濺射法形成氮化硅(SiNy (y > 0))層作為絕緣層20 ，且在絕緣層20 上形成氧化硅(SiOx (χ > 0))層作為絕緣層204b ；從而，形成具有IOOnm的厚度的柵極絕緣層204。絕緣層204也作為保護層起作用。提供在包含Cu的導(dǎo)電層之上及之下設(shè)置包含氮化硅的絕緣層作為該絕緣層以便包含Cu的導(dǎo)電層可夾在絕緣層之間或由絕緣層圍繞， 能防止Cu擴散。接著，在絕緣層204上形成半導(dǎo)體層205。作為起到半導(dǎo)體層205的作用的氧化物半導(dǎo)體膜，使用h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、h-Sn-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、 In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體膜或Si-O 基氧化物半導(dǎo)體膜。此外，能通過濺射法在稀有氣體(典型地為氬)氣氛、氧氣氛或稀有氣體(典型地為氬)與氧的混合氣氛中形成氧化物半導(dǎo)體膜。在使用濺射法的情況下，使用包含大于或等于2重量％且小于或等于10重量％的氧化硅(SiO2)的靶進(jìn)行沉積，以便在氧化物半導(dǎo)體膜中可包含阻止結(jié)晶化的SiOxU > 0)， 由此能抑制結(jié)晶化。在后續(xù)步驟中進(jìn)行熱處理的情況下，這特別有效。此處，使用包含h、fei 及組成比=In2O3 Ga2O3 ZnO=I 1 l[mol% ], In Ga Zn = 1 1 0. 5[at. % ])的金屬氧化物靶在襯底與靶之間的距離為100mm、 壓力為0. 6Pa、直流(DC)電源為0. 5kff以及氣氛為氧氣氛(氧流率(flow rate)為100% ) 的條件下進(jìn)行沉積。請注意因為能降低沉積期間產(chǎn)生的粉末物質(zhì)(也稱作粒子或塵埃)且膜厚度能一致，所以優(yōu)選使用脈沖式直流(DC)電源。在本實施例中，作為氧化物半導(dǎo)體膜， 使用h-Ga-Si-O基金屬氧化物靶通過濺射法形成h-Ga-Si-O基膜。氧化物半導(dǎo)體靶的填充率高于或等于90%且低于或等于100%、優(yōu)選高于或等于 95%且低于或等于99. 9%。通過使用具有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，形成致密的氧化物半導(dǎo)體膜。氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選具有大于或等于5nm且小于或等于30nm的厚度。請注意合適的厚度隨著氧化物半導(dǎo)體材料而不同，且可取決于材料適當(dāng)?shù)卦O(shè)定厚度。在本實施例中，在柵極絕緣層204上連續(xù)地形成氧化物半導(dǎo)體膜。此處使用配備有硅或氧化硅(人造水晶)靶及用于氧化物半導(dǎo)體膜的靶的多室濺射裝置。配備有用于氧化物半導(dǎo)體膜的靶的沉積室還配備有至少低溫泵作為排氣單元。請注意可使用渦輪分子泵代替低溫泵，且可設(shè)置冷阱以便水分等可吸附至渦輪分子泵的入ロ。在通過低溫泵排氣的沉積室中，移除氫原子、包含氫原子的化合物諸如H20、包含碳原子的化合物等，由此能減小在沉積室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中包含的雜質(zhì)的濃度。在襯底被加熱的狀態(tài)下形成氧化物半導(dǎo)體膜。在本實施例中，襯底溫度設(shè)定為高于或等于100°c且低于或等于600°C，優(yōu)選高于或等于200°C且低于或等于400°C。通過在襯底被加熱的狀態(tài)下形成氧化物半導(dǎo)體膜，能減小形成的氧化物半導(dǎo)體膜中包含的雜質(zhì)的濃度。另外，為了控制氧化物半導(dǎo)體中包含的元素的組成比，優(yōu)選加熱溫度盡可能低。在氧化物半導(dǎo)體包含鋅的情況下，例如，因為鋅具有高的蒸汽壓力，所以高溫下形成的半導(dǎo)體層中包含的鋅的比率降低。請注意濺射條件盡可能溫和地設(shè)定，以便不損壞氧化物半導(dǎo)體膜。濺射法的例子包含在其中高頻電源用作濺射電源的RF濺射法、DC濺射法以及在其中以脈沖方式施加偏置的脈沖式DC濺射法。在形成絕緣膜的情況下主要使用RF濺射法， 以及在形成金屬導(dǎo)電膜的情況下主要使用DC濺射法。此外，也有多源濺射裝置，在其中能設(shè)定不同材料的多個靶。通過多源濺射裝置， 在同一室內(nèi)能形成待層疊的不同材料的膜，或能通過放電在同一室內(nèi)同時形成多種材料的膜。此外，有在室內(nèi)部配備有磁體系統(tǒng)且用于磁控管濺射法的濺射裝置，以及用于在其中使用借助于微波而不使用輝光放電產(chǎn)生的等離子體的ECR濺射法的濺射裝置。而且，作為通過濺射的沉積方法，也有反應(yīng)濺射法，其中在沉積期間靶物質(zhì)與濺射氣體成分彼此化學(xué)反應(yīng)以形成薄的其化合物膜，以及偏壓濺射法，其中在沉積期間也將電壓施加至襯底。請注意在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，優(yōu)選進(jìn)行在其中引入氬氣體且產(chǎn)生等離子體的逆濺射，以移除附著在柵極絕緣層204的表面的塵埃。逆濺射是指這樣的方法，其中在氬氣氛中RF電源用于到襯底側(cè)的電壓的施加，且在襯底附近產(chǎn)生等離子體以修改表面。請注意可使用氮氣氛、氦氣氛、氧氣氛等代替氬氣氛。接著，通過光刻法、噴墨法等在氧化物半導(dǎo)體膜上形成掩模且使用該掩模選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體膜以設(shè)置具有島狀的半導(dǎo)體層205。在本實施例中，使用通過第三光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻氧化物半導(dǎo)體膜以成為具有島狀的半導(dǎo)體層205(參照圖4C)。接著，雖未在圖2A至2C、圖3、圖4A至4D及圖5A至5C圖示，在絕緣層204中形成以后描述的用于將柵極布線203連接至電極207a或電極207b的開ロ(也被稱作接觸孔)。通過由光刻法、噴墨法等在絕緣層204上形成掩模、然后使用該掩模選擇性地蝕刻絕緣層204而形成接觸孔。此處，使用通過第四光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻絕緣層204，由此形成接觸孔。請注意，可在絕緣層204形成之后且半導(dǎo)體層205形成之前，通過第四光刻步驟形成接觸孔。接著，在氧化物半導(dǎo)體層205上形成導(dǎo)電膜。W、Ta、Mo、Ti、Cr、Al、在組合中包含任意這些元素的合金等能用于導(dǎo)電膜。備選地，金屬氮化物諸如氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢可用于導(dǎo)電膜。請注意，導(dǎo)電膜能具有兩個或者更多層的疊層結(jié)構(gòu)。請注意在200°C至600°C下進(jìn)行熱處理的情況下，優(yōu)選導(dǎo)電膜具有耐熱性以承受此熱處理。例如，優(yōu)選使用將防止小丘的元素加入至其中的鋁合金，或與耐熱導(dǎo)電膜層疊的導(dǎo)電膜。對于與氧化物半導(dǎo)體層205接觸的導(dǎo)電膜，優(yōu)選包含具有高氧親和性的金屬的材料。作為具有高氧親和性的金屬，優(yōu)選選自鈦(Ti)、錳(Mn)、鋁(Al)、鎂(Mg)、鋯(Zr)、 鈹(Be)及釷(Th)的一個或多個材料。在本實施例中，使用鈦膜。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層及具有高氧親和性的導(dǎo)電膜彼此接觸地形成時，界面附近的載流子密度增加且形成低電阻區(qū)域，由此能減小氧化物半導(dǎo)體層與導(dǎo)電膜之間的接觸電阻。 這是因為具有高氧親和性的導(dǎo)電膜從氧化物半導(dǎo)體層吸取氧且因此一個或兩個層過量地包含氧化物半導(dǎo)體層中的金屬(這樣的層被稱作復(fù)合層)且在氧化物半導(dǎo)體層與導(dǎo)電膜的界面中形成氧化的導(dǎo)電膜。例如，在^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體層與鈦膜接觸的結(jié)構(gòu)中， 在一些情況下銦過量的層及鈦氧化物層形成于氧化物半導(dǎo)體層與鈦膜接觸的界面附近。在其他情況下，銦過量的層及鈦氧化物層的一個形成于氧化物半導(dǎo)體層與鈦膜接觸的界面附近。銦過量的層是具有高導(dǎo)電率的氧缺陷h-Ga-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體層；因此，能減小氧化物半導(dǎo)體層與導(dǎo)電膜之間的接觸電阻。請注意具有導(dǎo)電率的鈦氧化膜可用作與氧化物半導(dǎo)體層接觸的導(dǎo)電膜。在那種情況下，在^-Ga-ai-O基氧化物半導(dǎo)體層與鈦氧化膜接觸的結(jié)構(gòu)中，可在氧化物半導(dǎo)體層與鈦氧化膜接觸的界面附近形成銦過量的層。請注意在使用上述^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜作為薄膜晶體管的有源層的溝道蝕刻薄膜晶體管中，在實施例14中詳細(xì)描述這一現(xiàn)象在^-Ga-S1-O基氧化物半導(dǎo)體膜與用于源極電極及漏極電極的金屬膜的之間的界面附近形成有比另一個區(qū)域包含更高濃度的銦的層( 富裕層)及鈦氧化物(TiOx)膜。導(dǎo)電膜形成為大于或等于IOOnm且小于或等于500nm、優(yōu)選大于或等于200nm且小于或等于300nm的厚度。作為導(dǎo)電膜的形成方法，使用濺射法、真空蒸鍍法(諸如電子束蒸鍍法)、弧光放電離子電鍍法或噴霧法。備選地，可通過由絲網(wǎng)印刷法、噴墨法等排出銀、 金、銅等的導(dǎo)電納米膏且烘烤該納米膏形成導(dǎo)電膜。接著，通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模且使用該掩模蝕刻導(dǎo)電膜；從而，能形成起到源極電極的作用的電極207a及起到漏極電極的作用的電極207b。在本實施例中，通過濺射法形成200nm厚的Ti膜作為導(dǎo)電膜，然后通過干法蝕刻法使用由第五光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜，由此形成電極207a及207b。通過第五光刻步驟，僅移除在氧化物半導(dǎo)體層上且與其接觸的一部分導(dǎo)電膜。當(dāng)氨水過氧化物混合物(以重量比率，過氧化氫氨水水=5 2 2)等用作堿性蝕刻劑， 以便僅移除在氧化物半導(dǎo)體層上且與其接觸的該部分導(dǎo)電膜時，能選擇性地移除金屬導(dǎo)電膜且留下包含h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體的氧化物半導(dǎo)體層。另外，取決于蝕刻條件，在一些情況下氧化物半導(dǎo)體層的暴露的區(qū)域被第五光刻步驟蝕刻。在那種情況下，源極電極層與漏極電極層(參考標(biāo)號207a與207b之間的區(qū)域) 之間的區(qū)域中的氧化物半導(dǎo)體層的厚度小于在柵極布線203上與源極電極層重疊的區(qū)域中的氧化物半導(dǎo)體層的厚度或在柵極布線203上與漏極電極層重疊的區(qū)域中的氧化物半導(dǎo)體層的厚度(參考圖4D)。
接著，絕緣層208形成于柵極絕緣層204及氧化物半導(dǎo)體層205上。絕緣層208不包含雜質(zhì)諸如水分、氫離子或OH—且使用防止這些從外部進(jìn)入的無機絕緣膜來形成。此外， 使用抑制從后續(xù)步驟中形成的源極布線的包含Cu的層的遷移的無機絕緣膜來形成絕緣層 208。在本實施例中，通過將絕緣層208a及絕緣層208b按照此順序?qū)盈B來形成絕緣層208。氧化物絕緣膜用于與氧化物半導(dǎo)體層205接觸的絕緣層208a。能通過使雜質(zhì)諸如水或氫不混入氧化物絕緣膜的方法諸如濺射法、合適的地將絕緣層208a形成為至少Inm的厚度。典型地，硅氧化膜、氮化硅氧化膜、鋁氧化膜、鋁氧氮化物膜等的任意的單層或疊層用于該形成。沉積中的襯底溫度可高于或等于室溫且低于或等于300°C，且在本實施例中為 100°C。能在稀有氣體(典型地為氬)氣氛、氧氣氛、或稀有氣體(典型地為氬)及氧的氣氛中通過濺射法形成硅氧化膜。請注意通過濺射法形成的氧化物絕緣膜特別致密并且即使氧化物絕緣膜的單層也能用作用于抑制雜質(zhì)擴散至與其接觸的層的現(xiàn)象的保護膜。此外， 能使用摻雜有磷(P)或硼(B)的靶，以便將磷(P)或硼(B)添加至氧化物絕緣膜。作為靶，能使用氧化硅靶或硅靶，且特別優(yōu)選硅靶。通過濺射法在氧及稀有氣體氣氛中使用硅靶形成的硅氧化膜包含硅原子或氧原子的大量懸空鍵。由于絕緣層208a包含多個懸空鍵，氧化物半導(dǎo)體層205中所包含的雜質(zhì)更有可能通過氧化物半導(dǎo)體層205與絕緣層208a接觸的界面擴散至絕緣層208a。具體地，氧化物半導(dǎo)體層205中的氫原子、包含氫原子的化合物諸如H20、包含碳原子的化合物等更有可能擴散且移動至絕緣層208a中并固定在絕緣層208a中。在本實施例中，使用摻雜硼且具有6N的純度的柱狀多晶硅靶(電阻率為 0.01Ω · cm)在以下條件下通過脈沖式DC濺射法進(jìn)行沉積襯底與靶之間的距離(T-S距離)為89mm，壓カ為0.4Pa，直流(DC)電源為6kW，且氣氛為氧氣氛(氧流率為100%)。其膜厚度為300nm。在此階段，形成氧化物半導(dǎo)體層205與氧化物絕緣層208a接觸的區(qū)域。氧化物半導(dǎo)體層205的與柵極電極重疊且夾在柵極絕緣層204與絕緣層208a之間且與它們接觸的區(qū)域，起到溝道形成區(qū)的作用。此外，絕緣層208a作為溝道保護層起作用。包含氮的絕緣膜用于在絕緣層208a上形成的絕緣層208b。通過用雜質(zhì)諸如水或氫沒有混入絕緣膜的方法、諸如濺射法適當(dāng)?shù)貙⒔^緣層208b形成為至少Inm的厚度。典型地，使用氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化鋁膜等。在本實施例中，通過RF濺射法形成氮化硅膜作為絕緣層208b。在本實施例中，形成400nm厚的氮化硅膜作為絕緣層208b。接著，在絕緣層208中形成用于將電極207a連接至源極布線209的開ロ 216 (也被稱作接觸孔)。通過在絕緣層208上由光刻法、噴墨法等形成掩模、然后使用該掩模選擇性地蝕刻絕緣層208而形成接觸孔。在本實施例中，使用通過第六光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻絕緣層208，由此形成接觸孔。接著，使用具有比Cu更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr或者包含任意這些元素的組合的合金等，通過濺射法、真空蒸鍍法等，以大于或等于5nm且小于或等于200nm、 優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于IOOnm的厚度，形成用于形成源極布線209的導(dǎo)電膜。 備選地，可通過反應(yīng)濺射法形成氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)等的膜。
接著，通過濺射法、真空蒸鍍法或電鍍法將包含Cu的導(dǎo)電膜形成為大于或等于 IOOnm且小于或等于500nm、優(yōu)選大于或等于200nm且小于或等于300nm的厚度。通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模且使用該掩模蝕刻包含Cu的導(dǎo)電膜及用于形成源極布線209的導(dǎo)電膜；從而能形成源極布線209及源極布線210。在本實施例中，50nm厚的氮化鈦膜用作用于形成源極布線209的導(dǎo)電膜，且250nm 厚的Cu膜用作用于形成源極布線210的導(dǎo)電膜，以及使用通過第七光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜，由此形成源極布線209及源極布線210(參照圖5A)。通過用具有包含Cu的層及包含具有比Cu更高熔點的元素的層的疊層結(jié)構(gòu)形成源極布線，抑制包含Cu的層的遷移；因此，能改善半導(dǎo)體器件的可靠性。另外，也可以接受這種結(jié)構(gòu)，其中包含具有比Cu更高熔點的元素的另一個層形成于源極布線210上，以便包含 Cu的層被夾在包含具有比Cu更高熔點的元素的層之間。請注意取決于半導(dǎo)體器件的使用環(huán)境或使用條件，可使用僅包含Cu的層形成源極布線。接著，將絕緣層211形成為大于或等于50nm且小于或等于300nm、優(yōu)選大于或等于IOOnm且小于或等于200nm的厚度。能通過類似于用于形成絕緣層201的方法形成絕緣層211。在本實施例中，形成IOnm厚的氮化硅膜作為絕緣層211。絕緣層211也起到保護層的作用。通過設(shè)置包含氮化硅的絕緣層作為包含Cu的導(dǎo)電層之上及之下的絕緣層，以便包含Cu的導(dǎo)電層可被夾在絕緣層之間或由絕緣層圍繞，能防止Cu擴散(參照圖5B)。接著，在絕緣層211及絕緣層208中形成用于將電極207b連接至起到像素電極的作用電極212的接觸孔。通過由光刻法、噴墨法等在絕緣層211上形成掩模，然后使用該掩模選擇性地蝕刻絕緣層211及208而形成接觸孔。在本實施例中，使用通過第八光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻絕緣層211及208，由此形成接觸孔(開口 217)。接著，通過濺射法、真空蒸鍍法等將透光導(dǎo)電膜形成為大于或等于30nm且小于或等于200nm、優(yōu)選大于或等于50nm且小于或等于IOOnm的厚度。通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模，然后使用該掩模蝕刻導(dǎo)電膜；從而，形成起到像素電極的作用的電極 212。透光導(dǎo)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(以下稱作ΙΤ0)、氧化銦鋅(以下也稱作ΙΖ0)或加入了氧化硅的氧化銦錫能用于透光導(dǎo)電膜。備選地，能使用包含導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電組合物(也被稱作導(dǎo)電聚合物)形成透光導(dǎo)電膜。優(yōu)選使用具有10000 Ω /方塊(square)或更小的片電阻及在550nm的波長具有 70%或者更大的透光率的導(dǎo)電組合物形成像素電極。另外，導(dǎo)電組合物中包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為0. 1 Ω · cm或更小。在本實施例中，形成SOnm厚的ITO膜作為透光導(dǎo)電膜，然后使用由第九光刻步驟形成的抗蝕劑掩模選擇性地蝕刻透光導(dǎo)電膜，由此形成起到像素電極的作用的電極 212(參照圖5C)。盡管在本實施例中柵極絕緣層204及氧化物半導(dǎo)體層205連續(xù)地形成，但形成的柵極絕緣層204能暴露于空氣，然后可形成氧化物半導(dǎo)體層205。在那種情況下，優(yōu)選柵極絕緣層204在惰性氣體氣氛中(諸如氮、氦、氖或氬)經(jīng)受熱處理(在高于或等于40(TC且低于襯底的應(yīng)變點)。通過此熱處理，在形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，能移除柵極絕緣層204中所包含的雜質(zhì)諸如氫及水?？赏ㄟ^等離子體CVD法代替濺射法形成氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層。例如，可通過等離子體CVD法使用SiH4、氧及氮作為沉積氣體形成氧氮化硅層。柵極絕緣層204的厚度大于或等于IOOnm且小于或等于500nm。在疊層結(jié)構(gòu)的情況下，將具有大于或等于50nm且小于或等于200nm的厚度的第一柵極絕緣層、以及具有大于或等于5nm 且小于或等于300nm的厚度的第二柵極絕緣層按照該順序?qū)盈B。當(dāng)通過等離子體CVD法等形成的膜包含雜質(zhì)諸如氫或水吋，優(yōu)選進(jìn)行上述熱處理以便移除雜質(zhì)，然后形成氧化物半導(dǎo)體膜。盡管在本實施例中通過第四光刻步驟選擇性蝕刻柵極絕緣層以形成到達(dá)柵極布線層(未圖示)的接觸孔，本發(fā)明的實施例不限于此方法。例如，在形成柵極絕緣層204之后，在柵極絕緣層形成抗蝕劑掩模且可形成到達(dá)柵極布線層的接觸孔。在氧化物半導(dǎo)體層205的形成之后，氧化物半導(dǎo)體層205可經(jīng)受脫水或脫氫。在高于或等于400°C且低于750°C、優(yōu)選425°C或更高的溫度進(jìn)行用于脫水或脫氫的第一熱處理。請注意盡管當(dāng)溫度低于425°C時進(jìn)行長于1小時的熱處理，但當(dāng)其溫度高于或等于425°C吋，可進(jìn)行短于1小時或更短的熱處理。在第一熱處理中，將襯底引入至作為 ー個熱處理裝置的電爐，且在氮氣氛中對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理。接著，不將氧化物半導(dǎo)體層暴露至空氣，這防止水及氫再次進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層；從而，獲取氧化物半導(dǎo)體層。 從氧化物半導(dǎo)體層經(jīng)受脫水或脫氫的加熱溫度T至足以防止水再次進(jìn)入的溫度，使用相同爐子；具體地，在氮氣氛中進(jìn)行緩冷直到溫度從加熱溫度T降低100°C或者更多。而且，不限于氮氣氛，脫水或脫氫在稀有氣體諸如氦、氖或氬的氣氛中進(jìn)行。請注意熱處理裝置不限于電爐；例如，能使用快速熱退火(RTA)裝置諸如氣體快速熱退火(GRTA)裝置或燈快速熱退火(LRTA)裝置。LRTA裝置是通過從燈發(fā)射的光的輻射(電磁波)來加熱待處理對象的裝置，燈諸如鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈。GRTA裝置是通過從上述燈發(fā)射的光的熱輻射以及來自由燈發(fā)射的光加熱的氣體的熱傳導(dǎo)來加熱待處理對象的裝置。作為該氣體，使用與待由熱處理處理的對象不起反應(yīng)的惰性氣體，諸如氮或類似氬的稀有氣體。LRTA裝置或GRTA裝置可不僅配備有燈，而且配備有用于通過來自諸如電阻加熱器的加熱器的熱傳導(dǎo)或熱輻射來加熱待處理對象的器件。在第一熱處理中，優(yōu)選水、氫等不包含于氮或稀有氣體諸如氦、氖或氬。優(yōu)選引入至熱處理裝置的氮或稀有氣體諸如氦、氖或氬的純度為6N(99. 9999% )或更高，優(yōu)選為 7N (99. 99999 % )或更高(即，雜質(zhì)濃度為Ippm或更低，優(yōu)選為0. Ippm或更低)。請注意取決于第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層的材料，氧化物半導(dǎo)體層可結(jié)晶化為微晶膜或多晶膜。例如，氧化物半導(dǎo)體層可結(jié)晶化為具有90%或更高、或者80%或更高的結(jié)晶化程度的微晶氧化物半導(dǎo)體膜。另外，取決于第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層的材料，氧化物半導(dǎo)體層可為不包含晶體組分的非晶氧化物半導(dǎo)體膜。在第一熱處理之后，氧化物半導(dǎo)體層變?yōu)檠跞毕菁暗碗娮柩趸锇雽?dǎo)體層。第一熱處理之后的氧化物半導(dǎo)體膜的載流子濃度高于剛沉積之后的氧化物半導(dǎo)體膜；優(yōu)選氧化物半導(dǎo)體層具有l(wèi)X1018/cm3或更高的載流子濃度。在將氧化物半導(dǎo)體膜處理為島狀氧化物半導(dǎo)體層之前能進(jìn)行用于氧化物半導(dǎo)體
18層的第一熱處理。在那種情況下，在第一熱處理之后，將襯底取出加熱裝置且進(jìn)行第三光刻步驟。在形成絕緣層208之后，可在惰性氣體氣氛或氮氣體氣氛中進(jìn)行第二熱處理 (優(yōu)選在高于或等于20(TC且低于或等于40(TC，例如，在高于或等于250°C且低于或等于 350 0C )。例如，在氮氣氛中在250°C進(jìn)行第二熱處理1小時。在第二熱處理中，在氧化物半導(dǎo)體層205的一部分與氧化物絕緣層208a接觸且氧化物半導(dǎo)體層205的另一部分與電極 207a及電極207b接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱。當(dāng)在其電阻通過第一熱處理而降低的氧化物半導(dǎo)體層205與氧化物絕緣層208a 接觸的狀態(tài)下進(jìn)行第二熱處理時，使氧化物半導(dǎo)體層205與氧化物絕緣層208a接觸的區(qū)域成為氧過剩的狀態(tài)。其結(jié)果是，在厚度方向上從與氧化物絕緣層208a接觸的區(qū)域，氧化物半導(dǎo)體層205變?yōu)楦唠娮?i型)氧化物半導(dǎo)體層。具體地，在氧化物半導(dǎo)體層205中，高電阻(i型)區(qū)域從氧化物半導(dǎo)體層205與氧化物絕緣層208a接觸的界面形成至絕緣層204。由于在本實施例中將高電阻(i型)氧化物半導(dǎo)體層形成于所制造的薄膜晶體管的溝道形成區(qū)，所以閾值電壓為正值且薄膜晶體管表現(xiàn)為增強型薄膜晶體管。當(dāng)對氧化物半導(dǎo)體層205與使用具有高氧親和性的金屬導(dǎo)電膜形成的電極207a 及電極207b接觸的區(qū)域進(jìn)行第二熱處理時，氧容易移動至金屬導(dǎo)電膜側(cè)且與具有高氧親和性的金屬導(dǎo)電膜接觸的區(qū)域中的氧化物半導(dǎo)體層變?yōu)棣切?。作為具有高氧親和性的金屬的一個例子，能給出Ti。第二熱處理的時機不限于緊接第六光刻步驟之后，只要在第六光刻步驟之后即可。請注意使用多色調(diào)(multi-tone)掩模的光刻步驟也能應(yīng)用于本實施例。參照圖 6A至6D及圖7A至7E描述使用多色調(diào)掩模的光刻步驟。多色調(diào)掩模是能進(jìn)行三個等級的曝光以獲取曝光部分、半曝光部分及非曝光部分的光掩模。在穿過多色調(diào)掩模之后，光具有多種強度。用多色調(diào)掩模的一次曝光及顯影過程能形成具有多個厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模(典型地，兩種厚度)。因此，通過使用多色調(diào)掩模，能減小光掩模的數(shù)量。作為多色調(diào)掩模的典型例子，給出圖6A中圖示的灰階(gray tone)掩模801a及圖6C中圖示的半色調(diào)(half tone)掩模801b。如圖6A所圖示，灰階掩模801a包含透光襯底802、以及形成于透光襯底802上的遮光部分803及衍射光柵804。遮光部分803的透光率為0%。另一方面，衍射光柵804具有帶有等于或小于用于曝光的光的分辨極限的間隔的狹縫形式、點形式、網(wǎng)孔形式等的透光部分；因此，能控制透光率。衍射光柵804能具有規(guī)則地排列的狹縫、點或網(wǎng)孔，或者不規(guī)則地排列的狹縫、點或網(wǎng)孔。作為透光襯底802，能使用透光襯底諸如石英襯底。遮光部分803及衍射光柵804 能使用諸如鉻或氧化鉻的吸收光的遮光材料形成。如圖6B所示，當(dāng)將用于曝光的光照射至灰階掩模801a時，遮光部分803的透光率 805為0%而未設(shè)置遮光部分803及衍射光柵804的區(qū)域的透光率805為100%。配備有衍射光柵804的區(qū)域的透光率805能控制在10%至70%的范圍。能通過調(diào)整衍射光柵的狹縫、點或網(wǎng)孔的間隔及間距來控制衍射光柵804的透光率。如圖6C所示，將包含透光村底802、半透光部分807以及遮光部分806的半色調(diào)掩模801b形成于透光襯底802上。能使用MoSiN、MoSi、MoSiO、MoSiON、CrSi等形成半透光部分807。能使用吸收光的遮光材料諸如鉻或氧化鉻形成遮光部分806。如圖6D所示，當(dāng)將用于曝光的光照射至半色調(diào)掩模801b吋，遮光部分806的透光率808為0%且未設(shè)置遮光部分806及半透光部分807的區(qū)域的透光率808為100%。配備有半透光部分807的區(qū)域的透光率808能控制在10%至70%的范圍。能通過半透光部分807的材料來控制半透光部分807的透光率。接著，參照圖7A至7E，描述在其中使用多色調(diào)掩模的一個光刻步驟來代替第三光刻步驟及第五光刻步驟的ー個例子。在本實施例的第三光刻步驟中，半導(dǎo)體層205形成于絕緣層204上，且接著處理為島狀半導(dǎo)體層。然而在此例子中，不將半導(dǎo)體層205處理為島狀半導(dǎo)體層，并且接連著半導(dǎo)體層205的形成而在其上形成電極層207。接著，使用多色調(diào)掩模將具有凹陷部分及突出部分的抗蝕劑掩模231形成于電極層207上(參照圖7A)?？刮g劑掩模231也能稱作包含具有不同厚度的多個區(qū)域的抗蝕劑掩模(此處，兩個區(qū)域)。在抗蝕劑掩模231中，厚的區(qū)域稱為抗蝕劑掩模231的突出部分，以及薄的區(qū)域稱為抗蝕劑掩模231的凹陷部分。在抗蝕劑掩模231中，在形成有起到源極電極的作用的電極207a和起到漏極電極作用的電極207b的區(qū)域中形成突出部分，以及在電極207a與電極207b之間的區(qū)域中形成凹陷部分。接著，使用抗蝕劑掩模231同時選擇性地蝕刻電極層207及半導(dǎo)體層205以形成具有島狀的半導(dǎo)體層205(參照圖7B)。接著，減小(縮小)抗蝕劑掩模231以形成抗蝕劑掩模231a及231b。為了減小 (縮小)抗蝕劑掩模，可進(jìn)行氧等離子體灰化等。當(dāng)抗蝕劑掩模減小(縮小)時，夾在抗蝕劑掩模231a與231b之間的電極層207的部分露出(參照圖7C)。接著，使用抗蝕劑掩模231a及231b選擇性地蝕刻夾在抗蝕劑掩模231a及231b 之間的電極層207的部分，以設(shè)置電極207a及電極207b。請注意，此時部分蝕刻半導(dǎo)體層 205以成為具有槽(凹陷部分)的半導(dǎo)體層。此外，半導(dǎo)體層205的邊沿延伸至超過電極 207a及電極207b的邊沿(參照圖7D)。接著，移除抗蝕劑掩模231a及231b (參照圖7E)。通過使用多色調(diào)掩摸，能用ー個光刻步驟代替多個光刻步驟。因此，能改善半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)率。在本實施例中，薄膜晶體管253可形成為具有下述結(jié)構(gòu)。在通過第六光刻步驟形成用于電極207a與源極布線209之間的連接的接觸孔時，在絕緣層204b、絕緣層208a及絕緣層208b中形成開ロ，以便圍繞薄膜晶體管，且絕緣層211通過該開ロ與絕緣層20 接觸。在圖38中圖示薄膜晶體管253的截面圖的ー個例子。在圖38中圖示的薄膜晶體管253是類似于薄膜晶體管250的溝道蝕刻薄膜晶體管，且包含設(shè)置于襯底200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線202，設(shè)置于柵極布線202上的柵極布線203，設(shè)置于柵極布線203上的絕緣層20 ，設(shè)置于絕緣層20 上的絕緣層204b，設(shè)置于絕緣層204b上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的一對電極207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極207b及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208a，設(shè)置于絕緣層208a上的絕緣層20 ，通過設(shè)置于絕緣層208a及絕緣層20 中的開口與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的源極布線210，設(shè)置于源極布線210上的絕緣層211，以及通過設(shè)置于絕緣層211、絕緣層208a及絕緣層20 中的開口與電極207b接觸的電極212。此處，在絕緣層204b、絕緣層208a及絕緣層208b中，通過第六光刻步驟選擇性地形成開口，以便露出絕緣層20 ，且絕緣層211覆蓋絕緣層208b的上表面及端面、絕緣層 208a的端面、以及絕緣層204b，且通過開口與絕緣層20 接觸。此處，使用包含氮的絕緣膜形成絕緣層211及絕緣層20 ，且其為不包含諸如水分、氫離子或0H_的雜質(zhì)的無機絕緣膜，且阻止這些從外部的進(jìn)入。因此，用圖38中圖示的結(jié)構(gòu)，能用使用包含氮的絕緣膜形成的絕緣層211及絕緣層20 來密封薄膜晶體管253 ；因此，在絕緣層211的形成之后的制造過程中能防止來自外部的水分的進(jìn)入。另外，即使器件作為顯示器件諸如液晶顯示器件而完成后，能長期防止來自外部的水分的進(jìn)入；因此，能改善器件的長期可靠性。在本實施例中，描述在其中一個薄膜晶體管被包含氮的絕緣膜圍繞的結(jié)構(gòu)；然而， 本發(fā)明的實施例并未特別限定于此。多個薄膜晶體管可被包含氮的絕緣膜圍繞，或像素部分中的多個薄膜晶體管可被包含氮的絕緣膜共同地圍繞?？尚纬山^緣層211與絕緣層20 彼此接觸的區(qū)域，以便至少圍繞有源矩陣襯底的像素部分的外圍。另外，主要包含Al作為具有低電阻的布線材料的導(dǎo)電膜能用于柵極布線203及源極布線209。參照圖39A至39C描述圖IA及IB中圖示的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的一個例子。 圖39A是圖示像素的平面結(jié)構(gòu)的俯視圖，以及圖39B及39C是各圖示像素的疊層結(jié)構(gòu)的截面圖。請注意圖39A中的點劃線A1-A2、B1-B2及C1-C2分別對應(yīng)于圖39B中的截面A1-A2、 B1-B2及C1-C2。圖39A中的點劃線D1-D2對應(yīng)于圖39C中的截面D1-D2。在截面A1-A2及截面D1-D2中，圖示出用于像素部分的薄膜晶體管252的疊層結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管252是具有底部柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的一個實施例。在截面A1-A2及截面D1-D2中，圖示有設(shè)置于襯底200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線203，設(shè)置于柵極布線203上的絕緣層204，設(shè)置于絕緣層204上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的一對電極207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極 207b及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208，通過設(shè)置于絕緣層208中的開口與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的絕緣層211，以及通過設(shè)置于絕緣層211及絕緣層 208中的開口與電極207b接觸的電極212。另外，在截面B1-B2中，圖示出存儲電容器(也被稱作Cs電容器)的疊層結(jié)構(gòu)。在截面B1-B2中，圖示出襯底200上的絕緣層201，絕緣層201上的存儲電容器布線213，存儲電容器布線213上的絕緣層204，絕緣層204上的電極207b，電極207b上的絕緣層208，絕緣層208上的絕緣層211，以及絕緣層211上的電極212。另外，在截面C1-C2中，圖示出柵極布線及源極布線的布線交叉中的疊層結(jié)構(gòu)。在截面C1-C2中，圖示出襯底200上的絕緣層201，絕緣層201上的柵極布線203，柵極布線 203上的絕緣層204，絕緣層204上的絕緣層208，絕緣層208上的源極布線209，以及源極布線209上的絕緣層211。請注意在布線交叉中，半導(dǎo)體層可形成于絕緣層204與絕緣層 208之間。純鋁可用于主要包含Al作為具有低電阻的布線材料的導(dǎo)電膜；然而，優(yōu)選使用包含以下成分鋁合金改善耐熱性的元素或防止小丘的元素諸如鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬 (Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、碳(C) 或硅(Si)，或者包含任意這些元素作為主要組分的合金材料或化合物。備選地，能使用主要包含Al的導(dǎo)電膜和包含具有比Al更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr的導(dǎo)電膜的層疊。在圖39A至39C中圖示的顯示器件的像素結(jié)構(gòu)的例子中，可使用在其中將鉬膜、主要包含Al的導(dǎo)電膜以及鉬膜按照該順序?qū)盈B的具有三層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電膜，或者在其層疊中鈦及鋁的導(dǎo)電膜。柵極電極形成于底部柵極晶體管的エ序的早期階段。因此，需要考慮到柵極電極的形成之后的エ序中的熱處理的耐性而選擇應(yīng)用于柵極電極的材料。然而，在本實施例中描述的エ序中的熱處理在溫和條件下進(jìn)行；因此，能應(yīng)用于柵極電極的材料的范圍寬，且能依照顯示器件所要求的性能選擇材料。例如，盡管由于其相對低電阻、廉價及優(yōu)異的加工性，主要包含Al的導(dǎo)電膜是可用的，但是其耐熱性相對低。因此，根據(jù)本實施例的エ序，即使主要包含Al的導(dǎo)電膜也能用于柵極電極。另外，能提供透光薄膜晶體管。此處，描述在設(shè)置于實施例1及2中描述的顯示器件的像素部分中的薄膜晶體管中使用透光氧化物半導(dǎo)體層205以及透光導(dǎo)電膜被應(yīng)用于柵極布線203、電極207a及電極207b的情況。當(dāng)圖2B中圖示的像素結(jié)構(gòu)中包含的薄膜晶體管是透光薄膜晶體管吋，能提供包含下述部分的透光薄膜晶體管，即設(shè)置于襯底200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線202，設(shè)置于柵極布線202上的透光柵極布線203，設(shè)置于柵極布線203上的絕緣層204，設(shè)置于絕緣層204上的半導(dǎo)體層205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的ー對透光電極 207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極207b及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208，通過設(shè)置于絕緣層208中的開ロ與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的源極布線210， 設(shè)置于源極布線210上的絕緣層211，以及通過設(shè)置于絕緣層211及絕緣層208中的開ロ與電極207b接觸的電極212。備選地，在圖3中作為ー個例子圖示的包含溝道保護層的底部柵極薄膜晶體管， 可為透光薄膜晶體管。具體地，能提供包含下述部分的透光薄膜晶體管，即設(shè)置于襯底 200上的絕緣層201，設(shè)置于絕緣層201上的柵極布線202，設(shè)置于柵極布線202上的透光柵極布線203，設(shè)置于透光柵極布線203上的絕緣層204，設(shè)置于絕緣層204上的半導(dǎo)體層 205，設(shè)置于半導(dǎo)體層205上的溝道保護層225，設(shè)置于溝道保護層225上的ー對透光電極 207a及207b，設(shè)置于電極207a、電極207b及半導(dǎo)體層205上的絕緣層208，通過設(shè)置于絕緣層208中的開ロ與電極207a接觸的源極布線209，設(shè)置于源極布線209上的源極布線210， 設(shè)置于源極布線210上的絕緣層211，以及通過設(shè)置于絕緣層211及絕緣層208中的開ロ與電極207b接觸的電極212。能應(yīng)用于實施例2中描述的氧化物半導(dǎo)體層205的大部分氧化物半導(dǎo)體透射可見光。能通過濺射法等形成包含透光導(dǎo)電材料的膜且應(yīng)用于柵極布線203、電極207a以及電極207b ；透光導(dǎo)電材料例如為包含氧化鎢的氧化銅、包含氧化鎢的氧化銅鋅、包含氧化鈦的氧化銅、包含氧化鈦的氧化銅錫、氧化銅錫(以下稱作ΙΤ0)、氧化銅鋅、加入氧化硅的氧化銅錫、In-Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、In-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體、Zn-O基氧化物半導(dǎo)體等。由于使用透光氧化物半導(dǎo)體層205且將透光導(dǎo)電膜應(yīng)用于柵極布線203、電極 207a及電極207b的薄膜晶體管具有透光性質(zhì)，所以像素部分中的孔徑比不減小。請注意在與氧化物半導(dǎo)體層接觸的區(qū)域中，透光導(dǎo)電氧化物作為η+層起作用；因此，薄膜晶體管能具有低的接觸電阻及寄生電阻。通過上述過程，能提供以具有高的顯示質(zhì)量的顯示器件為代表的半導(dǎo)體器件，在其中抑制了布線電阻的増加。此外，能提供高度可靠的半導(dǎo)體器件，在其中形成包含氮化硅的絕緣層作為位于包含Cu的導(dǎo)電層之上及之下的絕緣層，以便包含Cu的導(dǎo)電層被夾在絕緣層之間或由絕緣層圍繞，由此防止Cu擴散。當(dāng)使用通過在本實施例中作為ー個例子描述的方法形成的氧化物半導(dǎo)體層且抑制其雜質(zhì)濃度吋，能提供高度可靠的半導(dǎo)體元件。具體地，能提供包含其閾值電壓受控的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管。此外，能提供包含具有高的操作速度及足夠的可靠性且能通過相對簡單的エ序制造的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管。而且，根據(jù)本實施例，能提供用于制造包含其閾值電壓受控且具有高的操作速度及足夠的可靠性且能通過相對簡單的エ序制造的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的方法。請注意本實施例能與本說明書中的任何其他實施例適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例3)在本實施例中，參照圖IA及IB描述用于在實施例1中描述的顯示器件30的柵極驅(qū)動器電路91或源極驅(qū)動器電路92的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)的ー個例子。使用倒相電路、電容器、電阻器等形成用于驅(qū)動像素部分的驅(qū)動器電路。在本實施例中，描述包含兩個薄膜晶體管的倒相電路的結(jié)構(gòu)作為用于驅(qū)動器電路的薄膜晶體管。當(dāng)使用兩個η溝道TFT的組合形成倒相電路吋，存在具有兩個增強型TFT (以下被稱作EEMOS 電路)的倒相電路、以及具有增強型晶體管及耗盡型晶體管的組合(以下被稱作EDMOS電路)的倒相電路。請注意，在本說明書通篇，其閾值電壓為正的η溝道TFT被稱作增強型晶體管，以及其閾值電壓為負(fù)的η溝道TFT被稱作耗盡型晶體管。圖8Α圖示驅(qū)動器電路的倒相電路的截面結(jié)構(gòu)。另外，圖8C是驅(qū)動器電路的倒相電路的俯視圖。沿著圖8C中的點劃線Ζ1-Ζ2的截面對應(yīng)于圖8Α。請注意圖8Α至8C中圖示的第一薄膜晶體管430a及第ニ薄膜晶體管430b是反交錯(inverted staggered)的具有底部柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。在圖8A中圖示的第一薄膜晶體管430a中，第一柵極布線401a設(shè)置于配備有絕緣層410的襯底400上，絕緣層411及絕緣層412設(shè)置于第一柵極布線401a上，第一半導(dǎo)體層 403a設(shè)置于絕緣層412上，以及電極40 及電極405b設(shè)置于第一半導(dǎo)體層403a上。以相似的方式，在第二薄膜晶體管430b中，第二柵極布線401b設(shè)置于配備有絕緣層410的襯底 400上，絕緣層411及絕緣層412設(shè)置于第二柵極布線401b上，第二半導(dǎo)體層40 設(shè)置于絕緣層412上，以及電極405b及電極405c設(shè)置于第二半導(dǎo)體層403b上。此處，電極405c 通過形成于絕緣層411及絕緣層412中的接觸孔404直接連接至第二柵極布線401b。另外，絕緣層413、絕緣層414及絕緣層415形成于電極40fe、電極40 及電極405c上。請注意電極40 至405c如圖8C中圖示那樣地延伸，且也作為將驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管電連接的布線起作用。此處，能使用與實施例1或2中描述的柵極布線203的材料及方法相似的材料及方法形成第一柵極布線401a及第二柵極布線401b。能使用與實施例1或2中描述的半導(dǎo)體層205的材料及方法相似的材料及方法形成第一半導(dǎo)體層403a及第二半導(dǎo)體層40北。 能使用與實施例1或2中描述的一對電極207a及207b的材料及方法相似的材料及方法形成電極40^1、電極40 及電極405c。能分別使用與實施例1或2中描述的絕緣層201、絕緣層20 及204b、絕緣層208a及208b以及絕緣層211的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層410至415。另外，以如下方式形成接觸孔404 通過實施例2中描述的第四光刻步驟，在絕緣層412上形成掩模且該掩模用于選擇性地蝕刻絕緣層412及絕緣層411。通過由接觸孔404 直接連接電極405c與第二柵極布線401b之間，能獲取良好的接觸，這引起接觸電阻的減小。此外，與電極405c通過另一個導(dǎo)電膜諸如透明導(dǎo)電膜連接至第二柵極布線401b的情況相比，能減少接觸孔的數(shù)量；因此，能減小由薄膜晶體管占據(jù)的面積且能縮短驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管之間的距離。如上所述，能縮短驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管之間的距離且能充分地降低布線電阻；因此，并不一定需要包含Cu的導(dǎo)電層用作電連接至薄膜晶體管的布線。因此，驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管與包含Cu的導(dǎo)電層之間的距離能足夠長，由此能防止Cu擴散至氧化物半導(dǎo)體層。然而，將電源電位供給至每一個薄膜晶體管的電源線或相對較長的布線諸如公共布線相對容易受到布線電阻影響。因此，優(yōu)選使用包含Cu的導(dǎo)電層形成的布線用于這樣的布線。此外，如實施例2中描述的，由于在溫和條件下進(jìn)行實施例3中描述的工序中的熱處理，能應(yīng)用于柵極電極的材料的范圍寬且能依照顯示器件所要求的性能來選擇材料。例如，盡管因為其相對低電阻、廉價及優(yōu)異的加工性，主要包含Al的導(dǎo)電膜是可用的，但是其耐熱性相對低。然而，根據(jù)本實施例的工序，即使主要包含Al的導(dǎo)電膜也能用于柵極電極。如實施例1中描述的，使用包含Cu的導(dǎo)電層形成連接至柵極布線(20_1至20_ n(請注意η是自然數(shù)))的柵極驅(qū)動器電路91及連接至源極布線(60_1至60_m(請注意m 是自然數(shù)))的源極驅(qū)動器電路92;以及柵極布線(20_1至20_n(請注意η是自然數(shù)))及源極布線(60_1至60_m(請注意m是自然數(shù)))。因此，即使在由布線引起的距離較長的顯示部分中，布線電阻也能充分地減小。電極40 是處于地電位的電源線(地電源線)。此處于地電位的電源線可為將負(fù)電壓VDL施加至其的電源線(負(fù)電源線)。電極405c電連接至將正電壓VDD施加至其的電源線(正電源線)。在圖8B中圖示EEMOS電路的等效電路。作為一個例子，圖8A及8C中圖示的電路連接對應(yīng)于圖8B中圖示的等效電路，且第一薄膜晶體管430a及第二薄膜晶體管430b是增強型η溝道晶體管。
請注意柵極電極可設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體層的之上及之下且閾值電壓可受控，以便第一薄膜晶體管430a及第二薄膜晶體管430b可表現(xiàn)為增強型η溝道晶體管。另外，不限于EEMOS電路，也能通過將第一薄膜晶體管430a形成為增強型η溝道晶體管且將第二薄膜晶體管430b形成為耗盡型η溝道晶體管來制造EDMOS電路。在那種情況下，將電極40 代替電極405c連接至第二柵極布線401b。為了在一個襯底上制造增強型η溝道晶體管及耗盡型η溝道晶體管，例如，使用不同材料或在不同條件下形成第一半導(dǎo)體層403a及第二半導(dǎo)體層4(X3b。EDMOS電路可用如下方式形成將用于控制閾值的柵極電極設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體層上以控制閾值且將電壓施加至用于控制閾值的柵極電極，以便TFT的一個常導(dǎo)通而另一個TFT常截止。請注意在本實施例中描述的結(jié)構(gòu)能與任何其他實施例中描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例4)在本實施例中，參照圖9A、9B及圖10描述使用半導(dǎo)體元件的保護電路。此外，參照圖IlA及IlB描述不同公共布線連接的連接部分的結(jié)構(gòu)，在公共布線之間配備有絕緣膜。在圖9A中圖示能應(yīng)用于保護電路97的電路的一個例子。此保護電路包含非線性元件170a及170b。非線性元件170a及170b各包含兩端子元件諸如二極管或者三端子元件諸如晶體管。例如，能通過與像素部分中的晶體管相同的工序形成非線性元件。例如，能通過將柵極端子連接至非線性元件的漏極端子而獲取與二極管的特性相似的特性。非線性元件170a的第一端子(柵極)及第三端子(漏極)連接至公共布線45，且其第二端子(源極)連接至源極布線60_1。非線性元件170b的第一端子(柵極)及第三端子(漏極)連接至源極布線60_1，且其第二端子(源極)連接至公共布線45。S卩，圖9A 中圖示的保護電路具有在其中兩個晶體管各連接至公共布線45及源極布線60_1的結(jié)構(gòu)， 以便具有相反的整流方向。換句話說，將整流方向從公共布線45至源極布線60_1的晶體管以及整流方向從源極布線60_1至公共布線45的晶體管連接于公共布線45與源極布線 60_1之間。在上述保護電路中，當(dāng)源極布線60_1由于靜電等而帶正電荷或負(fù)電荷時，電流沿抵消電荷的方向流動。例如，當(dāng)源極布線60_1帶正電荷時，電流沿正電荷釋放至公共布線 45的方向流動。由于此操作，能防止連接至帶電的源極布線60_1的像素晶體管的靜電破壞或閾值電壓的偏移。此外，能防止彼此交叉且絕緣層置于其間的帶電源極布線60_1與另一個布線之間的絕緣層的絕緣破壞。注意保護電路不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，可使用在其中連接有整流方向從公共布線 45至源極布線60_1的多個晶體管以及整流方向從源極布線60_1至公共布線45的多個晶體管的結(jié)構(gòu)。通過用多個非線性元件連接公共布線45及源極布線60_1，不僅在浪涌電壓施加至源極布線60_1的情況下，而且在公共布線45由于靜電等而帶電的情況下，能防止電荷直接施加至源極布線60_1。此外，能使用奇數(shù)數(shù)量的非線性元件來配置保護電路。盡管圖9A圖示在其中配備有用于源極布線60_1及公共布線45的保護電路的一個例子，能將相似的配置應(yīng)用于保護電路的另一部分。請注意能通過將本發(fā)明的一個實施例的半導(dǎo)體元件應(yīng)用于非線性元件170a及非線性元件170b來形成圖9A的保護電路。接著，參照圖9B及圖10描述在其中使用本發(fā)明的一個實施例的半導(dǎo)體元件在襯底上形成保護電路的一個例子。請注意圖9B是布線及布線之間的連接部分的俯視圖的一個例子，以及圖10是沿著圖9B中的線Q1-Q2、線Q3-Q4及線Q5-Q6的截面圖。圖9B是與非線性元件170a及非線性元件170b連接的公共布線45及源極布線 60_1的一部分的俯視圖，且圖示出保護電路97的結(jié)構(gòu)的ー個例子。非線性元件170a包含柵極布線111a，且柵極布線Illa連接至公共布線45。非線性元件170a的源極電極及漏極電極的一個連接至源極布線60_1，且其另ー個由第一電極 11 形成。另外，第一電極11 連接至公共布線45。非線性元件170b包含柵極布線111b，且柵極布線Illb通過接觸孔126、第二電極 115b及接觸孔125連接至源極布線60_1。非線性元件170b的源極電極及漏極電極由第一電極11 及第ニ電極11 形成。另外，非線性元件170b包含半導(dǎo)體層113。接著，參照圖10描述公共布線45、源極布線60_1及非線性元件170b的結(jié)構(gòu)。使用與柵極布線相同的布線層形成公共布線45。以在設(shè)置于襯底100上的絕緣膜101上層疊柵極布線4 及柵極布線4 的方式形成公共布線45。請注意絕緣層102形成于柵極布線4 上，絕緣層117設(shè)置于絕緣層102上，以及絕緣層118形成于絕緣層117 上。源極布線60_1形成于絕緣層102上。以將源極布線60_la及源極布線60_lb按照該順序?qū)盈B的方式形成源極布線60_1。請注意在源極布線60_1上形成絕緣膜119。非線性元件170b包含在襯底100上設(shè)置的絕緣膜101上的柵極布線111b、以及柵極布線Illb上的絕緣層102。另外，非線性元件170b包含將絕緣層102置于其間的柵極布線Illb上的半導(dǎo)體層113，以及與半導(dǎo)體層113接觸且其末端部分與柵極布線Illb重疊的電極11 及電極11恥。絕緣層117形成為與柵極布線Illb重疊且與在電極11 與電極11 的末端部分之間的半導(dǎo)體層113接觸，以及絕緣層118形成于絕緣層117上。請注意，絕緣層102形成為絕緣層10 與絕緣層102b的層疊。電極11 通過設(shè)置于絕緣層102中的接觸孔125直接連接至柵極布線111b。電極11 通過接觸孔1 連接至源極布線60_1。絕緣膜119形成于絕緣層118及源極布線 60_1 上。選自Ti、Mo、W、Al、Cr、Cu及Ta的元素、或者包含任何這些元素作為組分的合金、 在組合中包含任何這些元素的合金等能用于起到電極11 及電極11 的作用的導(dǎo)電膜。 導(dǎo)電膜不限于包含上述元素的單層且可為兩層或者更多層的層疊。對于與半導(dǎo)體層113接觸的導(dǎo)電膜特別優(yōu)選具有氧親和性的金屬，以便形成具有氧親和性的金屬與氧化物半導(dǎo)體的結(jié)。在具有氧親和性的金屬之中特別優(yōu)選鈦。在本實施例中，形成在其中層疊有鈦膜(具有IOOnm的厚度)、鋁膜(具有200nm的厚度)以及鈦膜 (具有IOOnm的厚度)的三層導(dǎo)電膜?？墒褂玫伳ご驸伳ぁＭㄟ^在半導(dǎo)體層113與電極11 之間以及半導(dǎo)體層113與電極11 之間設(shè)置這種結(jié)的結(jié)構(gòu)，非線性元件170a及非線性元件170b的操作穩(wěn)定。即，熱穩(wěn)定性増加，以使穩(wěn)定操作成為可能。從而，增強保護電路的功能且能使操作穩(wěn)定。此外，減小結(jié)泄漏的量，由此能減小非線性元件170a及非線性元件170b中的寄生電阻以及寄生電阻的變化。請注意非線性元件170a及非線性元件170b在主要部分具有相同結(jié)構(gòu)。非線性元件170b能具有與實施例1中描述的像素部分中的薄膜晶體管相同的結(jié)構(gòu)。因此，在本實施例中省略非線性元件170a及非線性元件170b的詳細(xì)說明。此外，能通過相同ェ序在ー個襯底上制造非線性元件170a及170b以及上述薄膜晶體管。參照圖IlA及IlB描述在公共布線之間的連接ー個例子。請注意，圖IlA是布線及布線之間的連接部分的俯視圖的ー個例子，且圖IlB是沿著圖IlA中的線R1-R2及線R3-R4 的截面圖。如上所述，公共布線45具有在其中將柵極布線4 及柵極布線4 按照該順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。公共布線65具有與源極布線60_1相同的結(jié)構(gòu)。即，公共布線65具有在其中將源極布線6 及源極布線6 按照該順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。使用與源極布線60_la相同的導(dǎo)電膜形成源極布線65a，且使用與源極布線60_lb相同的導(dǎo)電膜形成源極布線65b。在連接部分95中，公共布線45及公共布線65彼此電連接。參照圖IlB描述連接部分95。公共布線45及公共布線65通過形成于絕緣層102、絕緣層117及絕緣層118中的接觸孔127彼此連接。在連接部分95中，包含導(dǎo)電材料的柵極布線4 及源極布線6 彼此連接，所述導(dǎo)電材料包含具有比Cu更高熔點的元素，因此實現(xiàn)了高度可靠的連接。而且，使用包含Cu 的導(dǎo)電材料形成的柵極布線4 及源極布線6 抑制布線電阻。公共連接部分96設(shè)置在像素部分之外的區(qū)域中，并且是通過導(dǎo)電粒子(諸如鍍金的塑料粒子)與面向公共連接部分96設(shè)置的具有連接部分的襯底電連接的連接部分。參照圖IlB描述在其中在將柵極布線4 及柵極布線4 按照該順序?qū)盈B的導(dǎo)電層上形成有公共連接部分96的ー個例子。公共連接部分96電連接至公共布線45。在將柵極布線4 及柵極布線4 按照該順序?qū)盈B的導(dǎo)電層上，隔著絕緣層102、絕緣層117及絕緣層118，形成電極115c。電極 115c通過形成于絕緣層102、絕緣層117及絕緣層118的接觸孔128電連接至導(dǎo)電層。與公共布線65具有相同的結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電層66層疊在電極115c上，然后使用與作為像素電極起作用的電極212相同的透明導(dǎo)電膜形成導(dǎo)電層129。使用包含Cu且具有低的布線電阻的導(dǎo)電材料形成連接至在本實施例中作為ー個例子描述的保護電路的柵極布線4 及源極布線60_lb。使用包含具有比Cu更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr的導(dǎo)電材料形成柵極布線45b，以便與柵極布線4 接觸井覆蓋柵極布線45a，由此能抑制柵極布線45a的遷移且改善半導(dǎo)體器件的可靠性。另外，通過在包含Cu的柵極布線4 之上及之下設(shè)置包含氮化硅的絕緣層作為絕緣層，以便包含Cu的柵極布線4 可夾在絕緣層之間或由絕緣層圍繞，能防止Cu擴散。在本實施例中作為ー個例子描述的保護電路具有一種結(jié)構(gòu)，其中非線性元件的第一端子(柵極)通過ー個接觸孔直接連接至其第二端子(源極)或第三端子(漏極)。其結(jié)果是，對于ー個連接，僅形成一個界面及ー個接觸孔，這少于通過另ー個布線層形成連接的情況的界面及接觸孔的數(shù)量。請注意，連接所需要的界面的數(shù)量較少吋，能抑制電阻。此外，當(dāng)連接所需要的接觸孔的數(shù)量較少吋，能抑制由連接部分占據(jù)的面積。因此，在本實施例中作為ー個例子描述的保護電路中，能抑制連接電阻，這導(dǎo)致保護電路的穩(wěn)定操作。此外，由于僅使用ー個接觸孔形成連接，能減小由保護電路占據(jù)的面積且因此能減小顯示器件的尺寸。
請注意本實施例能與本說明書中的任何其他實施例適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例5)在本實施例中，關(guān)于參照圖IA及IB在實施例1中描述的顯示器件，描述柵極端子部分7中的柵極信號線端子及源極端子部分8中的源極信號線端子的結(jié)構(gòu)的例子。圖12A1及12A2分別是柵極信號線端子的截面圖及俯視圖。圖12A1是沿著圖12A2 中的線C1-C2的截面圖。在柵極信號線端子中如圖12A1中圖示的，在襯底300上形成絕緣層360 ；在絕緣層360上形成柵極布線351 ；形成柵極布線351b以覆蓋柵極布線351a的末端部分；在柵極布線351b上形成絕緣層361、絕緣層362、絕緣層363、絕緣層364以及絕緣層365 ；以及在絕緣層365及柵極布線351b上形成透明導(dǎo)電層355。此處，將柵極布線 351a及柵極布線351b統(tǒng)稱作柵極布線351，且柵極布線351b作為柵極信號線端子的第一端子起作用。此外，對絕緣層361至365的末端部分進(jìn)行構(gòu)圖，以便露出柵極布線351b的末端部分且其與透明導(dǎo)電層355直接接觸。與第一端子即柵極布線351b的末端部分直接接觸的透明導(dǎo)電層355是作為輸入端子起作用的連接端子電極。此處，分別能使用與實施例1及2中描述的柵極布線202、柵極布線203及電極212的材料及方法相似的材料及方法形成柵極布線351a、柵極布線351b及透明導(dǎo)電層355。此外，能分別使用與實施例1及 2中描述的絕緣層201、絕緣層20 及204b、絕緣層208a及208b、以及絕緣層211的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層360至365。通過使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線351a，能減小柵極信號線端子及從柵極信號線端子引入的布線中的布線電阻。另外，使用包含具有比Cu更高熔點的元素諸如W、 Ta、Mo、Ti或Cr的導(dǎo)電材料形成的柵極布線351b，以便與柵極布線351a接觸且覆蓋柵極布線351a，由此能抑制柵極布線351a的遷移且能改善半導(dǎo)體器件的可靠性。而且，包含Cu的柵極布線351a被夾在包含氮化硅的絕緣層360與361之間，由此能防止來自柵極布線351a 的Cu擴散。另外，圖12B1及12B2分別是源極信號線端子的截面圖及俯視圖。圖12B1是沿著圖12B2中的線D1-D2的截面圖。在源極信號線端子中，如圖12B1圖示的，絕緣層360、絕緣層361、絕緣層362形成于襯底300上，電極352形成于絕緣層362上，絕緣層363及絕緣層 364形成于電極352上，源極布線35 形成于絕緣層364上，源極布線354b形成于源極布線35 上，絕緣層365形成于源極布線354b上，以及透明導(dǎo)電層355形成于絕緣層365及電極352上。此處，將源極布線35 及源極布線354b統(tǒng)稱作源極布線354。此外，對絕緣層363至365的末端部分進(jìn)行構(gòu)圖，以便露出電極352末端部分且其與透明導(dǎo)電層355直接接觸。在絕緣層363及絕緣層364中形成接觸孔，通過該接觸孔作為源極信號線端子的第二端子起作用的電極352與源極布線3M彼此連接。與第二端子即電極352的末端部分直接接觸的透明導(dǎo)電層355是作為輸入端子起作用的連接端子電極。此處，能分別使用與實施例1及2中描述的一對電極207a及207b、源極布線209、源極布線210以及電極212的材料及方法相似的材料及方法形成電極352、源極布線35 、源極布線354b以及透明導(dǎo)電層355。另外，能分別使用與實施例1及2中描述的絕緣層201、絕緣層20 及204b、絕緣層208a及20 以及絕緣層211的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層360至365。通過使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成源極布線354b，能減小源極信號線端子及從源極信號線端子引入的布線中的布線電阻。另外，使用包含具有比Cu更高熔點的元素諸如W、Ta、Mo、Ti或Cr，或者在組合中包含任意這些元素的合金，氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、氮化鉬(MoN)等的導(dǎo)電材料形成源極布線3Ma，以便與源極布線354b接觸，由此能抑制源極布線354b的遷移且能改善半導(dǎo)體器件的可靠性。而且，包含Cu的源極布線354b被夾在包含氮化硅的絕緣層364與365之間，由此能防止來自源極布線354b的Cu擴散。在本實施例中描述的ー個例子中，在本實施例中描述是第一端子且包含于柵極布線351的柵極布線351b，具有連接至作為輸入端子起作用的透明導(dǎo)電層355的疊層結(jié)構(gòu)； 然而，本實施例不限于此。如圖13A1及13A2中圖示的，可使用在其中第一端子僅由柵極布線351a組成且柵極布線351a與透明導(dǎo)電層355直接接觸的結(jié)構(gòu)。此處，圖13A1是沿著圖 13A2中的線C1-C2的截面圖。而且，在本實施例中描述在其中是第二端子的源極布線3M通過電極352連接至作為輸入端子起作用的透明導(dǎo)電層355的一個例子；然而，本實施例不限于此不限于此。如圖13B1及13B2圖示的，在作為第二端子起作用的源極布線354中，源極布線354b可與透明導(dǎo)電層355直接接觸。此處，圖13B1是沿著圖13B2中的線D1-D2的截面圖。取決于像素密度而設(shè)置多個柵極布線、源極布線及電容器布線。在端子部分中，排列有與柵極布線處于相同電位的多個第一端子、與源極布線處于相同電位的多個第二端子、與電容器布線處于相同電位的多個第三端子等。每種端子的數(shù)量可為任意數(shù)量，且端子的數(shù)量可由從業(yè)者適當(dāng)?shù)卮_定。請注意，在本實施例中描述的結(jié)構(gòu)能與任何其他實施例中描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M
I=I O(實施例6)在本實施例中，以下描述在其中在一個襯底上形成至少一部分驅(qū)動器電路及置于像素部分中的薄膜晶體管的ー個例子。根據(jù)實施例1至4的任ー個形成置于像素部分中的薄膜晶體管。另外，實施例1 至4的任ー個中描述的薄膜晶體管是η溝道TFT。因此，驅(qū)動器電路中的能使用η溝道TFT 形成的一部分驅(qū)動器電路與像素部分的薄膜晶體管形成于相同村底上。圖18Α是有源矩陣顯示器件的框圖的ー個例子。在顯示器件中的襯底5300上，配備有像素部分5301、第一掃描線驅(qū)動器電路5302、第二掃描線驅(qū)動器電路5303以及信號線驅(qū)動器電路5304。在像素部分5301中，配備有從信號線驅(qū)動器電路5304延伸的多個信號線，且配備有從第一掃描線驅(qū)動器電路5302及第ニ掃描線驅(qū)動器電路5303延伸的多個掃描線。請注意，在掃描線及信號線彼此交叉的各自的區(qū)域中，包含顯示元件的像素以矩陣設(shè)置。另外，顯示器件中的襯底5300通過連接部分諸如柔性印刷電路(FPC)連接至定時控制電路5305 (也被稱作控制器或控制器IC)。在圖18Α中，在與像素部分5301相同的襯底5300形成第一掃描線驅(qū)動器電路 5302、第二掃描線驅(qū)動器電路5303以及信號線驅(qū)動器電路5304。因此，減小設(shè)置于外部的驅(qū)動器電路等部件的數(shù)量，由此能實現(xiàn)成本的降低。另外，如果驅(qū)動器電路設(shè)置于襯底5300 之外，會需要布線延伸且布線的連接的數(shù)量會増加，但是通過在襯底5300上提供驅(qū)動器電路，能減小布線的連接的數(shù)量。因此，能實現(xiàn)可靠性和成品率的改進(jìn)。請注意定時控制電路5305例如將第一掃描線驅(qū)動器電路起始信號(GSPl)及掃描線驅(qū)動器電路時鐘信號(GCLKl)供給至第一掃描線驅(qū)動器電路5302。定時控制電路5305例如將第二掃描線驅(qū)動器電路起始信號(GSP2)(也被稱作起始脈沖)及掃描線驅(qū)動器電路時鐘信號(GCLI^)供給至第二掃描線驅(qū)動器電路5303。定時控制電路5305將信號線驅(qū)動器電路起始信號(SSP)、信號線驅(qū)動器電路時鐘信號(SCLK)、視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)(也簡稱作視頻信號)以及鎖存信號(LAT)供給至信號線驅(qū)動器電路5304。請注意每個時鐘信號可為周期不同或可與反轉(zhuǎn)的時鐘信號(CKB) —起供給的多個時鐘信號。請注意可省略第一掃描線驅(qū)動器電路5302及第二掃描線驅(qū)動器電路5303的一個。圖18B圖示出一種結(jié)構(gòu)，其中具有低驅(qū)動頻率的電路(例如，第一掃描線驅(qū)動器電路5302及第二掃描線驅(qū)動器電路5303)形成于與像素部分5301相同的襯底5300上，且在不同于在其上形成有像素部分5301的襯底5300的襯底上，形成有信號線驅(qū)動器電路5304。 用此結(jié)構(gòu)，形成于襯底5300上的驅(qū)動器電路能通過使用與使用單晶半導(dǎo)體形成的晶體管相比而具有較低場效應(yīng)遷移率的薄膜晶體管組成。因此，能實現(xiàn)顯示器件的尺寸的增加、步驟的數(shù)量的降低、成本的減小、成品率的提高等。實施例1至4的任一個中描述的薄膜晶體管為η溝道TFT。在圖19Α及19Β中，作為一個例子描述使用η溝道TFT形成的信號線驅(qū)動器電路的結(jié)構(gòu)及操作的一個例子。信號線驅(qū)動器電路包含移位寄存器5601及開關(guān)電路5602。開關(guān)電路5602包含多個開關(guān)電路5602_1至5602_Ν(Ν是自然數(shù))。開關(guān)電路5602_1至5602_Ν各包含多個薄膜晶體管5603_1至5603_k(k是自然數(shù))。將描述在其中薄膜晶體管5603_1至5603_k為η 溝道TFT的一個例子。通過使用開關(guān)電路5602_1作為一個例子來描述信號線驅(qū)動器電路的連接關(guān)系。 薄膜晶體管5603_1至5603_k的第一端子分別連接至布線5604_1至5604_k。薄膜晶體管 5603_1至5603_k的第二端子分別連接至信號線Sl至Sk。薄膜晶體管5603_1至5603_k 的柵極連接至布線5605_1。移位寄存器5601具有通過順序地輸出H電平信號(也稱作H信號或處于高電源電位電平的信號)到布線5605_1至5605_N而順序地選擇開關(guān)電路5602_1至5602_N的功能。例如，開關(guān)電路5602_1具有控制布線5604_1至5604_k與信號線Sl至Sk之間的導(dǎo)電狀態(tài)(第一端子與第二端子之間的導(dǎo)電狀態(tài))的功能，即，控制是否將布線5604_1至 5604_k的電位供給至信號線Sl至Sk的功能。以此方式，開關(guān)電路5602_1作為選擇器起作用。薄膜晶體管5603_1至5603_k具有控制布線5604_1至5604_k與信號線Sl至Sk之間的導(dǎo)電狀態(tài)的功能，即，將布線5604_1至5604_k的電位分別供給至信號線Sl至Sk的功能。以此方式，薄膜晶體管5603_1至5603_k各作為開關(guān)起作用。請注意，視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)輸入至布線5604_1至5604_k的各個。在多種情況下，視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)為對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)或圖像信號的模擬信號。接著，參照圖19B中的時序圖來描述圖19A中的信號線驅(qū)動器電路的操作。圖19B 圖示信號Sout_l至Sout_N及信號Vdata_l至Vdata_k的例子。信號Sout_l至Sout_N是移位寄存器5601的輸出信號的例子，以及信號Vdata_l至Vdata_k是輸入到布線5604_1 至5604_k的信號的例子。請注意信號線驅(qū)動器電路的一個操作期間對應(yīng)于顯示器件中的一個柵極選擇期間。例如，一個柵極選擇期間被分為期間Tl至TN。期間Tl至TN是用于將視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)寫入至屬于選擇的行的像素的期間。
請注意在一些情況下為簡單起見，在本實施例中圖等中圖示的各個結(jié)構(gòu)中的信號波形失真等被夸大。因此，本實施例不必限于圖等中圖示的刻度。在期間Tl至TN，移位寄存器5601順序地輸出H電平信號到布線5605_1至5605_ N。例如，在期間Tl，移位寄存器5601輸出H電平信號至布線5605_1。接著，使薄膜晶體管 5603_1至5603_k導(dǎo)通，以便使布線5604_1至5604_k及信號線Sl至Sk導(dǎo)電。在此情況下， 分別將Data(Sl)至Data(Sk)輸入到布線5604_1至5604_k。分別通過薄膜晶體管5603_1 至5603_k-Data(Sl)至Data(Sk)輸入到第一至第k列中的選擇的行中的像素。因此，在期間Tl至TN，順序地將視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)寫入至每k列的選擇的行中的像素。通過將視頻信號數(shù)據(jù)(DATA)寫入至每多個列的像素，能減小視頻信號數(shù)據(jù) (DATA)的數(shù)量或布線的數(shù)量。因此，能減少到外電路的連接。通過將視頻信號寫入至每多個列的像素，能延長寫入時間且能防止視頻信號的不充分的寫入。請注意作為移位寄存器5601及開關(guān)電路5602，能使用實施例3中描述的包含薄膜晶體管的電路。在此情況下，移位寄存器5601可僅由η溝道晶體管或僅由ρ溝道晶體管組成。參照圖20Α至20C以及圖21Α及21Β描述用于掃描線驅(qū)動器電路和/或信號線驅(qū)動器電路的一部分的移位寄存器的一個實施例。所述掃描線驅(qū)動器電路包含移位寄存器。在一些情況下掃描線驅(qū)動器電路也可包含電平移動器、緩沖器等。在掃描線驅(qū)動器電路中，當(dāng)將時鐘信號(CK)及起始脈沖信號 (SP)輸入至移位寄存器時，產(chǎn)生選擇信號。產(chǎn)生的選擇信號由緩沖器緩沖且放大，且將所得到的信號供給至對應(yīng)的掃描線。一個線的像素中的晶體管的柵極電極連接至掃描線。由于需要使一個線的像素中的晶體管同時導(dǎo)通，所以需要使用能供給大的電流的緩沖器。移位寄存器包含第一至第N脈沖輸出電路10_1至10_Ν(Ν是3或者更大的自然數(shù))(參照圖20Α)。將來自第一布線11的第一時鐘信號CKl、來自第二布線12的第二時鐘信號CK2、來自第三布線13的第三時鐘信號CK3、以及來自第四布線14的第四時鐘信號CK4 供給至圖20Α中圖示的移位寄存器的第一至第N脈沖輸出電路10_1至10_Ν。將來自第五布線15的起始脈沖SPl (第一起始脈沖)輸入至第一脈沖輸出電路10_1。將來自前級的脈沖輸出電路的信號(這樣的信號被稱作前級信號OUT (η-1)) (η是大于或等于2的自然數(shù)) 輸入至第二級或后級的第η脈沖輸出電路10_η(η是大于或等于2且小于或等于N的自然數(shù))。來自第一脈沖輸出電路10_1的兩級后的第三脈沖輸出電路10_3的信號輸入至第一脈沖輸出電路10_1。以相似的方式，將來自下ー級之后的級的第(η+2)脈沖輸出電路10_ (η+2)的信號(這樣的信號被稱作后級信號OUT (n+幻)輸入至第二級或后級的第η脈沖輸出電路10_η。因此，各級脈沖輸出電路輸出待輸入至各后級的脈沖輸出電路和/或前ー級之前的級的脈沖輸出電路的第一輸出信號(OUT(l) (SR)至OUT(N) (SR))以及待電連接至另ー個布線等的第二輸出信號(OUT(I)至OUT(N))。請注意如圖20A中圖示的，后級信號 OUT (η+2)未輸入至移位寄存器的最后兩級；作為ー個例子，可將分別來自第六布線16及第七布線17的第二起始脈沖SP2及第三起始脈沖SP3額外地輸入至移位寄存器的最后兩級。 備選地，可使用移位寄存器之內(nèi)額外地產(chǎn)生的信號。例如，可設(shè)置未對到像素部分的脈沖輸出作出貢獻(xiàn)的第(Ν+1)脈沖輸出電路10_(Ν+1)及第(Ν+2)脈沖輸出電路10_(N+2)(這樣的電路也稱作偽級)，以便在偽級中產(chǎn)生對應(yīng)于第二起始脈沖(SP》及第三起始脈沖(SP3)的信號。請注意，時鐘信號(CK)是在H電平與L電平(也被稱作L信號或處于低電源電位電平的信號)之間以規(guī)則的間隔交替的信號。第一至第四時鐘信號(CKl)至(CK4)順序地延遲1/4周期。在本實施例中，通過使用第一至第四時鐘信號(CKl)至(CK4)，進(jìn)行脈沖輸出電路等的驅(qū)動的控制。請注意依照將時鐘信號輸入的驅(qū)動器電路，時鐘信號也稱為GCLK 或SCLK ；然而，使用CK作為時鐘信號進(jìn)行描述。第一輸入端子21、第二輸入端子22及第三輸入端子23電連接至第一至第四布線 11至14的任一個。例如，在圖20A中，第一脈沖輸出電路10_1的第一輸入端子21電連接至第一布線11，第一脈沖輸出電路10_1的第二輸入端子22電連接至第二布線12，以及第一脈沖輸出電路10_1的第三輸入端子23電連接至第三布線13。第二脈沖輸出電路10_2 的第一輸入端子21電連接至第二布線12，第二脈沖輸出電路10_2的第二輸入端子22電連接至第三布線13，以及第二脈沖輸出電路10_2的第三輸入端子23電連接至第四布線14。第一至第N脈沖輸出電路10_1至10_N各包含第一輸入端子21、第二輸入端子22、 第三輸入端子23、第四輸入端子M、第五輸入端子25、第一輸出端子26、以及第二輸出端子 27 (參照圖20B)。在第一脈沖輸出電路10_1中，第一時鐘信號CKl輸入至第一輸入端子 21，第二時鐘信號CK2輸入至第二輸入端子22，第三時鐘信號CK3輸入至第三輸入端子23， 起始脈沖輸入至第四輸入端子對，后級信號OUT (3)輸入至第五輸入端子25，從第一輸出端子沈輸出第一輸出信號OUT(I) (SR)，以及從第二輸出端子27輸出第二輸出信號OUT(I)。接著，參照圖20C描述脈沖輸出電路的具體的電路配置的一個例子。第一脈沖輸出電路10_1包含第一至第i^一晶體管31至41(參照圖20C)。將來自供給第一高電源電位VDD的電源線51、供給第二高電源電位VCC的電源線52、以及供給低電源電位VSS的電源線53的信號或電源電位供給到第一至第十一晶體管31至41，此外供給到上述第一至第五輸入端子21至25以及第一及第二輸出端子沈及27。此處，圖20C 中的電源線的電源電位的量的關(guān)系如下第一電源電位VDD高于或等于第二電源電位VCC， 且第二電源電位VCC高于第三電源電位VSS。請注意第一至第四時鐘信號(CKl)至(CK4) 均為在H電平及L電平之間以規(guī)則的間隔交替的信號；處于H電平的時鐘信號是VDD，且處于L電平的時鐘信號是VSS。請注意當(dāng)電源線51的電位VDD設(shè)定為高于電源線52的電位 VCC時，能減小施加至晶體管的柵極電極的電位而不影響操作；因此，能減小晶體管的閾值的偏移且能抑制劣化。在圖20C中，第一晶體管31的第一端子電連接至電源線51，第一晶體管31的第二端子電連接至第九晶體管39的第一端子，以及第一晶體管31的柵極電極電連接至第四輸入端子對。第二晶體管32的第一端子電連接至電源線53，第二晶體管32的第二端子電連接至第九晶體管39的第一端子，以及第二晶體管32的柵極電極電連接至第四晶體管34 的柵極電極。第三晶體管33的第一端子電連接至第一輸入端子21，以及第三晶體管33的第二端子電連接至第一輸出端子26。第四晶體管34的第一端子電連接至電源線53，以及第四晶體管34的第二端子電連接至第一輸出端子26。第五晶體管35的第一端子電連接至電源線53，第五晶體管35的第二端子電連接至第二晶體管32的柵極電極及第四晶體管 34的柵極電極，以及第五晶體管35的柵極電極電連接至第四輸入端子24。第六晶體管36 的第一端子電連接至電源線52，第六晶體管36的第二端子電連接至第二晶體管32的柵極電極及第四晶體管34的柵極電扱，以及第六晶體管36的柵極電極電連接至第五輸入端子 25。第七晶體管37的第一端子電連接至電源線52，第七晶體管37的第二端子電連接至第八晶體管38的第二端子，以及第七晶體管37的柵極電極電連接至第三輸入端子23。第八晶體管38的第一端子電連接至第二晶體管32的柵極電極及第四晶體管34的柵極電扱，以及第八晶體管38的柵極電極電連接至第二輸入端子22。第九晶體管39的第一端子電連接至第一晶體管31的第二端子及第ニ晶體管32的第二端子，第九晶體管39的第二端子電連接至第三晶體管33的柵極電極及第十晶體管40的柵極電扱，以及第九晶體管39的柵極電極電連接至電源線52。第十晶體管40的第一端子電連接至第一輸入端子21、第十晶體管40的第二端子電連接至第二輸出端子27、以及第十晶體管40的柵極電極電連接至第九晶體管39的第二端子。第十一晶體管41的第一端子電連接至電源線53，第十一晶體管41 的第二端子電連接至第二輸出端子27，以及第十一晶體管41的柵極電極電連接至第二晶體管32的柵極電極及第四晶體管34的柵極電扱。在圖20C中，連接有第三晶體管33的柵極電極、第十晶體管40的柵極電極、以及第九晶體管39的第二端子的部分被稱作結(jié)點A。此外，第二晶體管32的柵極電極、第四晶體管34的柵極電極、第五晶體管35的第二端子、第六晶體管36的第二端子、第八晶體管38 的第一端子、第十一晶體管41的柵極電極的部分被稱作結(jié)點B(參照圖21A)。在圖21A中，圖示出當(dāng)圖20C圖示的脈沖輸出電路應(yīng)用于第一脈沖輸出電路10_1 時，輸入至第一至第五輸入端子21至25、第一輸出端子沈及第ニ輸出端子27的信號或者從其輸出的信號。具體地，第一時鐘信號CKl輸入至第一輸入端子21，第二時鐘信號CK2輸入至第二輸入端子22，第三時鐘信號CK3輸入至第三輸入端子23，起始脈沖輸入至第四輸入端子24， 后級信號0UTC3)輸入至第五輸入端子25，從第一輸出端子沈輸出第一輸出信號OUT(I) (SR)，且從第二輸出端子27輸出第二輸出信號OUT(I)。請注意薄膜晶體管是具有至少柵極、漏極、源極這三個端子的元件。薄膜晶體管具有在其中在與柵極重疊的區(qū)域中形成有溝道區(qū)域的半導(dǎo)體，且通過溝道區(qū)域流動在漏極與源極之間的電流能通過控制柵極的電位來控制。此處，由于取決于薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等薄膜晶體管的源極及漏極可交換，所以難以確定哪個是源極及哪個是漏扱。因此，在一些情況下，作為源極或漏極起作用的區(qū)域并不被稱為源極或漏扱。在那種情況下，例如， 這樣的區(qū)域可被稱作第一端子及第ニ端子。此處，圖21B是圖21A中圖示的包含多個脈沖輸出電路的移位寄存器的時序圖。請注意當(dāng)掃描線驅(qū)動器電路中包含移位寄存器吋，圖21B中的期間61及期間62分別對應(yīng)于垂直回掃期間及柵極選擇期間。請注意如圖21A圖示的，通過設(shè)置將第二電源電位VCC施加至其柵極的第九晶體管39，在自舉操作之前或之后獲取以下描述的優(yōu)點。不使用對其柵極供給第二電源電位VCC的第九晶體管39，如果結(jié)點A的電位通過自舉操作而升高，第一晶體管31的第二端子即源極的電位增加至高于第一電源電位VDD的值。接著，第一晶體管31的源極切換至第一端子，即電源線51側(cè)上的端子。因此，在第一晶體管31中，施加大的偏置電壓且因此在柵極與源極之間以及柵極與漏極之間施加顯著的壓力，這能引起晶體管的劣化。通過設(shè)置對其柵極供給第二電源電位VCC的第九晶體管39，結(jié)點A的電位通過自舉操作而升高，但是能防止第一晶體管31的第二端子的電位的增加。換句話說，通過設(shè)置第九晶體管39，能減小施加至第一晶體管31的柵極與源極之間的負(fù)偏置電壓。因此，用本實施例的電路配置，能減小施加至第一晶體管31的柵極與源極之間的負(fù)偏置電壓，從而能進(jìn)一步抑制由于壓力的第一晶體管31的劣化。請注意設(shè)置第九晶體管39，以便通過其第一端子及第二端子被連接在第一晶體管 31的第二端子與第三晶體管33的柵極之間。當(dāng)使用本實施例中描述的包含多個脈沖輸出電路的移位寄存器時，在比掃描線驅(qū)動器電路具有更多級的信號線驅(qū)動器電路中，可省略第九晶體管39，這能在減小晶體管的數(shù)量上有優(yōu)勢。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體用于第一至第十一晶體管31至41的半導(dǎo)體層時，能減小薄膜晶體管的截止電流，能增加導(dǎo)通電流及場效應(yīng)遷移率，且能降低劣化程度；因此能減小電路中的故障。與使用非晶硅形成的晶體管相比，使用氧化物半導(dǎo)體形成的晶體管的由將高電位施加至柵極電極引起的劣化程度較小。因此，即使當(dāng)將第一電源電位VDD供給至供給第二電源電位VCC的電源線時，也能進(jìn)行相似的操作，且能減小電路中設(shè)置的電源線的數(shù)量，從而電路能小型化。請注意即使改變布線連接以便從第三輸入端子23施加至第七晶體管37的柵極電極的時鐘信號以及從第二輸入端子22施加至第八晶體管38的柵極電極的時鐘信號分別是從第二輸入端子22施加至第七晶體管37的柵極電極的時鐘信號以及從第三輸入端子23 施加至第八晶體管38的柵極電極的時鐘信號，也能獲取相似的效果。此時，在圖21A中圖示的移位寄存器中，在使第七晶體管37及第八晶體管38都導(dǎo)通之后，使第七晶體管37截止且第八晶體管38仍然導(dǎo)通，然后第七晶體管37仍然截止且使第八晶體管38截止。因此，因為第七晶體管37的柵極電極的電位的降低以及第八晶體管38的柵極電極的電位的降低，所以由第二輸入端子22及第三輸入端子23的電位的降低引起的結(jié)點B的電位的降低發(fā)生兩次。另一方面，當(dāng)圖21A中圖示的移位寄存器中的第七晶體管37及第八晶體管38 的狀態(tài)變化以便第七晶體管37及第八晶體管38兩者導(dǎo)通、接著第七晶體管37導(dǎo)通且第八晶體管38截止、然后第七晶體管37及第八晶體管38截止時，能將由第二輸入端子22及第三輸入端子23的電位的降低引起的結(jié)點B的電位降低的數(shù)量減小至一次，這由第八晶體管 38的柵極電極的電位的降低而引起。因此，優(yōu)選在其中將時鐘信號CK3從第三輸入端子23 供給至第七晶體管37的柵極電極且將時鐘信號CK2從第二輸入端子22供給至第八晶體管 38的柵極電極的連接關(guān)系。這是因為能減小結(jié)點B的電位的變化的次數(shù)，由此能減小噪聲。以此方式，在其期間第一輸出端子沈及第二輸出端子27的電位保持為L電平的期間，H電平信號總是供給至結(jié)點B ；因此，能抑制脈沖輸出電路的故障。本實施例能與任何其他實施例描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例7)當(dāng)制造薄膜晶體管并用于像素部分并且還用于驅(qū)動器電路時，能制造具有顯示功能的半導(dǎo)體器件(也被稱作顯示器件)。而且，當(dāng)在相同襯底上形成驅(qū)動器電路的一部分或整個驅(qū)動器電路作為像素部分時，能獲取面板上系統(tǒng)。顯示器件包含顯示元件。作為顯示元件，能使用液晶元件(也被稱作液晶顯示元件)或發(fā)光元件(也被稱作發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件在其范疇中包含其亮度受電流或電壓控制的元件，具體地包含無機電致發(fā)光(EL)元件、有機EL元件等。而且，能使用其對比度由電作用改變的顯示介質(zhì)諸如電子墨。將包含在其中密封有顯示元件的面板，以及在其中包含控制器的IC等模塊的顯示器件裝配在面板上。在顯示器件的制造過程中，顯示器件與元件襯底的顯示元件完成之前的一個實施例相關(guān)，且元件襯底配備有將電流供給至多個像素的每一個中的顯示元件的裝置。具體地，元件襯底可處于僅顯示元件的像素電極(也被稱作像素電極層)形成之后的狀態(tài)，待成為像素電極的導(dǎo)電膜形成之后且蝕刻導(dǎo)電膜以形成像素電極之前的狀態(tài)，或者任一其他狀態(tài)。請注意在本說明書中的顯示器件是指圖像顯示器件、顯示器件或光源(包含發(fā)光器件)。而且，顯示器件在其范疇中也包含下列模塊在其中將連接器諸如柔性印刷電路 (FPC)、帶式自動接合(TAB)帶或帶式載體封裝件(TCP)附接至發(fā)光器件的模塊；具有在其末端配備有印刷布線板的TAB帶或TCP的模塊；以及在其中集成電路(IC)通過玻璃上芯片 (COG)法直接裝配于顯示元件上的模塊。參照圖14A1、14A2及14B描述半導(dǎo)體器件的一個實施例的液晶顯示器面板的外觀及截面。圖14A1及14A2各是在其中用密封劑4005將薄膜晶體管4010及4011以及液晶元件4013密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間的面板的平面圖。圖14B是沿著圖 14A1及14A2的線M-N的截面圖。以圍繞設(shè)置于第一襯底4001上的像素部分4002及掃描線驅(qū)動器電路4004的方式設(shè)置密封劑4005。第二襯底4006設(shè)置于像素部分4002及掃描線驅(qū)動器電路4004上。 因此，通過第一襯底4001、密封劑4005及第二襯底4006將像素部分4002及掃描線驅(qū)動器電路4004與液晶層4008 —起密封。在單獨準(zhǔn)備的襯底上使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的信號線驅(qū)動器電路4003裝配于第一襯底4001上的與由密封劑4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域。請注意對于單獨地形成的驅(qū)動器電路的連接方法沒有特別限制，能使COG法、引線接合法、TAB法等。圖14A1圖示通過COG法裝配信號線驅(qū)動器電路4003的一個例子，以及圖14A2圖示通過TAB法裝配信號線驅(qū)動器電路4003的一個例子。設(shè)置于第一襯底4001上的像素部分4002及掃描線驅(qū)動器電路4004各包含多個薄膜晶體管。圖14B作為一個例子圖示出像素部分4002中包含的薄膜晶體管4010及掃描線驅(qū)動器電路4004中包含的薄膜晶體管4011。絕緣層4041、4020、4042及4021設(shè)置于薄膜晶體管4010及4011上。另外，絕緣層4043設(shè)置于第一襯底4001上，以及絕緣層4044 及絕緣層4045設(shè)置于薄膜晶體管的柵極電極層上。源極布線4046設(shè)置于絕緣層4020上且通過在絕緣層4020及絕緣層4041形成的接觸孔連接至薄膜晶體管4010的源極電極或漏極電極。作為薄膜晶體管4010及4011，能使用實施例1至4的任一個中描述的包含氧化物半導(dǎo)體層的高度可靠的薄膜晶體管。在本實施例中，薄膜晶體管4010及4011為η溝道薄膜晶體管。導(dǎo)電層4040設(shè)置于絕緣層4021上，其與用于驅(qū)動器電路的薄膜晶體管4011中的氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊。導(dǎo)電層4040設(shè)置于與氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊的位置，由此能減小BT測試之前及之后的薄膜晶體管4011的閾值電壓的偏移量。導(dǎo)電層4040的電位可與薄膜晶體管4011的柵極電極層的電位相同或不同。導(dǎo)電層4040也能作為第二柵極電極層起作用。備選地，導(dǎo)電層4040的電位可為GND或0V，或者導(dǎo)電層4040 可處于浮動狀態(tài)。請注意依照實施例2中描述的エ序制造的薄膜晶體管包含高度純化的氧化物半導(dǎo)體層。具體地，為了防止雜質(zhì)(例如，氫原子、包含氫原子的化合物諸如H2O,或包含碳原子的化合物)的進(jìn)入，在形成氧化物半導(dǎo)體層的同吋，用低溫泵等進(jìn)行排氣。另外，氧化物半導(dǎo)體層在其形成之后，經(jīng)受用于脫水或脫氫的熱處理。而且，氧化物絕緣膜形成于形成有所謂的薄膜晶體管的背部溝道的區(qū)域中，由此將雜質(zhì)從氧化物半導(dǎo)體層移動到氧化物絕緣膜。此外，通過在與溝道形成區(qū)重疊的位置處設(shè)置導(dǎo)電層4040，將薄膜晶體管從靜電屏蔽。當(dāng)薄膜晶體管被從靜電屏蔽時，能減小由于靜電的載流子的數(shù)量。當(dāng)氧化物半導(dǎo)體層高度純化且從靜電屏蔽吋，能減小氧化物半導(dǎo)體層的載流子密度。例如，能將氧化物半導(dǎo)體層的載流子密度抑制至IX IO1Vcm3或更低。以此方式，通過將具有被抑制的載流子密度的氧化物半導(dǎo)體層用于薄膜晶體管，晶體管能具有小的截止電流(I。ff)。此外，通過將其截止電流(I。ff)被抑制的薄膜晶體管應(yīng)用于顯示器件，顯示器件能具有低的功率消耗。液晶元件4013中所包含的像素電極層4030電連接至薄膜晶體管4010。在第二襯底4006上形成液晶元件4013的對電極(counter electrode)層4031。像素電極層4030、 對電極層4031及液晶層4008彼此重疊的部分對應(yīng)于液晶元件4013。請注意在像素電極層4030及對電極層4031分別配備有絕緣層4032及絕緣層4033，其每ー個作為取向膜起作用。液晶層4008隔著絕緣層4032及4033被夾在像素電極層4030與對電極層4031之間。請注意作為第一襯底4001及第ニ襯底4006，能使用透光村底，且能使用玻璃、陶瓷或塑料。作為塑料，能使用纖維玻璃增強塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。隔離件4035是通過選擇性地蝕刻絕緣膜而獲取的柱狀隔離件，且為了控制像素電極層4030與對電極層4031之間的距離(単元間隙)而設(shè)置。請注意球形隔離件可用作隔離件4035。對電極層4031電連接至設(shè)置在與薄膜晶體管4010相同村底上的公共電位線。通過使用公共連接部分，對電極層4031能通過設(shè)置于ー對襯底之間的導(dǎo)電粒子電連接至公共電位線。請注意導(dǎo)電粒子包含于密封劑4005中。備選地，可使用不一定需要取向膜的展示藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相的ー個，當(dāng)膽甾液晶的溫度升高吋，其產(chǎn)生于膽留相即將變?yōu)榫|(zhì)相之前。由于藍(lán)相產(chǎn)生于狹窄的溫度范圍，為了改善溫度范圍而將包含5重量％或者更多的手性試劑的液晶組合物用于液晶層 4008。包含展示藍(lán)相的液晶及手性試劑的液晶組合物具有Imsec或更小的短響應(yīng)時間，具有光學(xué)均質(zhì)性，使得不需要取向處理，且具有小的觀察角度依賴性。除了透射式液晶顯示器件以外，本發(fā)明的實施例也能應(yīng)用于半透半反式液晶顯示器件。描述在其中將起偏振片設(shè)置于襯底的外表面(在觀察者側(cè))、且將用于顯示元件的著色層(濾色器)及電極層設(shè)置于襯底的內(nèi)表面上的按照該順序設(shè)置的液晶顯示器件的 ー個例子；然而，起偏振片可設(shè)置于襯底的內(nèi)表面上。起偏振片及著色層的疊層結(jié)構(gòu)不限于本實施例且可依照起偏振片及著色層的材料或制造ェ序的條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。
在薄膜晶體管4010及4011上，絕緣層4041形成為與包含溝道形成區(qū)的半導(dǎo)體層接觸的保護絕緣膜。例如，可使用與實施例1及2中描述的絕緣層208的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層4041。此處，通過濺射法以與實施例1及2的方式相似的方式形成氧化硅膜作為絕緣層4041。為了減小薄膜晶體管的表面粗糙度，在絕緣層4020上形成作為平面化絕緣膜起作用的絕緣層4021。作為絕緣層4021，能使用具有耐熱性的有機材料諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧。除了這樣的有機材料以外，也能使用低介電常數(shù)材料(低 k材料)、硅氧烷基樹脂、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)，等。請注意可通過層疊使用任意這些材料形成的多個絕緣膜而形成絕緣層4021。請注意硅氧烷基樹脂是以硅氧烷基材料作為起始材料且具有Si-O-Si鍵的樹脂。 硅氧烷基樹脂可包含有機基(例如，烷基或芳基)或氟代基作為取代基。有機基可包含氟代基。對用于形成絕緣層4021的方法沒有特別限制，并且取決于材料能通過濺射法、 SOG法，旋涂、浸漬、噴涂、液滴排出法(諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷或膠印)，或用工具諸如刮刀、 輥涂機、幕涂機或刮刀涂布機形成絕緣層4021。當(dāng)絕緣層4021的烘烤步驟也起到半導(dǎo)體層的退火步驟的作用時，能高效率地制造半導(dǎo)體器件。能使用透光導(dǎo)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(以下稱作ΙΤ0)、氧化銦鋅或加入了氧化硅的氧化銦錫來形成像素電極層4030及對電極層4031。包含導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電組合物(也被稱作導(dǎo)電聚合物)能用于像素電極層4030 及對電極層4031。使用導(dǎo)電組合物形成的像素電極優(yōu)選具有10000歐姆每方塊或更小的片電阻且在550nm的波長具有70%或更高的透光率。而且，優(yōu)選導(dǎo)電組合物中所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率為0. 1 Ω · cm或更低。作為導(dǎo)電高分子，能使用所謂的η -電子共軛導(dǎo)電聚合物。例如，能使用聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或兩種或者更多種它們的共聚物。將信號及電位的變化從FPC 4018供給至單獨地形成的信號線驅(qū)動器電路4003、 以及掃描線驅(qū)動器電路4004或像素部分4002。從與液晶元件4013中所包含的像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成連接端子電極 4015，且從與薄膜晶體管4010及4011的源極電極層及漏極電極層相同的導(dǎo)電膜形成端子電極4016。連接端子電極4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接至FPC 4018中所包含的端子。圖14A1、14A2及14B圖示出在其中信號線驅(qū)動器電路4003單獨地形成且裝配于第一襯底4001上的一個例子；然而，本實施例不限于此結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動器電路可單獨地形成然后裝配，或僅一部分信號線驅(qū)動器電路或一部分掃描線驅(qū)動器電路可單獨地形成然后裝配。圖23圖示出使用依照本說明書中公開的制造方法制造的TFT襯底沈00來形成液晶顯示器模塊作為半導(dǎo)體器件的一個例子。圖23圖示液晶顯示器模塊的一個例子，在其中用密封劑沈02將TFT襯底沈00及對襯底(counter substrate) 2601彼此結(jié)合，且在襯底之間設(shè)置包含TFT等的像素部分沈03、包含液晶層的顯示元件沈04以及著色層沈05以形成顯示區(qū)域。需要著色層沈05以進(jìn)行彩色顯示。在RGB系統(tǒng)的情況下，為各像素提供分別對應(yīng)于紅、綠及藍(lán)的顏色的各著色層。起偏振片2606及沈07以及擴散片沈13設(shè)置于TFT襯底沈00及對襯底沈01之外。光源包含冷陰極板2610及反射片沈11。電路板沈12通過柔性布線板沈09連接至TFT襯底 2600的布線電路部分沈08且包含外電路諸如控制電路或電源電路。起偏振片及液晶層可層疊且在其間放入延遲片(retardation plate)。扭轉(zhuǎn)向列(TN)模式、共面轉(zhuǎn)換(IPS)模式、邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)模式、多疇垂直取向(MVA)模式、圖案垂直取向(PVA)模式、軸對稱取向微單元(ASM)模式、光學(xué)補償雙折射 (OCB)模式、鐵電液晶(FLC)模式、反鐵電液晶(AFLC)模式等能用于液晶顯示器模塊。通過上述エ序，能制造高度可靠的液晶顯示器面板作為半導(dǎo)體器件。通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件制造上述液晶顯示器件，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的増加。因此，能實現(xiàn)上述液晶顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此液晶顯示器件能具有大尺寸的屏幕或高清晰度屏幕。本實施例能與任何其他實施例中描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例8)在本實施例中，描述電子紙的ー個例子作為半導(dǎo)體器件的一個實施例。實施例1的薄膜晶體管可用于在其中電子墨由電連接至開關(guān)元件的元件驅(qū)動的電子紙。電子紙也被稱作電泳顯示器件(電泳顯示器)且優(yōu)點在干，其具有與普通紙相同水平的可讀性，其具有比其他顯示器件更低的功率消耗，且能將其做得薄且重量輕。電泳顯示器能具有各種模式。電泳顯示器包含分散在溶劑或溶質(zhì)中的多個微囊， 且每ー個微囊包含帶正電荷的第一粒子及帶負(fù)電荷的第二粒子。通過將電場施加至微囊， 微囊中的粒子在相反的方向移動且僅顯示聚集在ー側(cè)的粒子的顏色。請注意第一粒子及第 ニ粒子各包含色素且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子及第ニ粒子具有不同顏色(其也可為無色的)。因此，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應(yīng)的顯示器，通過介電電泳效應(yīng)具有高介電常數(shù)的物質(zhì)移動至高電場區(qū)域。在其中將上述微囊分散于溶劑中的溶液稱為電子墨。能將此電子墨印刷在玻璃、 塑料、布、紙等的表面上。而且，通過使用濾色器或具有色素的粒子，還能實現(xiàn)彩色顯示。此外，如果多個上述微囊以放在兩個電極之間的方式在有源矩陣襯底上適當(dāng)?shù)嘏帕?，能完成有源矩陣顯示器件且通過將電場施加至微囊來進(jìn)行顯示。例如，能使用通過實施例1中描述的薄膜晶體管而獲取的有源矩陣襯底。請注意微囊中的第一粒子及第ニ粒子可使用選自導(dǎo)電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料及磁泳材料的單個材料形成，或者使用任意這些材料的復(fù)合材料形成。圖22圖示有源矩陣電子紙作為半導(dǎo)體器件的ー個例子。用于半導(dǎo)體器件的薄膜晶體管581能以與實施例1及2中描述的薄膜晶體管的方式相似的方式制造，且為包含氧化物半導(dǎo)體層的高度可靠的薄膜晶體管。
圖22中的電子紙是使用扭轉(zhuǎn)球顯示器系統(tǒng)的顯示器件的一個例子。扭轉(zhuǎn)球顯示器系統(tǒng)涉及在其中將每一個著色為黑色及白色的球形粒子排列在用于顯示元件的電極層的第一電極層與第二電極層之間的方法，且在第一電極層與第二電極層之間產(chǎn)生電位差以控制球形粒子的定向，從而進(jìn)行顯示。形成于襯底580上的薄膜晶體管581是具有底部柵極結(jié)構(gòu)且用與半導(dǎo)體層接觸的絕緣層583覆蓋的薄膜晶體管。在襯底580上形成有絕緣層591，在薄膜晶體管的柵極電極層上形成有絕緣層592及絕緣層582，在絕緣層583上形成有絕緣層597及絕緣層598。 另外，源極布線599a及源極布線599b形成于絕緣層583上，且通過在絕緣層583及絕緣層 597中形成的接觸孔連接至薄膜晶體管581的源極電極或漏極電極。薄膜晶體管581的源極電極層或漏極電極層通過形成于絕緣層585中的開口與第一電極層587接觸，由此薄膜晶體管581電連接至第一電極層587。球形粒子589設(shè)置于在襯底596上形成的第一電極層587與第二電極層588之間。各個球形粒子589包含黑色區(qū)域590a、白色區(qū)域590b以及黑色區(qū)域590a與白色區(qū)域590b周圍的填充有液體的空腔594。球形粒子589周圍的空間由填充物595諸如樹脂(參照圖2 填充。第一電極層587對應(yīng)于像素電極，且第二電極層588對應(yīng)于公共電極。第二電極層588電連接至設(shè)置于與薄膜晶體管581相同的襯底上的公共電位線。通過使用公共連接部分，能通過設(shè)置于一對襯底之間的導(dǎo)電粒子將第二電極層588電連接至公共電位線。能使用電泳元件代替扭轉(zhuǎn)球。使用有大約IOmm至200mm的直徑的在其中封裝有透明液體、帶正電荷的白色微粒以及帶負(fù)電荷的黑色微粒的微囊。在設(shè)置于第一電極層與第二電極層之間的微囊中，當(dāng)將電場施加至第一電極層與第二電極層之間時，白色微粒及黑色微粒移動至彼此的相反側(cè)，從而能顯示白色或黑色。使用此原理的顯示元件為電泳顯示元件且通常稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件更高的反射率，且因此，不不一定需要輔助光，能使功率消耗較低，且即使在昏暗的環(huán)境中也能識別顯示部分。此外，即使沒有將電力施加至顯示部分，能維持曾經(jīng)顯示過的圖像。因此，即使具有顯示功能(其可被簡稱作配備有顯示器件的顯示器件或半導(dǎo)體器件)的半導(dǎo)體器件從電波源分離，也能存儲顯示的圖像。通過上述過程，能制造高度可靠的電子紙作為半導(dǎo)體器件。在使用實施例1至3中描述的任一用于制造薄膜晶體管的方法來制造上述電子紙的像素部分中的薄膜晶體管的情況下，能抑制由于各像素的薄膜晶體管的閾值電壓中的變動引起的顯示不均勻。通過使用實施例1至5中描述的顯示器件來制造上述電子紙，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料來形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的增加。因此，能實現(xiàn)上述電子紙的高速操作及低功率消耗，且因此電子紙能具有大尺寸屏幕或高清晰度屏幕。本實施例能與任何其他實施例中描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例9)描述發(fā)光顯示器件作為半導(dǎo)體器件的一個例子。作為顯示器件中所包含的顯示元件，在此處描述利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。根據(jù)發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物，對利用電致發(fā)光的發(fā)光元件進(jìn)行分類。一般而言，前者被稱作有機EL元件且后者被稱作無機 EL元件。
在有機EL元件中，通過將電壓施加至發(fā)光元件，電子及空穴從ー對電極單獨地注入至包含發(fā)光有機化合物的層，且流過電流。接著，載流子(電子及空穴)復(fù)合，從而激發(fā)發(fā)光有機化合物。發(fā)光有機化合物從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)，從而發(fā)光。由于這樣的機制，此發(fā)光元件被稱作電流激勵發(fā)光元件。 根據(jù)其元件結(jié)構(gòu)將無機EL元件分類為分散型無機EL元件及薄膜無機EL元件。分散型無機EL元件具有發(fā)光材料的粒子分散于粘合劑的發(fā)光層，且其光發(fā)射機制為利用施主能級及受主能級的施主-受主復(fù)合型發(fā)光。薄膜無機EL元件具有將發(fā)光層夾在介電層之間且介電層進(jìn)一歩夾在電極之間的結(jié)構(gòu)，且其發(fā)光機制是利用金屬離子的內(nèi)電子層電子的躍遷的局部型發(fā)光。請注意此處使用有機EL元件作為發(fā)光元件進(jìn)行描述。圖16圖示像素配置的一個例子作為半導(dǎo)體器件的ー個例子，其能通過數(shù)字時間灰度級(digital time grayscale)方法驅(qū)動。描述能通過數(shù)字時間灰度級方法驅(qū)動的像素的配置及操作。此處描述在其中ー個像素包含兩個在溝道形成區(qū)中使用氧化物半導(dǎo)體層的η溝道晶體管的ー個例子。像素6400包含開關(guān)晶體管6401、發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402、發(fā)光元件6404以及電容器6403。開關(guān)晶體管6401的柵極連接至掃描線6406，開關(guān)晶體管6401的第一電極 (源極電極及漏極電極的ー個)連接至信號線6405，以及開關(guān)晶體管6401的第二電極(源極電極及漏極電極的另ー個)連接至發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極。發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極通過電容器6403連接至電源線6407，發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的第一電極連接至電源線6407，以及發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的第二電極連接至發(fā)光元件6404的第一電極(像素電極)。發(fā)光元件6404的第二電極對應(yīng)于公共電極6408。公共電極6408 電連接至形成于相同村底上的公共電位線。請注意將發(fā)光元件6404的第二電極(公共電極6408)設(shè)定為低電源電位。當(dāng)高電源電位為參考吋，低電源電位低于供給至電源線6407的高電源電位。例如，可將GND及 OV設(shè)定為低電源電位。將高電源電位與低電源電位之間的電位差施加至發(fā)光元件6404，從而電流流過發(fā)光元件6404，由此發(fā)光元件6404發(fā)光。因此，設(shè)定各電位從而高電源電位與低電源電位之間的電位差大于或等于發(fā)光元件6404的正向閾值電壓。當(dāng)使用發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極電容作為電容器6403的替代吋，可省略電容器6403。發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極電容可形成于溝道區(qū)域與柵極電極之間。此處，在使用電壓輸入電壓驅(qū)動方法的情況下，將視頻信號輸入至發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極，從而使發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402充分地導(dǎo)通或截止。S卩，發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402操作于線性區(qū)域，且因此將高于電源線6407的電壓的電壓施加至發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極電扱。請注意將高于或等于(電源線電壓+發(fā)光元件驅(qū)動晶體管 6402的Vth)的電壓施加至信號線6405。在使用模擬灰度級方法來代替數(shù)字時間灰度級方法的情況下，通過以不同方式輸入信號，能使用與圖16中相同的像素配置。在使用模擬灰度級方法的情況下，將高于或等于(發(fā)光元件6404的正向電壓+發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的Vth)的電壓施加至發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極電扱。發(fā)光元件6404的正向電壓是指在此獲取所希望的亮度的電壓，且包含至少正向閾值電壓。通過輸入視頻信號以使發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402操作于飽和區(qū)域內(nèi)，能將電流施加至發(fā)光元件6404。為使發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402能操作于飽和區(qū)域中，設(shè)定電源線6407的電位高于發(fā)光元件驅(qū)動晶體管6402的柵極電位。由于視頻信號為模擬信號，根據(jù)視頻信號的電流流入發(fā)光元件6404，且能進(jìn)行模擬灰度級驅(qū)動。請注意，像素配置不限于圖16中圖示的。例如，圖16中圖示的像素還能包含開關(guān)、 電阻器、電容器、晶體管、邏輯電路等。接著，參照圖17A至17C描述發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。此處，通過以η溝道驅(qū)動器TFT作為一個例子描述像素的截面結(jié)構(gòu)。用于圖17Α至17C圖示的半導(dǎo)體器件的發(fā)光元件驅(qū)動 TFT 7001、7011及7021能以實施例1及2中描述的薄膜晶體管的方式相似的方式制造且為各包含氧化物半導(dǎo)體層的高度可靠的薄膜晶體管。為了從發(fā)光元件取出發(fā)射的光，要求陽極及陰極的至少一個透射光。在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件。發(fā)光元件可具有在其中光發(fā)射從與襯底相反的表面取出的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)；在其中光發(fā)射從襯底側(cè)的表面取出的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)；或在其中通過與襯底相反的表面及襯底側(cè)的表面取出光發(fā)射的雙發(fā)射結(jié)構(gòu)。像素配置能應(yīng)用于具有任意這些發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。參照圖17Α描述具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖17Α是發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011是η溝道TFT且光從發(fā)光元件7012發(fā)射至陰極 7013側(cè)的情況下的像素的截面圖。在圖17Α中，發(fā)光元件7012的陰極7013形成于電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011的透光導(dǎo)電膜7017上，且EL層7014及陽極7015按照該順序在陰極7013上層疊。另外，絕緣層7031形成于襯底上，絕緣層7032及絕緣層7036形成于發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011的柵極電極層上，以及絕緣層7037、7038及7039形成于發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011的源極電極層及漏極電極層上。源極布線7018a及源極布線7018b形成于絕緣層7038上且通過形成于絕緣層7037及絕緣層7038中的接觸孔連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011的源極電極層。請注意透光導(dǎo)電膜7017通過形成于絕緣層7037、7038及7039的接觸孔電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7011的漏極電極。作為透光導(dǎo)電膜7017，能使用透光導(dǎo)電膜諸如下列的膜，S卩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(以下稱作ΙΤ0)、氧化銦鋅、或加入了氧化硅的氧化銦錫。能使用各種材料形成陰極7013，且優(yōu)選具有低的功函數(shù)的材料，例如，堿金屬諸如 Li或Cs，堿土金屬諸如Mg、Ca或Sr，包含任意這些(諸如Mg: Ag或Al Li)的合金，稀土金屬諸如 或Er等。在圖17A中，陰極7013的厚度大約為透射光的厚度(優(yōu)選大約5nm至 30nm)。例如，具有20nm的厚度的鋁膜用于陰極7013。請注意可層疊并選擇性地蝕刻透光導(dǎo)電膜及鋁膜以形成透光導(dǎo)電膜7017及陰極 7013 ；在此情況下，能優(yōu)選使用相同的掩模進(jìn)行蝕刻。陰極7013的外圍部分由隔壁7019覆蓋。使用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、環(huán)氧等有機樹脂膜；無機絕緣膜；或有機聚硅氧烷來形成隔壁7019。特別優(yōu)選使用光敏樹脂材料將隔壁7019形成為在陰極7013上具有開口，從而開口的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜表面。在光敏樹脂材料用于隔壁7019的情況下，可省略形成抗蝕劑掩模的步驟。形成于陰極7013及隔壁7019上的EL層7014可形成為單層或?qū)盈B多個層。當(dāng)EL 層7014形成為多個層時，在陰極7013上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。請注意并不需要設(shè)置所有的這些層。層疊順序不限于上述層疊順序，且可在陰極7013將空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層及電子注入層按照該順序?qū)盈B。然而，當(dāng)比較功率消耗吋，由于較低的功率消耗，所以優(yōu)選在陰極7013上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。對于形成于EL層7014上的陽極7015，能使用各種材料，且優(yōu)選使用例如具有高的功函數(shù)的材料諸如氮化鈦、ZrN、Ti、W、Ni、Pt或Cr ；或透光導(dǎo)電材料諸如ΙΤ0、ΙΖ0(氧化銅氧化鋅)或&10。對于陽極7015上的遮光膜7016，例如，使用遮光的金屬、反射光的金屬等。在本實施例中，ITO膜用于陽極7015，且Ti膜用于遮光膜7016。發(fā)光元件7012對應(yīng)于EL層7014被夾在陰極7013與陽極7015之間的區(qū)域。在圖17A中圖示的元件結(jié)構(gòu)的情況下，如箭頭指示那樣，光從發(fā)光元件7012發(fā)射至陰極7013 側(cè)。請注意在圖17A中圖示出在其中透光導(dǎo)電膜用作柵極電極層的ー個例子，且光從發(fā)光元件7012通過濾色器層7033發(fā)射。通過液滴排出法諸如噴墨法、印刷法、使用光刻技術(shù)的蝕刻法等形成濾色器層 7033。用外涂層7034覆蓋濾色器層7033，且還用保護絕緣層7035覆蓋。請注意在圖17A 中圖示出具有較薄的厚度的外涂層7034 ；然而，外涂層7034具有使有由于濾色器層7033 的不均勻的表面平面化的功能。在與隔壁7019重疊的位置中設(shè)置接觸孔，接觸孔形成于保護絕緣層7035、外涂層 7034以及絕緣層7037、7038及7039中且到達(dá)漏極電極層。在圖17A中，到達(dá)漏極電極層 7030的接觸孔與隔壁7019彼此重疊，由此能改善孔徑比。接著，參照圖17B描述具有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖17B中，在電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7021的透光導(dǎo)電膜7027上形成發(fā)光元件7022的陰極7023，且在陰極7023上將按照該順序?qū)盈BEL層70M及陽極7025按照該順序?qū)盈B。另外，在襯底上形成絕緣層7041，在發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7021的柵極電極層上形成絕緣層7042及絕緣層7046，以及在發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7021的源極電極層及漏極電極層上形成絕緣層7047、7048及7049。源極布線7028a及源極布線7028b形成于絕緣層7048 上且通過形成于絕緣層7047及絕緣層7048中的接觸孔連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7021的源極電極層。請注意透光導(dǎo)電膜7027通過形成于絕緣層7047、7048及7049中的接觸孔電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7021的漏極電極層。對于透光導(dǎo)電膜7027，能使用下列的透光導(dǎo)電膜，即包含氧化鎢的氧化銅、包含氧化鎢的氧化銅鋅、包含氧化鈦的氧化銅、包含氧化鈦的氧化銅錫，氧化銅錫(以下稱作 ITO)、氧化銅鋅、加入了氧化硅的氧化銅錫等。能使用多種材料形成陰極7023，且優(yōu)選具有低的功函數(shù)的材料，例如，堿金屬諸如 Li或Cs ；堿土金屬諸如Mg、Ca或Sr ；或包含任意這些的合金(諸如Mg: Ag或Al Li)；稀土金屬諸如％或Er;等。在本實施例中，陰極7023的厚度是大約透射光的厚度(優(yōu)選大約 5nm至30歷)。例如，具有20nm的厚度的鋁膜用于陰極7023。請注意可層疊且選擇性地蝕刻透光導(dǎo)電膜及鋁膜以形成透光導(dǎo)電膜7027及陰極7023。在此情況下，優(yōu)選能使用相同的掩模來進(jìn)行蝕刻。陰極7023的外圍部分由隔壁70 覆蓋。使用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、環(huán)氧等的有機樹脂膜；無機絕緣膜；或有機聚硅氧烷形成隔壁7(^9。特別優(yōu)選使用光敏樹脂材料將隔壁70 形成為在陰極7023在具有開口，以便開口的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜表面。在光敏樹脂材料用于隔壁70 的情況下，可省略形成抗蝕劑掩模的步驟。在陰極7023上形成的EL層70M以及隔壁70 可形成為單層或?qū)盈B的多個層。 當(dāng)EL層70M形成為多個層時，在陰極7023上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。請注意并不需要設(shè)置所有的這些層。層疊順序不限于上述層疊順序，且可在陰極7023上將空穴注入層、空穴輸送層、 發(fā)光層、電子輸送層及電子注入層按照該順序?qū)盈B。然而，當(dāng)比較功率消耗時，由于較低功率消耗，所以優(yōu)選在陰極7023上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。對于形成于EL層70M上的陽極7025，能使用各種材料，且優(yōu)選具有高的功函數(shù)的材料，例如，透光導(dǎo)電材料諸如ITO、IZO或&10。在本實施例中，包含氧化硅的ITO膜用于陽極7025。發(fā)光元件7022對應(yīng)于被夾在陰極7023與陽極7025之間的EL層70M的區(qū)域。 在圖17B中圖示的元件結(jié)構(gòu)的情況下，如箭頭所指示那樣，光從發(fā)光元件7022發(fā)射至陽極 7025側(cè)及陰極7023側(cè)兩者。請注意在圖17B中圖示出在其中透光導(dǎo)電膜用作柵極電極層的一個例子，且光從發(fā)光元件7022通過濾色器層7043發(fā)射至陰極7023側(cè)。通過液滴排出法諸如噴墨法、印刷法、使用光刻技術(shù)的蝕刻法等形成濾色器層 7043。濾色器層7043由外涂層7044覆蓋，且還由保護絕緣層7045覆蓋。在與隔壁70 重疊的位置中設(shè)置接觸孔，接觸孔設(shè)置于保護絕緣層7045、外涂層 7044及絕緣層7047、7048及7049中且到達(dá)漏極電極層。到達(dá)漏極電極層的接觸孔與隔壁 7029彼此重疊，由此陽極7025側(cè)的孔徑比能與陰極7023側(cè)的孔徑比大體上相同。在與隔壁70 重疊的位置設(shè)置接觸孔，接觸孔形成于保護絕緣層7045及絕緣層 7042中，且到達(dá)透光導(dǎo)電膜7027。請注意當(dāng)使用具有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件且在顯示器的兩個表面進(jìn)行全色顯示時，來自陽極7025側(cè)的光不穿過濾色器層7043 ；因此，優(yōu)選配備有另一個濾色器層的密封襯底設(shè)置于陽極7025上。接著，參照圖17C描述具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖17C是發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001為η溝道TFT且光從發(fā)光元件7002發(fā)射至陽極7005側(cè)的情況下的像素的截面圖。在圖17C中，形成電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001 的發(fā)光元件7002的陰極7003，且在陰極7003上將EL層7004及陽極7005按照該順序?qū)盈B。另外，在襯底上形成絕緣層7051，在發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001的柵極電極層上形成絕緣層7052及絕緣層7056，且在發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001的源極電極層及漏極電極層上形成絕緣層7057、7058及7059。源極布線7008a及源極布線7008b形成于絕緣層7058上且通過形成于絕緣層7057及絕緣層7058中的接觸孔連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001的源極電極層。請注意陰極7003通過形成于絕緣層7057、7058及7059中的接觸孔電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001的漏極電極層。能使用各種材料形成陰極7003，且優(yōu)選具有低的功函數(shù)的材料，例如，堿金屬諸如 Li或Cs ；堿土金屬諸如Mg、Ca或Sr ；包含任意這些的合金(諸如Mg: Ag或Al Li)；稀土金屬諸如Yb或Er ；等。陰極7003的外圍部分由隔壁7009覆蓋。使用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、環(huán)氧等的有機樹脂膜；無機絕緣膜；或有機聚硅氧烷形成隔壁7009。特別優(yōu)選使用光敏樹脂材料將隔壁7009形成為在陰極7003上具有開ロ，從而開ロ的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜表面。在光敏樹脂材料用于隔壁7009的情況下，可省略形成抗蝕劑掩模的步驟。形成于陰極7003上的EL層7004以及隔壁7009可使用單層或?qū)盈B的多個層來形成。當(dāng)使用多個層形成EL層7004吋，在陰極7003上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、 空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。請注意，并不需要設(shè)置所有的這些層。層疊順序不限于上述層疊順序，且可在陰極7003上將空穴注入層、空穴輸送層、 發(fā)光層、電子輸送層及電子注入層按照該順序?qū)盈B。在按照該順序?qū)盈B這些層的情況下，陰極7003作為陽極起作用。在圖17C中，在其中Ti膜、鋁膜及Ti膜按照該順序形成的層疊膜上，將空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層及電子注入層按照該順序?qū)盈B，且在其上形成有Mg:Ag 合金薄膜及ITO膜的疊層。然而，當(dāng)比較功率消耗吋，由于較低功率消耗，所以優(yōu)選在陰極7003上將電子注入層、電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層及空穴注入層按照該順序?qū)盈B。使用透射光的透光導(dǎo)電材料形成陽極7005，且可使用例如這些的透光導(dǎo)電膜，即 包含氧化鎢的氧化銅、包含氧化鎢的氧化銅鋅、包含氧化鈦的氧化銅、包含氧化鈦的氧化銅錫、氧化銅錫、氧化銅鋅、加入了氧化硅的氧化銅錫等。發(fā)光元件7002對應(yīng)于EL層7004被夾在陰極7003與陽極7005之間的區(qū)域。在圖17C中圖示的像素的情況下，如箭頭指示那樣，光從發(fā)光元件7002發(fā)射至陽極7005側(cè)。在圖17C中，發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7001的漏極電極層通過形成于絕緣層7057、7058 及7059中的接觸孔電連接至陰極7003。能使用樹脂材料諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧形成平面化絕緣層7053。除了這樣的樹脂材料之外，也能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)等。請注意能通過層疊使用任意這些材料形成的多個絕緣膜來形成平面化絕緣層7053。對于用于形成平面化絕緣層7053的方法沒有特別限制，且取決于材料能通過方法諸如濺射法、SOG法、 旋涂、浸漬、噴涂、或液滴排出法(諸如噴墨法、絲網(wǎng)印刷或膠印)、或用工具諸如刮刀、輥涂機、幕涂機或刮刀涂布機來形成平面化絕緣層7053。設(shè)置隔壁7009以便隔離陰極7003與鄰接像素的陰極。使用聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、環(huán)氧等的有機樹脂膜；無機絕緣膜；或有機聚硅氧烷形成隔壁7009。特別優(yōu)選使用光敏樹脂材料將隔壁7009形成為在陰極7003上具有開ロ，從而開ロ的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜表面。在光敏樹脂材料用于隔壁7009的情況下，可省略形成抗蝕劑掩模的步
づ水ο在圖17C的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)進(jìn)行全色顯示吋，例如，發(fā)光元件7002用作綠色發(fā)光元件，鄰接的發(fā)光元件的一個用作紅色發(fā)光元件，且另一個用作藍(lán)色發(fā)光元件。備選地，能全色顯示的發(fā)光顯示器件可使用四種發(fā)光元件來制造，其包含白色發(fā)光元件以及三種發(fā)光元件。在圖17C的結(jié)構(gòu)中，能全色顯示的發(fā)光顯示器件可用以下方式制造，即排列的所有多個發(fā)光元件為白色發(fā)光元件且在發(fā)光元件7002上設(shè)置具有濾色器等的密封襯底。形成有展示單個顏色諸如白色的材料且與濾色器或顏色轉(zhuǎn)換層組合，由此能進(jìn)行全色顯示。不必說，可進(jìn)行單色光發(fā)射的顯示。例如，可通過使用白光發(fā)射形成發(fā)光器件，或可通過使用單個彩色光發(fā)射形成背景色發(fā)光器件。如有必要，可設(shè)置光學(xué)膜諸如包含圓偏振片的偏振膜。盡管此處將有機EL元件描述為發(fā)光元件，但也能設(shè)置無機EL元件作為發(fā)光元件。請注意，本例子描述在其中控制電連接至發(fā)光元件的發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(發(fā)光元件驅(qū)動TFT)；然而，可使用在其中用于電流控制的TFT連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 與發(fā)光元件之間的結(jié)構(gòu)。當(dāng)未設(shè)置發(fā)光元件及隔壁時，本發(fā)明的一個實施例也能應(yīng)用于液晶顯示器件。在圖37中描述液晶顯示器件的情況。描述發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061是η溝道TFT的情況。在圖37中，設(shè)置了電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061的透光導(dǎo)電膜7067。另外，絕緣層7071形成于襯底上，絕緣層7072 及絕緣層7076形成于發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061的柵極電極層上，絕緣層7077、7078及7079 形成于發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061的源極電極層及漏極電極層上。源極布線7068a及源極布線 7068b形成于絕緣層7077及7078上，且通過形成于絕緣層7077及絕緣層7078中的接觸孔連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061的源極電極層。透光導(dǎo)電膜7067通過形成于絕緣層7077、 7078及7079中的接觸孔電連接至發(fā)光元件驅(qū)動TFT 7061的漏極電極層。作為透光導(dǎo)電膜7067，能使用下列的透光導(dǎo)電膜，即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(以下稱作 ΙΤ0)、氧化銦鋅、加入了氧化硅的氧化銦錫等。請注意在圖37中，從背光等通過濾色器層7063發(fā)射光。通過液滴排出法諸如噴墨法、印刷法、使用光刻技術(shù)的蝕刻法等形成濾色器層7063。用外涂層7064覆蓋濾色器層7063，且還用保護絕緣層7065覆蓋。請注意在圖37 中圖示出具有較薄的厚度的外涂層7064 ；然而，外涂層7064具有使有由于濾色器層7063 的不均勻的表面平面化的功能。能將在其中液晶層設(shè)置于透光導(dǎo)電膜7067上的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于液晶顯示器件。接著，參照圖15A及15B描述半導(dǎo)體器件的一個實施例的發(fā)光顯示器面板(也被稱作發(fā)光面板)的外觀及截面。圖15A是在其中將形成于第一襯底上的薄膜晶體管及發(fā)光元件用密封劑密封于第一襯底與第二襯底之間的面板的平面圖。圖15B是沿著圖15A的線 H-I的截面圖。設(shè)置密封劑4505以圍繞設(shè)置于第一襯底4501上的像素部分4502、信號線驅(qū)動器電路4503a、信號線驅(qū)動器電路4503b、掃描線驅(qū)動器電路450 及掃描線驅(qū)動器電路 4504b。此外，在像素部分4502、信號線驅(qū)動器電路4503a及4503b，以及掃描線驅(qū)動器電路 450 及4504b上設(shè)置第二襯底4506。因此，通過第一襯底4501、密封劑4505及第二襯底 4506將像素部分4502、信號線驅(qū)動器電路4503a及4503b、以及掃描線驅(qū)動器電路450 及4504b與填充物4507—起密封。優(yōu)選顯示器件如此與具有高的氣密性及小的脫氣的保護膜 (諸如接合膜或紫外線固化樹脂膜)或覆蓋材料封裝(密封)，從而顯示器件不露出至外部空氣。形成于第一襯底4501上的像素部分4502、信號線驅(qū)動器電路4503a及4503b、以及掃描線驅(qū)動器電路450 及4504b各包含多個薄膜晶體管，且圖15B中作為ー個例子圖示出像素部分4502中所包含的薄膜晶體管4510及信號線驅(qū)動器電路4503a中所包含的薄膜晶體管4509。在薄膜晶體管4509及4510上設(shè)置絕緣層4541、4542及4543。在薄膜晶體管4510上設(shè)置絕緣層4544。另外，在第一襯底4501上設(shè)置絕緣層4545，且在薄膜晶體管的柵極電極層上設(shè)置絕緣層4546及絕緣層4547。源極布線4548設(shè)置在絕緣層4542上且通過形成于絕緣層4541及絕緣層4542中的接觸孔連接至薄膜晶體管4510的源極電極層或漏極電極層。作為薄膜晶體管4509及4510，能使用實施例1至3的任ー個中描述的包含氧化物半導(dǎo)體層的高度可靠的薄膜晶體管。在本實施例中，薄膜晶體管4509及4510是η溝道薄膜晶體管。在絕緣層4543上設(shè)置導(dǎo)電層4540，以便與用于驅(qū)動器電路的薄膜晶體管4509的氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊。當(dāng)在與氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊的位置處設(shè)置導(dǎo)電層4540吋，能減小BT測試之前及之后的薄膜晶體管4509的閾值電壓的偏移的量。 導(dǎo)電層4540可具有與薄膜晶體管4509的柵極電極層相同或不同的電位，且能作為第二柵極電極層起作用。導(dǎo)電層4540的電位可為GND或0V，或?qū)щ妼?540可處于浮動狀態(tài)。在薄膜晶體管4509中，絕緣層4541形成為待與包含溝道形成區(qū)的半導(dǎo)體層接觸的保護絕緣膜?？墒褂门c實施例1中描述的絕緣層208的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層4541。此外，為了減小薄膜晶體管的表面粗糙度，用作為平面化絕緣膜起作用的絕緣層4544覆蓋薄膜晶體管4510。此處，通過濺射法以與實施例1中描述的絕緣層208的方式相似的方式形成氧化硅膜作為絕緣層4541。另外，形成絕緣層4544作為平面化絕緣膜?？墒褂门c實施例7中描述的絕緣層 4021的材料及方法相似的材料及方法形成絕緣層4544。此處，將丙烯酸類物質(zhì)用于起到平面化絕緣層的作用的絕緣層4544。參考標(biāo)號4511指代發(fā)光元件，且作為發(fā)光元件4511中所包含的像素電極的第一電極層4517電連接至薄膜晶體管4510的源極電極層或漏極電極層。請注意發(fā)光元件4511 的結(jié)構(gòu)不限于這樣的結(jié)構(gòu)，即第一電極層4517、電致發(fā)光層4512及第ニ電極層4513的疊層結(jié)構(gòu)。取決于光從發(fā)光元件4511取出的方向等，發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)能適當(dāng)?shù)馗淖?。使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧烷形成隔壁4520。特別優(yōu)選使用光敏材料將隔壁4520形成為在第一電極層4517上具有開ロ，以便開ロ的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜表面。電致發(fā)光層4512可形成為單層或?qū)盈B的多個層。為了防止氧、氫、水分、ニ氧化碳等進(jìn)入發(fā)光元件4511，在第二電極層4513及隔壁 4520上形成保護膜。作為保護膜，能形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。將多種信號及電位從FPC 4518a及FPC 4518b供給至信號線驅(qū)動器電路4503a及 4503b、掃描線驅(qū)動器電路450 及4504b、或像素部分4502。
從與發(fā)光元件4511中包含的第一電極層4517相同的導(dǎo)電膜形成連接端子電極 4515，且從薄膜晶體管4509及4510中包含的源極電極層及漏極電極層相同的導(dǎo)電膜形成端子電極4516。連接端子電極4515通過各向異性導(dǎo)電膜4519電連接至FPC 4518a的端子。位于光從發(fā)光元件4511取出的方向上的第二襯底需要具有透光性質(zhì)。在那種情況下，使用透光材料諸如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸膜。作為填充物4507，除了惰性氣體諸如氮或氬以外，能使用紫外線固化樹脂或熱固性樹脂。例如，能使用聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或乙烯-醋酸乙烯(EVA)。例如，氮可用于填充物。如果需要，可在發(fā)光元件的發(fā)光表面上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置光學(xué)膜諸如起偏振片、圓偏振片(包含橢圓偏振片)、延遲片(四分之一波片或半波片)或濾色器。而且，起偏振片或圓偏振片可配備有防反射膜。例如，能進(jìn)行防眩光處理，通過其能由表面上的凸出及凹陷部擴散反射的光，以便減小眩光?？裳b配信號線驅(qū)動器電路4503a及4503b以及掃描線驅(qū)動器電路450 及4504b 作為使用單獨準(zhǔn)備的襯底上的單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動器電路。備選地， 僅信號線驅(qū)動器電路或其一部分，或者僅掃描線驅(qū)動器電路或其一部分可單獨地形成及裝配。本實施例不限于圖15A及15B中圖示的結(jié)構(gòu)。通過上述過程，能制造高度可靠的發(fā)光顯示器件(顯示面板)作為半導(dǎo)體器件。通過使用實施例1至5中的任一個描述的顯示器件來制造上述發(fā)光顯示器件，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的增加。因此，能實現(xiàn)上述發(fā)光顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此能具有大尺寸的屏幕或高清晰度屏幕的發(fā)光顯示器件。本實施例能與任何其他實施例中描述的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合。(實施例10)在本說明書中公開的半導(dǎo)體器件能應(yīng)用于電子紙。電子紙能用于各種領(lǐng)域中的電器，只要其能顯示數(shù)據(jù)。例如，電子紙能應(yīng)用于電子書閱讀器(e-book reader)、海報、車輛諸如列車中的廣告、或各種卡諸如信用卡的顯示。圖24A、24B及圖25中圖示出這樣的電器的例子。圖24A圖示使用電子紙的海報沈31。在廣告介質(zhì)是印刷的紙的情況下，通過手來更換廣告；然而，通過使用電子紙，廣告顯示能在短時間內(nèi)變化。而且，能獲取沒有顯示缺陷的穩(wěn)定的圖像。請注意海報可具有能無線發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的配置。通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件來制造海報沈31，能使用包含 Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的增加。因此，能實現(xiàn)上述顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此海報沈31能具有大尺寸的屏幕或高清晰度屏
眷ο圖MB圖示車輛諸如火車中的廣告沈32。在廣告介質(zhì)是印刷的紙的情況下，通過手來更換廣告；然而，通過使用電子紙，不需要大量人力且廣告顯示能在短時間內(nèi)變化。而且，能獲取沒有顯示缺陷的穩(wěn)定的圖像。請注意車輛中的廣告可具有能無線發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的配置。
通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件來制造車輛中的廣告沈32，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料來形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的増加。因此， 能實現(xiàn)上述顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此車輛中的廣告沈32能具有大尺寸
的屏幕或高清晰度屏幕。圖25圖示電子書閱讀器的ー個例子。例如，電子書閱讀器2700包含兩個殼體， 殼體2701及殼體2703。殼體2701及殼體2703通過鉸鏈2711而結(jié)合，從而電子書閱讀器 2700能以鉸鏈2711為軸進(jìn)行打開及關(guān)閉。通過這樣的結(jié)構(gòu)，電子書閱讀器2700能類似于紙質(zhì)書地操作。顯示部分2705及顯示部分2707分別結(jié)合在殼體2701及殼體2703中。顯示部分 2705及顯示部分2707可顯示ー個圖像或不同圖像。在顯示部分2705及顯示部分2707顯示不同圖像的情況下，例如，文本能顯示在顯示部分的右側(cè)(圖25中的顯示部分2705)且圖形能顯示在顯示部分的左側(cè)(圖25中的顯示部分2707)。圖25圖示在其中配備有操作部分等的殼體2701的ー個例子。例如，殼體2701配備有電源開關(guān)2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。通過操作鍵2723能翻頁。請注意可在殼體的表面設(shè)置鍵盤、指針裝置等，顯示部分設(shè)置于該表面。而且，外部連接端子(諸如耳機端子、USB端子或能連接至類似于AC適配器及USB纜線的各種纜線的端子)、記錄介質(zhì)插入部分等可設(shè)置于殼體的背面或端面。此外，電子書閱讀器2700可具有電子詞典的功能。電子書閱讀器2700可具有能無線發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的配置。通過無線通信，能從電子書服務(wù)器購買并下載所希望的書數(shù)據(jù)等。(實施例11)在本說明書中公開的半導(dǎo)體器件能應(yīng)用于多種電器(包含娛樂機器)。電器的例子包含電視機(也稱作電視或電視接收器)、計算機的監(jiān)測器等、照相機諸如數(shù)碼相機及數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相框、蜂窩式電話(也稱作移動電話或移動電話機)、便攜式游戲控制臺、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、大型游戲機器諸如彈球機器等。圖2認(rèn)圖示電視機的ー個例子。在電視機9600中，顯示部分9603結(jié)合在至殼體 9601。能在顯示部分9603顯示圖像。此處，殼體9601由支架9605支撐。能用殼體9601的操作開關(guān)或単獨的遙控器9610來操作電視機9600。能用遙控器 9610的操作鍵9609來控制頻道及音量，以便能控制顯示部分9603所顯示的圖像。而且，遙控器9610可配備有用于顯示來自遙控器9610的數(shù)據(jù)輸出的顯示部分9607。請注意電視機9600配備有接收器、調(diào)制解調(diào)器等。用接收器，能接收一般的電視廣播。而且，當(dāng)電視機9600經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器通過有線或無線連接而連接至通信網(wǎng)絡(luò)吋，能進(jìn)行單向(從發(fā)射器至接收器)或雙向(在發(fā)射器與接收器之間，在多個接收器之間等) 數(shù)據(jù)通信。通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件來制造電視機9600，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料來形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的増加。因此，能實現(xiàn)上述顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此電視機9600能具有大尺寸的屏幕或高清
晰度屏幕。圖^B圖示數(shù)碼相框的ー個例子。例如，在數(shù)碼相框9700中，顯示部分9703結(jié)合到殼體9701中。能在顯示部分9703顯示各種圖像。例如，能顯示通過數(shù)碼相機等拍攝的圖像的數(shù)據(jù)，且數(shù)碼相框能用作普通相框。請注意數(shù)碼相框9700配備有操作部分、外部連接部分(諸如USB端子或能連接至類似于USB纜線的各種纜線的端子)、記錄介質(zhì)插入部分等。盡管這些部件可在設(shè)置有顯示部分的表面設(shè)置，為了數(shù)碼相框9700的設(shè)計，優(yōu)選將其設(shè)置于端面或背面。例如，將存儲通過數(shù)碼相機拍攝的圖像的數(shù)據(jù)的存儲器插入數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部分中，由此能下載圖像數(shù)據(jù)且在顯示部分9703顯示。數(shù)碼相框9700可具有能無線發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的配置。通過無線通信，能下載待顯示的所希望的圖像數(shù)據(jù)。圖27A圖示包含兩個殼體的便攜式娛樂機器，殼體9881及殼體9891。以打開及關(guān)閉的方式用連接部分9893連接殼體9881及9891。顯示部分9882及顯示部分9883分別結(jié)合到殼體9881及殼體9891。此外，圖27A中圖示的便攜式娛樂機器包含揚聲器部分 9884、記錄介質(zhì)插入部分9886、LED燈9890、輸入裝置(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888(具有測量力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動頻率、距離、光、液體、磁性、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、功率、輻射、流率、濕度、梯度、振蕩、氣味或紅外線的功能)以及麥克風(fēng)9889)等。不必說，便攜式娛樂機器的結(jié)構(gòu)不限于上述且能使用在本說明書中公開的至少配備有半導(dǎo)體器件的其他結(jié)構(gòu)。便攜式娛樂機器可適當(dāng)?shù)匕渌o助設(shè)備。圖27A中圖示的便攜式娛樂機器具有讀取存儲在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)以將其在顯示部分顯示的功能，以及通過無線通信與另一個便攜式娛樂機器共享信息的功能。圖27A中圖示的便攜式娛樂機器能具有不限于上述的各種功能。圖27B圖示大型娛樂機器即投幣式游戲機的一個例子。在投幣式游戲機9900中， 顯示部分9903結(jié)合到殼體9901。此外，投幣式游戲機9900包含操作裝置諸如起動桿或停止開關(guān)、投幣口、揚聲器等。不必說，投幣式游戲機9900的結(jié)構(gòu)不限于上述且可使用在本說明書中公開的配備有至少半導(dǎo)體器件的其他結(jié)構(gòu)。投幣式游戲機9900可適當(dāng)?shù)匕渌o助設(shè)備。圖28A是圖示便攜式計算機的一個例子的透視圖。在圖28A的便攜式計算機中，通過關(guān)閉連接頂部殼體9301及底部殼體9302的鉸鏈單元，具有顯示部分9303的頂部殼體9301及具有鍵盤9304的底部殼體9302能彼此重疊。圖28A的便攜式計算機能便于攜帶，且在使用鍵盤來輸入的情況下，鉸鏈單元打開且用戶能看著顯示部分9303而進(jìn)行輸入。除了鍵盤9304以外，底部殼體9302包含能進(jìn)行輸入的指針裝置9306。另外，當(dāng)顯示部分9303是觸摸輸入面板時，能通過觸摸顯示部分的一部分而進(jìn)行輸入。底部殼體9302 包含算術(shù)功能部分諸如CPU或硬盤。此外，底部殼體9302包含外部連接端口 9305，在其中插入另一個器件諸如與USB通信標(biāo)準(zhǔn)一致的通信纜線。頂部殼體9301還包含顯示部分9307，其可通過滑動至頂部殼體9301而容納于頂部殼體9301中。因此，能實現(xiàn)大的顯示屏幕。此外，用戶能調(diào)整可容納顯示部分9307的屏幕的方位。當(dāng)可容納顯示部分9307是觸摸輸入面板時，能通過觸摸可容納顯示部分的一部分來進(jìn)行輸入。使用液晶顯示面板、發(fā)光顯示面板諸如有機發(fā)光元件或無機發(fā)光元件等的圖像顯示器件來形成顯示部分9303或可容納顯示部分9307。
此外，能配備有接收器等的圖28k的便攜式計算機，能接收電視廣播以在顯示部分顯示圖像。當(dāng)連接頂部殼體9301及底部殼體9302的鉸鏈單元保持關(guān)閉時，通過滑出顯示部分9307而露出顯示部分9307的整個屏幕，且調(diào)整屏幕的角度；因此，用戶能觀看電視廣播。在此情況下，鉸鏈單元不打開且在顯示部分9303不進(jìn)行顯示。此外，僅進(jìn)行顯示電視廣播的電路的啟動。因此，能最小化功率消耗，這對電池容量有限的便攜式計算機有優(yōu)勢。圖28B是圖示用戶能類似于手表地戴在手腕的蜂窩式電話的ー個例子的透視圖。蜂窩式電話由下列形成主體，包含通信裝置以及電池，通信裝置至少含有電話功能；帶部分9204，使得主體能戴在手腕；調(diào)整部分9205，用于調(diào)整對于手腕固定的帶部分的固定；顯示部分9201 ；揚聲器9207 ；以及麥克風(fēng)9208。此外，主體包含操作開關(guān)9203。操作開關(guān)9203除了起到打開電源的開關(guān)、移動顯示器的開關(guān)、指示開始拍攝圖像的開關(guān)等的作用以外，例如起到按壓開關(guān)時，啟動用于因特網(wǎng)的程序的開關(guān)的作用，且能使用以便對應(yīng)于每個功能。通過用手指或輸入筆觸摸顯示部分9201、操作該操作開關(guān)9203、或?qū)⒙曇糨斎胫聋溈孙L(fēng)9208來對此蜂窩式電話進(jìn)行輸入。請注意圖^B中圖示出顯示于顯示部分9201的所顯示的按鈕9202。能通過用手指等觸摸顯示的按鈕9202來進(jìn)行輸入。另外，主體包含照相機部分9206，照相機部分9206包含圖像拾取裝置，圖像拾取裝置具有將通過照相機透鏡形成的對象的圖像轉(zhuǎn)換為電子圖像信號的功能。請注意并不一定要設(shè)置照相機部分。圖^B中圖示的蜂窩式電話配備有電視廣播等的接收器，且能通過接收電視廣播而在顯示部分9201顯示圖像。此外，圖^B中圖示的蜂窩式電話配備有諸如存儲器的存儲器裝置等，且能將電視廣播記錄在存儲器中。圖^B中圖示的蜂窩式電話可具有收集位置信息的功能諸如GPS。液晶顯示面板、發(fā)光顯示面板諸如有機發(fā)光元件或無機發(fā)光元件等的圖像顯示器件用作顯示部分9201。圖^B中圖示的蜂窩式電話緊湊且重量輕，且其電池容量有限。因此，能用低的功率消耗來驅(qū)動的面板優(yōu)選用作用于顯示部分9201的顯示器件。請注意圖^B圖示出戴在手腕的電器；然而，只要使用便攜式形狀，本實施例就不限于此。(實施例I2)在本實施例中，參照圖29、圖30、圖31及圖32將包含實施例1中描述的薄膜晶體管的顯示器件的例子描述為半導(dǎo)體器件的一個實施例。在本實施例中，參照圖29、圖30、圖 31及圖32描述使用液晶元件作為顯示元件的液晶顯示器件的ー個例子。實施例1及2中描述的任ー個薄膜晶體管能應(yīng)用到用于圖29、圖30、圖31及圖32中圖示的液晶顯示器件的TFT 6 及TFT 629，且TFT 6 及TFT 6 能通過與實施例2中描述的エ序相似的エ序來制造并具有高的電特性及高可靠性。TFT 6 及TFT 6 各是包含氧化物半導(dǎo)體層作為溝道形成區(qū)的薄膜晶體管。參照圖29、圖30、圖31及圖32描述圖IA及IB中圖示的薄膜晶體管用作薄膜晶體管的一個例子的情況，但本發(fā)明的實施例不限于此。描述垂直取向的(VA)液晶顯示器件。VA液晶顯示器件具有在其中液晶顯示面板的液晶分子的取向受控的ー種形式。VA液晶顯示器件具有在其中當(dāng)不施加電壓吋，液晶分子垂直于面板表面的形式。在本實施例中，特別地，像素被分割為多個區(qū)域(子像素)，且在其各自的區(qū)域中分子按不同的方向取向。這稱作域倍增或多疇(multi-domain)設(shè)計。在下文描述中，描述具有多疇設(shè)計的液晶顯示器件。圖30及圖31分別圖示像素電極及對電極。圖30是配備有像素電極的襯底側(cè)的平面圖。圖四圖示沿圖30的線E-F的截面結(jié)構(gòu)。圖31是配備有對電極的襯底側(cè)的平面圖。以下，參照這些圖進(jìn)行描述。圖四圖示如下狀態(tài)，即在其中配備有TFT 628、電連接至其的像素電極層624以及存儲電容器部分630的襯底600與配備有對電極層640等的對襯底601重疊，且在其間注入液晶。提供了著色膜636(第一著色膜、第二著色膜及第三著色膜(未圖示))及對電極層640形成于對襯底601配備有隔離件(未圖示)的位置，且凸出644形成于對電極層640 上。用此結(jié)構(gòu)，使用于控制液晶的取向的凸出644的高度不同于隔離件的高度。取向膜648 形成于像素電極層擬4上。以相似的方式，對電極層640及凸出644配備有取向膜646。液晶層650形成于襯底600與對襯底601之間。作為隔離件，可使用柱狀隔離件或可分散有珠隔離件(bead spacer) 0另外，隔離件也可形成于設(shè)置在襯底600的上的像素電極層6M上。TFT 628、電連接至其的像素電極層624、及存儲電容器部分630形成于配備有絕緣層661的襯底600上。像素電極層6M通過接觸孔623連接至布線618，接觸孔623穿透覆蓋TFT 628的絕緣層664、源極布線616、及存儲電容器部分630、絕緣層664上的絕緣層665、絕緣層665上的絕緣層666、以及絕緣層666上的絕緣層622。另外，包含源極布線 616a及源極布線616b的層疊的源極布線616形成于絕緣層665上且通過形成于絕緣層665 及絕緣層664中的接觸孔連接TFT6^的源極電極層或漏極電極層。此處，實施例1中描述的薄膜晶體管能適當(dāng)?shù)赜米鱐FT 628。存儲電容器部分630包含與TFT 628的柵極布線602同時形成的第一電容器布線 604、柵極布線602上的絕緣層662及663、以及與布線618同時形成的第二電容器布線617。 此處，柵極布線602是柵極布線60 及602b的層疊，且柵極布線602b作為TFT 628的柵極電極層起作用。電容器布線604也是電容器布線60 及604b的層疊。通過疊加像素電極層624、液晶層650及對電極層640來形成液晶元件。圖30圖示襯底600上的平面結(jié)構(gòu)。使用實施例1中描述的材料形成像素電極層 624。像素電極層擬4配備有狹縫(slit)625。設(shè)置狹縫625以控制液晶的取向。圖30中圖示的TFT 629、電連接至其的像素電極層6 及存儲電容器部分631分別能以與TFT 628、像素電極層擬4及存儲電容器部分630的方式相似的方式形成。請注意存儲電容器部分631中包含的電容器布線605也是電容器布線60 及60 的層疊，這與電容器布線604的情況相似。此處，TFT 6 及TFT 6 兩者連接至源極布線616及柵極布線602。此液晶顯示面板的像素包含像素電極層擬4及626。像素電極層擬4及擬6各在子像素中。圖31圖示對襯底側(cè)的平面結(jié)構(gòu)。優(yōu)選使用與像素電極層624的材料相似的材料形成對電極層640。對電極層640配備有凸出644以控制液晶的取向。請注意在圖31中， 用虛線指示形成于襯底600上的像素電極層6M及626，且對電極層640與像素電極層6M 及626重疊。
圖32圖示此像素結(jié)構(gòu)的等效電路。TFT 628及TFT 629兩者連接至柵極布線602 及源極布線616。在此情況下，當(dāng)電容器布線604及電容器布線605的電位彼此不同吋，液晶元件651及液晶元件652的操作能彼此不同。即，精確地控制液晶的取向且通過単獨地控制電容器布線604及605的電位，増加了觀察角度。當(dāng)將電壓施加至配備有狹縫625的像素電極層624吋，在狹縫625的附近產(chǎn)生電場失真(斜電場)。狹縫625及凸出644在對襯底601側(cè)以嚙合的方式交替布置，且因此有效率地產(chǎn)生斜電場以控制液晶的取向，從而液晶的取向方向取決于位置而變化。即，通過域倍增而增加液晶顯示面板的觀察角度。接著，參照圖33、圖34、圖35及圖36描述不同于上述的另ー個VA液晶顯示器件。 在以下給出的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同圖中，用相同的參考標(biāo)號來指代與上述VA液晶顯示器件相同的部分或者具有與上述VA液晶顯示器件的功能相似的功能的部分，且省略其重復(fù) feidi。圖33及圖34各圖示VA液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)。圖34是襯底600的平面圖。 圖33圖示沿著圖34的線Y-Z的截面結(jié)構(gòu)。在此像素結(jié)構(gòu)中，一個像素中包含多個像素電極，且像素電極各連接至各個TFT。 各個TFT由不同的柵極信號驅(qū)動。即，此為在其中在多疇像素中個別地控制施加至每個像素電極的信號的結(jié)構(gòu)。通過穿透絕緣層664、絕緣層665及絕緣層666的接觸孔623，像素電極層6M經(jīng)由布線618連接至TFT 628。通過穿透絕緣層664、絕緣層665及絕緣層666的接觸孔627， 像素電極層擬6經(jīng)由布線619連接至TFT 629。TFT 6 的柵極布線602及TFT 6 的柵極布線603分開，以便能將不同柵極信號施加至其。并且，作為數(shù)據(jù)線起作用的源極布線 616通過形成于絕緣層664及絕緣層665中的接觸孔連接至TFT 628及TFT 629的源極電極層，且在TFT 6 與TFT 6 之間共同使用。作為各個TFT 6 及629，能適當(dāng)?shù)厥褂脤嵤├?中描述的薄膜晶體管。還設(shè)置有電容器布線690。請注意類似于上述VA液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)，柵極布線602是柵極布線60 及602b的層疊，柵極布線603是柵極布線 603a及603b的層疊，源極布線616是源極布線616a及616b的層疊，以及電容器布線690 是電容器布線690a及690b的層疊。此外，絕緣層661至666與上述VA液晶顯示面板的像素結(jié)構(gòu)同樣地形成。具有不同形狀的像素電極層擬4及626由狹縫625分開。以圍繞具有V形狀的像素電極層6M的方式形成像素電極層626。為了控制液晶的取向，使施加至像素電極層6M 與6 之間的電壓由TFT 628及6 而變化。圖36圖示此像素結(jié)構(gòu)的等效電路。TFT 628 連接至柵極布線602。TFT 6 連接至柵極布線603。TFT 6 及6 兩者連接至源極布線 616。當(dāng)將不同柵極信號供給至柵極布線602及603吋，液晶元件651及652操作能不同。 換句話說，當(dāng)単獨地控制TFT 628及629的操作以精確控制液晶元件651及652中的液晶的取向吋，能增加觀察角度。對襯底601配備有著色膜636及對電極層640。此外，在著色膜636與對電極層 640之間形成平面化膜637以防止液晶的取向混亂。圖35圖示對襯底側(cè)上的平面結(jié)構(gòu)。在不同像素之間公共使用的狹縫641形成于對電極層640中。像素電極層6M及6 側(cè)的狹縫641及625以嚙合的方式交替布置；因此，有效率地產(chǎn)生斜電場，且能控制液晶的取向。因此，在其中液晶取向的方向能取決于位置而變化，且增加觀察角度。請注意在圖32中，通過虛線指示形成于襯底600上的像素電極層6M及626，且對電極層640與像素電極層624 及626疊加。在像素電極層6M及像素電極層6 上形成取向膜648。以相似的方式，對電極層 640配備有取向膜646。液晶層650形成于襯底600與對襯底601之間。另外，像素電極層 624、液晶層650及對電極層640彼此重疊，從而形成液晶元件651。像素電極層626、液晶層650及對電極層640彼此重疊，從而形成液晶元件652。圖33至圖36中圖示的顯示面板的像素結(jié)構(gòu)是多疇結(jié)構(gòu)，在其中液晶元件651及液晶元件652設(shè)置于一個像素中。通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件，能制造與上述類似的液晶顯示器件。盡管描述垂直取向(VA)的液晶顯示器件，但本實施例不限于此。例如，可使用在其中將水平電場施加至單元中的液晶分子、由此驅(qū)動液晶以表達(dá)灰度級的處于水平電場模式的液晶顯示器件(例如，IPS液晶顯示器件)，或TN液晶顯示器件。通過使用實施例1至5的任一個中描述的顯示器件來制造上述液晶顯示器件，能使用包含Cu的導(dǎo)電材料形成柵極布線或源極布線；因此，能防止布線電阻的增加。因此，能實現(xiàn)顯示器件的高速操作及低功率消耗，且因此液晶顯示器件能具有大尺寸的屏幕或高清晰度屏幕。(實施例13)在本實施例中，以下描述制造顯示面板的一個例子，在其中配備有薄膜晶體管的第一襯底及起到對襯底的作用的第二襯底彼此接合。在液晶顯示面板或EL顯示面板的生產(chǎn)工序中，靜電可能不利地影響電子電路，這導(dǎo)致電特性的變動或電路的破壞。此外，存在靜電容易引起灰塵附著至產(chǎn)品的問題。特別地，絕緣襯底容易帶靜電荷。絕緣襯底使用容易帶靜電荷的材料諸如玻璃或樹脂形成。請注意靜電是指處于下述狀態(tài)的電荷當(dāng)兩個物體一起摩擦、彼此接觸、或彼此分開時，一個帶正電荷而另一個帶負(fù)電荷。通過由于摩擦等在兩個物體之間的電子移動而產(chǎn)生電荷；這樣的現(xiàn)象稱為起電。在物體的材料是絕緣體的情況下，當(dāng)引起起電時，產(chǎn)生的電荷不流動且作為靜電存儲。此外，包含氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管具有這種可能性，即薄膜晶體管的電特性可能由于靜電的影響而波動且從設(shè)計的范圍脫離。因此，在配備有薄膜晶體管的第一襯底及起到對襯底的作用的第二襯底彼此接合時，在下述狀態(tài)下進(jìn)行熱處理存儲于薄膜晶體管中的靜電逐漸釋放至地側(cè)且靜電的帶電量逐漸降低，從而更容易消除靜電。當(dāng)此熱處理也用作制造顯示面板中進(jìn)行的至少一個熱處理時，能減小靜電的帶電量而不增加步驟的數(shù)量。以下參照圖40A至40C描述制造液晶顯示面板的情況。首先，依照實施例2準(zhǔn)備第一襯底701，在其上形成有包含氧化物半導(dǎo)體層及像素電極730的薄膜晶體管710。另外，在第一襯底701上設(shè)置驅(qū)動器電路，且通過與薄膜晶體管710相同的工序制造驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管711。薄膜晶體管711由層間絕緣膜742 覆蓋，且像素電極730形成于層間絕緣膜742上。在驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管711上形成導(dǎo)電層740以遮蔽靜電。請注意使用與像素電極730相同的材料形成導(dǎo)電層740。
在形成像素電極之后，進(jìn)行清洗然后在150°C進(jìn)行2分鐘的干燥。接著，形成取向膜。以這種方式形成取向膜，即通過膠印法、絲網(wǎng)印刷法等選擇性地施加用于形成水平取向膜的液體材料(或用于形成垂直取向膜的液體材料)、諸如聚酰亞胺，并烘烤。用熱板在 80°C下進(jìn)行2分鐘的預(yù)烘烤，然后用潔凈爐(clean oven)在230°C下進(jìn)行40分鐘的烘烤。 在烘烤后，進(jìn)行研磨處理。接著，進(jìn)行清洗，且在150°C下進(jìn)行2分鐘的干燥。以下描述在第二襯底706上形成起到對襯底的作用的濾色器、取向膜、密封劑等的過程。首先，在第二襯底706上形成起到黑色矩陣的作用的黑色樹脂層圖案。接著，形成綠色樹脂層圖案、藍(lán)色樹脂層圖案及紅色樹脂層圖案。綠色樹脂層圖案、藍(lán)色樹脂層圖案及紅色樹脂層圖案形成濾色器。接著，形成外涂層以覆蓋這些樹脂層圖案。接著，通過濺射法在外涂層上形成包含加入了氧化硅的氧化銦錫的對電極731。為了減小對電極731的電阻，在250°C進(jìn)行1小時的加熱。接著，在對電極731上形成柱狀隔離件735。通過選擇性地蝕刻有機樹脂膜諸如丙烯酸樹脂膜而獲取柱狀隔離件735。接著，進(jìn)行清潔，且在150°C下進(jìn)行2分鐘的干燥。接著，在隔離件735上形成取向膜。以這樣的方式形成取向膜，即通過膠印法、絲網(wǎng)印刷法等選擇性地施加用于形成水平取向膜的液體材料(或用于形成垂直取向膜的液體材料)、諸如聚酰亞胺，并烘烤。用熱板在 80°C下進(jìn)行2分鐘的預(yù)烘烤，然后用潔凈爐在230°C下進(jìn)行40分鐘的烘烤。在烘烤之后，進(jìn)行摩擦處理。接著，進(jìn)行清洗，且在150°C下進(jìn)行2分鐘的干燥。接著，通過絲網(wǎng)印刷法，或者使用噴墨裝置或劑量裝置(dispensing apparatus) 形成密封劑。對于密封劑，可使用丙烯酸基光固化樹脂等。作為密封劑，使用包含填充物 (具有6mm至24mm的直徑)的密封劑且具有40 · s至400Pa · s的粘性。請注意優(yōu)選選擇不溶于以后密封劑與其接觸的液晶的密封劑。將此密封劑形成為閉環(huán)且圍繞顯示區(qū)域。為了將對電極731電連接至設(shè)置于第一襯底上的公共連接部分702，還是用噴墨裝置或劑量裝置形成包含導(dǎo)電粒子的密封劑704。公共連接部分702設(shè)置于與用于接合第一襯底及第二襯底的密封劑重疊的位置，且通過密封劑中的導(dǎo)電粒子電連接至對電極。備選地，公共連接部分設(shè)置于不與密封劑重疊的位置(除了像素部分)且包含導(dǎo)電粒子的膏與密封劑單獨地設(shè)置，以便與公共連接部分重疊，由此公共連接部分電連接至對電極。使用與像素電極730及導(dǎo)電層740相同的材料且通過相同的工序形成公共連接部分702。由于元件諸如薄膜晶體管尚未形成，所以如果第二襯底706帶靜電荷直到密封劑的形成是不要緊的；然而，由于在以后的步驟中，第二襯底706接合至第一襯底，所以優(yōu)選在即將接合前減小第二襯底706的帶電量。在此情況下，可用離子發(fā)生器等來減小第二襯底706的帶電量，或者可在對電極731電連接至固定電位例如地電位的狀態(tài)下，進(jìn)行諸如上述烘烤的熱處理。接著，將液晶滴在第二襯底706的取向膜上。使用噴墨裝置或劑量裝置在大氣壓力下進(jìn)行液晶材料的滴下。對于液晶材料沒有特別限制，且能使用TN液晶、OCB液晶、STN 液晶、VA液晶、ECB液晶、GH液晶、聚合物分散型液晶、盤狀(discotic)液晶等。接著，在減小的壓力下，將一對襯底彼此接合。將滴有液晶的第二襯底706接合至配備有薄膜晶體管710的第一襯底701。緊接襯底的接合之后，用紫外線照射密封劑705。
接著，為了進(jìn)一步使密封劑705固化，在高于或等于80°C且低于或等于200°C下進(jìn)行長于或等于0. 5小時且短于或等于10小時的熱處理。請注意在此熱處理中，如圖40A中所圖示，將彼此接合的一對襯底放入加熱裝置的爐子780。爐子780設(shè)在不銹鋼底盤上且與不銹鋼底盤接觸，不銹鋼底盤電連接至地電位以便將爐子780電連接至地電位。接著，在連接至地電位的外部端子716與電連接至公共連接部分702的公共連接端子715連接時，進(jìn)行加熱。備選地，爐子780及公共連接部分702可電連接至不限于地電位(也稱作GND)的固定電位。能通過此熱處理同時進(jìn)行密封劑705的固化及存儲的靜電的適當(dāng)移除。在本實施例中，在120°C下進(jìn)行1小時的加熱。請注意，圖40B是在連接至地電位的狀態(tài)下經(jīng)受熱處理的顯示區(qū)域的放大截面圖。如圖40B中所圖示的，在電連接至地電位的對電極731與電連接至薄膜晶體管710的像素電極730之間設(shè)置液晶層708。通過加熱液晶層708，存儲于薄膜晶體管710中的靜電 790通過液晶層708釋放至地側(cè)。圖40C是簡單圖示上述狀態(tài)的示意圖。圖40C為使用等效電路的示意圖，圖示出路徑791，通過其將所存儲于薄膜晶體管710中的靜電790通過液晶層釋放至地側(cè)。通過熱處理，將存儲的靜電通過路徑791釋放至地側(cè)且逐漸降低以容易地消除。通過將對電極設(shè)定為地電位而進(jìn)行熱處理，能穩(wěn)定地制造常截止薄膜晶體管；因此，能改善液晶顯示面板的成品率。在從一個襯底制造多個面板的情況下，在一對襯底接合后，使用切割裝置諸如劃線裝置、切斷裝置或輥刀具來切割第一襯底或兩襯底。因此，能從一個襯底制造多個面板。接著，進(jìn)行用于使液晶取向的熱處理，即進(jìn)行重取向處理(例如，在80°C至200°C 下進(jìn)行10分鐘至1小時，優(yōu)選在100°c至170°C下進(jìn)行10分鐘至1小時)。在本實施例中，在120°C下進(jìn)行1小時的加熱作為重取向處理。如圖40A中所圖示的，可用將對電極設(shè)定為地電位來進(jìn)行此熱處理。另外，在本實施例中，通過分別的熱處理來進(jìn)行密封劑的固化及液晶的取向作為一個例子，但也可通過一個熱處理來進(jìn)行。通過上述工序，能形成液晶顯示面板。此外，不限于液晶顯示器件，在實施例8中描述能在電子墨被驅(qū)動的顯示面板諸如電子紙上進(jìn)行用于減小所存儲的靜電的熱處理。例如，當(dāng)設(shè)置于第二襯底上的電極電連接至地電位時，可將用于電子墨的密封的第二襯底固定至配備有薄膜晶體管的第一襯底， 而進(jìn)行用于固化密封劑的熱處理。當(dāng)將設(shè)置于第二襯底上的電極設(shè)定為地電位而進(jìn)行熱處理時，能穩(wěn)定地制造常截止薄膜晶體管；因此，能改善有源矩陣電子紙的成品率。而且，不限于液晶顯示器件，能對實施例9中描述的EL顯示面板進(jìn)行用于減小所存儲的靜電的熱處理。在制造EL顯示面板的情況下，依照實施例2在第一襯底上形成電連接至包含氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的第一電極以及覆蓋第一電極的外圍的隔壁，然后進(jìn)行加熱。以下述方式執(zhí)行此加熱熱處理在氮氣氛中200°C下進(jìn)行1小時，進(jìn)而在真空中在150°C下進(jìn)行1小時，然后在第一襯底的第一電極上蒸鍍包含有機化合物的層。接著，通過蒸鍍法或濺射法在包含有機化合物的層上形成第二電極。第二電極設(shè)置于顯示區(qū)域中的薄膜晶體管上且與其重疊。另外，第二電極也能設(shè)置于驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管上且與其重疊。當(dāng)?shù)诙姌O處于公共電位時，優(yōu)選在以后進(jìn)行的熱處理期間，第二電極電連接至地電位。接著，用密封劑將具有設(shè)置有干燥劑的凹陷部的第二襯底固定至第一襯底，且進(jìn)行用于固化密封劑的熱處理。在EL顯示面板的情況下，在加熱溫度高于80°C下發(fā)光元件可能劣化；因此，在80°C進(jìn)行長于或等于0. 5小時且短于或等于10小時的熱處理。通過將第二電極設(shè)定為地電位而進(jìn)行熱處理，能穩(wěn)定地制造常截止薄膜晶體管； 因此，能改善EL顯示面板的成品率。在使用具有小的厚度的不銹鋼襯底作為第二襯底進(jìn)行發(fā)光元件的密封時，當(dāng)不銹鋼襯底電連接至地電位時，在用于固定不銹鋼襯底的粘合劑(諸如環(huán)氧樹脂)固化的時刻， 進(jìn)行熱處理。在使用不銹鋼襯底的情況下，包含導(dǎo)電材料的不銹鋼襯底與所有薄膜晶體管重疊，所有薄膜晶體管包含在形成于一個襯底上的顯示區(qū)域中的薄膜晶體管以及驅(qū)動器電路中的薄膜晶體管。通過將與薄膜晶體管重疊的不銹鋼襯底設(shè)定為固定電位諸如地電位而進(jìn)行熱處理，能穩(wěn)定地制造常截止薄膜晶體管；因此，能改善柔性的EL顯示面板的成品率。通過將與薄膜晶體管重疊的電極設(shè)定為固定電位諸如地電位而進(jìn)行熱處理，能較好地移除在半導(dǎo)體器件的制造過程中存儲在襯底中的靜電。(實施例14)在本實施例中，對于實施例2中描述的在其中h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜用作有源層的溝道蝕刻薄膜晶體管，通過計算科學(xué)來檢查下述現(xiàn)象以比另一個區(qū)域更高濃度包含銦的層(In富裕層)及氧化鈦(TiOx)膜形成于h-Ga-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體膜與用于源極電極或漏極電極的金屬膜之間的界面附近。首先，計算^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體中包含的各個銦、鎵及鋅的氧化物形成氧缺陷狀態(tài)所需要的能量(缺陷形成能量，且研究容易形成氧缺陷狀態(tài)的金屬氧化物。請注意用下面的式1表達(dá)缺陷形成能量&ef。A代表銦；鎵；鋅；以及銦、鎵及鋅的組合的任一個。請注意E(O)代表氧原子的半能量(half energy)，且E(AmOlri)代表具有氧缺陷的氧化物AmOlri的能量。(式1)Edef = (E (AmOlri) +E (0)) -E (AmOn)通過下面的式2表達(dá)缺陷η的濃度與缺陷形成能量Edef之間的近似關(guān)系。請注意 N代表位于未形成缺陷的狀態(tài)下的氧的數(shù)量，kB代表玻爾茲曼常數(shù)，且T代表溫度。(式2)η = NXexp (-Edef/kBT)使用CASTEP來進(jìn)行該計算，CA步驟是使用密度泛函理論的程序。平面波基本贗勢法用作密度泛函理論，且GGA-PBE用于泛函。截止能為500eV。在k_點的格子數(shù)量如下地設(shè)置對于IGZO為3 X 3 X 1 ；對于In2O3為2 X 2 X 2 ；對于Gei2O3為2 X 3 X 2 ；以及對于SiO 為 4X4X1。作為IGZO晶體的晶體結(jié)構(gòu)，使用這樣的結(jié)構(gòu)，即在其中通過使對稱性R_3(國際號碼148)結(jié)構(gòu)中的a軸及b軸為2倍而獲取的84原子以最小化( 及Si的能量的方式布置的結(jié)構(gòu)。對于In2O3，使用80原子的方鐵錳礦結(jié)構(gòu)；對于Gii2O3，使用80原子的β -Gallia 結(jié)構(gòu)；以及對于&ι0，使用80原子的纖維鋅礦結(jié)構(gòu)。從式2，發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺陷形成能量Edrf增加時，氧缺陷η的濃度即氧缺陷的量降低。下面的表1示出A為銦的情況下、A為鎵的情況下、A為鋅的情況下；以及A為銦、鎵及鋅的組合的情況下的缺陷形成能量的值。IGZO(模型1)示出在晶體中與三個銦原子及一個鋅原子鄰接的氧的缺陷形成能量的值。在圖41A中圖示出此結(jié)構(gòu)。IGZO(模型2、示出在晶體中與三個銦原子及一個鎵原子鄰接的氧的缺陷形成能量的值。在圖41B中圖示出此結(jié)構(gòu)。IGZO(模型幻示出在晶體中與兩個銦原子及兩個鎵原子鄰接的氧的缺陷形成能量的值。在圖41C中圖示出此結(jié)構(gòu)。[表 1]
化合物Edef (eV)In2O33. 06ZnO3. 75IGZO (模型 1)3. 73IGZO (模型 2)3. 98IGZO (模型 3)4. 08Ga2O34. 18缺陷形成能量Edrf的值越大，形成氧缺陷狀態(tài)需要越多的能量；即，這指示與氧的接合傾向于強。因此，表1中所示的缺陷形成能量Edrf的值指示銦具有與氧的最弱的接合且氧容易從銦附近釋放。認(rèn)為^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷狀態(tài)是由用于源極電極或漏極電極的金屬從氧化物半導(dǎo)體的氧的取出而形成。由于氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率通過氧缺陷狀態(tài)的形成而增加，所以期望與金屬膜的界面附近的氧化物半導(dǎo)體膜的導(dǎo)電率通過氧的取出而增加。接著，為了確認(rèn)氧是否被金屬從氧化物半導(dǎo)體取出，對h-Ga-ai-O基氧化物半導(dǎo)體膜與金屬膜的疊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行量子分子動力學(xué)(QMD)模擬。以下述方式形成用于模擬的結(jié)構(gòu)。首先，對通過經(jīng)典分子動力學(xué)(CMD)法形成的非晶h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體(In Ga Zn O = 1 1 1 4，總共84原子) 使用第一原理計算進(jìn)行結(jié)構(gòu)性優(yōu)化。在通過切割經(jīng)受了結(jié)構(gòu)性優(yōu)化的單元格子而獲取的 a-IGZO層上層疊金屬原子(W、Mo及Ti)的晶體，且進(jìn)行結(jié)構(gòu)性優(yōu)化。使用此結(jié)構(gòu)作為初始結(jié)構(gòu)在623. OK進(jìn)行量子分子動力學(xué)(QMD)模擬。請注意所述a_IGZ0層的下端及所述金屬層的頂端固定，以便僅界面的互相作用會被估計。在以下示出古典分子動力學(xué)模擬的條件。Materials Explorer用作計算程序。在下述條件下形成所述a-IGZO。以h Ga Zn 0 = 1 1 1 4的比率將所有84原子在一邊Inm的模擬單元中隨機布置，且密度設(shè)定為5. 9g/cm3。用NVT系綜(ensemble)將溫度從5500K逐漸降低至1K，然后在IK下進(jìn)行IOns的結(jié)構(gòu)弛豫(structural relaxation)。 時間間隔為0. lfs，且總共計算時間為10ns。對于電位，將Born-Mayer-Huggins電位施加至金屬-氧與氧-氧之間，且將Lermard-Jones電位施加至金屬-金屬之間。如下地設(shè)定電荷1η為+3，(ia為+3，&1為+2，且0為-2。以下示出QMD模擬的條件。第一原理計算軟件CASTEP用作計算程序。GGA-PBE用作泛函，且Ultrasoft用作贗勢。截止能量為^OeV,且k點設(shè)定為1 X 1 X 1。使用NVT系綜在621的溫度下進(jìn)行MD模擬。總共模擬時間為2. Ops且時間間隔為1. Ofs0圖42A及42B、圖43A及43B、以及圖44A及44B示出上述模擬的結(jié)果。在圖42A 及42B、圖43A及43B、以及圖44A及44B中，白色球體代表金屬原子，且黑色球體代表氧原子。圖42A及42B示出使用包含W的金屬層的情況下的結(jié)構(gòu)。圖42A示出QMD模擬之前的結(jié)構(gòu)，且圖42B示出QMD模擬之后的結(jié)構(gòu)。圖43A及4 示出使用包含Mo的金屬層的情況下的結(jié)構(gòu)。圖43A示出QMD模擬之前的結(jié)構(gòu)，且圖4 示出QMD模擬之后的結(jié)構(gòu)。圖44A 及44B示出使用包含Ti的金屬層的情況下的結(jié)構(gòu)。圖44A示出QMD模擬之前的結(jié)構(gòu)，且圖 44B示出QMD模擬之后的結(jié)構(gòu)。從圖43A及圖44A，在Mo及Ti的情況下，在結(jié)構(gòu)性優(yōu)化時已經(jīng)觀測了移動至金屬層的氧。通過比較圖42B、圖4 及圖44B，發(fā)現(xiàn)在Ti的情況下，氧更加頻繁地移動。因此， 認(rèn)為Ti適合于a-IGZO中引起氧缺陷的電極。假設(shè)被鈦取出的氧與鈦反應(yīng)且因此形成氧化鈦。因此，檢查在氧化物半導(dǎo)體膜與鈦膜之間形成鈦氧化膜是否具有導(dǎo)電性。ニ氧化鈦具有幾個晶體結(jié)構(gòu)諸如金紅石結(jié)構(gòu)(高溫正方晶體)、銳鈦礦結(jié)構(gòu)(低溫正方晶體)、以及板鈦礦結(jié)構(gòu)(斜方晶體)。由于通過加熱銳鈦礦結(jié)構(gòu)及板鈦礦結(jié)構(gòu)兩者變化為金紅石結(jié)構(gòu)，金紅石結(jié)構(gòu)為最穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所以假設(shè)上述ニ氧化鈦具有金紅石結(jié)構(gòu)。 圖45示出具有金紅石結(jié)構(gòu)的ニ氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)。金紅石結(jié)構(gòu)為正方晶體且代表晶體的對稱性的空間群組為P42/mnm。通過使用GGA-PBE泛函的密度泛函理論對ニ氧化鈦的上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行用于獲取狀態(tài)密度的模擬。維持対稱性而將包含単元結(jié)構(gòu)的ニ氧化鈦的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，且計算狀態(tài)密度。引入了平面波贗勢法的CASTEP代碼用于密度泛函模擬。截止能量為380eV。圖46示出具有金紅石結(jié)構(gòu)的ニ氧化鈦的狀態(tài)密度。如圖46中所示，因為具有金紅石結(jié)構(gòu)的ニ氧化鈦具有帶隙ニ氧化鈦具有類似于絕緣體或半導(dǎo)體的狀態(tài)密度。請注意通過密度泛函理論傾向于估計更窄帶隙；因此，ニ氧化鈦的實際帶隙大約為3. OeV，這比示出狀態(tài)密度的圖46中的帶隙寬。圖47示出在包含氧缺陷的情況下的具有金紅石結(jié)構(gòu)的ニ氧化鈦的狀態(tài)密度。具體地，將通過從包含M個Ti原子及48個0原子的氧化鈦移除ー個0原子而獲取的包含M 個Ti原子及47個0原子的氧化鈦用于模擬作為模型。圖47中所示的狀態(tài)密度指示費米能級移動至導(dǎo)帶，這類似于金屬，且在包含氧缺陷的情況下ニ氧化鈦具有η型導(dǎo)電性。圖48示出一氧化鈦(TiO)的狀態(tài)密度。從圖48發(fā)現(xiàn)ー氧化鈦具有類似于金屬的狀態(tài)密度。因此，從圖46中所示的ニ氧化鈦的狀態(tài)密度，圖47中所示的包含氧缺陷的ニ氧化鈦的狀態(tài)密度，以及圖48中所示的一氧化鈦的狀態(tài)密度，能作出下述假設(shè)ニ氧化鈦包含0< δ < 1的范圍內(nèi)的具有η型導(dǎo)電性的氧缺陷(Ti02_s)。因此，認(rèn)為當(dāng)包含氧缺陷的一氧化鈦或二氧化鈦包含于鈦氧化膜的組合物時，鈦氧化膜不太可能展示流動于h-Ga-Si-O 基氧化物半導(dǎo)體膜與鈦膜之間的電流。圖49是示出薄膜晶體管的源極電極及漏極電極之間的能帶的圖表。請注意圖49 是在h-Ga-ai-Ο基(IGZO)膜用作氧化物半導(dǎo)體膜且TiOx膜設(shè)置于氧化物半導(dǎo)體膜與源極電極之間以及氧化物半導(dǎo)體膜與漏極電極之間的薄膜晶體管的情況下的圖表。請注意各個 TiOx膜的厚度大于或等于0. Inm且小于或等于lOnm。此外，上述氧化物半導(dǎo)體膜包含許多金屬(諸如Irufe及Zn)且配備有與一對TiOx膜接觸的一對復(fù)合層。除了復(fù)合層以外的區(qū)域中的In-Ga-Zn-O S (IGZO)膜的電子親和性為4. 3eV, TiOx膜的電子親和性為4. 3eV, 作為源極電極或漏極電極的Ti的電子親和性為4. IeV,以及復(fù)合層的電子親和性為4. 5eV0 請注意在圖49中，每種物質(zhì)的能帶的位置變化以便費米能級的位置是公共的。因為IGZO 具有小的數(shù)量的載流子，所以當(dāng)不施加?xùn)艠O電壓時IGZO中的費米能級在帶隙的中心附近， 然而因為具有大的數(shù)量的載流子，所以TiOx膜及復(fù)合層中的費米能級位于導(dǎo)帶附近。因此， 在圖49中，每種物質(zhì)的導(dǎo)帶的位置的值不同于電子親和性的上述相對值。如圖49中所示， 復(fù)合層具有電子親和性中的小的變化；因此，在所述氧化物半導(dǎo)體膜與所述源極電極之間以及所述氧化物半導(dǎo)體膜與所述漏極電極之間能實現(xiàn)良好的連接結(jié)構(gòu)。本申請基于2009年10月9日向日本專利局提交的序列號為2009-235792的日本專利申請，通過引用而將其整個內(nèi)容結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括 包含氮化硅的第一絕緣層；所述第一絕緣層上的第一導(dǎo)電層； 所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；所述第一導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層上的包含氮化硅的第二絕緣層； 所述第二絕緣層上的包含氧化硅的第三絕緣層； 所述第三絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層； 源極電極及漏極電扱，設(shè)置于所述氧化物半導(dǎo)體層上；所述源極電極、所述漏極電極及所述氧化物半導(dǎo)體層上的包含氧化硅的第四絕緣層； 所述第四絕緣層上的包含氮化硅的第五絕緣層；所述第五絕緣層上的并且電連接至所述源極電極及所述漏極電極的ー個的第三導(dǎo)電層；所述第三導(dǎo)電層上的包含氮化硅的第六絕緣層；以及所述第六絕緣層上的并且電連接至所述源極電極及所述漏極電極的另ー個的第四導(dǎo)電層，其中所述第一導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層與所述氧化物半導(dǎo)體層重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括存儲電容器部分，所述存儲電容器部分包括第五導(dǎo)電層，包含與所述第一導(dǎo)電層相同的材料，其中所述第五導(dǎo)電層與所述第一導(dǎo)電層在相同的層上并且與所述相同的層接觸；第六導(dǎo)電層，包含與所述源極電極及所述漏極電極相同的材料，其中所述第六導(dǎo)電層以及所述源極電極及所述漏極電極在相同的層上并且與所述相同的層接觸；以及所述第二絕緣層的一部分及所述第三絕緣層的一部分，夾在所述第五導(dǎo)電層與所述第六導(dǎo)電層之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包含銅、鎵及鋅的至少ー個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述源極電極及所述漏極電極包含選自包括W、Ta、Mo、Ti、Cr、Zr及Ca的組的至少ー個元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二導(dǎo)電層包含選自包括W、Ta、Mo、 Ti及Cr的組的ー個元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述第一導(dǎo)電層下的包含Mo的第五導(dǎo)電層，其中所述第二導(dǎo)電層包含Mo，以及其中所述第一導(dǎo)電層包含Al并且與所述第五導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述第ー導(dǎo)電層下的包含Ti的第五導(dǎo)電層，其中所述第二導(dǎo)電層包含Ti，以及其中所述第一導(dǎo)電層包含Al并且與所述第五導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述氧化物半導(dǎo)體層上的并且與所述氧化物半導(dǎo)體層接觸的溝道保護層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第三導(dǎo)電層包含Al。
10.一種半導(dǎo)體器件，包括 包含氮化硅的第一絕緣層；所述第一絕緣層上的第一導(dǎo)電層； 所述第一導(dǎo)電層上的第二導(dǎo)電層；所述第一導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層上的包含氮化硅的第二絕緣層； 所述第二絕緣層上的包含氧化硅的第三絕緣層； 所述第三絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層； 源極電極及漏極電極，設(shè)置于所述氧化物半導(dǎo)體層上；所述源極電極、所述漏極電極及所述氧化物半導(dǎo)體層上的包含氧化硅的第四絕緣層； 所述第四絕緣層上的包含氮化硅的第五絕緣層；所述第五絕緣層上的并且電連接至所述源極電極及所述漏極電極的一個的第三導(dǎo)電層；所述第三導(dǎo)電層上的包含氮化硅的第六絕緣層；以及所述第六絕緣層上的并且電連接至所述源極電極及所述漏極電極的另一個的第四導(dǎo)電層，其中所述第一導(dǎo)電層的熔點小于所述第二導(dǎo)電層的熔點。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，還包括存儲電容器部分，所述存儲電容器部分包括第五導(dǎo)電層，包含與所述第一導(dǎo)電層相同的材料，其中所述第五導(dǎo)電層與所述第一導(dǎo)電層在相同的層上并且與所述相同的層接觸；第六導(dǎo)電層，包含與所述源極電極及所述漏極電極相同的材料，其中所述第六導(dǎo)電層以及所述源極電極及所述漏極電極在相同的層上并且與所述相同的層接觸；以及所述第二絕緣層的一部分及所述第三絕緣層的一部分，夾在所述第五導(dǎo)電層與所述第六導(dǎo)電層之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包含銦、鎵及鋅的至少一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述源極電極及所述漏極電極包含選自包括W、Ta、Mo、Ti、Cr、^ 及Ca的組的至少一個元素。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第二導(dǎo)電層包含選自包括W、Ta、Mo、 Ti及Cr的組的一個元素。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層與所述氧化物半導(dǎo)體層重疊。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述第一導(dǎo)電層下的包含Mo的第五導(dǎo)電層，其中所述第二導(dǎo)電層包含Mo，以及其中所述第一導(dǎo)電層包含Al并且與所述第五導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述第一導(dǎo)電層下的包含Ti的第五導(dǎo)電層，其中所述第二導(dǎo)電層包含Ti，以及其中所述第一導(dǎo)電層包含Al并且與所述第五導(dǎo)電層及所述第二導(dǎo)電層接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，還包括所述氧化物半導(dǎo)體層上的并且與所述氧化物半導(dǎo)體層接觸的溝道保護層。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第三導(dǎo)電層包含Al。
20.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在襯底上形成包含氮化硅的第一絕緣層； 在所述第一絕緣層上形成第一導(dǎo)電層；在所述第一導(dǎo)電層上形成包含氮化硅的第二絕緣層； 在所述第二絕緣層上形成包含氧化硅的第三絕緣層；在高于或等于100°c且低于或等于600°C下加熱所述襯底的同吋，在所述第三絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成具有氧親和性的第二導(dǎo)電層；通過選擇性地蝕刻所述第二導(dǎo)電層，在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成源極電極及漏極電扱；在所述源極電極、所述漏極電極及所述氧化物半導(dǎo)體層上形成包含氧化硅的第四絕緣層；在所述第四絕緣層上形成包含氮化硅的第五絕緣層； 在所述第四絕緣層及所述第五絕緣層中形成第一開ロ；形成通過所述第一開ロ而電連接至所述源極電極及所述漏極電極的ー個的第三導(dǎo)電層；形成覆蓋所述第三導(dǎo)電層及所述第五絕緣層的包含氮化硅的第六絕緣層； 在所述第四絕緣層、所述第五絕緣層及所述第六絕緣層中形成第二開ロ ；以及形成通過所述第二開ロ而電連接至所述源極電極及所述漏極電極的另ー個的第四導(dǎo)電層。
全文摘要
一個目的是提供以具有良好的顯示質(zhì)量的顯示器件為代表的半導(dǎo)體器件，其中抑制產(chǎn)生于半導(dǎo)體層與電極之間的連接部分中的寄生電阻并且防止諸如電壓降低、到像素的信號布線中的缺陷、灰度級中的缺陷等的由于布線電阻的不利影響。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可具有將薄膜晶體管連接至具有低電阻的布線的結(jié)構(gòu)，在所述薄膜晶體管中包含具有高氧親和性的金屬的源極電極及漏極電極被連接至具有被抑制的雜質(zhì)濃度的氧化物半導(dǎo)體層。此外，包含氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管可由絕緣膜圍繞以便密封。
文檔編號G02F1/1368GK102598278SQ201080045729
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者中村康男, 宮永昭治, 小山潤, 山崎舜平, 岸田英幸, 菅尾惇平, 高橋正弘, 魚地秀貴 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所