專利名稱：薄膜場效應晶體管的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及含有薄膜晶體管(下面，略為TFT)等薄膜層疊結(jié)構的薄膜器件及其制造方法，特別是涉及初期設備投資少、可以以低成本制造的薄膜器件及其制造方法。本發(fā)明進而涉及使用了這種薄膜器件的液晶屏及電子裝置。
背景技術：
近年來，使用了這種薄膜器件的液晶顯示裝置用于筆記本式個人計算機、車載用的導航系統(tǒng)、攝像機、各種攜帶式信息裝置等中，其應用領域及生產(chǎn)數(shù)量正好迅速擴大。這依賴于液晶顯示裝置價格的降低，以及擴大了畫面尺寸、提高了分辨率、低耗電化等性能的改善。但是，為了進一步擴大市場、擴大應用領域，要求進一步降低成本。
液晶顯示裝置的主流是，把TFT作為象素用開關元件的有源矩陣型液晶顯示裝置。這種液晶顯示裝置是在TFT基板與形成共同電極的對置基板之間封入液晶而構成的，該TFT基板以矩陣狀形成TFT及連接到TFT上的象素電極。圖17示出TFT基板60的主要部分。圖17中，在列方向上布線的多條源(極)線或數(shù)據(jù)信號線S1、S2、......Sn與在行方向上布線的多條柵(極)線或掃描信號線G1、G2、......Gm的各交點附近的象素位置上形成TFT61。把TFT61的源極連接到源線上，把漏極連接到象素電極62上?；趶臇啪€供給的掃描定時信號，把從漏線供給的數(shù)據(jù)信號通過TFT61施加到象素電極62上。借助于象素電極62與共同電極(未圖示)之間的電場，改變液晶的狀態(tài)，對其進行顯示驅(qū)動。
液晶顯示裝置借助于向TFT基板60與對置基板之間封入液晶等的屏裝配、驅(qū)動源線及柵線的驅(qū)動電路的安裝等而構成，但是，其成本在很大程度上依賴于TFT基板60的成本。而且，TFT基板60的成本依賴于TFT的制造方法。驅(qū)動電路的一部分借助于TFT構成其能動元件，也有在TFT基板60上形成其能動元件的，特別是在此情況下，TFT基板的成本在液晶顯示裝置成本中所占的比例增大。
在這里，TFT具有由多個薄膜構成的薄膜層疊結(jié)構，這種多個薄膜至少具有包括絕緣層、導電層、源、漏及溝道區(qū)的硅半導體層。TFT的成本在很大程度上依賴于該薄膜層疊結(jié)構的制造成本。
在形成該薄膜層疊結(jié)構中的絕緣層時，因為采用NPCVD(正常壓力化學汽相淀積)時膜厚的均勻性差，所以，一般采用LPCVD(低壓化學汽相淀積)及PECVD(等離子體增強的化學汽相淀積)。借助于濺射，形成以金屬代表的導電層。還利用PECVD及LPCVD形成用于形成硅半導體層的硅膜。進而，對該硅膜采用借助于離子打入法及離子摻雜質(zhì)法引入雜質(zhì)的方法?；蛘?，成為源·漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)采用借助于CVD裝置、利用雜質(zhì)涂料的硅膜來形成的方法。
在上述各種形成膜中使用的CVD裝置、濺射裝置等任一種裝置都是在真空下進行處理的真空處理裝置，需要大規(guī)模的真空排氣設備，增大了初期投資的成本。進而，在真空處理裝置中，借助于真空排氣、基板加熱、成膜、以曲軸的順序輸送基板，來完成成膜等處理。因此，必須把氣氛從大氣置換成真空，在產(chǎn)量上也有限度。還有，離子打入裝置及離子摻雜質(zhì)裝置基本上也是真空處理裝置，產(chǎn)生與上述相同的問題。進而，在這種離子打入裝置及離子摻雜質(zhì)裝置中，需要等離子體生成、離子引出、離子質(zhì)量分析(在離子打入裝置的情況下)、離子加速、離子聚焦、離子掃描等極其復雜的機構，使初期投資頗為昂貴。
這樣，用于制造薄膜層疊結(jié)構的薄膜形成技術及其加工技術基本上與LSI制造技術相同。因而，降低TFT基板成本的主要手段為，使形成TFT的基板尺寸大型化、提高薄膜形成及其加工工序的效率、以及提高成品率。
但是，以降低成本及制造大型液晶顯示裝置為目的使基板尺寸大型化，不僅成為基板在真空處理裝置內(nèi)高速輸送的障礙，而且存在著由于成膜工序的熱應力使基板容易產(chǎn)生裂紋等問題，提高成膜裝置的產(chǎn)量極為困難。還有，基板尺寸的大型化同時迫使成膜裝置大型化。結(jié)果是，由于起因于真空排氣體積增大的成膜裝置價格的提高，引起初期投資的進一步增大，難于最終使成本大幅度降低。
再者，提高TFT的成品率是降低成本的有力手段，但是，成品率現(xiàn)已達到近于極限，情況是，在數(shù)字上也難于大幅度地提高成品率了。
還有，各種層為了構圖而進行光刻工序。在這種光刻工序中，需要保護膜涂敷工序、曝光工序、顯像工序。此后，進而需要蝕刻工序、保護膜去除工序，用于構圖的工序也是使薄膜形成方法工序數(shù)增多的主要原因。這也是使薄膜器件制造成本提高的原因。
有關這種光刻工序中的保護膜涂敷工序，在滴到基板上的保護膜液中，在旋轉(zhuǎn)涂敷后作為保護膜殘留下來的數(shù)量不到1％，也存在著保護膜液利用效率低的問題。
還有，作為代替曝光工序中使用的大型曝光裝置的低成本方法，提案了印刷法等，但是，存在著加工精度等問題，并未達到實用。
如上所述，市場對當前的液晶顯示裝置要求大幅度降低價格，但是，情況是TFT的成本難于大幅度降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供這樣的薄膜器件及其制造方法能夠不使用真空處理裝置就把用于液晶顯示基板等上的薄膜層疊結(jié)構的一部分薄膜或全部薄膜成膜，降低初期投資成本及運行成本，同時，提高產(chǎn)量，進一步大幅度地降低制造成本。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供能夠借助于涂敷膜形成薄膜，謀求降低成本，使其接近于CVD膜、濺射膜特性的薄膜器件及其制造方法。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供能夠在借助于涂敷膜形成薄膜時，減少涂敷液的消耗量，謀求降低成本的薄膜器件及其制造方法。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供能夠不使用光刻工序就可以把形成膜構圖，進一步謀求降低成本的薄膜器件及其制造方法。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供能夠通過借助于涂敷膜形成象素電極，使與液晶接合的面平坦化的薄膜器件、使用了這種器件的液晶顯示屏以及電子裝置。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供能夠把布線層靠用作黑矩陣的遮光層、而且數(shù)值孔徑大的薄膜器件、液晶屏及使用了這種器件的電子裝置。
本發(fā)明的再一個目的在于，提供能夠通過使用低成本的薄膜器件、謀求降低成本的液晶屏及電子裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種薄膜場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟在一個襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵絕緣膜；通過噴墨印刷方法在所述絕緣膜上形成聚合物半導電層；和在所述半導電層上形成源極和漏極接觸。
其中，也可以是所述柵絕緣膜通過噴墨印刷方法形成，而所述半導電層通過其它方法形成。
優(yōu)選地所述柵絕緣膜通過噴墨印刷方法形成。
本發(fā)明還提供了一種薄膜場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟在一個襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵絕緣膜；通過噴墨印刷方法在所述絕緣膜上形成半導電層；和在所述半導電層上形成源極和漏極接觸。
其中，所述形成的半導電層具有包含多個單體單元的分子結(jié)構。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，能夠利用具有價格低廉而且產(chǎn)量高的制造裝置來制造薄膜器件。
圖1為用于本發(fā)明第1實施例的涂敷膜形成裝置的構成圖；圖2為用于本發(fā)明第1實施例的另一涂敷膜形成裝置的構成圖；圖3為共面型TFT的剖面圖；圖4為反交錯型TFT的剖面圖；圖5為用于本發(fā)明第1實施例的串聯(lián)型涂敷膜形成裝置的構成圖；圖6為用于本發(fā)明第1實施例的另一串聯(lián)型涂敷膜形成裝置的構成圖；圖7為用于本發(fā)明第1實施例的涂敷硅膜形成裝置的構成圖；圖8為用于本發(fā)明第1實施例的另一涂敷硅膜形成裝置的構成圖；圖9為說明向涂敷ITO膜表面進行的金屬電鍍方法的流程圖；圖10為使用了本發(fā)明含有雜質(zhì)的絕緣層的共面型TFT制造過程的剖面圖；圖11為使用了本發(fā)明含有雜質(zhì)的絕緣層的反交錯型TFT制造過程的剖面圖；圖12為用于本發(fā)明第1實施例的液體涂敷裝置的構成圖；圖13為示出使用圖12液體涂敷裝置的旋轉(zhuǎn)涂敷后的狀態(tài)的概略說明圖；圖14為本發(fā)明的另一液體涂敷裝置的構成圖；圖15為圖14所示液體涂敷裝置的部分擴大圖；
圖16為圖14所示液體涂敷裝置的部分擴大圖；圖17為示出構成液晶顯示裝置的TFT基板的圖；圖18為示出在與本發(fā)明第2實施例有關的液晶顯示裝置用有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分擴大的平面圖；圖19為在相當于圖18的I-I′線的位置上切斷了的剖面圖；圖20(A)～圖20(D)為示出圖19所示有源矩陣基板制造方法的剖面圖；圖21A-21C為示出在圖20所示工序以后進行的各工序的剖面圖；圖22為示出在與本發(fā)明第3實施例有關的液晶顯示裝置用有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖23為在相當于圖22的II-II′線的位置上的剖面圖；圖24A-24D為示出當制造圖22所示有源矩陣基板時，在圖20所示工序以后所進行的各工序的剖面圖；圖25(A)、(B)為示出分別把比較例及本發(fā)明實施例的接觸孔附近放大的縱剖面圖；圖26為示出在相當于圖22的II-II′線的位置上切斷了的本發(fā)明第4實施例的結(jié)構的縱剖面圖；圖27(A)～圖27(E)為示出圖26所示有源矩陣基板的制造方法的剖面圖；圖28(A)～圖28(E)為示出接在圖27的工序之后進行的工序的剖面圖；圖29為示出在與本發(fā)明第5實施例有關的液晶顯示用有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖30為在相當于圖29的III-III′線的位置上的剖面圖；圖31(A)～圖31(F)為示出當制造圖29所示有源矩陣基板時，在圖27所示工序以后進行的各工序的剖面圖；圖32為示出在與本發(fā)明第6實施例有關的液晶顯示用有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分擴大的平面圖；圖33為在相當于圖32的IV-IV′線的位置上的剖面圖；圖34(A)～圖34(D)為示出當制造圖32所示有源矩陣基板時，在圖27所示工序以后所進行的各工序的剖面圖；圖35為示出在與本發(fā)明第7實施例有關的液晶顯示用有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分擴大的平面圖；圖36為在相當于圖35的V-V′線的位置上的剖面圖；圖37(A)～圖37(C)為示出當制造圖35所示有源矩陣基板時，在圖27所示工序以后所進行的各工序的剖面圖；圖38(A)、(B)為與另一種實施形態(tài)有關的液晶顯示用有源矩陣基板的說明圖；圖39(A)、(B)為示出分別把比較例及本申請發(fā)明的實施例的接觸孔附近放大的縱剖面圖；圖40為示出在與本發(fā)明第8實施例有關的電子裝置中所包含的液晶顯示裝置的方框圖；圖41為使用了圖40的液晶顯示裝置的電子裝置的一例、即投影儀的概略剖面圖；圖42為電子裝置的另一例、即個人計算機的概略說明圖；圖43為電子裝置的再一例、即尋呼機的裝配分解斜軸側(cè)投影圖；圖44為示出具有TCP的液晶顯示裝置的概略說明圖。
具體實施例方式
下面基于附圖詳細地說明本發(fā)明。
第1實施例薄膜器件結(jié)構的說明圖3及圖4分別示出包含TFT的薄膜器件的兩個基本結(jié)構例。
圖3為使用了共面型多晶硅的TFT的剖面圖。在玻璃基板10上形成底層絕緣膜12，在其上形成多晶硅TFT。圖3中，多晶硅層14由高濃度地摻入了雜質(zhì)的源區(qū)14S及漏區(qū)14D、以及在它們之間的溝道區(qū)14C構成。
在該多晶硅層14之上形成柵絕緣膜16，再在其上形成柵極18及柵線(未圖示)。把由透明導電膜構成的象素電極22通過在層間絕緣膜20及其下的柵絕緣膜16上形成的開口部連接到漏區(qū)14D上，把源線24連接到源區(qū)14S上，有時，把最上層保護膜26省略。再者，底層絕緣膜12旨在防止來自玻璃基板10的污染、調(diào)整好形成多晶硅膜14的表面狀態(tài)，但是，有時將其省略。
圖4為反交錯型非晶硅TFT的剖面圖。在玻璃基板30上形成底層絕緣膜32，在其上形成非晶硅TFT。再者，多把底層絕緣膜32省略。圖4中，在柵極34及連接到其上的柵線之下形成1層或多層的柵絕緣膜36。在柵極34之上形成非晶硅溝道區(qū)38C，進而，通過使雜質(zhì)擴散到非晶硅中形成源·漏區(qū)38S、38D。還有，把象素電極40通過金屬布線層42與漏區(qū)38D電氣地連接起來，把源線44與源區(qū)38S電氣地連接起來。再者，使金屬布線層42與源線44同時形成。
再者，在溝道區(qū)38C上形成的溝道保護膜46是在對源·漏區(qū)膜38S及38D進行蝕刻時保護溝道區(qū)38C的膜，有時將其省略。
圖3及圖4示出基本的TFT結(jié)構，這種變動涉及非常廣泛。例如，在圖3的共面型TFT中，為了提高數(shù)值孔徑，在象素電極22與源線24之間設置第2層間絕緣膜，能夠使象素電極22與源線24的間隔成為縮小的結(jié)構?；蛘撸詼p小連接到柵極18上未圖示的柵線及源線24的布線電阻及布線冗余化為目的，能夠使該柵線、源線成為多層膜。進而，還能夠在TFT元件之上或之下形成遮光層。在圖4的反交錯型TFT中，也能夠進行以增大數(shù)值孔徑、減小布線電阻、減少缺陷為目的的布線及絕緣膜的多層化等。
這些改良結(jié)構中的任一種，幾乎都是對圖3或圖4的基本結(jié)構增加構成TFT的薄膜的層疊數(shù)。
在下述實施例中，說明有關利用不需要真空處理裝置的涂敷膜，來形成構成圖3、圖4所示薄膜層疊結(jié)構的各種薄膜的情況。
(涂敷絕緣膜的形成方法)圖1示出涂敷型絕緣膜形成裝置，它借助于涂敷液體后進行熱處理來形成薄膜，例如絕緣膜。作為在涂敷以后通過熱處理作為絕緣膜的液體，能夠舉出聚硅氨烷(具有Si-N鍵的高分子的總稱)。聚硅氨烷之一為[SiH2NH]n(n為正整數(shù))，即所謂聚多氫硅氨烷。這種商品產(chǎn)自東燃(株)，以商品名“東燃ポリシラザン”市售。再者，如果用烷基(例如，甲烷基、乙烷基等)置換[SiH2NH]n中的H的話，則成為有機聚硅氨烷，與無機聚硅氨烷有區(qū)別。在本實施例中，最好使用無機聚硅氨烷。
把這種聚硅氨烷與二甲苯等液體混合后，例如旋轉(zhuǎn)涂敷到基板上。借助于在包含水蒸汽或氧氣的氣氛中進行熱處理，使這種涂敷膜轉(zhuǎn)化成SiO2。
作為比較例，能夠舉出在涂敷以后通過熱處理成為絕緣膜的SOG(旋涂玻璃)膜。這種SOG膜是以硅氧烷鍵為基本結(jié)構的聚合物，有具有烷基的有機SOG及沒有烷基的無機SOG，以烷基等作為溶劑使用。以平坦為目的，把SOG膜用于LSI層間絕緣膜。存在著有機SOG膜對于氧等離子體處理容易受到腐蝕、無機SOG膜膜厚為數(shù)千時也容易產(chǎn)生裂紋的問題，故幾乎不以單層用于層間絕緣膜等，而是作為CVD絕緣膜的上層平坦化層使用。
在這一點上，聚硅氨烷耐斷裂性高，具有耐氧等離子體性，還能夠以單層作為某種膜厚的絕緣層使用。因而，在這里，說明有關使用聚硅氨烷的情況。
再者，本發(fā)明利用以硅氧烷鍵作為基本結(jié)構的SOG膜以外的涂敷膜來形成薄膜層疊結(jié)構的至少1層，最好是多層，以滿足這一條件為限，也可以附加地使用SOG膜。
圖1中，裝料器101把裝于箱內(nèi)的多塊玻璃基板一塊一塊地取出，輸送到旋轉(zhuǎn)涂敷器102上。在旋轉(zhuǎn)涂敷器102中，如圖12所示，把基板132真空吸附到平臺130上，把聚硅氨烷138從分配器134的噴嘴136滴到基板132上。如圖12所示，滴下的聚硅氨烷138從基板中央部擴散開來。聚硅氨烷及二甲苯的混合液進入稱為濾毒罐的容器中，保存在圖1、圖12所示的保管部105內(nèi)。使聚硅氨烷與二甲苯的混合液從液體保管部105通過提供給管140供給到分配器134，涂敷到基板上。進而，如圖13所示，借助于平臺130的旋轉(zhuǎn)，聚硅氨烷138在玻璃基板132的整個面上緩緩涂敷。這時，大部分二甲苯蒸發(fā)掉。由圖1所示控制部106控制平臺130的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)時間，在幾秒鐘內(nèi)，其轉(zhuǎn)速上升到1000rpm，在1000rpm上保持20秒鐘左右，進后，幾秒鐘后停止。在該涂敷條件下，聚硅氨烷涂敷膜的膜厚約7000。其次，把玻璃基板輸送到熱處理部103，在水蒸汽氣氛中，在溫度100～350℃下，進行10-60分鐘熱處理，變成為SiO2。該熱處理由溫度控制部107進行控制。為了提高涂敷型絕緣膜形成裝置的處理能力，熱處理部103設定熱處理部103的長度及該爐內(nèi)收存的基板塊數(shù)，以便把上述旋轉(zhuǎn)涂敷器102的生產(chǎn)節(jié)拍時間與熱處理時間匹配起來。與聚硅氨烷混合的液體例如使用了二甲苯，還有，在轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生氫及氨等，因此，至少在旋轉(zhuǎn)涂敷器102及熱處理器103中，需要排氣設備108。利用卸料器104，把熱處理后形成了絕緣膜的玻璃基板裝于箱內(nèi)。
與現(xiàn)有的CVD裝置相比，圖1所示的本發(fā)明涂敷型絕緣膜形成裝置的裝置構成顯著簡單，因而，裝置價格非常便宜。而且，與CVD裝置相比，具有產(chǎn)量高、維護簡單、裝置的工作效率高等特征。借助于這些特征，能夠大幅度地減少液晶顯示裝置的成本。
利用圖1所示的涂敷型絕緣膜形成裝置，能夠把圖3所示的全部絕緣膜即底層絕緣膜12、柵絕緣膜16、層間絕緣膜20、保護膜26成膜。還有，在象素電極22與源布線24之間追加形成絕緣膜的情況下，通過利用圖1的裝置，以涂敷膜形成該追加絕緣膜，還有使絕緣膜表面平坦化的效果，是特別有效的。再者，有時把底層絕緣膜12及保護膜26省略。
在這里，柵絕緣膜16是支配TFT的電氣特性的重要絕緣膜，要控制膜厚、膜質(zhì)，同時，還必須控制與硅膜的界面特性。
為此，除了清潔涂敷形成柵絕緣膜16以前的硅膜14的表面狀態(tài)以外，最好是使用圖2所示的涂敷型絕緣膜形成裝置。圖2所示的裝置在功能與圖1所示裝置的熱處理部103相同的第1熱處理部103A與卸料器104之間設置了第2熱處理部103B。希望在該第2熱處理部103B中，在第1熱處理部103A中進行上述熱處理之后，在比第1熱處理部103A中的熱處理溫度高400°～500℃下，進行30-60分鐘的熱處理，或者，進行燈退火、激光退火等的高溫短時間熱處理。
這樣，與只在圖1熱處理部103中的熱處理的情況相比，柵絕緣膜16等絕緣膜更加致密化，膜質(zhì)及界面特性改善了。
再者，如果涉及界面特性來說，與涂敷絕緣膜相比，在真空氣氛中形成的CVD膜易于控制，因此，在需要高性能的TFT情況下，也可以在構成TFT的絕緣膜中由CVD膜形成柵絕緣膜，其它絕緣膜由本發(fā)明的涂敷絕緣膜形成。
在圖4的TFT結(jié)構中，本發(fā)明的涂敷絕緣膜能夠用于底層絕緣膜32、柵絕緣膜36、溝道保護膜46。
(涂敷硅膜的形成方法)通過準備包含硅粒子的液體作為圖1或圖2所示涂敷液保管部105中保管的涂敷液，利用與圖1或圖2裝置相同的裝置，能夠形成涂敷硅膜。
涂敷液中所含有硅粒子的粒子直徑可以使用的范圍例如為0.01～10μm。硅粒子的粒子直徑根據(jù)涂敷硅膜的膜厚來選擇。本發(fā)明人獲得的硅粒子的粒子直徑為1μm左右的占10％，10μm以下的占95％。通過借助于微粒化裝置把這種粒子直徑的硅粒子進一步微?；?，能夠獲得所需粒子直徑的硅粒子。
具有給定范圍粒子直徑的硅粒子與例如酒精等液體混合后，作為懸浮液在涂敷液保管部105中保管起來。然后，把硅粒子與酒精的懸浮液排到從裝料器105輸送到旋轉(zhuǎn)涂敷器106中的基板上。然后，在與形成涂敷絕緣膜相同的涂敷條件下使平臺130旋轉(zhuǎn)，在基板上緩緩涂敷硅粒子的涂敷膜，這時，大部分酒精蒸發(fā)掉。
其次，在熱處理部103或第1熱處理部103A中，在與形成涂敷絕緣膜的情況相同的熱處理條件下，對基板進行熱處理。這時，借助于硅之間的反應，在基板上形成結(jié)晶化了的硅膜。
在使用了圖2裝置的情況下，進而，在第2熱處里部103B中，在高于第1熱處理部103A中的熱處理溫度的溫度下，對該基板進行熱處理。該熱處理最好是借助于激光退火或者燈退火，在短時間內(nèi)進行。
與只在第1熱處理部103A中進行熱處理相比，通過在第2熱處理部103B中再度進行熱處理，硅膜的結(jié)晶性、致密性以及與其它膜的粘附性提高了。
圖5、圖6為連續(xù)形成涂敷硅膜及涂敷絕緣膜的成膜裝置構成圖。
圖5的成膜裝置把裝料器101、第1旋轉(zhuǎn)涂敷器102A、第1熱處理部103A、第2熱處理部103B、第2旋轉(zhuǎn)涂敷器102B、熱處理部103及卸料器104串聯(lián)連接起來。保管硅粒子與酒精的懸浮液的第1涂敷液保管部105A及第1控制部106A連接到第1旋轉(zhuǎn)涂敷器102A上。保管聚硅氨烷與二甲苯的混合液的第2涂敷液保管部105B及第2控制部106B連接到第2旋轉(zhuǎn)涂敷部102B上。
如果使用圖5的裝置，裝料、卸料的次數(shù)平均減少1次，因此，產(chǎn)量進一步提高。
圖6的成膜裝置示出把5圖成膜裝置的第2熱處理部103B配置到涂敷絕緣膜熱處理部103之后的變形例。在此情況下，絕緣膜蓋層通過對伴同的硅膜進行激光退火的第2熱處理部103B而結(jié)晶化。絕緣膜具有降低硅膜表面反射率的效果，因此，具有使硅膜高效率地吸收激光能量的優(yōu)點。還有，具有激光退火后的硅膜表面是平滑的等特征。也可以以一個熱處理部兼用作圖6中的熱處理部103及第2熱處理部103B。在此情況下，在該兼用的一個熱處理部中，能夠同時進行涂敷絕緣膜的燒固及其上的硅膜的結(jié)晶化熱處理。
(涂敷硅膜的其它形成方法)圖7示出借助于涂敷涂敷液、其后進行熱處理形成硅膜的其它涂敷型硅膜形成裝置。在利用CVD法形成硅膜時，可以使用單硅烷(SiH4)及二硅烷(Si2H6)，但是，在本發(fā)明中，使用二硅烷及三硅烷(Si3H8)等高次硅烷。硅烷類的沸點為單硅烷為-111.9℃，二硅烷為-14.5℃，三硅烷為52.9℃，四硅烷(Si4H10)為108.1℃。單硅烷及二硅烷在常溫、常壓下是氣體，但是，三硅烷以上的高次硅烷是液體。如果使二硅烷處于負幾十度C，則變成液體，能夠作為涂敷膜使用。在這里，說明有關主要使用三硅烷的情況。
圖7中，利用裝料器201從箱內(nèi)把玻璃基板一塊一塊地取出，輸送到裝料閉鎖室202中，借助于排氣設備711使裝料閉鎖室202減壓。到達給定壓力后，把玻璃基板移動到成為與上述壓力相同限度減壓狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)涂敷部203中，使三硅烷從三硅烷保管部207通過分配器涂敷到玻璃基板上。在旋轉(zhuǎn)涂敷器203中，使基板以轉(zhuǎn)速100～1000rpm旋轉(zhuǎn)幾秒鐘到20秒鐘，旋轉(zhuǎn)涂敷三硅烷。把旋轉(zhuǎn)涂敷了三硅烷的玻璃基板直接輸送到成為與上述壓力相同限度的第一熱處理部204中，在300°～450℃下、進行幾十分鐘的熱處理，形成膜厚幾百的硅膜。接著，把玻璃基板輸送到成為與上述壓力相同限度的第2熱處理部205中，使之接受激光退火及燈退火等高溫短時間熱處理。借此，使硅膜結(jié)晶化。然后，把玻璃基板輸送到裝料閉鎖室206中，在借助于氮返回大氣壓后，將其輸送到卸料器207，裝于箱內(nèi)。
在這里，希望排氣裝置211共計由2臺構成，一臺連接到2個裝料閉鎖室202、206上，另一臺連接到旋轉(zhuǎn)涂敷部203、第1、第2熱處理部204、205上。而且，旋轉(zhuǎn)涂敷器203、第1熱處理部204及第2熱處理部205借助于排氣裝置211經(jīng)常排氣，保持惰性氣氛的減壓狀態(tài)(1.0～0.5氣壓左右)。這是因為，硅烷類有毒性，使氣化了的硅烷類不泄漏到裝置外。單硅烷的容許濃度(TLV)為5ppm，可以認為，二硅烷等高次硅烷也是同一限度的容許濃度。還有，硅烷類在常溫空氣中自然燃燒，濃度一高，則爆炸性地燃燒。因而，把連接到至少旋轉(zhuǎn)涂敷器203、第1、第2熱處理部204、205上的排氣裝置211的排氣連接到使硅烷類無害化的排氣處理裝置212上。再者，把圖7的各處理室201～207互相用滑門閥連接起來，當輸送玻璃基板時，使該滑門閥開閉，以使氣體化了的硅烷類不流入2個裝料封閉室內(nèi)。
旋轉(zhuǎn)涂敷器203的主要部分與圖12大體相同，但是，圖7中，真空裝卡玻璃基板的平臺的溫度最好由溫度控制部210控制。在這里，當使用三硅烷時，為常溫，希望控制到0℃左右；當使用二硅烷時，為-40℃以下，希望控制到-60℃以下。還有，二硅烷及三硅烷的保管部208及供給線(未圖示)最好也借助于溫度控制部210控制到與平臺溫度大體同一限度的溫度。
為了把二硅烷及三硅烷作為液體進行涂敷，必須在低于其沸點的溫度下進行涂敷作業(yè)，但是，考慮到在常溫常壓下，三硅烷的蒸汽壓約為0.4氣壓；在常壓、-40℃下，二硅烷的蒸汽壓約為0.3氣壓，必須盡可能降低該蒸汽壓。因此，最好盡可能降低這些硅烷類及基板的溫度。
為了更加降低二硅烷及三硅烷等的蒸汽壓以提高涂敷膜的均勻性，也可以使旋轉(zhuǎn)涂敷器203及第1、第2熱處理部204、205處于惰性氣體的加壓狀態(tài)下。在加壓狀態(tài)下，二硅烷等的沸點溫度上升，在同一溫度下的蒸發(fā)汽壓降低，因此，能夠使旋轉(zhuǎn)涂敷器203的溫度高于上述設定溫度，將其設定于接近室溫的溫度?？紤]到在此情況下，萬一三硅烷等泄漏出來時，最好是作成在可以處于加壓狀態(tài)的結(jié)構外側(cè)能夠處于減壓狀態(tài)的雙重結(jié)構，用特別設置的排氣裝置把泄漏出來的三硅烷等排氣。利用排氣處理部212，處理該排氣的氣體。
還有，利用排氣裝置211，還把停滯在旋轉(zhuǎn)涂敷器203及第1、第2熱處理部204、205內(nèi)部的硅烷氣體排氣。
圖8所示的硅膜形成裝置是把圖7所示的硅膜形成裝置與圖1所示的絕緣膜形成裝置串聯(lián)連接起來的。即，在圖7的第2熱處理部205與裝料閉鎖室206之間，導入圖1的旋轉(zhuǎn)涂敷部102及熱處理爐103。
圖8中，在第2熱處理部205中，一直到借助于激光退火使硅膜進行結(jié)晶化處理，都與圖7裝置的動作相同。在旋轉(zhuǎn)涂敷器102中，結(jié)晶化了的硅膜涂敷聚硅氨烷及無機SOG膜。接著，在熱處理部103中，使涂敷的膜變成絕緣膜。
旋轉(zhuǎn)涂敷器203、第1、第2熱處理部204、205與圖7同樣地處于惰性氣氛的減壓狀態(tài)下。圖1中，絕緣膜的旋轉(zhuǎn)涂敷器102及熱處理部103處于常壓下，但是，圖8的裝置中成為惰性氣氛的減壓狀態(tài)。為此，由排氣裝置108進行排氣。
為了在該硅膜之上，在惰性氣氛中形成絕緣膜，借助于圖8形成的硅膜不暴露于大氣中。因而，能夠控制支配TFT元件特性的硅膜與絕緣膜的界面，因此，能夠提高TFT元件的特性及該特性的均勻性。
再者，圖8中，在硅膜之上形成絕緣膜是在硅膜結(jié)晶化之后進行的，但是，與圖6的裝置同樣地，也可以在硅膜的第1熱處理后形成絕緣膜，使硅膜的結(jié)晶化在該絕緣膜熱處理后進行。在此情況下，也與圖6的情況相同，絕緣膜蓋層通過對伴同的硅膜進行激光退火而結(jié)晶化。絕緣膜具有降低硅膜表面反射率的效果，因此，具有使硅膜高效率地吸收激光能量的優(yōu)點。還有，具有激光退火后的硅膜表面是平滑的等特征。
(向涂敷硅膜擴散雜質(zhì)的方法)向硅膜擴散雜質(zhì)的方法也可以使用現(xiàn)有的離子注入裝置等實施，但是，如圖10或圖11所示，最好是在涂敷含有雜質(zhì)的絕緣層之后，使雜質(zhì)擴散到其下層的硅膜中。
含有雜質(zhì)的絕緣膜的形成能夠使用與圖2所示裝置相同的裝置。在本實施例中，把包含磷玻璃或硼玻璃的SOG膜作為含有雜質(zhì)的涂敷膜涂敷上去。在形成N型高濃度雜質(zhì)區(qū)的情況下，以每100ml液體(該液體以酒精及醋酸乙烷基為溶劑，含有硅氧烷聚合物，以使Si濃度的重量百分比為百分之幾)含有幾百μgP250的SOG膜作為含有雜質(zhì)的涂敷膜使用。在此情況下，圖2的涂敷液保管部105中保管這種涂敷液，把該涂敷液從旋轉(zhuǎn)涂敷器102涂敷到基板上。進而，在旋轉(zhuǎn)涂敷器102中，通過使基板以轉(zhuǎn)速1000rpm旋轉(zhuǎn)，作為上述SOG膜獲得幾千的膜厚。在第1熱處理部103A中，在300℃乃至500℃下，對該含有雜質(zhì)的涂敷膜進行熱處理，成為含有摩爾百分比為百分之幾的P250的磷玻璃膜。使形成了磷玻璃膜的TFT基板在第2熱處理部103B中接受燈退火或激光退火的高溫短時間熱處理，使SOG膜中的雜質(zhì)以固相擴散到其下層的硅膜中，在該硅膜中形成高濃度雜質(zhì)區(qū)。最后，利用卸料器104，把TFT基板裝于箱內(nèi)。
在源·漏區(qū)的形成中，涂敷工序及高溫短時間退火工序也可以在1分鐘以內(nèi)處理，具有非常高的生產(chǎn)性。再者，熱處理工序需要幾十分鐘，但是，借助于在熱處理爐的長度及結(jié)構上想辦法，也能夠削減間歇時間。
把涂敷了含有上述雜質(zhì)的涂敷膜的TFT剖面圖示于圖10及圖11。圖10為對應于圖3的共面型TFT，在玻璃基板14上，形成底層絕緣膜12，在其上對硅層14進行構圖。對柵絕緣膜16進行蝕刻去除，以便掩蔽柵極18，使應該成為源·漏區(qū)的硅層暫時露出來。因而，形成含有雜質(zhì)的涂敷膜50，使之與成為上述硅膜的源·漏的區(qū)14S、14D接合。然后，借助于上述高溫短時間的熱處理，含有雜質(zhì)的涂敷膜50中包含的磷借助于固相擴散擴散到上述硅膜中，形成薄膜電阻為1kΩ/□以下的N型源·漏區(qū)14S、14D。
正如可從圖3所示TFT的剖面圖弄清的那樣，這以后的工序按下列順序形成形成層間絕緣膜，在把含有雜質(zhì)的涂敷膜50去除之后，也可以改為形成依據(jù)上述涂敷膜的層間絕緣膜，還可以改為在含有雜質(zhì)的涂敷膜50之上重新形成層間絕緣膜。在含有雜質(zhì)的涂敷膜50之上重新形成層間絕緣膜的方法中，絕緣膜為兩層，使液晶顯示裝置中源線與柵線的短路缺陷變少。
圖11為對應于圖4的反交錯型TFT，在玻璃基板30上形成底層絕緣膜32，在其上形成柵極35，進而，通過柵絕緣膜34對硅層33進行構圖。絕緣膜52為溝道區(qū)的保護膜，同時，成為雜質(zhì)擴散的掩模，借助于涂敷絕緣膜來形成。
含有雜質(zhì)的絕緣膜54與成為掩模的絕緣膜52、及應該成為硅膜33的源·漏區(qū)的區(qū)33S、33D接合，作為涂敷絕緣膜來形成。對含有雜質(zhì)的絕緣膜54一進行高溫短時間的熱處理，含有雜質(zhì)的絕緣涂敷膜54中包含的磷就借助于固相擴散擴散到上述硅膜33中，形成薄膜電阻為1kΩ/□左右的N型源·漏區(qū)33S、33D。
正如可從圖4所示TFT的剖面圖弄清的那樣，這以后的工序在把含有雜質(zhì)的絕緣膜54去除之后，按象素電極、源布線及漏電極的連接部的順序形成。
根據(jù)本實施例，在圖3所示的共面型TFT中，源·漏區(qū)的形成不用現(xiàn)有的離子打入及離子摻雜質(zhì)、而是借助于形成涂敷膜及高溫短時間熱處理進行，因此，能夠使用廉價并且產(chǎn)量高的裝置來制造TFT。還有，在圖4所示的反交錯型TFT中，把依據(jù)CVD法的源·漏區(qū)的形成置換成形成涂敷膜及高溫短時間熱處理，與共面型TFT的情況相同，能夠使用廉價并且產(chǎn)量高的裝置來制造液晶顯示裝置。
(涂敷導電膜的形成方法)其次，說明有關涂敷含有導電性粒子的液體形成涂敷導電膜的方法。涂敷導電膜也能夠使用圖1或圖2所示裝置來制造。這時，圖1、圖2的涂敷液保管部105中保管的液體使用把金屬等導電性物質(zhì)的微粒分散到液體(例如有機溶劑)中的溶液。例如，把粒子直徑80～100的銀微粒分散到松油醇及甲苯等有機溶劑中的溶液從旋轉(zhuǎn)涂敷器102排出到基板上。此后，使基板以1000rpm旋轉(zhuǎn)，使涂敷液在基板上旋轉(zhuǎn)涂敷。進而，如果在圖1的熱處理部103或圖2的第1熱處理部103A中，在250°～300℃下進行熱處理，就能夠獲得幾千的導電膜。在導電性物質(zhì)的微粒中，除了銀以外還有金、鋁、銅、鎳、鈷、鉻、ITO等，能夠借助于涂敷型導電膜形成裝置形成導電膜。
所獲得的導電膜是微粒的集合，非?；顫姡虼?，必須使旋轉(zhuǎn)涂敷器102、熱處理部103或第1熱處理部103A處于惰性氣氛中。
還有，涂敷導電膜的電阻值(如果比較其體電阻值的話)高出1位左右。在此情況下，如果在圖2的第2熱處理部103B中，對涂敷導電膜在300乃至500℃下進一步進行熱處理的話，導電膜的電阻值則下降。同時，TFT的源區(qū)與由涂敷導電膜形成的源布線的接觸電阻、進而，漏區(qū)與由涂敷導電膜形成的象素電極的接觸電阻都能夠減小。如果在第2熱處理部103B中進行燈退火及激光退火等高溫短時間熱處理的話，就能夠更有效地進行涂敷導電膜的低電阻化和減小接觸電阻。還有，以不同的金屬形成多層，能夠提高可靠性。銀在空氣中較易氧化，因此，可以在銀之上形成在空氣中難于氧化的鋁及銅。
(透明電極的形成方法)其次，說明有關使用了涂敷ITO膜的透明電極的形成方法。涂敷ITO的成膜也能夠使用與圖2相同的裝置進行。在本實施例中使用的涂敷液為把有機銦及有機錫以97∶3的比例在混合二甲苯中摻合成8％的液狀物(例如，旭電化工業(yè)株式會社制的商品名アデカITO涂布膜/ITO-103L)。再者，能夠作為涂敷液使用的范圍是，有機銅與有機錫之比為從99∶1到90∶10。涂敷液在圖2的涂敷液保管部105中保管。
利用旋轉(zhuǎn)涂敷器102，把涂敷液排出到基板上，進而，通過使基板旋轉(zhuǎn)進行旋轉(zhuǎn)涂敷。
其次，進行涂敷膜的熱處理，但是，這時的熱處理條件按下述設定。首先，在圖2的第1熱處理部103A中，在250℃～450℃的空氣或氧氣氛中進行從30分鐘到60分鐘的第1熱處理。其次，在第2熱處理部103B中，在200℃～400℃含有氫的氣氛中進行從30分鐘到60分鐘的第2熱處理。其結(jié)果是，在把有機成分去除后，形成銦氧化物及錫氧化物的混合膜(ITO)膜。借助于上述熱處理，膜厚約500?！s2000的ITO膜能夠成為具有作為象素電極41充分性能的ITO膜薄膜電阻為102Ω/□～104Ω/□、光透過率為90％以上。上述第1熱處理后的ITO膜的薄膜電阻的量級為105～106Ω/□，但是，由于上述第2熱處理使薄膜電阻的量級降低到102～104Ω/□。
涂敷ITO膜的形成，能夠通過圖5或圖6所示的裝置串聯(lián)地制造涂敷ITO膜及涂敷絕緣膜。如果這樣制造，則能夠用絕緣膜來保護緊接在形成之后的活潑的涂敷ITO膜的表面。
(導電層的其它形成方法)這種方法是在上述涂敷ITO膜之上形成金屬電鍍層的方法。
圖9示出在涂敷ITO表面進行鍍鎳的流程圖。在圖9的步驟1中，用上述方法形成ITO膜。其次，在步驟2中，例如對涂敷ITO表面進行光刻，使該表面活化。在步驟3中，作為步驟4鍍鎳處理的前處理，首先，把鈀/錫的絡鹽粘附到涂敷ITO的表面上，其次，進行在表面上析出鈀的處理。
在步驟4的鍍鎳工序中，例如通過進行無電解電鍍工序，把在涂敷ITO表面上析出的鈀置換成鎳，完成鍍鎳處理。在步驟4中，進而通過對鍍鎳層進行退火，使該電鍍層致密化。最后，在步驟5中，通過在Ni鍍層上進行作為氧化防止層的貴金屬電鍍，例如鍍金處理，完成導電層。
借助于這種方法，以涂敷ITO膜為基礎形成電鍍層，能夠形成透明電極以外的導電層。
(旋轉(zhuǎn)涂敷以外的涂敷方法)圖14乃至圖16為示出涂敷用于形成薄膜的流體是光刻時用于掩膜的保護膜等液體的涂敷裝置的圖。在本實施例中，以保護膜為例舉例說明作為涂敷的液體。當然，不限于保護膜涂敷，也能夠用于上述各種涂敷膜的形成中。在圖14中，把基板302真空吸附到平臺301上。保護液從液體保管部307通過供給管306供給到分配器304。保護液進而作為非常多的點303，從設置在分配器頭307上的多個噴嘴305涂敷到基板302上。
圖15示出噴嘴305的詳細剖面圖。圖15的結(jié)構與油墨噴射印刷的頭相同，利用壓電元件的振動排出保護液。保護液從入口部311通過供給口312，積存在腔部313內(nèi)。借助于粘合到振動板315上的壓電元件314的伸縮，使振動板315運動，使腔313的體積減小或增大。腔313的體積減小時，保護液從噴嘴口316排出，腔313的體積增大時，保護液從供給口312供給到腔313內(nèi)。例如如圖16所示，使噴嘴口316以二維多個排列起來，如圖14所示，通過使基板302或分配器304相對地移動，使保護液以點狀涂敷到基板整個面上。
圖16中，噴嘴口316的排列間隔為橫向間隔P1為幾十μm，縱向間隔P2為幾mm。噴嘴口316的口徑為幾十μm乃至幾百μm。一次的排出量為幾十ng乃至幾百ng，所排出保護液的液滴直徑為幾十μm乃至幾百μm。點狀涂敷的保護液剛剛從噴嘴305排出后為幾百μm的圓形。在把保護液涂敷到基板整個面上的情況下，如果上述點303的間隔為幾百μm，以轉(zhuǎn)速幾百乃至幾千rpm使基板旋轉(zhuǎn)幾秒鐘，就能獲得膜厚均勻的涂敷膜。涂敷膜的膜厚不僅可以通過基板的轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)時間來控制，還可以通過噴嘴口316的口徑及點303的間隔加以控制。
這種保護液涂敷方式為油墨噴射方式的液體涂敷方式，因為是在基板整個面上以點狀進行涂敷，所以，使基板移動(例如旋轉(zhuǎn))以便把保護液涂敷到點303之間沒有保護液的部分上即可，因此，能夠有效地使用保護液。這種方式不僅能夠應用于保護膜，而且，同樣能夠應用于利用上述涂敷膜形成的絕緣膜、硅膜、導電膜的形成上，因此，在減少液晶顯示裝置的成本方面，帶來非常大的效果。
還有，在油墨噴射方式的液體涂敷中，因此為噴嘴口316的口徑能夠更小，所以，可以在10-20μm寬的線狀圖形上進行涂敷。如果把這種技術用于硅膜及導電膜的形成中，就可以直接描繪而不需要光刻工序了。如果TFT的圖形比例的限度為幾十μm，借助于把這種直接描繪與涂敷方式的薄膜形成技術組合起來，不使用CVD裝置、濺射裝置、離子打入及離子摻雜質(zhì)裝置、曝光裝置、腐蝕裝置，就可以制造液晶顯示裝置。即，只使用依據(jù)本發(fā)明的油墨噴射方式的涂敷裝置、激光退火裝置及燈退火裝置等熱處理裝置，就能夠制造液晶顯示裝置。
再者，第1實施例以TFT有源矩陣基板為例舉例說明了薄膜器件，但是，該實施例能夠同樣地應用于把MIM(金屬-絕緣體-金屬)、MIS(金屬-絕緣體-硅)等其它二端元件、三端元件作為象素開關元件的同樣的有源矩陣基板上。例如，使用了MIM的有源矩陣基板的薄膜層疊結(jié)構不包含半導體層、只使用導電層及絕緣層構成，在此情況下，也能夠應用本發(fā)明。進而，本發(fā)明不僅應用于有源矩陣基板上，而且，也可以應用于作為顯示元件不依靠液晶、而使用EL(電發(fā)光)等元件者。進而，本發(fā)明可以應用于包含TFT的半導體器件、DMD(數(shù)字密勒器件)等、具有包含導電層及絕緣層、進而包含半導體層的各種薄膜層疊結(jié)構的薄膜器件上。
其次，說明把本發(fā)明應用于液晶顯示裝置用的有源矩陣基板上，特別是，有關利用導電性涂敷膜形成象素電極的第2～第7實施例。
第2實施例圖18為示出在液晶顯示裝置用的有源矩陣基板上，把區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖19為在相當于其I-I′線的位置上的剖面圖。
在圖18及圖19上，液晶顯示裝置用的有源矩陣基板400利用數(shù)據(jù)線Sn，Sn+1，......及掃描線Gm，Gm+1把絕緣基板410上區(qū)劃形成多個象素區(qū)402，對各個象素區(qū)402形成TFT404。這種TFT404具有用于在源區(qū)414與漏區(qū)416之間形成溝道的溝道區(qū)417，通過柵絕緣膜413與該溝道區(qū)417對峙的柵極415，在該柵極415表面那一邊上形成的層間絕緣膜421，通過該層間絕緣膜421的接觸孔421A電氣地連接到源區(qū)414上的源極431，以及由通過層間絕緣膜421的接觸孔421B電氣地連接到漏區(qū)416上的ITO膜構成的象素電極414。源極431為數(shù)據(jù)線Sn，Sn+1......的一部分，柵極415為掃描線Gm，Gm+1，......的一部分。
在這里，象素電極441與源極(數(shù)據(jù)線)431同樣地，在層間絕緣膜421的表面上形成。因此，構成象素電極441，使與數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1相比平行于數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1的外邊部441A、441B位于頗靠內(nèi)側(cè)，以便這些電極之間不短路。
圖20(A)～(D)、圖21(A)～(C)為示出本實施例的有源矩陣基板制造方法的工序的剖面圖。
在這樣的有源矩陣基板400的制造方法中，首先，如圖20(A)所示，作為絕緣基板410，采用通用的無堿玻璃。首先，在把絕緣基板410潔凈化以后，借助于CVD(化學汽相淀積)法及PVD(物理汽相淀積)法在絕緣基板410之上形成由氧化硅膜等構成的底層保護膜411。作為CVD法，有例如低壓CVD法(LPCVD法)及等離子體CVD法(PECVD法)等。作為PVD法，有例如濺射法等。再者，借助于絕緣基板410中包含的雜質(zhì)及該基板表面的潔凈度，也可以把底層保護膜11省略。
其次，形成應該成為TFT404能動層的本征硅膜等的半導體膜406。該半導體膜406能夠借助于CVD法及PVD法形成。這樣獲得的半導體膜406作為原原本本的非晶硅膜，能夠作為TFT溝道區(qū)等的半導體層使用。還有，如圖20(B)所示，對半導體膜120短時間照射激光等光能或電磁能，也可以推進其結(jié)晶化。
其次，在形成了具有給定圖形的保護掩模以后，利用該保護掩模對半導體膜406進行構圖，如圖20(C)所示，成為島狀半導體膜412。在半導體膜412上構圖以后，利用PVD法及CVD法形成柵絕緣膜413。
其次，濺射形成成為柵極的鋁膜等薄膜。通常，利用同一金屬材料等借助于同一工序形成柵極及柵布線。在把成為柵極的薄膜沉積起來以后，如圖20(D)所示，進行構圖，形成柵極415。這時，掃描線也形成了。其次，對半導體膜412導入雜質(zhì)離子，形成源區(qū)414及漏區(qū)416。未導入雜質(zhì)離子的部分成為溝道區(qū)417。利用這種方法，柵極415成為離子注入的掩模，因此，溝道區(qū)417成為只在柵極415之下形成的自己匹配的結(jié)構，也可以構成偏置柵結(jié)構及LDD結(jié)構的TFT。雜質(zhì)離子的導入能夠應用離子摻雜質(zhì)法或離子打入法等，離子摻雜質(zhì)法使用同位素不分離型離子注入裝置注入注入雜質(zhì)元素的氫化物及氫，離子打入法使用同位素分離型離子注入裝置只注入所需的雜質(zhì)離子。作為離子摻雜質(zhì)法的氣體原料，使用在氫中稀釋了的濃度為0.1％左右的磷化氫(PH3)及乙硼烷(B2H6)等注入雜質(zhì)的氫化物。
其次，如圖21(A)所示，利用CVD法或PVD法形成由氧化硅膜構成的層間絕緣膜421。在離子注入及形成層間絕緣膜421以后，在約350℃以下的適當熱環(huán)境下進行幾十分鐘到幾小時的熱處理，進行注入離子的活化及層間絕緣膜421的燒固。
其次，如圖21(B)所示，在層間絕緣膜421中，在相當于源區(qū)414及漏區(qū)416的位置上，形成接觸孔421A及421B。其次，在濺射形成用于形成源極的鋁膜等以后，對其進行構圖，形成源極431。這時，數(shù)據(jù)線也形成了。
其次，如圖21(C)所示，在層間絕緣膜421的整個表面上，涂敷成膜ITO膜408。
當涂敷成膜時，能夠使用各種液態(tài)或糊狀的涂敷材料。在這些涂敷材料中，如果是液態(tài)的材料，能夠使用浸漬法或旋轉(zhuǎn)涂敷法等；如果是糊狀的材料，能夠使用絲網(wǎng)印刷法等。與第1實施例同樣地，在第2實施例中，涂敷材料是在混合二甲苯中把有機銦及有機錫以97∶3的比例摻合成8％的液態(tài)材料(例如，旭電化工業(yè)株式會社制的商品名アデカITO涂布膜/ITO-103L)，能夠利用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷到絕緣基板410的表面那一邊(層間絕緣膜20的表面)上。在這里，作為涂敷材料能夠使用有機銦與有機錫之比為從99/1到90/10范圍內(nèi)的材料。
在第2實施例中，在把溶劑干燥、去除以后，對于在絕緣基板410表面那一邊上涂敷的膜也進行熱處理(燒固)。這時，作為熱處理的條件是，例如在250℃～450℃的空氣中或氣氛氧中進行從30分鐘到60分鐘的第1熱處理以后，在200℃～400℃的含有氫的氣氛中進行從30分鐘到60分鐘的第2熱處理。結(jié)果是，把有機成分去除后，形成銦氧化物及錫氧化物的混合膜(ITO膜)。借助于上述熱處理，膜厚為約500～約2000的ITO膜成為薄膜電阻為102Ω/□～104Ω/□、光透過率為90％以上，能夠成為具有作為象素電極441的充分性能的ITO膜。第1熱處理后ITO膜的薄膜電阻的量級為105～106Ω/□，但是，第2熱處理的作用使薄膜電阻的量級降低到102～104Ω/□。
在這樣地形成了ITO膜408以后，如圖19所示，進行構圖，一形成象素電極441，就在各象素區(qū)402上形成了TFT404。因而，如果利用通過掃描線Gm供給的控制信號驅(qū)動TFT404，就能夠把圖象信號從數(shù)據(jù)線Sn通過TFT404寫入到象素電極441與對置基板(未圖示)之間封入的液晶單元內(nèi)，進行給定的顯示。
這樣，在第2實施例中，當形成用于形成象素電極441的ITO膜，利用適合于大型基板處理的旋轉(zhuǎn)涂敷等涂敷成膜法把液態(tài)涂敷材料涂敷到絕緣基板410上，因此，與需要具有濺射法等真空系統(tǒng)的龐大成膜裝置的成膜法不同，能夠使用廉價的成膜裝置成膜。
而且，如圖25(B)所示，根據(jù)涂敷成膜法，當把用于構成象素電極441的液態(tài)或糊狀涂敷材料涂敷到層間絕緣膜421的表面上時，涂敷材料把接觸孔421B平滑地填住，使象素電極441的表面形狀難于受到下層那一邊的凹凸等影響。因此，能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441(導電膜)，因此，能夠穩(wěn)定地進行研磨，同時，能夠防止反傾斜區(qū)的產(chǎn)生。因此，根據(jù)第2實施例，可提高顯示清晰度。
與此相反，如圖25(A)所示，當利用濺射ITO膜450形成象素電極時，在形成濺射ITO膜450的面上的臺階狀變形產(chǎn)生以后形成了該濺射ITO膜450。在濺射ITO膜450的表面上形成的臺階狀變形成為不穩(wěn)定的研磨及反傾斜區(qū)的原因，降低了顯示質(zhì)量。而且，在形成濺射ITO膜450時，難于把接觸孔421B全面填入，因此，在其上形成了開口部，開口部的存在也成為不穩(wěn)定研磨及反傾斜區(qū)的原因。因而，如圖25(B)所示，利用涂敷ITO膜形成象素電極441是有用的。
第3實施例圖22為示出把在液晶顯示裝置用的有源矩陣基板上按區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖23為在相當于其II-II′線位置上的剖面圖。
在圖22及圖23中，在與第3實施例有關的液晶顯示裝置用的有源矩陣基板401上的薄膜器件的結(jié)構、與第2實施例中有源矩陣基板400上的薄膜器件結(jié)構的不同點如下所述。
首先，在第3實施例中，使層間絕緣膜為兩層結(jié)構在柵極415的表面的那一邊上、位于下層那一邊的下層側(cè)層間絕緣膜421；在該下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成的上層側(cè)層間絕緣膜422。在這里，在下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成源極431，使其通過下層側(cè)層間絕緣膜421的接觸孔421A電氣地連接到源區(qū)414上。
與此相反，在上層側(cè)層間絕緣膜422的表面上形成象素電極441，使其通過上層側(cè)層間絕緣膜422及下層側(cè)層間絕緣膜421的接觸孔422A電氣地連接到漏區(qū)416上。這樣，在與源極431不同的層上構成象素電極441，因此，這些電極之間不短路。
因此，在第3實施例中，正如由圖22可知那樣地，在任一象素區(qū)402中都形成象素電極441，以使與數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1平行的兩邊的外邊部441A、441B在相鄰象素間位于數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1的上方。還有，形成象素電極441，以使與掃描線Gm、Gm+1平行的兩邊的外邊部441C、441D在相鄰象素間位于掃描線Gm、Gm+1的上方。即，象素電極441的一部分蓋在數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1及掃描線Gm、Gm+1的上方。因而，在象素電極441的四邊的外邊部441A～441D、與數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1及掃描線Gm、Gm+1之間，從平面上看不到縫隙。因此，數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1及掃描線Gm、Gm+1其本身就具有作為黑矩陣的功能。結(jié)果是，即使不增加用于形成黑矩陣層的工序數(shù)，也能夠進行高清晰度的顯示。
這樣的有源矩陣基板401的制造方法，與第2實施例中說明了的圖20(A)～圖20(D)是共同的。因此，在下面的說明中，參照圖24(A)～(D)，說明有關進行了圖20(D)所示工序以后的工序。
首先，如圖24(A)所示，在形成了源區(qū)414、漏區(qū)416、溝道區(qū)417、柵絕緣膜413、及柵極415之后，利用CVD法或PVD法在柵極415的表面那一邊上形成由氧化硅膜構成的下層側(cè)層間絕緣膜412。
其次，如圖24(B)所示，在下層側(cè)層間絕緣膜421中，在相當于源區(qū)414的位置上形成接觸孔421A。其次，在濺射形成了用于形成源極431及數(shù)據(jù)線的鋁膜之后，對其進行構圖，形成源極431及數(shù)據(jù)線Sn，Sn+1，......
其次，如圖24(C)所示，利用CVD法或PVD法在下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成由氧化硅膜構成的上層側(cè)層間絕緣膜422。其次，在下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422中，在相當于漏區(qū)416的位置上形成接觸孔422A。
其次，如圖24(D)所示，在層間絕緣膜422的整個表面上，使ITO409涂敷成膜。
當涂敷成膜時，與第1、第2實施例同樣地，也能夠使用各種液態(tài)或糊狀的涂敷材料。在這些涂敷材料中，如果是液態(tài)的材料，則能夠使用浸漬法或旋轉(zhuǎn)涂敷法等；如果是糊狀的材料，則能夠使用絲網(wǎng)印刷法等。還有，在第3實施例中，對涂敷了的ITO膜409也進行上述第1、第2熱處理，降低薄膜電阻。
然后，對ITO膜409進行構圖，如圖23所示，形成象素電極441。這時，如參照圖22說明了地那樣，在任一象素區(qū)2中，對象素電極441的四邊的外邊部441A～441D進行構圖，使它在相鄰象素間也蓋在數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1及掃描線Gm、Gm+1上。通常，數(shù)據(jù)線及掃描線由金屬膜形成，因此，這些數(shù)據(jù)線及掃描線成為遮光膜，能夠作為黑矩陣使用。因此，即使不增加工序數(shù)，也能夠進行高清晰度的顯示。
而且，最大限度地擴展象素區(qū)441的形成范圍，一直到蓋在數(shù)據(jù)線及掃描線上，因此，象素區(qū)402的數(shù)值孔徑大。這樣，也提高了顯示的清晰度。
還有，在第3實施例中，當形成用于形成象素電極441的ITO膜時，利用適合于大型基板處理的旋轉(zhuǎn)涂敷法(涂敷成膜法)把液態(tài)涂敷材料涂敷到絕緣基板410上，因此，如圖10(B)所示，在下層那一邊為凹部處，所形成象素電極441的那一部分較厚；在下層那一邊為凸部處，所形成象素電極441的那一部分較薄。因而，起因于數(shù)據(jù)線的凹凸不反映到象素電極441的表面上。因此，能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441，因此，能夠穩(wěn)定地進行研磨，同時，能夠防止反傾斜區(qū)的產(chǎn)生等。這樣的優(yōu)點，在掃描線上層那一邊也是同樣的。因此，根據(jù)本發(fā)明，提高了顯示清晰度。
進而，當形成用于形成象素電極441的ITO膜時，利用旋轉(zhuǎn)涂敷法把液態(tài)涂敷材料涂敷到絕緣基板410上，因此，與需要具有濺射法等所謂真空系統(tǒng)的龐大成膜裝置的成膜法不同，能夠使用廉價的成膜裝置成膜。
而且，涂敷成膜法在復蓋臺階狀變形方面優(yōu)異，因此，即使在下層那一邊上存在著下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422的接觸孔421A及422A，其較大的凹凸也不影響到象素電極441(ITO膜)的表面形狀。即，形成了兩層結(jié)構的層間絕緣膜；下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422。因此，即使起因于接觸孔421A、422A的凹凸較大，也能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441。因而，能夠采用把象素電極441直接連接到漏區(qū)416上的結(jié)構，顯然，也可以在下層側(cè)層間絕緣膜421與上層側(cè)層間絕緣膜422的層間上，不形成電氣地連接到漏區(qū)416上的中繼電極(通路)，能夠簡化制造工序。
再者，在第3實施例中也是這樣，當形成象素電極441時，從液態(tài)涂敷材料形成ITO膜，因此，使用了旋轉(zhuǎn)涂敷法，但是，如果使用糊狀涂敷材料，則使用印刷法就能夠形成ITO膜。進而，如果使用糊狀涂敷材料，就也可以使用絲網(wǎng)印刷，因此，把糊狀涂敷材料只印刷到應該形成象素電極441的區(qū)上，此后，也可以把進行了干燥、熱處理的膜原原本本地作為象素電極441使用。在此情況下，因為不需要對依據(jù)蝕刻的ITO膜進行構圖，所以，具有所謂能夠大幅度地減少制造成本的優(yōu)點。
還有，第2、第3實施例中任一實施例都是以層間絕緣膜接觸孔的存在容易影響到象素電極441表面形狀的面型TFT為例加以說明的，但是，即使在反交錯型等TFT中，在如果把本發(fā)明應用于在下層那一邊上存在著凹凸的區(qū)上形成象素電極的情況下，也能夠去除這種凹凸對象素電極表面形狀的影響。
第四實施例作為第4實施例的結(jié)構，把圖22的II-II′剖面與第3實施例圖22不同的結(jié)構示于圖26中。
在第4實施例中，使層間絕緣膜420為兩層結(jié)構位于下層那一邊的下層側(cè)層間絕緣膜421；層疊于該下層側(cè)層間絕緣膜421表面上的上層側(cè)層間絕緣膜422。
作為圖26中所示結(jié)構，與圖23的不同點是，使象素電極441為兩層結(jié)構在上層側(cè)層間絕緣膜422表面上濺射形成的濺射ITO膜446(導電性濺射膜)；在該濺射ITO膜表面上涂敷成膜的涂敷ITO膜447(導電性透明涂敷膜)。
因而，涂敷ITO膜447通過位于其下層那一邊的濺射ITO膜446電氣地連接到漏區(qū)416上。如下述那樣，一并構圖形成濺射ITO膜446及涂敷ITO膜447，因此，它們的形成區(qū)是相同的。
除了這一點以外，結(jié)構與圖23相同，因此，標以與圖23中所用符號相同的符號，省略其詳細說明。
在第4實施例的結(jié)構中，其平面布局也與第3實施例中說明了的圖22相同，因此，數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1......及掃描線Gm，Gm+1......其本身就具有作為黑矩陣的功能。因而，即使不增加工序數(shù)，也能夠進行高清晰度的顯示。
在第3實施例中，與濺射ITO膜相比，接觸到漏區(qū)416上的涂敷ITO膜447的接觸電阻有增大的趨勢。在第4實施例中，涂敷ITO膜447通過濺射ITO膜446始終電氣地連接到漏區(qū)416上，因此，具有能夠消除所謂接觸電阻大的問題的優(yōu)點。
參照圖27(A)～(E)及圖28(A)～(E)，說明這樣的有源矩陣基板401的制造方法。在這里，圖27(A)～(E)與表示圖3實施例工序的圖20(A)～(D)及圖24(A)相同，因此，省略其說明。還有，圖28(B)、(C)與表示第3實施例工序的圖24(B)、(C)相同。
圖28(A)示出作為圖28(B)前工序的保護圖形形成工序。為了形成圖28(B)所示的源極431及源線，在圖28中，借助于濺射法形成鋁膜460。此后，在鋁膜460上形成構圖了的保護掩模461。如圖28(B)所示，通過利用保護膜461對鋁膜460進行蝕刻，形成源極431及數(shù)據(jù)線。
其次，如圖28(C)所示，利用CVD法或PVD法在下層側(cè)層間絕緣膜421表面上形成由氧化硅膜構成的上層側(cè)層間絕緣膜422。在離子注入及形成層間絕緣膜以后，在約350℃以下的適當?shù)臒岘h(huán)境下進行從幾十分鐘到幾小時的熱處理，進行注入離子的活化及層間絕緣膜420(下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422)的燒固。其次，在下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422中，在相當于漏區(qū)416的位置上，形成接觸孔422A。
其次，如圖28(D)所示，利用濺射法在由下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422構成的層間絕緣膜420的整個表面上，形成濺射ITO膜446(導電性濺射膜)。
接著，如圖28(E)所示，在濺射ITO膜446的表面上，形成涂敷ITO膜447(導電性透明涂敷膜)。
當形成涂敷ITO膜447時，能夠采用與第1～第3實施例相同的處理條件。在第4實施例中，在對在表面那一邊上涂敷了的液態(tài)或糊狀涂層，把溶劑干燥、去除以后，在熱處理裝置內(nèi)進行熱處理。這時，作為熱處理的條件是，例如，在在溫度為250℃～450℃最好是250℃～400℃的空氣中、或含有氧的氣氛中、或非還原性氣氛中進行從30分鐘到60分鐘的第1熱處理(燒固)以后，在溫度為200℃以上、最好是200℃～350℃含有氫的還原性氣氛中進行從30分鐘到60分鐘的第2熱處理。在任一種情況下都是把第2熱處理中的處理溫度設定得低于第1熱處理中的處理溫度，以使在第1熱處理中穩(wěn)定化了的保護膜不熱劣化。當進行這樣的熱處理時，把有機成分去除，同時，使涂層成為銦氧化物及錫氧化物的混合膜(涂敷ITO膜447)。結(jié)果是，膜厚為約500～約2000的涂敷ITO膜447成為薄膜電阻為102Ω/□～104Ω/□、光透過率為90％以上，能夠與濺射ITO膜446一起，構成具有充分性能的象素電極441。
然后，一直到基板溫度成為200℃以下，使絕緣基板410保持在進行了第2熱處理的還原性氣氛中、或氮氣等的非氧化性氣氛中、或其它非氧化性氣氛中，在基板溫度成為200℃以下以后，把絕緣基板410從熱處理裝置取出、放到大氣中。這樣，如果絕緣基板410的溫度降低到約200℃以下之后才暴露到大氣中，就能夠防止由于在含有氫的氣氛內(nèi)第2熱處理中的還原而使已低電阻化了的保護膜再次氧化，因此，能夠獲得薄膜電阻小的涂敷ITO膜447。為了防止涂敷ITO膜447的再氧化，更加希望把絕緣基板410從熱處理裝置中取出、放到大氣中時的溫度為100℃以下。這是因為，涂敷ITO膜447中的氧越缺乏，其比電阻就越低，因此，當由于大氣中的氧引起涂敷ITO膜447再氧化時，使其比電阻增大。
在這樣地形成了濺射ITO膜446及涂敷ITO膜447以后，如圖28(E)所示，形成保護掩模462，把它們一并，利用王水系列及溴化氫等蝕刻液，或者借助于使用了甲烷等的干蝕刻構圖，如圖26所示，形成象素電極441。借此，在各象素區(qū)402上分別形成了TFT。因而，如果利用通過掃描線Gm供給的控制信號驅(qū)動TFT，就能夠把圖象信號從數(shù)據(jù)線Sn通過TFT寫入到象素電極441與對置電極(未圖示)之間封入的液晶內(nèi)，進行給定的顯示。
還有，在本實施例中，當形成象素電極441時，使用涂敷ITO膜447。涂敷成膜法在覆蓋臺階狀變形方面優(yōu)異，因此，如圖39(B)所示，用于構成涂敷ITO膜447的液態(tài)或糊狀涂敷材料把起因于接觸孔442A而產(chǎn)生的濺射ITO膜446表面的凹凸等平滑地填住。還有，當把涂敷材料涂敷到絕緣基板410上時，在成為凹部處，所形成涂敷ITO膜447的那一部分較厚；在成為凸部處，所形成涂敷ITO膜447的那一部分較薄。因而，起因于數(shù)據(jù)線431的凹凸也不反映到象素電極441的表面上。在掃描線415的上層那一邊也是同樣的。因此，能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441，因此，能夠穩(wěn)定地進行研磨，同時，能夠防止反傾斜區(qū)的產(chǎn)生。因此，根據(jù)本發(fā)明，提高了顯示清晰度。
另一方面，如圖39(A)所示，當只利用濺射ITO膜446形成象素電極時，在形成濺射ITO膜446的面上的臺階狀變形產(chǎn)生以后，形成了該濺射ITO膜446。在濺射ITO膜446的表面上形成的臺階狀變形成為不穩(wěn)定的研磨及反傾斜區(qū)的原因，降低了顯示質(zhì)量。而且，在形成濺射ITO膜446時，難于把接觸孔442A全面填入，因此，在其上形成了開口部。開口部的存在也成為不穩(wěn)定研磨及反傾斜區(qū)的原因。因而，形成涂敷ITO膜447是有用的。
還有，如第4實施例那樣，在以在不同的層間上形成象素電極441及源極431為目的而使層間絕緣膜420為兩層結(jié)構的情況下，接觸孔的縱模尺寸比變大，但是，當使用涂敷ITO膜447時，所謂能夠形成平坦象素電極441的效果是顯著的。
還有，與涂敷ITO膜447相比，濺射ITO膜446存在著所謂與保護掩模的粘合性差的趨勢，但是，在本實施例中，在涂敷ITO膜447的表面上形成保護掩模462，因此，不產(chǎn)生所謂構圖精度變低的問題。因此，能夠構成具有高清晰度圖形的象素電極441。
第5實施例圖29為示出了把在應用了本發(fā)明的液晶顯示用的有源矩陣基板上按區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖30為在相當于其III-III′線位置上的剖面圖。再者，在第5實施例中，對與第4實施例共同的部分標以同一符號，省略其說明。
在圖29中，也利用絕緣基板410上的數(shù)據(jù)線431及掃描線415，把與第5實施例有關的液晶顯示用的有源矩陣基板401按區(qū)劃形成多個象素區(qū)402，對各個象素區(qū)402分別形成TFT。
在第5實施例的結(jié)構中，除了濺射ITO膜以外，其平面布局也與第3、第4實施例中說明了的圖22相同，因此，數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1...及掃描線Gm、Gm+1...其本身就具有作為黑矩陣的功能。因而，即使不增加工序數(shù)，也能夠進行高清晰度的顯示。
第5實施例與第4實施例不同之點是，如下述那樣，濺射ITO膜456及涂敷ITO膜457分別為構圖形成的，它們的形成區(qū)不同，涂敷ITO膜457的形成區(qū)比濺射ITO膜456的形成區(qū)寬闊。
在這里，如第4實施例那樣，在在同一區(qū)上形成涂敷ITO膜及濺射ITO膜的情況下，能夠?qū)蓚€ITO膜一并進行構圖。即，只在與保護掩模粘合性良好的涂敷ITO膜的表面上，形成保護掩模；而在與保護掩模粘合性差的濺射ITO膜的表面上，不需要形成保護掩模。因此，能夠達到高清晰度圖形。
與此相反，在第5實施例的情況下，在濺射ITO膜的表面上也需要形成保護掩模。但是，在在比濺射ITO膜的形成區(qū)寬闊的區(qū)上形成涂敷ITO膜的情況下，即使例如濺射ITO膜與保護掩模的粘合度差，構圖精度低，也是與保護掩模粘合性良好的涂敷ITO膜的構圖精度確定最終的圖形，因此，能夠達到高清晰度圖形。
這樣的構成有源矩陣基板401的制造方法與第4實施例中說明了的圖27(A)～圖27(E)中所示的工序是共同的，進而，圖31(A)～(C)的工序也是共同的。因此，在下面的說明中，參照圖31(D)～(F)，只對圖31(D)所示工序以后的工序加以說明。
在圖31(C)中，在下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成由氧化硅膜構成的上層側(cè)層間絕緣膜422，并且，形成接觸孔422A。
其次，如圖31(D)所示，利用濺射法，在由下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422構成的層間絕緣膜420的整個表面上形成ITO膜456(導電性濺射膜)。至此為止的工序與第4實施例還是相同的。
但是，在第5實施例中，首先，利用王水系列及溴化氫等蝕刻液，或者借助于使用了甲烷等的干蝕刻，只對濺射ITO膜456進行構圖。即，如圖31(D)所示，在形成了濺射ITO膜456之后，形成保護掩模464，對它進行構圖。使用掩模464對濺射ITO膜456進行蝕刻，如圖31(E)所示，在比象素電極441的形成預定區(qū)狹窄的區(qū)上保留濺射ITO膜456。其次，在濺射ITO膜456的表面上，形成涂敷ITO膜457(導電性透明涂敷膜)。當形成涂敷ITO膜457時，也能夠采用上述各實施例中說明了的涂敷材料。
在這樣地形成了涂敷ITO膜457以后，如圖31(F)所示，形成保護掩模462，對它利用王水系列及溴化氫等蝕刻液、或者借助于使用了甲烷等的干蝕劑進行構圖，如圖30所示，形成象素電極441。
在第5實施例的結(jié)構中，也能夠提供與第4實施例的結(jié)構同樣的效果。特別是，與濺射ITO膜相比，接觸到漏區(qū)416上的涂敷ITO膜457的接觸電阻有增大的趨勢，但是，在第5實施例中，涂敷ITO膜447通過濺射ITO膜456始終電氣地連接到漏區(qū)416上，因此，具有能夠消除所謂接觸電阻大的問題的優(yōu)點。還有，濺射ITO膜456較薄即可，因此，即使例如與保護掩膜464的粘合性差，在短時間的蝕刻中也能對付，因此，在構圖方面并無妨礙。還有，對構圖精度高的涂敷ITO膜457的圖樣精度，確定象素電極40的最終圖樣精度，因此，能夠達到高清晰度圖形。
第6實施例圖32為示出把在應用了本發(fā)明的液晶顯示用的有源矩陣基板上按區(qū)劃形成的象素區(qū)的一部分擴大的平面圖；圖33為在相當于具IV-IV′線位置上的剖面圖。
第6實施例的特征結(jié)構為，象素電極441由在上層側(cè)層間絕緣膜422的表面上涂敷成膜的涂敷ITO膜468(導電性透明涂敷膜)構成；把該涂敷ITO膜468通過上層側(cè)層間絕緣膜442的接觸孔442A，對由借助于濺射法在下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成的鋁膜構成的中繼電極466電氣地連接起來。還有，把中繼電極466通過下層側(cè)層間絕緣膜421的接觸孔421B電氣地連接到漏區(qū)416上。因而，把象素電極441通過位于其下層那一邊上的中繼電極466電氣地連接到漏區(qū)416上。
在這里，中繼電極466為鋁膜，無光透過性，因此，將其形成區(qū)限定為接觸孔421B內(nèi)部及周圍，以便不降低數(shù)值孔徑。
這樣的構成有源矩陣基板401的制造方法，與第4實施例中說明了的圖27(A)～圖27(E)中所示的工序是共同的。因此，在下面的說明中，參照圖34(A)～(D)，只對圖27(E)所示工序以后進行的工序加以說明。
如圖34(A)所示，在在下層側(cè)層間絕緣膜421中，在相當于源區(qū)414及漏區(qū)416的位置上，形成接觸孔421A及421B以后，濺射形成用于形成源極431及數(shù)據(jù)線的鋁膜460(導電性濺射膜/金屬膜)。其次，形成保護掩模470，利用保護掩模470對鋁膜460進行構圖。結(jié)果是，如圖34(B)所示，同時形成源極431、數(shù)據(jù)線、及中繼電極466。
其次，如圖34(C)所示，利用CVD法或PVD法在下層側(cè)層間絕緣膜421的表面上形成由氧化硅膜構成的上層側(cè)層間絕緣膜422。其次，在上層側(cè)層間絕緣膜422中，在相當于中繼電極466的位置(相當于漏區(qū)416的位置)上，形成接觸孔422A。
其次，如圖34(D)所示，在由下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422構成的層間絕緣膜420的整個表面上，形成涂敷ITO膜468(導電性透明涂敷膜)。
與形成涂敷ITO膜468時，也能夠采用上述各實施例中說明了的涂敷材料。
在這樣地形成了ITO膜468以后，形成保護掩模462，對它進行構圖，如圖33所示，形成象素電極441。
這時，正如從圖33可知的那樣地，也能夠構成由數(shù)據(jù)線Sn、Sn+1...及掃描線Gm、Gm+1...構成的黑矩陣。而且，象素區(qū)402的數(shù)值孔徑變大，能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441，因此，能夠穩(wěn)定地進行研磨，同時，能夠防止反傾斜區(qū)的產(chǎn)生等。
還有，與濺射ITO膜等相比，由涂敷ITO膜468構成的象素電極441與漏區(qū)416(硅膜)的接觸電阻有增大的趨勢，但是，在第6實施例中，涂敷ITO膜468通過由濺射形成的鋁膜構成的中繼電極466電氣地連接到漏區(qū)416上，因此，也能夠消除所謂接觸電阻大的問題。
再者，在本實施例中，作為中繼電極466使用了鋁，但是，如果把鋁及高熔點金屬的兩層膜用于中繼電極466，就能夠把與涂敷ITO膜468的接觸電阻抑制到更低。即，鎢及鉬等高熔點金屬比鋁更難氧化，因此，它們即使與大量包含氧的涂敷ITO膜468接觸，也不被氧化。因此，能夠使中繼電極466與涂敷ITO膜468的接觸電阻保持得低。
第7實施例圖35為示出把在應用了本發(fā)明的液晶顯示用的有源矩陣基板上按區(qū)劃形成的的象素區(qū)的一部分放大的平面圖；圖36為在相當于其V-V′線位置上的剖面圖。
第7實施例的特征在于，改良圖18及圖19所示第2實施例的結(jié)構，借助于中繼電極480，確保涂敷ITO膜441與漏區(qū)416的電氣連接。
在圖35中，也利用絕緣基板410上的數(shù)據(jù)線431及掃描線415把與第7實施例有關的有源矩陣基板401按區(qū)劃形成多個象素區(qū)402，對各個象素區(qū)402分別形成TFT(象素開關用的非線性元件)。在這里，如果只以象素電極的平坦化及減小其接觸電阻為目的，就能夠如下構成。
即，如圖36所示，在第7實施例中，層間絕緣膜421只由1層氧化硅膜構成。
在由在其下層那一邊上，在層間絕緣膜421的表面上，在借助于濺射法形成的鋁膜(導電性濺射膜/金屬膜)構成的中繼電極480的表面那一邊上，形成由涂敷ITO膜構成的象素電極4441。因而，把象素電極441通過中繼電極480電氣地連接到漏區(qū)416上。在這里，中繼電極480為鋁膜，無光透過性，因此，也將其形成區(qū)限定為只在接觸孔421B的內(nèi)部及其周圍。
在第7實施例中，配置象素電極441使之與源極431在同一層間內(nèi)構成，以便這些電極之間不短路(參照圖35、圖36)。
這樣構成的有源矩陣基板401的制造方法與第4實施例中說明了圖27(A)～圖27(E)中所示的工序大致是共同的。因此，在下面的說明中，參照圖37(A)～37(C)，只對圖27(E)所示工序以后進行的工序加以說明。
如圖37(A)所示，在層間絕緣膜421中，在相當于源區(qū)414及漏區(qū)416的位置上，形成接觸孔421A及421B。其次，在濺射形成用于形成源極431及數(shù)據(jù)線的鋁膜460以后，形成保護掩模470。其次，利用保護掩模470對鋁膜460進行構圖，如圖37(B)所示，形成源極431、數(shù)據(jù)線、及中繼電極480。
其次，如圖37(C)所示，在層間絕緣膜421的整個表面那一邊上形成涂敷ITO膜482(導電性透明涂敷膜)。當形成涂敷ITO膜482時，也能夠采用上述各實施例的涂敷材料。
在這樣地形成了涂敷ITO膜482以后，形成保護掩模484，利用它對ITO膜482進行構圖，如圖36所示，形成象素電極441。
在第7實施例中，當形成象素電極441時，也使用在覆蓋臺階狀變形方面優(yōu)異的涂敷成膜法，因此，能夠形成表面上沒有臺階狀變形的平坦的象素電極441。因而，能夠穩(wěn)定地進行研磨，同時，能夠防止反傾斜區(qū)的產(chǎn)生等。還有，通過插入中繼電極，能夠消除由借助于涂敷成膜法形成的ITO膜構成的象素電極441、與漏區(qū)416的接觸電阻變大的問題。
再者，本發(fā)明并不局限于上述實施例，在本發(fā)明要點的范圍內(nèi)，各個變形實施是可能的。
例如，在第6、第7實施例中，根據(jù)所謂使工序數(shù)為最低限度的觀點，用由同一材料構成的金屬膜(鋁膜)把中繼電極466、480與源電極431及數(shù)據(jù)線同時形成。代之以如圖38(A)所示，在層間絕緣膜420由下層側(cè)層間絕緣膜421及上層側(cè)層間絕緣膜422構成的情況下，也可以在上層側(cè)層間絕緣膜422的表面上，形成由借助于涂敷成膜形成的ITO膜構成的象素電極441、及由導電性濺射膜形成的中繼電極486這二者。在這樣地構成了的情況下，與第6實施例不同，能夠擴展象素電極441的形成區(qū)，因此，能夠把數(shù)據(jù)線及掃描線作為黑矩陣使用。還有，是使中繼電極486(導電性濺射膜)在與源極431不同的工序中形成的，因此，對其材料，也可以使用與源極431相同的金屬材料或者不同的材料。
還有，第6、第7實施例中任一實施例都是以層間絕緣膜接觸孔的存在容易影響到象素電極表面形狀的面型TFT為例加以說明的，但是，即使在反交錯型等TFT中，也可以應用本發(fā)明。特別是，在不得不在存在著凹凸的區(qū)上形成象素電極的情況下，如果形成使用了借助于本發(fā)明那樣地涂敷成膜所形成導電性透明涂敷膜的象素電極，就能夠去除這種凹凸對象素電極表面形狀的影響。
例如，在圖38(B)所示的反交錯型TFT中，如果把涂敷ITO膜用于象素電極441，就能夠謀求象素電極441表面的平坦化。在圖38(B)所示TFT中，把構成絕緣基板410表面那一邊底層保護膜411、柵極415、柵極絕緣膜413、溝道區(qū)417的本征非晶硅膜以及溝道保護用的絕緣膜490順序地層疊起來，在溝道保護用的絕緣膜490的兩側(cè)上，構成高濃度N型非晶硅膜的源·漏區(qū)414、416；在這些源·漏區(qū)414、416的表面上，構成由鉻、鋁、鈦等濺射膜構成的源極431及中繼電極492。進而，在它們的表面那一邊上，構成層間絕緣膜494及象素電極441。在這里，象素電極441由涂敷ITO膜構成，因此，表面是平坦的。把象素電極441通過層間絕緣膜441的接觸孔電氣地連接到中繼電極496上。即，把象素電極441通過由濺射膜構成的中繼電極496電氣地連接到漏區(qū)416上，因此，能夠消除所謂由涂敷ITO膜構成的象素電極441與漏區(qū)416(硅膜)接觸電阻大的問題。進而，象素電極441與源極431在不同的層間內(nèi)構成，因此，這些電極不短路。因此，能夠在使之一直到蓋到數(shù)據(jù)線及掃描線(未圖示)上的位置上的寬闊區(qū)內(nèi)形成象素電極441，因此，能夠把數(shù)據(jù)線及掃描線本身作為黑矩陣使用，同時，能夠提高象素區(qū)的數(shù)值孔徑。
進而，當形成象素電極時，從液態(tài)涂敷材料形成涂敷ITO膜，因此，使用了旋轉(zhuǎn)涂敷法，但是，如果使用糊狀涂敷材料，則使用印刷法就能夠形成涂敷ITO膜。進而，如果使用糊狀涂敷材料，就也能夠使用絲網(wǎng)印刷，因此，把糊狀涂敷材料只印到應該形成象素電極的區(qū)上，此后，也可以把進行了干燥、熱處理的膜原原本本地作為象素電極使用。在這種情況下，由于不需要利用蝕刻對ITO膜進行構圖，所以，具有可以大幅度降低生成成本的優(yōu)點。
再者，第2實施例～第7實施例只說明了利用涂敷膜形成象素電極的例子，但是，正如第1實施例中說明了的那樣，利用涂敷膜當然也能夠形成象素電極以外的絕緣層、導電層、半導體層中的任一種。
第8實施例使用上述實施例液晶顯示裝置構成的電子裝置包含圖40所示的顯示信息輸出源1000、顯示信息處理電路1002、顯示驅(qū)動電路1004、液晶屏等顯示屏1006、時鐘發(fā)生電路1008及電源電路1010。顯示信息輸出源1000包含ROM、RAM等存儲器，調(diào)整視頻信號并輸出的調(diào)整電路；基于來自時鐘發(fā)生電路1008的時鐘，輸出視頻信號等顯示信息。顯示信息處理電路1002基于來自時鐘發(fā)生電路1008的時鐘，對顯示信息進行處理并輸出。顯示信息處理電路1002可以包含例如放大·倒相電路、相展開電路、旋轉(zhuǎn)電路、子校正電路或箝位電路等。顯示驅(qū)動電路1004包含掃描那一邊的驅(qū)動電路及數(shù)據(jù)那一邊的驅(qū)動電路，對液晶屏1006進行顯示驅(qū)動。電源電路1010把功率供給上述各電路。
作為這樣的構成的電子裝置，可以列舉圖41所示的液晶投影機、圖42所示的多媒體對應的個人計算機(PC)及工程工作站(EWS)、圖43所示的BP機、攜帶電話、文字處理機、電視機、錄像器型或監(jiān)視器直視型的錄像機、電子筆記本、臺式電子計算機、車輛導航裝置、POS終端、具有觸摸屏的裝置等。
圖41所示的液晶投影機為把透過型液晶屏作為光閥使用的投射型投影機，例如使用3個棱鏡方式的光學系統(tǒng)。
在圖41中，在投影機1100內(nèi)，在光波導1104內(nèi)部利用多個反射鏡1106及2個二色鏡1108把從白色光源的燈裝置1102射出的投射光分成R、G、B三基色，將其導向顯示各個基色圖象的3個液晶屏1110R、1110G及1110B。而且，把通過各個液晶屏1110R、1110G及1110B調(diào)制了的光從3個方向入射到二色棱鏡1112上。利用二色棱鏡1112，使紅光R及藍光B彎曲90°，使綠光G沿直線傳播，把各基色圖象合成，通過投射透鏡1114把彩色圖象投影到屏幕等上。
圖42所示的個人計算機1200包括具有鍵盤1202的立體部1204、液晶顯示畫面1206。
圖43所示的BP機1300包括在金屬制框架1302內(nèi)具有液晶顯示基板1304、背照燈1306a的光波導1306，電路基板1308，第1、第2屏蔽板1310、1312，兩個彈性導體1314、1316，以及攜帶薄膜的帶子1318。兩個彈性導體1314、1316以及攜帶薄膜的帶子1318把液晶顯示基板1304與電路基板1308連接起來。
在這里，液晶顯示基板1304為在兩塊透明基板1304a與1304b之間封入了液晶的器件，借此構成至少是點陣型的液晶顯示屏。可以在一塊透明基板上形成圖40所示的驅(qū)動電路1004，或者除了該驅(qū)動電路1004以外還有顯示信息處理電路1002?？梢园盐囱b于液晶顯示基板1304上的電路作為液晶顯示基板的外加電路，在圖43的情況下裝于電路基板1308上。
因為圖43示出BP機的構成，所以，除了液晶顯示基板1304以外，還需要電路基板1308，但是，在把液晶顯示裝置作為電子裝置用的一個部件使用的情況下，在把顯示驅(qū)動電路裝于透明基板上的情況下，液晶顯示裝置的最小單位為液晶顯示基板1304?；蛘?，把液晶顯示基板1304固定到作為筐體的金屬框架1302上，能夠?qū)⑵渥鳛殡娮友b置用的一個部件(即，液晶顯示裝置)使用。進而，在背照燈式的情況下，把具有液晶顯示基板1304、背照燈1306a的光波導1306安裝到金屬制框架1302內(nèi)，能夠構成液晶顯示裝置。代之以如圖44所示，把在形成了金屬導電膜的聚酰亞胺帶子1322上安裝了IC芯片1324的TCP(帶子攜帶色)1320連接到構成液晶顯示基板1304的兩塊透明基板1304a及1304b中的一塊上，能夠?qū)⑵渥鳛殡娮友b置用的一個部件(即，液晶顯示裝置)使用。
權利要求
1.一種薄膜場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟在一個襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵絕緣膜；通過噴墨印刷方法在所述絕緣膜上形成聚合物半導電層；和在所述半導電層上形成源極和漏極接觸。
2.根據(jù)權利要求1的制造方法，特征在于所述柵絕緣膜通過噴墨印刷方法形成，而所述半導電層通過其它方法形成。
3.根據(jù)權利要求1的制造方法，特征在于所述柵絕緣膜通過噴墨印刷方法形成。
4.一種薄膜場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟在一個襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵絕緣膜；通過噴墨印刷方法在所述絕緣膜上形成半導電層；和在所述半導電層上形成源極和漏極接觸。
5.根據(jù)權利要求4的制造方法，特征在于所述形成的半導電層具有包含多個單體單元的分子結(jié)構。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種薄膜場效應晶體管的制造方法，包括以下步驟在一個襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵絕緣膜；通過噴墨印刷方法在所述絕緣膜上形成半導電層；和在所述半導電層上形成源極和漏極接觸。本發(fā)明的方法制造的薄膜器件借助于利用廉價、產(chǎn)量高、涂敷液使用效率高的制造裝置來制造TFT，大幅度削減初期投資及液晶顯示裝置的成本。
文檔編號H01L21/768GK1529350SQ20031011999
公開日2004年9月15日 申請日期1997年5月14日 優(yōu)先權日1996年5月15日
發(fā)明者湯田坂一夫, 下田達也, 神戶貞男, 宮沢和加雄, 也, 加雄, 男 申請人:精工愛普生株式會社