專利名稱：制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種利用微滴噴射(droplet discharge)法制造薄膜晶體管的方法，以及涉及到一種制造配備該薄膜晶體管的顯示器件的方法。
本發(fā)明涉及到利用微滴噴射法制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
近年來，通過微滴噴射法(噴墨印刷)形成圖案應(yīng)用到正積極發(fā)展的平板顯示器領(lǐng)域。微滴噴射法有許多優(yōu)點，如由于直接繪制因此不需要掩模、可以應(yīng)用于大尺寸襯底、材料利用率高等優(yōu)點，因此微滴噴射法被用于制造EL層或濾色器、等離子體顯示器的電極等。
T.shimoda，Ink-jet Technology for Fabrication Process ofFlat Panel Displays(用于平板顯示器的制造工藝的噴墨技術(shù))，SID 03 DIGEST，第1178-1181頁。
此外，在通用半導(dǎo)體工藝中使用光刻步驟；但是，當(dāng)使用光刻步驟時，材料利用率低，而且步驟復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種通過提高材料利用率使制造工藝得到簡化的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，以及提供一種節(jié)省制造時間并降低制造成本的用于制造半導(dǎo)體器件的方法。
本發(fā)明提供一種使用半非晶半導(dǎo)體(下文稱作SAS)制造薄膜晶體管的方法，在半非晶半導(dǎo)體中，晶粒分散在非晶半導(dǎo)體中。使用SAS的晶體管具有2～10cm2/V·sec的電子場效應(yīng)遷移率，它是使用非晶半導(dǎo)體的晶體管遷移率的2～20倍。因此，驅(qū)動電路的一部分或全部可以作為像素的一部分在相同的襯底上整體形成。換言之，本發(fā)明可以提供一種用于制造實現(xiàn)板上系統(tǒng)(system-on-panel)的顯示器件的方法。
SAS是具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。這是一種具有在自由能狀態(tài)穩(wěn)定，和具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶半導(dǎo)體的第三態(tài)的半導(dǎo)體，它的晶粒尺寸設(shè)定在0.5～20nm，并且可以分散存在于非-單晶半導(dǎo)體中。此外，包含1原子％或更多的氫或鹵素作為懸掛鍵的中和劑。另外，包含稀有氣體元素如氦、氬、氪和氖以進一步促進晶格畸變，從而通過增加穩(wěn)定性而獲得滿意的SAS。這些有關(guān)SAS的描述，例如，在專利公報第3065528號公開。
此外，當(dāng)非故意摻入控制價電子的雜質(zhì)元素時，SAS呈現(xiàn)低的n-型導(dǎo)電性。這起因于包含在SAS中的雜質(zhì)，并且一般認為氧產(chǎn)生n-型導(dǎo)電性。包含在SAS中的氧也根據(jù)膜形成過程中的高頻功率密度而改變。在本發(fā)明中，優(yōu)選SAS中氧的濃度設(shè)定在5×1019原子/cm3或更少，更好為1×1019原子/cm2或更少。當(dāng)然，并不是所有的氧充當(dāng)施主；因此，為了控制導(dǎo)電類型，要加入的雜質(zhì)元素的量應(yīng)當(dāng)與其相對應(yīng)。
此處，產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素與晶體管溝道形成區(qū)形成同時或在其形成之后被摻入其中提供晶體管的溝道形成區(qū)的SAS中，它可以控制閾值。硼一般被用作產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，并且雜質(zhì)氣體如B2H6和BF3可以以1～1000ppm的比例與硅化物氣體混合。由此，硼的濃度可以設(shè)定在1×1014～6×1016原子/cm3。
上述SAS不同于多晶半導(dǎo)體，其可以作為SAS在襯底上直接形成。具體地，SAS可以通過用2～1000倍流量，優(yōu)選10～100倍流量的H2稀釋SiH4使用等離子體CVD形成。使用上述方法制造的SAS也包括在非晶半導(dǎo)體中包含0.5～20nm的晶粒的微晶半導(dǎo)體。因此，半導(dǎo)體形成后不必提供結(jié)晶步驟，這與使用多晶半導(dǎo)體的情況不同。此外，雖然在使用激光結(jié)晶化的情況下對激光束主軸的長度有限制，但是在SAS情況下對襯底尺寸沒有限制。換言之，有可能容易地在其中所謂的5代的一側(cè)是米角的襯底上制造SAS。此外，可減少制造晶體管的步驟，換句話說可以增加顯示器件的生產(chǎn)率并可以控制成本。在本發(fā)明中，SAS至少可以用于溝道形成區(qū)。此外，在溝道形成區(qū)的膜厚度方向上的所有部分不需要是半非晶半導(dǎo)體，但可以在其中至少一部分中包含半非晶半導(dǎo)體。
在本發(fā)明中，使用微滴噴射法(例如，噴墨印刷)，由此在制造薄膜晶體管時通過選擇性噴射組合物形成圖案。然后，使用微滴噴射法，由此利用只在需要的區(qū)域繪制的圖案對半導(dǎo)體層等進行圖形化。
用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層、第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成用作掩模的第一導(dǎo)電層；利用第一導(dǎo)電層刻蝕第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在第一導(dǎo)電層上形成用作源極布線或漏極布線的第二導(dǎo)電層；以及利用第二導(dǎo)電層作掩?？涛g第一導(dǎo)電層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層。在實施例1中詳細描述該制造薄膜晶體管的方法。
用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層和第一半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成第一掩模；利用第一掩模刻蝕第一半導(dǎo)體層而形成第二半導(dǎo)體層；在第二半導(dǎo)體層上形成絕緣層；用微滴噴射法在絕緣層上形成第二掩模；通過利用第二掩?？涛g絕緣層形成溝道保護層；在第二半導(dǎo)體層上形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層上形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及用該導(dǎo)電層作掩模，刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層。在實施例2中詳細描述該制造薄膜晶體管的方法。
在本發(fā)明中，微滴噴射法形成的圖案不加任何變動被用于充當(dāng)溝道保護膜的第二圖案。但是，由絕緣材料構(gòu)成的薄膜在整個表面上形成，然后用由微滴噴射法形成的圖案作掩模使該薄膜圖形化，從而第二圖案可用作溝道保護膜。
根據(jù)本發(fā)明，在第一襯底上形成像素區(qū)，在該象素區(qū)域中有多個半導(dǎo)體元件在第一襯底上形成，或在第一襯底上形成像素區(qū)和掃描線驅(qū)動器電路，并且液晶層或電致發(fā)光層夾在第一襯底和第二襯底之間，并且第一和第二襯底是接合在一起的。然后，在第三襯底上形成驅(qū)動器電路，在驅(qū)動器電路中有多個第二半導(dǎo)體元件和多個包括連接到該驅(qū)動器電路的輸入端和輸出端的驅(qū)動器IC。然后，多個驅(qū)動器IC被分別隔開，并且驅(qū)動器IC只作為信號線驅(qū)動器電路或作為信號線驅(qū)動器電路和掃描線驅(qū)動器電路被接合在形成于第一襯底上的像素區(qū)的周邊，以制造顯示器件。在本發(fā)明中，半非晶半導(dǎo)體作為第一半導(dǎo)體元件的溝道區(qū)形成，并且通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成構(gòu)成第一半導(dǎo)體元件的導(dǎo)電層。在實施例3中詳細描述該制造薄膜晶體管的方法。
優(yōu)選安裝在第一襯底上的這些驅(qū)動器IC由晶體半導(dǎo)體層形成。優(yōu)選通過連續(xù)波激光照射形成該晶體半導(dǎo)體層。因此，用具有連續(xù)波激光的固態(tài)激光器或氣體激光器作為產(chǎn)生激光的振蕩器。使用連續(xù)波激光時幾乎沒有晶體缺陷，結(jié)果是可以使用具有大晶粒尺寸的多晶半導(dǎo)體層制造晶體管。此外，由于遷移率和響應(yīng)速度令人滿意，因此有可能獲得高速驅(qū)動，這使得元件的操作頻率和傳統(tǒng)元件相比有可能進一步提高，從而可以因為性能幾乎沒有變化而獲得高可靠性。此外，晶體管的溝道長度方向和激光的掃描方向可以彼此相一致，從而進一步提高操作頻率。
本發(fā)明提供一種使用非晶半導(dǎo)體層(非晶硅，a-Si)制造半導(dǎo)體器件的方法。非晶半導(dǎo)體層用已知方法如等離子體CVD或濺射法制造。
制造半導(dǎo)體器件的方法包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層、第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成掩模；通過使用該掩?？涛g第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層而形成第三半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層上形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及用該導(dǎo)電層作掩模刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層。
用于制造半導(dǎo)體器件的方法包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；疊加?xùn)艠O絕緣層、第一半導(dǎo)體層和絕緣層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成第一掩模；通過使用第一掩?？涛g該絕緣層形成溝道保護層；在第一半導(dǎo)體層上形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和溝道保護層重疊的位置形成第二掩模；通過使用第二掩模刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層而形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層上形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及用該導(dǎo)電層作掩模刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層。
根據(jù)本發(fā)明，在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層、半導(dǎo)體層和絕緣層的步驟在不暴露在大氣中的情況下連續(xù)進行。在本發(fā)明中，柵極絕緣膜使用第一氮化硅膜、氧化硅膜以及第二氮化硅膜順序疊加。
半導(dǎo)體器件包括形成于襯底上的半導(dǎo)體層、其中形成使用該半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的TFT襯底、其中在襯底上形成薄膜晶體管和液晶的液晶面板襯底或液晶模塊襯底、其中在襯底上形成薄膜晶體管和發(fā)光元件的用于EL(電致發(fā)光)面板的襯底或用于EL模塊的襯底、其中襯底上的薄膜晶體管和液晶用密封劑密封的液晶面板、其中襯底上的薄膜晶體管和發(fā)光元件利用密封劑密封的EL板，還包括使用FPC等連接到這樣的面板的模塊、與在FPC等的末端的驅(qū)動器IC連接的模塊、其中驅(qū)動器IC通過COG法等安裝在面板上的模塊。
本發(fā)明提供一種方法，用于通過用半非晶半導(dǎo)體構(gòu)成溝道形成區(qū)來制造薄膜晶體管和顯示器件，它們具有2～10cm2/V·sec的電子場效應(yīng)遷移率，與使用非晶半導(dǎo)體的晶體管相比遷移率得到提高。因此，可以簡化結(jié)晶化步驟并可以用這種晶體管作像素的開關(guān)元件，而且不僅可用作像素的開關(guān)元件，還可以用作形成掃描線(柵極線)驅(qū)動器電路的元件。從而可以制造實現(xiàn)板上系統(tǒng)(system-on-panel)的顯示器件。此外，在本發(fā)明中，可以通過使用微滴噴射法，在完全不使用抗蝕劑掩?；蛑皇褂脦讉€掩模的情況下形成薄膜晶體管。因此，可以取消諸如應(yīng)用抗蝕劑、烘烤抗蝕劑、曝光、顯影、顯影后烘烤，或剝離抗蝕劑的步驟，從而由于步驟簡化，可以極大地降低成本或增加可靠性。
本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)，使得能夠提供一種制造薄膜晶體管和顯示器的方法，該方法通過提高材料的利用率簡化了制造步驟，以及提供一種制造薄膜晶體管和顯示器的方法，該方法實現(xiàn)了節(jié)省制造時間和降低制造成本。


圖1A和1B是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖2A～2C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖3A～3C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖4A～4C是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖5A～5C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管和制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖6A和6B是描述本發(fā)明的顯示器件配有的驅(qū)動器IC的安裝系統(tǒng)(COG系統(tǒng))的視圖；圖7A和7B是描述本發(fā)明的顯示器件配有的驅(qū)動器IC的安裝系統(tǒng)(TAB系統(tǒng))的視圖；圖8A～8E是描述像素區(qū)、FPC和驅(qū)動器IC的連接的視圖；圖9A和9B是描述本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)的視圖；圖10A和10B是表示微滴噴射設(shè)備的實例的視圖；圖11A和11B是只由n-型TFT構(gòu)成的移位寄存器的電路視圖；圖12A和12B是本發(fā)明的顯示器件模式的面板的俯視圖和剖面視圖；圖13是由本發(fā)明的顯示器件模式的面板的剖面視圖；圖14A～14C是表示應(yīng)用本發(fā)明的電子器件的視圖；圖15A～15F是表示顯示器件的像素電路的實例的視圖；圖16是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖17A～17C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖18A～18C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖19A～19C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管和制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖20是像素電路的布局視圖；圖21是像素電路的布局視圖；圖22A～22C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖23是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖24是描述制造本發(fā)明的顯示器件的視圖；圖25A～25E是描述本發(fā)明的顯示器件配有的保護電路的視圖；圖26A～26E是描述分配系統(tǒng)(微滴噴射系統(tǒng))的視圖；圖27A和27B是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；圖28A～28C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖29A～29C是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管的方法的視圖；圖30A～30C是描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖；以及圖31A和31B是描述制造本發(fā)明的薄膜晶體管和制造本發(fā)明的顯示器件的方法的視圖。
具體實施例方式
將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明不限于下面的描述。注意，在描述實施例模型的所有圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的部分或具有相同功能的部分，并且將不重復(fù)說明。
(實施例1)作為本發(fā)明的實施例，參考圖2A～2C和3A～3C描述制造溝道刻蝕型晶體管的方法。在襯底50上形成用于形成柵電極和柵極布線(掃描線)的導(dǎo)電層51、52，其中襯底50中在例如玻璃、石英、塑料材料、不銹鋼和鋁的金屬材料上形成絕緣膜(圖2A)。這些導(dǎo)電層51、52是利用微滴噴射法在襯底50上用包含導(dǎo)電材料的組合物繪制形成的，更具體地是通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成。注意，未表示出，和柵電極連接的布線在此時同時形成。
在形成導(dǎo)電層51、52時使用微滴噴射法，并且微滴噴射法配備的噴嘴的直徑設(shè)定在0.1～50μm(優(yōu)選0.6～26μm)，并且從噴嘴噴射的組合物的噴射量設(shè)定在0.00001pl～50pl(優(yōu)選0.0001～10pl)。噴射量與噴嘴直徑成比例增加。此外，要處理的襯底和噴嘴的噴射口之間的距離盡可能地接近為好，優(yōu)選設(shè)定在約0.1～2mm，以便使被噴射的組合物滴落在理想位置。
溶解或分散在溶劑中的導(dǎo)電材料用于從噴射口噴射的組合物。導(dǎo)電材料對應(yīng)于金屬，如銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鉛(Pd)、銥(Ir)、銠(Rh)、鎢(W)、鋁(Al)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、鈦(Ti)、鋯(Zr)和鋇(Ba)，或者對應(yīng)于用作透明導(dǎo)電材料的氧化銦錫(ITO)。考慮比電阻值，優(yōu)選將金、銀和銅溶解或分散在溶劑所形成的材料中的任意一種作為從噴射口噴射的組合物。更優(yōu)選可使用電阻低的銀和銅。但在使用銅時，可為雜質(zhì)測量提供阻擋膜。溶劑相應(yīng)地有酯類如醋酸丁酯(butylacetate)和乙酸乙酯、醇類如異丙醇和乙醇、有機溶劑等如甲基乙基酮和丙酮。
組合物的粘度優(yōu)選設(shè)定在300cp或更低，這使得組合物從噴射口流暢地噴出。注意可以根據(jù)所使用的溶劑和用途適當(dāng)調(diào)節(jié)組合物的粘度、表面張力等。作為實例，ITO、有機銦和有機錫溶解或分散在溶劑中形成的組合物的粘度調(diào)節(jié)在5～50mPa·S，銀溶解或分散在溶劑中形成的組合物的粘度調(diào)節(jié)在5～20mPa·S，金溶解或分散在溶劑中形成的組合物的粘度調(diào)節(jié)在10～20mPa·S。
雖然導(dǎo)電材料的晶粒直徑取決于每個噴嘴的直徑和所希望的圖案的形狀，為防止噴嘴阻塞并為了制造細間距圖案，較小的直徑更可取，優(yōu)選晶粒尺寸為0.1μm或更小。組合物用已知方法如電解、霧化法或濕還原法形成，其晶粒一般約為0.5～10μm。但是，當(dāng)用氣體蒸發(fā)法形成組合物時，被分散劑保護的納米分子約7nm小，并且當(dāng)每個晶粒的表面用涂層覆蓋時，室溫度下納米分子在溶劑中不會團聚且穩(wěn)定分散，它呈現(xiàn)幾乎和液體相同的特性。因此優(yōu)選使用涂層。
其次，用已知的方法如CVD和濺射法在導(dǎo)電層51和52上形成絕緣層53、54(圖2B)。絕緣層53和54用作柵極絕緣膜。優(yōu)選形成氧化硅膜作為絕緣層53，形成氮化硅膜作為絕緣層54。因此，可以形成厚的柵極絕緣膜，以獲得理想的介電強度，而且構(gòu)成晶體管的半導(dǎo)體和柵電極之間的電容可以設(shè)定在適當(dāng)值。這是由于氧化硅膜的介電常數(shù)約為3.5，氮化硅膜的介電常數(shù)約為7.5。這些絕緣層可以用輝光放電分解法和濺射法形成。特別地，為了在低淀積溫度下形成柵極漏電流小的致密的絕緣膜，稀有氣體元素如氬可以包含在反應(yīng)氣體中，并混合到形成的絕緣膜中。
接下來，在絕緣層53和54上形成第一半導(dǎo)體層55。第一半導(dǎo)體層55由包含具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的材料形成。這是一種具有在自由能狀態(tài)穩(wěn)定的第三態(tài)的半導(dǎo)體，并且是一種具有短程有序和晶格畸變的晶體，其被認為是0.5～20nm的晶粒尺寸可以通過分散在非單晶半導(dǎo)體中存在。此外，包含1原子％或更多的氫或鹵素元素作為懸掛鍵的中和劑。在本發(fā)明中這種半導(dǎo)體被稱為半非晶半導(dǎo)體(下文中稱為SAS)。另外，包含稀有氣體元素如氦、氬、氪和氖以進一步促進晶格畸變，從而通過增加穩(wěn)定性獲得好的SAS。
可以通過對硅化物氣體進行輝光放電分解獲得SAS。典型的硅化物氣體有SiH4，除此之外，可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。這些硅化物氣體用一種或多種選自由氫、氫和氦、氬、氪，和氖組成的組中的稀有氣體元素稀釋而使用，從而易形成SAS。優(yōu)選以10～1000倍的稀釋比稀釋硅化物氣體。當(dāng)然，通過輝光放電分解形成膜的反應(yīng)在真空中進行，壓強可以約為0.1Pa～133Pa。形成輝光放電的電源頻率設(shè)定在1MHz～120MHz，優(yōu)選13MHz～60MHz。高頻電源可以適當(dāng)設(shè)置。優(yōu)選加熱襯底的溫度為300℃或更低，建議襯底加熱溫度為100～200℃。此外，碳化物氣體如CH4和C2H6以及鍺氣體如GeH4和GeF4被混合到硅化物氣體中，并且能帶可以調(diào)節(jié)到1.5～2.4eV或0.9～1.1eV。此外，當(dāng)非故意摻入控制價電子的雜質(zhì)元素時，SAS呈現(xiàn)低的n-型電導(dǎo)率。這是由于包含在SAS中的雜質(zhì)，一般認為氧產(chǎn)生n-型導(dǎo)電性。包含在SAS中的氧也根據(jù)膜形成過程中的高頻功率密度而改變。
在本發(fā)明中，第一半導(dǎo)體層55中的氧濃度為5×1019原子/cm3或更少為好，優(yōu)選1×1019原子/cm3或更少。當(dāng)然，并不是所有的氧都作為施主。因此，為了控制導(dǎo)電類型，摻入雜質(zhì)元素的量應(yīng)與其相對應(yīng)。這是由于氧是產(chǎn)生n-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，并且在半非晶半導(dǎo)體的情況下，它用比非晶半導(dǎo)體高的功率形成。因此，在形成膜的過程中氧容易侵入，并且有增強n-型導(dǎo)電性的趨勢。因此，硼的溝道摻雜很重要，當(dāng)用硼摻雜時它可以形成為I-型半導(dǎo)體。
此處，與該形成過程同時或在該形成過程之后，向具有溝道形成區(qū)的第一半導(dǎo)體層55摻入產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，這樣可以控制閾值。硼一般用作產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，雜質(zhì)氣體如B2H6和BF3可以按1ppm～1000ppm的比例與硅化物氣體混合。于是，硼濃度可以設(shè)定在1×1014～6×1016原子/cm3。
然后，在第一半導(dǎo)體層55上形成第二半導(dǎo)體層56。在非故意添加控制價電子的雜質(zhì)元素的條件下形成第二半導(dǎo)體層56，并且如同第一半導(dǎo)體層55一樣它優(yōu)選用SAS形成。第二半導(dǎo)體層56在具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層57和第一半導(dǎo)體層55之間形成，由此具有緩沖層的功能，其中第三半導(dǎo)體層57形成源極和漏極。因此，在具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層和具有低n-型電導(dǎo)率的第一半導(dǎo)體層55具有相同導(dǎo)電類型的情況下，并不總是需要第二半導(dǎo)體層。為了控制閾值，在向第一半導(dǎo)體層55中摻入產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素的情況下，第二半導(dǎo)體層56具有逐步改變雜質(zhì)濃度的有利效應(yīng)，這成為一個改善結(jié)形成的優(yōu)選實施例。換言之，可以使要形成的晶體管具有在溝道形成區(qū)和源極或漏極區(qū)之間形成的低濃度雜質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))。
然后，在第二半導(dǎo)體層56上形成第三半導(dǎo)體層57。具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層57可以摻雜磷作為雜質(zhì)元素，并且在形成n-型晶體管時，雜質(zhì)氣體如PH3可以摻雜到硅化物氣體中。除控制價電子外，由半導(dǎo)體、非晶半導(dǎo)體或微晶半導(dǎo)體如SAS形成具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層57。如此形成的晶體管不是通過將溝道形成區(qū)夾在源極和漏極之間，以及LDD區(qū)之間形成的，并且它具有一種減小電場密度和電流密度的結(jié)構(gòu)。
如上所述，可以不暴露在大氣中連續(xù)形成絕緣層53至具有一種導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層57。即，每個疊加界面可以不被大氣成分和漂浮在大氣中的污染雜質(zhì)元素污染而形成，因此，可以減少晶體管性能的改變。
接下來，再使用微滴噴射法選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物，由此在第三半導(dǎo)體層57上的與用作柵電極的導(dǎo)電層51、52重疊的位置處形成導(dǎo)電層58、59。然后通過用導(dǎo)電層58和59做掩模同時使第一到第三半導(dǎo)體層55～57圖形化，以隔離形成島狀(圖2C)。由此，形成隔離為島狀的第一半導(dǎo)體層60和63、第二半導(dǎo)體層61和64，以及第三半導(dǎo)體層62和65。
然后，通過用微滴噴射法選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物而形成導(dǎo)電層66～69(圖3A)。隨后，用導(dǎo)電層66～69作掩模，使第二半導(dǎo)體層61、64，第三半導(dǎo)體層62和65以及導(dǎo)電層58和59圖形化。此時，少量刻蝕第一半導(dǎo)體層60和63，并形成第一半導(dǎo)體層70和74、第二半導(dǎo)體層71和75、第三半導(dǎo)體層72和76以及導(dǎo)電層73、77、88和89。在這些導(dǎo)電層73和77以及導(dǎo)電層88和89中，一個對應(yīng)于源極布線，另一個對應(yīng)于漏極布線。通過上述步驟，形成溝道刻蝕型晶體管。通過用SAS形成溝道形成區(qū)，這種晶體管可以獲得2～10cm2/V·sec的電子場效應(yīng)遷移率。因此，這種晶體管可以用作像素的開關(guān)元件，而且不僅可以用作像素的開關(guān)元件，也可以用作形成掃描線(柵極線)驅(qū)動器電路的元件。因此，可以制造實現(xiàn)板上系統(tǒng)的顯示器件。此外，值得注意的一點，該步驟未使用抗蝕劑掩模。由于使用微滴噴射法，這是可能的，而且更具體地，通過使用導(dǎo)電層58和59或?qū)щ妼?6～69使第一到第三半導(dǎo)體層55～57圖形化。因此，可以省去諸如使用抗蝕劑、烘烤抗蝕劑、曝光、顯影、顯影后烘干或剝離抗蝕劑的步驟，從而由于步驟的簡化使成本極大降低并增加可靠性。
接下來，參考圖1A和3C描述利用通過上述步驟形成的溝道刻蝕型晶體管制造顯示器件的方法。注意，雖然下文顯示了制造液晶顯示器件的方法，但本發(fā)明不限于此，而且本發(fā)明可以應(yīng)用于，例如，制造使用發(fā)光元件的顯示器件。
首先，形成設(shè)計用于保護溝道形成區(qū)的絕緣層78(圖3C)，并且優(yōu)選用氮化硅膜形成該絕緣層。該薄膜可以用濺射或輝光放電分解法形成，它將防止空氣傳播的污染雜質(zhì)元素如有機物質(zhì)、金屬或漂浮在空氣中的蒸汽滲透，并且要求該薄膜是致密的膜。為了達到這一目的，使用硅作靶，在高頻下用其中混入稀有氣體元素如氮和氬的濺射氣體濺射氮化硅膜，由于包含稀有氣體元素而促進了致密化。此外，在輝光放電分解法中，通過用稀有氣體如氬將硅化物氣體稀釋100～500倍形成的氮化硅膜也是致密的，甚至當(dāng)膜在小于或等于100℃的溫度下形成時，也是較為滿意的的。此外，如果必要，氮化硅膜可以通過疊加絕緣膜形成。
此外，可以使用等離子體CVD法形成氮化硅膜。在那種情況下，成膜時在成膜室中提供硅烷氣體、氮氣和稀有氣體，優(yōu)選在反應(yīng)壓力為最小0.01Torr到最大0.1Torr的條件下進行成膜。此外，優(yōu)選硅烷氣體對氮氣和稀有氣體之和的流量比[硅烷/(氮氣+稀有氣體)]為不小于0.002且小于0.006。此外，優(yōu)選稀有氣體是包含氦、氖、氬、氪和氙的組中的一種。由此，可以在反應(yīng)溫度不低于60℃和低于85℃的低溫下制造氮化硅膜。根據(jù)上述條件制造的薄膜具有的特性是其中稀有氣體為0.3原子％或更多，并且室溫下在含4.7％的HF和36.3％的NH4F的緩沖氟化氫中的腐蝕速率是30.0nm/min或更低；其中稀有氣體為0.3原子％或更多以及低于25原子％的氫，并且室溫下在含4.7％的HF和36.3％的NH4F的緩沖氟化氫中的腐蝕速率是30.0nm/min或更低；其中稀有氣體為0.3原子％或更多以及氧為4.0原子％或更多，并且室溫下在含4.7％的HF和36.3％的NH4F的緩沖氟化氫中的腐蝕速率是30.0nm/min或更低；以及其中稀有氣體為0.3原子％或更多，氧為0.4原子％或更多，且氫為25原子％以下，并且室溫下在含4.7％的HF和36.3％的NH4F的緩沖氟化氫中的腐蝕速率是30.0nm/min或更低。因此，應(yīng)該明白，雖然在80℃或更低的低溫下制造，但是具有上述腐蝕速率的氮化硅膜是具有高阻擋特性的高質(zhì)量且致密的膜。
有機材料可以用作絕緣層78的材料以使其平坦化。但是，在那種情況下，為了防止脫氣等，可以通過使用硅化物膜如鈦、氮化鈦、硅化鈦(TiSix)和硅化鉬(MoSix)，多晶硅膜或諸如鈮(Nb)、氮氧化鈦(TiON)、鎢(W)、氮化鎢(WN)、氮化鈦鎢(TiWN)或鉭(Ta)形成阻擋層膜。阻擋層膜可以是單層也可以是疊層結(jié)構(gòu)。該阻擋層膜使得粘附力增加，并且在阻擋層膜上設(shè)有的導(dǎo)電層80注入其上，而且可以減少接觸電阻和增加其穩(wěn)定性。
接下來，在絕緣層78的預(yù)定位置形成開口。該開口和導(dǎo)電層69有電連接，可以通過激光照射預(yù)定位置或通過微滴噴射法在預(yù)定位置噴射腐蝕溶液形成該開口。在使用微滴噴射法時，從噴嘴噴射濕腐蝕劑。但是，可以增加用溶劑如水適當(dāng)沖洗的步驟以控制開口的長寬比。當(dāng)然，在該清洗步驟中，通過使用微滴噴射法，用水替代從噴嘴噴射的液滴，或充滿溶液的噴頭被替代，因此，可以用一個設(shè)備進行連續(xù)處理，這就處理時間而論是有利的。當(dāng)用上述任何一種方法形成開口時，導(dǎo)電層69處于暴露狀態(tài)。
隨后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成充滿開口的導(dǎo)電層80。圖3C表示一個實例，其中，導(dǎo)電層80由透明導(dǎo)電材料形成，并且制造了透射型液晶顯示器件。但是，本發(fā)明不限于此，可以使用光反射率高的導(dǎo)電材料制造反射型液晶顯示器件。
然后，形成定位膜(alignment film)79以覆蓋整個表面，并進行摩擦處理(圖1A)。隨后，形成用于密封液晶的密封劑87。此外，制備第二襯底(反襯底)，在第二襯底上形成了由透明導(dǎo)電材料構(gòu)成的對立電極83和其上進行了摩擦處理的定位膜82。然后，液晶81滴落在被密封劑87包圍的區(qū)域，并且將單獨制備的第二襯底84和密封劑87連接，使得對立電極83和作為像素電極的導(dǎo)電層80彼此面對。
上述用于注入液晶的方法不特別限定，可以在連接第二襯底后使用分配器系統(tǒng)(液滴系統(tǒng)(drop system))和利用毛細管現(xiàn)象植入液晶的系統(tǒng)。密封劑87中可以混入填充劑，并且可以在第二襯底84上形成濾色器、用于防旋錯(disclination)的屏蔽膜(黑色基質(zhì))等。此外，偏振片85和86分別附著在襯底10和84上。
在上面的描述中，圖形化過程是指通過使用掩模蝕刻薄膜而形成理想形狀。
(實施例2)
作為本發(fā)明的實施例，參考圖4A～4C和5A～5C，描述制造溝道保護型晶體管的方法。
在例如玻璃或石英的襯底10上形成用于形成柵電極和柵極布線(掃描線)的導(dǎo)電層11和12(圖4A)。這些導(dǎo)電層11和12可以通過用微滴噴射法在襯底10上繪制包含導(dǎo)電材料的組合物形成。然后，在導(dǎo)電層11和12的上層形成用作柵極絕緣膜的絕緣層13、14(圖4B)。
隨后，在絕緣層13和14上形成第一半導(dǎo)體層15。第一半導(dǎo)體層15由包含具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體(SAS)形成。此外，該膜層中包含稀有氣體元素如氦、氬、氪或氖以促進晶格畸變，由此增加穩(wěn)定性；因此，可以獲得高質(zhì)量的SAS。在本發(fā)明中，第一半導(dǎo)體層15中的氧濃度是5×1019原子/cm3或更少為好，優(yōu)選為1×1019原子/cm3或更少。此外，與溝道形成區(qū)形成同時或在其形成之后，將產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素摻入其中提供溝道形成區(qū)的第一半導(dǎo)體層15中，這能夠控制閾值。硼一般被用作產(chǎn)生p-型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素，并且雜質(zhì)氣體如B2H6和BF3可以以1～1000ppm的比例與硅化物氣體混合。由此，硼的濃度可以設(shè)定在1×1014～6×1016原子/cm3。
其次，用滴噴射法選擇性噴射包含和紫外線反應(yīng)的光致抗蝕劑的組合物，并且在與用作柵電極的導(dǎo)電層11和12重疊的位置處形成掩模圖案16和17(圖4B)。包含光敏劑的組合物可以用于這些掩模圖案16和17。例如，可以使用溶解或分散在已知的溶劑中的典型的正性抗蝕劑如酚醛清漆樹脂和作為光敏劑的萘酚醌疊氮化物(naphthoquinonedi azide)化合物、負性抗蝕劑如基礎(chǔ)樹脂、聯(lián)苯硅烷二醇(diphenylsilane diol)和酸產(chǎn)生劑等。此外，有機材料如丙烯酸樹脂、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)、聚對二甲苯基(parylene)、flare、具有透射性的聚酰亞胺，或硅氧烷聚合物可以替代抗蝕劑材料使用。
然后，使用掩模圖案16和17做掩模，使第一半導(dǎo)體層15圖形化并形成第一半導(dǎo)體層18和19(圖4C)。隨后，在整個表面形成用作溝道保護膜的絕緣層20。
接下來，再次使用微滴噴射法形成用作掩模的掩模圖案21和22。然后，通過使用掩模圖案21和22對絕緣層20圖形化以形成絕緣層23、24(圖5A)。這些絕緣層23和24用作溝道保護膜。
通過使絕緣層20圖形化形成的薄膜在本實施例中用作溝道保護膜；但是，本發(fā)明不限于此。掩模圖案21和22可以用作溝道保護膜。因此，不需要進行蝕刻步驟或除去用作掩模的掩模圖案21和22，因此簡化了步驟，這是可取的。此外，可以不形成掩模圖案21和22而利用導(dǎo)電層11和12使背面暴光，由此形成溝道保護膜。
隨后，在整個表面上形成第二半導(dǎo)體層25。非故意摻入控制價電子的雜質(zhì)元素而形成第二半導(dǎo)體層25，它優(yōu)選像第一半導(dǎo)體層15一樣由SAS形成。第二半導(dǎo)體層25在具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層26和第一半導(dǎo)體層15之間形成，具有作為緩沖層的功能，第三半導(dǎo)體層26形成源極和漏極。
然后在第二半導(dǎo)體層25上形成第三半導(dǎo)體層26。在形成n-型晶體管時，具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層26可以摻入典型雜質(zhì)元素磷，并且雜質(zhì)氣體如PH3可以和硅化物氣體混合。除價電子被控制外，具有一種導(dǎo)電型的第三半導(dǎo)體層26由半導(dǎo)體、非晶半導(dǎo)體或微晶半導(dǎo)體如SAS形成。如此形成的晶體管具有一種結(jié)構(gòu)，其中，溝道形成區(qū)不夾在源極和漏極之間，以及LDD區(qū)之間形成，并且電場密度和電流密度可以被減小。
然后，通過用微滴噴射法選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物而在第三半導(dǎo)體層26上形成導(dǎo)電層27～30。然后，用導(dǎo)電層27～30作掩模，同時使第三半導(dǎo)體層25和26圖形化以分離形成島狀(圖5B)。由此，形成分隔成島狀的第二半導(dǎo)體層31～34和第三半導(dǎo)體層35～38。
導(dǎo)電層27～30用作源極布線或漏極布線。
通過上述步驟，形成溝道保護型晶體管。通過用SAS構(gòu)成溝道形成區(qū)，這種晶體管可以獲得2～10cm2/V·sec電子場效應(yīng)遷移率。因此，該TFT可用作像素的開關(guān)元件。此外，TFT不僅用作像素的開關(guān)元件而且用作形成掃描線(柵極)驅(qū)動器電路的元件。結(jié)果，可以制造實現(xiàn)板上系統(tǒng)的顯示器件。另外，值得注意的一點是在該步驟中抗蝕劑掩模用微滴噴射法形成。更確切地，用由微滴噴射法形成的掩模圖案16和17作掩模使第一半導(dǎo)體層15圖形化，用掩模圖案21和22作掩模使絕緣層20圖形化，并利用導(dǎo)電層27～30使第三半導(dǎo)體層25和26圖形化。因此，可以省去諸如使用抗蝕劑、烘烤抗蝕劑、曝光、顯影或顯影后烘干的步驟，從而由于步驟的簡化使成本極大降低并增加可靠性。
隨后，參考圖1B和5C描述利用通過上述步驟形成的溝道保護型晶體管制造顯示器件的方法。在下文中，示出了利用發(fā)光元件制造顯示器件的方法，但是，本發(fā)明不限于此，而可以應(yīng)用于，例如，液晶顯示器件的制造。
首先，用已知方法在整個表面上形成絕緣層39(圖5C)。然后，在絕緣層39的預(yù)定位置形成一個開口，從而使導(dǎo)電層30暴露。這一步驟通過使用常用的光刻法或利用微滴噴射法通過選擇性使用用作掩模的圖案來完成。
然后，通過選擇性噴射組合物形成對應(yīng)于像素電極的導(dǎo)電層40，從而填充開口。在整個表面上形成絕緣層41，然后在預(yù)定位置設(shè)有開口以使導(dǎo)電層40暴露(圖1B)。之后，用微滴噴射法、氣相淀積法等形成電致發(fā)光層42。電致發(fā)光層42由至少一種選自各種有機材料、無機材料等中的材料形成，優(yōu)選該層由單層或多層的疊層構(gòu)成。然后，用微滴噴射法在電致發(fā)光層42上形成用作對立電極的導(dǎo)電層43。導(dǎo)電層40、電致發(fā)光層42和導(dǎo)電層43的疊加體對應(yīng)于發(fā)光元件44。
在形成該發(fā)光元件44時，可以通過改變從噴嘴噴射的組合物或通過改變充滿組合物的噴頭，連續(xù)制造電致發(fā)光層42和導(dǎo)電層43的多層薄膜。由此，提高了產(chǎn)量，這對于提高生產(chǎn)率是有利的。
該實施例可以和上述實施例任意組合。
(實施例3)參考圖6A、6B、7A和7B描述制造本發(fā)明的顯示器件的方法。首先，參考圖6A和6B描述采用COG系統(tǒng)的顯示器件。在該顯示器件中，在第一襯底1001上設(shè)有顯示信息如字符和圖象的像素區(qū)1002、驅(qū)動器電路1003、1004和驅(qū)動器IC1007和1008。在第三襯底1006上提供多個驅(qū)動器電路，它被分離成紙條狀或矩形。該分離的驅(qū)動器電路(下文中稱為驅(qū)動器IC)被附于第一襯底1001。圖6A表示一種結(jié)構(gòu)，其中，對應(yīng)于信號線驅(qū)動器電路的驅(qū)動器IC1007和1008使用COG系統(tǒng)固定，而圖6B表示一種結(jié)構(gòu)，其中，驅(qū)動器IC1009安裝使用COG系統(tǒng)固定。
然后，參考圖7A和7B描述采用TAB系統(tǒng)的顯示器件。在TAB系統(tǒng)中，電連接到像素區(qū)1002和驅(qū)動器電路1003和1004的布線暴露出來。被暴露的布線連接到FPC 1011且驅(qū)動器IC附著在FPC上。圖7A表示配置多個FPC 1011并且驅(qū)動器IC附著在FPC 1011上的情形。圖7B表示在一個FPC 1012上配置一個驅(qū)動器IC1009的情形，它使用長度和像素區(qū)1002的長軸對應(yīng)的驅(qū)動器IC。在采用后者的情況下，考慮到強度，可以同時提供固定驅(qū)動器IC1009的金屬片。
當(dāng)在矩形的第三襯底1006上組合多個驅(qū)動器IC時，安裝在這些顯示器件上的驅(qū)動器IC可以大批量形成，在提高生產(chǎn)率方面這是可取的。因此，第三襯底1006優(yōu)選使用大尺寸襯底，例如，優(yōu)選使用具有300mm～1000mm或更長的邊長的襯底。在該驅(qū)動器IC中，形成多個電路圖案，其中驅(qū)動器電路和輸入-輸出端被假定為一個單元。驅(qū)動器IC經(jīng)過最后的分割取出后完成，它的短軸假定為1～6mm，長軸假定為10～60mm。
雖然依賴于所使用的像素區(qū)的分辨率和尺寸，但是可以根據(jù)圖6B和7B所示的像素區(qū)的邊長形成驅(qū)動器IC，或通過形成具有15～80mm的長軸和1～6mm的短軸的條狀或矩形的驅(qū)動器IC來形成多個驅(qū)動器IC。但是，當(dāng)像素區(qū)尺寸即屏幕尺寸擴大時，20英寸時屏幕的邊長為443mm。有可能形成對應(yīng)于該長度的驅(qū)動器IC。但是，必須設(shè)計以保證襯底的強度。
和IC芯片相比驅(qū)動器IC的外部尺寸的優(yōu)勢是主軸的長度。因此，當(dāng)使用長軸為15～80mm的驅(qū)動器IC時，對應(yīng)于像素區(qū)所需要安裝的數(shù)量比使用IC芯片所需數(shù)量少，因此可以提高制造產(chǎn)率。此外，當(dāng)在玻璃襯底上形成驅(qū)動器IC時，不影響生產(chǎn)率，因為驅(qū)動器IC不受限于用作母體的襯底的形狀。這與從圓形硅晶片獲取IC芯片的情況相比具有大的優(yōu)勢。
在圖6A、6B、7A和7B中，其中形成驅(qū)動器電路的驅(qū)動器IC1007、1008或1009安裝在像素區(qū)1002的外部區(qū)域。這些驅(qū)動器IC1007～1009是信號線驅(qū)動器電路。為了形成對應(yīng)于RGB全色的像素區(qū)，在XGA類中3072條信號線、在UXGA類中4800條信號線是必須的。以這種數(shù)量形成的信號線通過在像素區(qū)1002的邊緣劃分每幾個不同的塊而形成引出線，引出線按照驅(qū)動器IC1007～1009的輸出端的間距集中在一起。
設(shè)在硅襯底上的IC可用作這些驅(qū)動器IC；但是，硅襯底上的IC優(yōu)選由晶體半導(dǎo)體層形成，并且晶體半導(dǎo)體層優(yōu)選通過用連續(xù)波激光照射形成。因此，連續(xù)波固態(tài)激光器或氣體激光器用作產(chǎn)生激光的振蕩器。當(dāng)使用連續(xù)波激光器時幾乎沒有晶體缺陷，這是由于可以使用具有大晶粒尺寸的多晶半導(dǎo)體層制造晶體管。此外，由于遷移率和響應(yīng)速率令人滿意，因此有可能獲得高速驅(qū)動，這使得元件的操作頻率和傳統(tǒng)元件相比有可能進一步提高，從而由于性能幾乎沒有差異而可以獲得高可靠性。此外，晶體管的溝道長度方向和激光的掃描方向可以彼此相一致，從而進一步提高操作頻率。這是由于在使用連續(xù)波激光器進行激光結(jié)晶化的步驟中，當(dāng)晶體管的溝道長度方向和激光的掃描方向相對于襯底幾乎平行時(優(yōu)選，-30°～30°)，可以獲得最大遷移率。注意，溝道長度方向和電流流動方向一致，換言之，與電荷移動方向一致。這樣制造的晶體管具有由多晶半導(dǎo)體層構(gòu)成的有源層，在多晶半導(dǎo)體層中晶粒沿溝道方向延伸，這意味著晶粒界面幾乎沿溝道方向形成。
在進行激光結(jié)晶化時，優(yōu)選大幅度變窄激光，激光的束斑優(yōu)選具有約1～3mm的寬度，這個寬度與驅(qū)動器IC的短軸寬度相同。為了確保足夠的和有效的能量密度照射到目標，優(yōu)選被激光照射的區(qū)域為線狀。但是，此處的線狀不是指嚴格意義上的線狀，而是指具有大的長寬比的矩形或橢圓形。例如，它是指長寬比為2或更大(優(yōu)選10～10000)的長方形或橢圓形。因此，激光的束斑的寬度與驅(qū)動器IC的短軸的寬度一致，從而可以提供一種生產(chǎn)率提高的制造顯示器件的方法。
在圖6A、6B、7A和7B中，示出了一種結(jié)構(gòu)，其中，掃描線驅(qū)動器電路與像素部分整體形成，并且驅(qū)動器IC作為信號線驅(qū)動器電路安裝。但是，本發(fā)明不限于此，驅(qū)動器IC可同時作為掃描線驅(qū)動器電路和信號線驅(qū)動器電路安裝。在這樣的情況下，優(yōu)選在掃描線和信號線上使用的驅(qū)動器IC的規(guī)格有差別。例如，構(gòu)成掃描線上的驅(qū)動器IC的晶體管要求約30V的耐壓；但是，驅(qū)動頻率為100KHz或更小，且相比較不需要高速操作。因此，優(yōu)選構(gòu)成掃描線驅(qū)動器的晶體管設(shè)定足夠長的溝道長度(L)。另一方面，對于信號線驅(qū)動器IC的晶體管約12V的耐壓足夠了；但是，驅(qū)動頻率在3V為約65MHz，且需要高速操作。因此，優(yōu)選按照微米規(guī)則設(shè)定組成驅(qū)動器的晶體管的溝道長度。
在像素區(qū)1002，信號線和掃描線交叉以形成矩陣，并且晶體管根據(jù)每個交叉點布置。在本發(fā)明中半非晶TFT用作布置在像素區(qū)1002中的晶體管。有可能通過等離子體CVD在300℃或更低溫度下形成半非晶半導(dǎo)體層。例如，甚至在使用外部尺寸為550×650mm的非堿性玻璃襯底的情況下，也可以在短時間內(nèi)形成晶體管形成所必須的膜厚度。這種制造技術(shù)的特性是在制造大尺寸屏幕時效率高。此外，通過用SAS構(gòu)成溝道形成區(qū)，半非晶TFT可以獲得2～10cm2/V·sec的場效應(yīng)遷移率。因此，該TFT可以用作像素的開關(guān)元件，并且不僅作為像素開關(guān)元件，而且也可以用作形成掃描線(柵極線)驅(qū)動器電路的元件。結(jié)果，可以制造實現(xiàn)系統(tǒng)在板上的顯示器件。該實施例可以和上述實施例任意組合。
(實施例4)作為本發(fā)明的實施例，參考圖28A～28C和29A～29C描述制造溝道保護型薄膜晶體管的制造方法，以及參考圖26A～26E、27A、27B、30A～30C、31A和31B描述利用上述薄膜晶體管制造顯示器件的方法。作為襯底600，使用由鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃等構(gòu)成的襯底、石英襯底、硅襯底、金屬襯底、不銹鋼襯底、具有能耐受該制造步驟中的加工溫度的耐熱性的塑料襯底等(圖28A)。然后，在襯底600上形成導(dǎo)電層601。導(dǎo)電層601通過已知方法如濺射、氣相淀積等由耐高溫金屬材料如Ti(鈦)、W(鎢)、Cr(鉻)、Al(鋁)、Ta(鉭)、Ni(鎳)、Zr(鋯)、Hf(鉿)、V(釩)、Ir(銥)、Nb(鈮)、Pd(鈀)、Pt(鉑)、Mo(鉬)、Co(鈷)或Rh(銠)形成。在后面對導(dǎo)電層601進行自然氧化步驟的情況下，形成厚度為0.01～10nm的導(dǎo)電層601。但是，0.01nm的厚度相當(dāng)薄，有可能不存在那種狀態(tài)的薄膜。因此，此處的導(dǎo)電層60也包括那些不具有薄膜狀態(tài)的層。
通過噴射包含導(dǎo)電材料的組合物在導(dǎo)電層601上形成導(dǎo)電層602～604。導(dǎo)電層602～604的形成通過微滴噴射法完成。導(dǎo)電層603和604用作柵電極。導(dǎo)電材料對應(yīng)于金屬如銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎢(W)、或鋁(Al)，或者對應(yīng)于具有光透射特性的氧化銦錫(ITO)。但是，考慮到比電阻值，優(yōu)選使用溶解在溶劑中的金、銀和銅材料中的任何一種作為從噴射口噴射的組合物。更優(yōu)選，使用低電阻的銀和銅。但是，在使用銀和銅時，提供阻擋層薄膜用于雜質(zhì)測量。溶劑對應(yīng)于酯類如醋酸丁酯、醇類如異丙醇、有機溶劑如丙酮等。可通過調(diào)節(jié)溶劑密度和添加表面活化劑來適當(dāng)調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
在微滴噴射法中使用的噴嘴的直徑設(shè)定在0.02～100μm(優(yōu)選30μm或更小)，并且從噴嘴噴射的組合物的量設(shè)定在0.001pl～100pl(優(yōu)選10pl或更少)。有即時型和連續(xù)型兩種類型的微滴噴射法，兩種都可以使用。此外，有利用壓電材料的壓電轉(zhuǎn)換特性的壓電系統(tǒng)，和通過提供在噴嘴的加熱器使組合物沸騰并使之噴射的加熱系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)都可以用于微滴噴射法所使用的噴嘴中。待處理的襯底和噴嘴之間的距離優(yōu)選盡可能接近，以使液滴滴落在所希望的位置處，優(yōu)選該距離設(shè)定在0.1～3mm(優(yōu)選1mm或更小)。在保持相對距離的同時，噴嘴和待處理襯底其中之一移動，從而形成理想圖案。此外，噴射組合物之前，可以對待處理襯底表面進行等離子體處理。因此，當(dāng)進行等離子體處理時，待處理襯底的表面變成親水的和疏液的，這一點被利用。例如，去離子水變成親水的而溶于乙醇的膏劑變成疏水的。
為了使得組合物的溶劑在噴射并接觸到待處理襯底表面的時侯揮發(fā)，并為了能夠取消或縮短后續(xù)的干燥和烘烤步驟，優(yōu)選組合物噴射步驟在低壓下進行。組合物噴射后，用激光照射、快速熱退火、加熱爐等在大氣壓或低壓下進行干燥和烘烤或二者中的任意一個步驟。干燥和烘烤都是熱處理的步驟。例如，干燥在100℃下進行3分鐘，而烘烤在200～350℃下進行15～120分鐘，二者的目的、溫度和時間不同。為了很好地進行干燥和烘烤步驟，襯底可以被加熱，加熱溫度設(shè)定在100～800℃(優(yōu)選在200～350℃)，盡管這取決于襯底材料等。通過該步驟，組合物中的溶劑揮發(fā)，或分散劑被化學(xué)去除，且周圍的樹脂固化并收縮，由此加速熔融和焊接。但是，優(yōu)選該步驟在氧氣氛下進行，其中，分解或分散金屬元素的溶劑容易被去除。
連續(xù)波或脈沖氣體激光器或固態(tài)激光器可以用于激光照射。作為前者的氣體激光器，有準分子激光器、YAG激光器等，作為后者的固態(tài)激光器有使用例如摻Cr、Nd等的YAG和YVO4晶體激光器。就激光的吸收率而論，優(yōu)選使用連續(xù)波激光器。此外，可使用用脈沖振蕩和連續(xù)波結(jié)合的激光器照射的方法，即所謂的混合激光?？焖贌嵬嘶?RTA)是在惰性氣體氣氛下利用發(fā)射紫外到紅外光的紅外燈、鹵素?zé)舻?，在幾微秒到幾分鐘?nèi)快速升溫和快速加熱完成的。實際上，只有薄膜的大部分表面可以被加熱，因為這種處理迅速進行，它對下層膜沒有影響。即，具有低耐熱性的襯底如塑料襯底也不受影響。
其次，當(dāng)元件和后來形成的布線存在短路的可能時，如果襯底還處于被其上的導(dǎo)電層601覆蓋的條件下，則進行以下兩個步驟中的一個。一個步驟是通過使不與導(dǎo)電層602～604重疊的導(dǎo)電層601絕緣而形成絕緣層605～607(圖28B)。更確切地，不與導(dǎo)電層602～604重疊的導(dǎo)電層601被氧化而絕緣。在如此使導(dǎo)電層601絕緣的情況下，優(yōu)選形成厚0.01～10nm的導(dǎo)電層601，它通過自然氧化成為絕緣層。注意，可以使用暴露到氧氣氛的方法或使用進行熱處理的方法作為氧化法。另一個步驟是用導(dǎo)電層602～604作掩模刻蝕并去除導(dǎo)電層601。在使用該步驟時導(dǎo)電層601的厚度沒有限制。
在導(dǎo)電層602～604上可以重新形成由耐熱金屬構(gòu)成的導(dǎo)電層。因此，它是一種導(dǎo)電層602～604介于阻擋層之間的結(jié)構(gòu)，可以防止雜質(zhì)入侵。
然后，利用已知方法如等離子體CVD、濺射、輝光放電分解法等形成單層或疊層結(jié)構(gòu)的作為柵極絕緣膜的絕緣層(圖2B)。此處，由氮化硅構(gòu)成的絕緣層608、氧化硅構(gòu)成的絕緣層609和氮化硅構(gòu)成的絕緣層610這三層疊加形成柵極絕緣膜。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以形成厚的柵極絕緣膜，從而獲得理想的介電強度，進而構(gòu)成晶體管的半導(dǎo)體層和柵電極之間的電容可以設(shè)定在適當(dāng)值。這是由于氧化硅膜的介電常數(shù)約為3.5，而氮化硅的介電常數(shù)約為7.5。為了用低淀積溫度的柵極漏電流形成微小的絕緣膜，稀有氣體元素如氬氣可包含在反應(yīng)氣體中并混合到所形成的絕緣膜中。
接下來，在絕緣層610上形成半導(dǎo)體層611。半導(dǎo)體層611具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)。非晶半導(dǎo)體層(非晶硅，a-Si)用已知方法如等離子體CVD和濺射形成。另一方面，具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層是自由能具有穩(wěn)定第三態(tài)的半導(dǎo)體層和具有短程有序和晶格畸變的結(jié)晶半導(dǎo)體，它的晶粒尺寸被認為是0.5～20nm，可以通過分散在非單晶半導(dǎo)體層中存在。此外，包含1原子％或更多的氫或鹵素作為懸掛鍵的中和劑。此處，這種半導(dǎo)體層被稱為半非晶半導(dǎo)體層(下文中稱為SAS)。SAS通過使稀有氣體如氦、氬、氪和氖包含其中而進一步促進了晶格畸變，由此增加了穩(wěn)定性。
可以通過對硅化物氣體進行輝光放電分解獲得SAS。SiH4是典型的硅化物氣體，除此之外可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。這些硅化物氣體被包含氫、氫和氦、氬、氪，和氖的稀有氣體元素中的一種或多種稀釋并與其同時使用，以便容易地形成SAS。優(yōu)選按照10～1000倍的稀釋比稀釋硅化物氣體。此外，當(dāng)在Si2H6和GeF4的氣體流量比在Si2H6∶GeF4＝20～40∶0.9的條件下，可以獲得包含Si的成分比為80％或更多的薄膜。當(dāng)然，要形成的薄膜的反應(yīng)在減壓情況下進行，并可以在約0.1Pa～133Pa的壓強下進行。形成輝光放電的電源頻率設(shè)定在1MHz～120MHz，優(yōu)選13MHz～60MHz。電源頻率可以適當(dāng)設(shè)定。優(yōu)選加熱襯底的溫度為300℃或更少，推薦襯底的加熱溫度為100～200℃。此外，碳化物氣體如CH4和C2H6以及鍺氣體如GeH4和GeF4混到硅化物氣體中，能帶可調(diào)節(jié)在1.5～2.4eV或0.9～1.1eV。此外，當(dāng)不有意添加控制價電子的雜質(zhì)元素時，SAS呈現(xiàn)低的n-型電導(dǎo)率。這歸因于包含在SAS中的雜質(zhì)，并且通常認為氧產(chǎn)生n-型導(dǎo)電性。包含在SAS中的氧也根據(jù)成膜時的高頻功率密度變化。
用已知的方法如等離子體CVD法在半導(dǎo)體層611上形成絕緣層612。該絕緣層612可以用濺射和輝光放電分解法形成，它要防止空氣傳播的污染雜質(zhì)如有機物質(zhì)、金屬或漂浮在空氣中的蒸汽的滲透，并且要求它是致密的膜。為了達到致密目的，使用硅作靶，在高頻下用其中混入稀有氣體元素如氮和氬的濺射氣體濺射形成的氮化硅膜中，由于包含稀有氣體元素而促進了致密化。此外，在輝光放電分解法中，通過用硅化物氣體如氬將硅化物氣體稀釋100～500倍形成的氮化硅膜也是致密的，甚至當(dāng)膜在100℃或更低的溫度下形成時，也是較為滿意的的。此外，如果必要，氮化硅膜可以通過疊加絕緣膜形成。如上面提到的，可以不暴露大氣連續(xù)形成絕緣層608到絕緣層612。即，每個疊加表面不被大氣成分和漂浮在大氣中的空氣傳播污染雜質(zhì)元素污染而形成，因此，可以減少晶體管性能的差異。
然后，在與用作柵電極的導(dǎo)電層603和604重疊位置處的絕緣層612上選擇性噴射組合物形成用作掩模的絕緣層613。樹脂材料如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂(melamine resin)或聚氨酯樹脂(urethane resin)用于形成絕緣層613的組合物成分。此外，可以使用有機材料如具有透射性的苯并環(huán)丁烯、聚對二甲苯基、flare和聚酰亞胺、通過硅氧烷基聚合物等的聚合作用形成的化合物材料、包含可溶性單聚物和可溶性共聚物的合成材料。此外，可以使用包含光敏劑的抗蝕劑材料，例如，可以使用典型的正性抗蝕劑如酚醛清漆樹脂和作為光敏劑的萘醌疊氮化物(naphthoquinonedi azide)化合物、典型的負性樹脂如被溶解或分散的基礎(chǔ)樹脂、聯(lián)苯硅烷二醇和酸產(chǎn)生劑等。在使用這些材料中的任何一種時，通過調(diào)節(jié)溶劑的密度和添加表面活化劑適當(dāng)調(diào)節(jié)表面張力和粘度。
然后，用絕緣層613做掩模，通過刻蝕絕緣層612形成用作溝道保護層的絕緣層614(圖29A)。隨后，在去除用作掩模的絕緣層613后，在半導(dǎo)體層611和絕緣層614上形成具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層615。該具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層615通過使用硅烷氣體和磷化氫氣體形成，或通過在用CVD法形成半導(dǎo)體層后摻雜形成。然后，在與用作柵電極的導(dǎo)電層614重疊位置處的絕緣層615上選擇性噴射組合物形成用作掩模的絕緣層616。
然后，用絕緣層616做掩模，通過同時刻蝕半導(dǎo)體層611和具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層615形成具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層617和半導(dǎo)體層618。隨后，在去除用作掩模的絕緣層616后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成作為源極布線和漏極布線的導(dǎo)電層619和620。
然后，用導(dǎo)電層619和620做掩模，通過刻蝕半導(dǎo)體層618形成半導(dǎo)體層621和622(圖29C)。隨后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成對應(yīng)于像素電極的導(dǎo)電層623，以和導(dǎo)電層620電連接。在圖29C中，導(dǎo)電層623由光透射材料形成，并且表示出制造透射液晶顯示器件的實例，但是本發(fā)明不限于此。可以通過使用具有高反射率的導(dǎo)電層制造反射液晶顯示器件。
接下來，用已知的方法如印刷或旋涂形成用作定位膜的絕緣層624以覆蓋導(dǎo)電層623(圖30A)。如果使用絲網(wǎng)印刷，如圖所示可以選擇性形成絕緣層624。隨后，形成密封劑625(圖30B)。之后，襯底628通過密封劑625連接到襯底600，然后注入液晶，其中，襯底628上設(shè)有用作定位膜的絕緣層626和用作對立電極的導(dǎo)電層627(圖30C)。作為疊加液晶的方法，可以使用分散器系統(tǒng)(液滴系統(tǒng))。此處，參考圖26A～26E描述采用分散器系統(tǒng)的情形，即液晶滴落工藝。當(dāng)在襯底8001上完成如TFT的元件時，形成用作密封劑的閉合環(huán)8002(圖26A)。然后，液晶8003通過分散器滴落在閉合環(huán)8002中(圖26B)。隨后，襯底8001和襯底8004在真空中彼此連接(圖26C)。之后，當(dāng)進行UV固化時，在襯底8001和襯底8004之間注入液晶8005(圖26D)，然后分開各個面板(圖26E)。
填充劑可以混合到密封劑625，并且可以在襯底628上形成濾色器、用于防止旋轉(zhuǎn)位移屏蔽膜(黑色基質(zhì))。此外，雖然未表示出，偏振片分別連接到每個襯底600和628。此外，雖然上面未提及，在必要時候?qū)Χㄎ荒みM行適當(dāng)必要的處理如摩擦處理或?qū)σr墊進行分散處理。
然后，通過在大氣壓或臨近大氣壓下利用氧氣進行灰化處理來去除區(qū)域630中的絕緣層608～610(圖27A)。利用氧氣，以及包含在氫、CF4、NF3、H2O和CHF3中的一種或多種進行該處理。在該步驟中，用對立電極密封后進行灰化處理，以防止由于靜電干擾造成的損傷或破壞；但是，當(dāng)幾乎沒有靜電效應(yīng)時，可以在任何時候進行灰化處理。隨后，提供各向異性導(dǎo)電膜，從而使導(dǎo)電層602和接線端631電連接。接線端631傳輸來自外部的信號和電位。通過上述步驟，完成了包含溝道保護型開關(guān)晶體管632和電容器元件633的顯示器件。此時的俯視圖如圖21所示，沿圖21的A-A’線截取的橫截面視圖對應(yīng)于圖27A所示的橫截面視圖。
在上面的步驟中，在絕緣層610和導(dǎo)電層620上直接形成連接到作為源極或漏極布線的導(dǎo)電層620的導(dǎo)電層623。但是，蝕刻具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層618后，可以形成用作保護膜的絕緣層640(圖31A)。在此情況下，有必要在絕緣層640中形成開口641，并通過開口641將導(dǎo)電層620和后來形成的像素電極電連接。在形成開口641時，可以同時形成后面連接接線端所必須的開口642。用于形成開口641和642的方法不特別限定，它可以通過微滴噴射法、光刻等完成。在使用微滴噴射法的情況下，可以通過從噴嘴噴射濕腐蝕劑形成開口。或者，可以通過用微滴噴射法只形成用作掩模的絕緣層并使用該掩模形成開口。然后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成用作像素電極的導(dǎo)電層643以填充開口641。隨后，形成用作定位膜的絕緣層644(圖31B)。之后，如同圖30B和30C所示步驟，當(dāng)通過形成密封劑和連接對立電極注入液晶時，完成具有顯示功能的顯示器件(圖27B)。通過上述步驟，結(jié)構(gòu)不同于圖27A的包含溝道保護型開關(guān)TFT和電容器元件633的顯示器件完成。在這些步驟中，不使用抗蝕劑掩模，因此，省去諸如使用抗蝕劑、烘烤抗蝕劑、曝光、顯影、顯影后烘干或剝離抗蝕劑的步驟。從而由于步驟的簡化而節(jié)省制造時間并減少制造成本。
(實施例5)作為本發(fā)明的實施例，參考圖17A～17C、18A～18C和19A和19B描述制造溝道保護型薄膜晶體管的方法。此外，參考圖16、19C和20描述利用上述薄膜晶體管制造顯示器件的方法。
在如玻璃襯底或石英襯底的襯底650上形成導(dǎo)電層651(圖17A)。通過已知方法如濺射、氣相淀積等形成由耐熱金屬如Ti或W構(gòu)成的導(dǎo)電層651。通過噴射包含導(dǎo)電材料的組合物在導(dǎo)電層651上形成用作柵電極或連接布線的導(dǎo)電層652～655。
如果襯底650被導(dǎo)電層651覆蓋，元件和后形成的布線之間有可能短路時，進行下列兩個步驟之一。一個步驟是通過使不與導(dǎo)電層652～655重疊的導(dǎo)電層651絕緣形成絕緣層656～659(圖17B)。在由此使導(dǎo)電層651絕緣的情況下，優(yōu)選形成厚0.01～10nm的導(dǎo)電層651，這使得通過自然氧化形成絕緣層。另一個步驟是用導(dǎo)電層652～654作掩模蝕刻和去除導(dǎo)電層651。
然后，利用已知方法如等離子體CVD、濺射或輝光放電分解法形成單層或疊層結(jié)構(gòu)的用作柵極絕緣膜的絕緣層(圖17C)。此處，由含有氮化硅的絕緣層660、含有氧化硅的絕緣層661和含有氮化硅的絕緣層662三層的疊層對應(yīng)于柵極絕緣膜。然后，在絕緣層662上形成半導(dǎo)體層663。半導(dǎo)體層663具有介于非晶和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶和多晶)之間的中間結(jié)構(gòu)。
然后，用已知方法如等離子體CVD等在半導(dǎo)體層663上形成絕緣層664。如上所述，可以不暴露大氣連續(xù)形成絕緣層660到絕緣層664。即，層之間的每個界面可以不被大氣組分和漂浮在大氣中的污染雜質(zhì)元素污染而形成，因而晶體管特性的差異可以減小。然后，通過選擇性噴射組合物，在絕緣層664上的與用作柵電極的導(dǎo)電層653和655重疊的位置形成用作掩模的絕緣層665和666。
然后，用絕緣層665和666做為掩模，通過刻蝕絕緣層664形成用作溝道保護層的絕緣層667和668(圖18A)。去除絕緣層665和666后，在半導(dǎo)體層663和絕緣層667和668上形成具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層669。然后，通過選擇性噴射組合物，在半導(dǎo)體層669上的與用作溝道保護層的絕緣層667和668重疊的位置形成用作掩模的絕緣層670和671。
接下來，用絕緣層670和671做為掩模，通過同時刻蝕半導(dǎo)體層663和具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層669形成半導(dǎo)體層672、673和具有一種導(dǎo)電型半導(dǎo)體層674和675(圖18B)。隨后，通過在大約大氣壓下刻蝕絕緣層660～662形成開口676，從而暴露導(dǎo)電層654(圖18C)。相應(yīng)地，通過利用源氣體如NF3、CFx(碳氟化合物)、SF6或Cox，和氫和氧之一與稀有氣體形成的混合氣體產(chǎn)生等離子體進行刻蝕處理。
然后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物，在具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層674和675上形成用作源極布線和漏極布線的導(dǎo)電層677～680(圖19A)。形成導(dǎo)電層678以填充開口676，由此和用作連接布線的導(dǎo)電層654電連接。隨后，用導(dǎo)電層677～680做為掩模，通過刻蝕半導(dǎo)體層674、675形成半導(dǎo)體層681～684(圖19B)。
通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物，形成作為像素電極的導(dǎo)電層685(圖19C)。然后，用旋涂法、浸漬法等在整個表面上形成絕緣層686后，用已知方法如光刻、微滴噴射法等形成開口687和688。絕緣層686用作堤，它利用含硅的材料、有機材料如丙烯酸樹脂或復(fù)合材料如硅氧烷聚合物形成。但是，當(dāng)光敏材料如丙烯酸樹脂、聚酰亞胺和非光敏材料用于形成絕緣層686時，絕緣層686的一個側(cè)面具有連續(xù)變化的曲率半徑，因此可以不間斷地形成絕緣層686上的層。當(dāng)使用有機材料時，形成單層或疊層結(jié)構(gòu)的金屬膜如Ti、氮化物膜如TiN和硅化物膜如TiSix或MoSix作為阻擋層膜，以防止脫氣等。該阻擋層膜使粘附力增加，并且在阻擋層膜上設(shè)置的導(dǎo)電層685嵌入其中，而且可以減小接觸電阻和增加其穩(wěn)定性。此外，可以通過從噴嘴噴射濕腐蝕劑形成開口。注意，可以增加用溶劑如水適當(dāng)清洗的步驟以控制開口的長寬比。當(dāng)然，在該清洗步驟中，通過使用微滴噴射法，從噴嘴噴射的液滴用水替代或者充滿溶液的噴頭被取代。因此，可以用一個設(shè)備進行連續(xù)處理，這就處理時間而論是有利的。可以使用光刻形成開口，但是，微滴噴射法至少可以用于形成用作掩模的絕緣層。因此，與旋涂法相比，材料的使用率顯著提高。當(dāng)用上述任何一種方法形成開口687和688時，導(dǎo)電層652和685處于暴露狀態(tài)。
形成電致發(fā)光層689以和導(dǎo)電層685電連接，并且在電致發(fā)光層689上形成用作對立電極的導(dǎo)電層690(圖16)。導(dǎo)電層685、電致發(fā)光層689和導(dǎo)電層690對應(yīng)于發(fā)光元件。在形成發(fā)光元件時，可以通過改變從噴嘴噴射的組合物或通過更換充滿組合物的噴頭連續(xù)形成電致發(fā)光層689和多層其它薄膜。因此，提高了產(chǎn)量，有利于提高生產(chǎn)率。
隨后，形成密封劑691以密封襯底692和650。隨后，提供各向異性導(dǎo)電膜，從而使導(dǎo)電層652和接線端693電連接。接線端693傳輸來自外部的信號和電源電勢。
通過上述步驟，完成包含溝道保護型開關(guān)TFT694、驅(qū)動TFT695和電容器元件696的顯示器件。此時的俯視圖如圖20所示。此外，沿圖20中的A-A’線和A-A”線截取的橫截面視圖如圖16所示。
在上述結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電層685指陰極，導(dǎo)電層690指陽極，通過上述步驟，完成陰極/電致發(fā)光層/陽極的反向疊層元件。在此情況下，從發(fā)光元件發(fā)射的光被發(fā)射到襯底692的一側(cè)。因此，完成了頂部發(fā)射顯示器件?？梢栽趯?dǎo)電層690上提供屏蔽或反射器，從而可以使光發(fā)射到襯底650的一側(cè)。此外，用作陰極的導(dǎo)電層和用作陽極的導(dǎo)電層都由透光材料形成或?qū)雍穸缺〉阶阋酝干涔?，從而產(chǎn)生雙重發(fā)射。
此外，對應(yīng)于陰極的導(dǎo)電層優(yōu)選使用低功函數(shù)的材料，例如Ca、Al、CaF、MgAg或AlLi。電致發(fā)光層可以采用單層型、疊層型或?qū)娱g沒有界面的混合型中的任何一種?？梢允褂玫牟牧嫌袉螒B(tài)材料、三態(tài)材料或其結(jié)合；包含低分子材料的有機材料、高分子材料和中分子的材料；以氧化鉬為代表的電子注入優(yōu)良的無機材料；或有機材料和無機材料的復(fù)合材料。優(yōu)選用透光的透明導(dǎo)電材料形成對應(yīng)于陽極的導(dǎo)電層，或以薄得足以透射光的厚度形成該層，例如使用除ITO和ITOS外的透明導(dǎo)電材料，其中氧化鋅(ZnO)和氧化銦混合。在形成按照陰極/電致發(fā)光層/陽極的順序形成的元件，即形成通常的疊層元件時，優(yōu)選在形成陽極前，在氧氣氛中進行等離子體處理或在真空中進行加熱處理，從而減小驅(qū)動電壓并且增加使用壽命。此外，當(dāng)處于底部發(fā)射時，其中從發(fā)光元件發(fā)射的光透射到襯底650一側(cè)，用作像素電極的導(dǎo)電層685必須是透光的。在此情況下，包含氧化硅的ITSO和ITO用于導(dǎo)電層685，并且可以在下層中形成由氮化硅構(gòu)成的絕緣層662。因此，由于導(dǎo)電層685的折射率和絕緣層662的相近，所以從發(fā)光元件發(fā)射的光的光提取效率提高。
與透光導(dǎo)電層接觸的絕緣層優(yōu)選由包含硅(Si)和氮(N)的層形成，具體地是由含氮10原子％或更多，優(yōu)選含25原子％或更多的層，更具體地是由氮化硅(SiN)膜形成。此外，優(yōu)選形成包含氮和氧(O)的層，包含的氮多于氧，特別優(yōu)選形成氧氮化硅膜(SiNO)。然后，通過疊加上述結(jié)構(gòu)的兩種薄膜形成與透光導(dǎo)電層接觸的絕緣層。采用上述結(jié)構(gòu)，可以提高電流效率，通過提高亮度甚至在相同電流值下可以獲得亮顯示。在此步驟中，不使用抗蝕劑掩模，通過使用微滴噴射法這是可以實現(xiàn)的。因此，由于簡化了步驟，可以節(jié)省制造時間并降低制造成本。該實施例可以和上述實施例任意組合。
(實施例6)作為本發(fā)明的實施例，參考圖22A～22C描述制造溝道刻蝕型薄膜晶體管的方法。此外，參考圖23描述利用上述薄膜晶體管制造顯示器件的方法。
形成用作柵電極的導(dǎo)電層602～604、用作柵極絕緣膜的絕緣層608～610以及用作有源層的半導(dǎo)體層611的步驟同實施例4中結(jié)合圖28A～28C所作的描述，此處省略對其的描述。
在半導(dǎo)體層611上形成具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層701(圖22A)。然后，通過選擇性噴射組合物，在半導(dǎo)體層701上組合物與用作柵電極的導(dǎo)電層603重疊的位置處形成用作掩模的絕緣層702。隨后，用絕緣層702做掩模，通過同時刻蝕半導(dǎo)體層611和具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層701形成半導(dǎo)體層703和具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層704(圖22B)。之后，在半導(dǎo)體層704上，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成導(dǎo)電層705和706。然后用導(dǎo)電層705和706做掩模，通過刻蝕具有一種導(dǎo)電型的半導(dǎo)體層704形成半導(dǎo)體層707、708。此時，半導(dǎo)體層703也被少量刻蝕，并且形成半導(dǎo)體層709。隨后，通過選擇性噴射包含導(dǎo)電材料的組合物形成用作像素電極的導(dǎo)電層710，以電連接到用作源極或漏極布線的導(dǎo)電層706(圖22C)。
然后，形成用作定位膜的絕緣層711(圖23)。隨后，形成密封劑712，利用密封劑712將襯底600與配備對立電極716和定位膜713的襯底715接合。之后，在襯底600和襯底715之間注入液晶716。然后，當(dāng)刻蝕連接接線端717的區(qū)域并使之在大氣壓下或在接近大氣壓下暴露時；接線端717被連接；由此完成具有顯示功能的顯示器件。
在該實例中，參考圖8A～8E，描述安裝驅(qū)動器IC的方法。驅(qū)動器IC可以使用各向異性導(dǎo)電材料連接、通過布線接合等安裝。參考圖8A～8E說明安裝方法的實例。
以使用各向異性導(dǎo)電材料安裝在第一襯底201上的驅(qū)動器IC208為例做說明。在第一襯底201上形成像素區(qū)202、引線布線206和連接布線及輸入-輸出端207。第二襯底203通過密封劑204連接到第一襯底201上，并且其間夾有液晶層205。
FPC 212通過各向異性導(dǎo)電材料連接到連接布線及輸入-輸出端207的一側(cè)。各向異性導(dǎo)電材料包含樹脂215和表面鍍Au等的導(dǎo)電顆粒214，顆粒直徑為幾十至幾百μm。通過導(dǎo)電顆粒214，連接布線及輸入-輸出端207被電連接到形成于FPC212中的布線213。驅(qū)動器IC208也通過各向異性導(dǎo)電材料連接到第一襯底201。利用包含在樹脂211中的導(dǎo)電顆粒210，配備在驅(qū)動器IC208中的輸入-輸出端209電連接到引線布線206或連接布線及輸入-輸出端207。
參考圖8C，進一步說明用這種方式獲得的驅(qū)動器IC208的安裝方法。驅(qū)動器IC224包括輸入-輸出端225，在輸入-輸出端225的周圍形成保護性絕緣層226。在第一襯底220上形成導(dǎo)電層221、第二導(dǎo)電層223和絕緣層222。此處，引線布線或連接布線由第一導(dǎo)電層221和第二導(dǎo)電層223形成。
這些在第一襯底220上形成的導(dǎo)電層221和223以及絕緣層222可以和形成像素區(qū)的像素TFT在相同的步驟中形成。例如，在像素TFT以反向交錯TFT形成的情況下，第一導(dǎo)電層221在形成柵電極的個層中形成，并由諸如Ta、Cr、Ti或Al的材料形成。一般，在柵電極上形成柵極絕緣層，在與此相同的層中形成絕緣層222。疊加在第一導(dǎo)電層221上的第二導(dǎo)電層223用和像素電極相同的透明導(dǎo)電材料形成，這使得第二導(dǎo)電層223很好地連接到導(dǎo)電顆粒227。優(yōu)化包含在樹脂228中的導(dǎo)電顆粒227的尺寸和密度，從而使驅(qū)動器IC224電連接到第一襯底220。
圖8D中描述使用樹脂的收縮力的COG系統(tǒng)的實例。在驅(qū)動器IC側(cè)用材料如Ta和Ti形成阻擋層229，并且在其上通過無電敷鍍形成厚約20μm的由金形成的突起230。然后，在驅(qū)動器IC224和第一襯底220之間放置可光固化絕緣樹脂231，并且利用光固化引起的樹脂的收縮力使電極彼此壓在一起，由此制作電連接。
此外，如圖8E所示，可以通過在FPC 212上放入布線213并在其和驅(qū)動器IC208間放入導(dǎo)電顆粒214來提供驅(qū)動器IC208。該結(jié)構(gòu)尤其適用于電子裝置如外殼尺寸受限的便攜式信息終端。
如圖8B所示，驅(qū)動器IC208用粘接劑216固定到第一襯底201上，驅(qū)動器IC208的輸入-輸出端通過Au布線217連接到引線布線或連接布線。然后，在此用密封樹脂218密封。驅(qū)動器IC208的安裝方法沒有限制，已知的方法如COG、布線接合或TAB也可以使用。
驅(qū)動器IC208形成和包含對立電極的第二襯底203相同的厚度。因此，它們可以具有幾乎相同的高度，這使得整體地形成薄液晶顯示器件。此外，各襯底由一種材料形成，因此即使當(dāng)顯示器件中的溫度改變時也不會產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此不損害由TFT構(gòu)成的電路的特性。此外，如本實施例中所示，驅(qū)動器電路安裝了比IC芯片長的驅(qū)動器IC，從而可以減少要安裝在像素區(qū)的驅(qū)動器IC的數(shù)量。該實例可以和上述實施例任意組合。
在該實例中，簡單描述本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)。如上面提到的，驅(qū)動器IC用作液晶顯示器件或EL顯示器件的驅(qū)動器電路。圖9A和9B是這種顯示器件的結(jié)構(gòu)圖。像素區(qū)1601由多個掃描線和數(shù)據(jù)線形成，它既可以是其中提供TFT的有源矩陣型，也可以采用無源矩陣型。在像素區(qū)1601的周圍，布置對應(yīng)于驅(qū)動器IC的掃描線驅(qū)動器電路1602和數(shù)據(jù)線驅(qū)動器電路1603。
從外部輸入的時鐘信號、啟動脈沖信號1607和視頻信號1608被輸入到控制電路1605，用于轉(zhuǎn)化成驅(qū)動器IC的輸入規(guī)范，并被轉(zhuǎn)化成各定時規(guī)范(timing specification)。電源1609和由運算放大器構(gòu)成的電源電路1606在外部提供。為了有效減小顯示器件的尺寸，優(yōu)選控制電路1605和電源電路1606也使用TAB安裝。
控制電路1605向各掃描線和數(shù)據(jù)線輸出信號。此時，數(shù)字輸出信號在信號驅(qū)動器電路1604中被分解成m個信號輸入到數(shù)據(jù)線。分解數(shù)量m是2或更大的自然數(shù)，實際上，分解成2～16個是合適的。
掃描線中的驅(qū)動器IC的電路結(jié)構(gòu)不同于數(shù)據(jù)線中的。圖9B表示這種結(jié)構(gòu)的一個實例。掃描線驅(qū)動器IC121包含移位寄存器電路123、電平移位電路124和緩沖電路125。另一方面，數(shù)據(jù)線驅(qū)動器IC122包含移位寄存器電路126、鎖存電路127、電平移位電路128和D/A轉(zhuǎn)換器電路129。它表示在圖12A和12B中，其中信號線和掃描線上都使用驅(qū)動器IC；但是，本發(fā)明不限于上面提到的。如同像素區(qū)1601一樣，掃描線驅(qū)動器電路也可以在一襯底上構(gòu)造。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。
(實例3)在該實例中，參考圖10A和10B描述微滴噴射法的結(jié)構(gòu)。首先，參考圖10A簡單描述微滴噴射設(shè)備。微滴噴射裝置其配有其中多個噴嘴沿單軸方向布置(未示出)的噴頭，控制器和控制微滴噴射裝置的CPU(未表示出)，使襯底501固定并在XYθ方向移動該襯底的平臺503等，這些都是該設(shè)備必不可少的組成部分。其中提供了微滴噴射裝置的固定裝置(框架)具有一種結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中固定了如圖10B中所示的微滴噴射裝置。平臺503具有通過真空卡盤法等固定襯底501的功能。然后，利用微滴噴射裝置，通過從每個噴嘴的噴射口向襯底501的方向噴射組合物而在襯底501上形成圖案。
通過控制器由CPU控制平臺503和微滴噴射裝置。成像裝置如CCD照相機(未表示出)也由CPU控制。成像裝置探測標記符的位置并將被探測到的信息提供給CPU。在形成圖案時，微滴噴射裝置可以移動，而且當(dāng)微滴噴射裝置固定時平臺503可以移動。注意，當(dāng)微滴噴射裝置移動時，必須考慮滴落組合物的加速、設(shè)在微滴噴射裝置上的噴嘴和待處理襯底之間的距離，以及周圍環(huán)境。
除此之外，未表示出，為了提高被噴射組合物在所希望的位置的滴落精度，作為附件，可以提供用于上下移動微滴噴射裝置的系統(tǒng)及其控制裝置等。因此，根據(jù)被噴射組合物的性質(zhì)，可以改變噴頭和襯底501之間的距離。此外，可以提供凈化單元，由此凈化工作區(qū)的空氣并減少粉塵。如果必要可以提供測量溫度、壓力等物理特性的裝置，如襯底加熱裝置，它可以通過在底盤之外提供的控制裝置共同控制。此外，當(dāng)控制裝置通過LAN電纜、無線LAN、光纖等連接到生產(chǎn)控制系統(tǒng)時，可以從外部控制各步驟，這使得生產(chǎn)率提高。為了加快被噴射組合物的干燥或為了去除組合物中的溶劑組分，可以通過抽真空在低壓下進行微滴噴射。
在圖10B中，參考數(shù)字504表示壓電元件，固定裝置(框架)505和506用于固定到圖10A中所示的固定裝置(框架)502。參考數(shù)字507表示噴射口。在圖10B中，示出了利用壓電元件的所謂的壓電系統(tǒng)；但是，根據(jù)一些溶劑材料，可以使用利用加熱所產(chǎn)生的氣泡排出溶液的系統(tǒng)。在此情況下，用加熱元件替代壓電元件。此外，溶液對液體室通道、預(yù)液(pre-liquid)室、流體阻力部分、壓縮室和溶液噴射口的潤濕性是很重要的。因此，可在流體通道中形成碳膜、樹脂膜等用于調(diào)節(jié)對材料的潤濕性。此外，在固定裝置(框架)505和506中提供配線和供料管道等。當(dāng)圖10B所示的微滴噴射裝置連接到圖10A中所示的設(shè)備時，配線被連接到驅(qū)動電路用于控制壓電元件，并且供料管道被連接到充滿組合物的料箱。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。
其中用半非晶半導(dǎo)體層做溝道區(qū)的TFT被認為是本發(fā)明的必不可少的組成部分，并且在每個像素中提供該TFT。當(dāng)這種TFT包括在每個像素中時，在同樣的襯底上形成的驅(qū)動器電路也優(yōu)選由用半非晶半導(dǎo)體層做溝道區(qū)的TFT形成。但是，包含半非晶半導(dǎo)體層的TFT只能形成n-型TFT。在該實例中，描述移位寄存器只由n-型TFT形成的例子。
在圖11A中，參考數(shù)字400表示的方塊對應(yīng)于一步輸出取樣脈沖的脈沖輸出電路，而且移位寄存器包含n個脈沖輸出電路。圖11B表示脈沖輸出電路400的具體結(jié)構(gòu)，它包括n-型TFT401～406和電容器元件407。通過采用自舉電路(bootstrap)法，這種脈沖輸出電路有可能只只用n-型TFT構(gòu)成。具體操作在日本專利特開平第2002-335153中描述。
在該實例中顯示了只用n-型TFT構(gòu)成脈沖輸出電路的例子。但是，本發(fā)明不限于此。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。
在本發(fā)明中，參考圖15A～15F描述其中的半非晶半導(dǎo)體層被假定為溝道區(qū)的TFT和包含多個具有該TFT的像素的顯示器件，以及像素的結(jié)構(gòu)。
在圖15A中所示的像素中，信號線310和電源線311～313排成列，而掃描線314排成行。像素也包括開關(guān)TFT301、驅(qū)動器TFT303、電流控制晶體管304、電容器元件302和發(fā)光元件305。
圖15C中所示的像素具有和圖15A中所示的相同的結(jié)構(gòu)，除了驅(qū)動器TFT 303的柵電極被連接到按行排列的電源線313。圖15A和15C中的像素都表示出相同的等效電路示意圖。但是，在電源線312按列排列(圖15A)的情況和電源線312按行排列(圖15C)的情況之間，每個電源線由不同層中的導(dǎo)體形成。為了表明圖15A和15C之間用于形成連接到驅(qū)動器TFT 303的柵電極的布線的層不同，兩個像素在圖15A和15C中分別表示出。
在圖15A和15C兩幅圖中，驅(qū)動器TFT 303和電流控制晶體管304在像素中串聯(lián)，并且驅(qū)動器TFT 303的溝道長度L3/溝道寬度W3和電流控制晶體管的溝道長度L4/溝道寬度W4之間的比值設(shè)定為L3/W3∶L4/W4＝5～6000∶1。例如，L3、W3、L4和W4分別為500μm、3μm、3μm和100μm。
驅(qū)動器TFT303在飽和區(qū)工作，并控制發(fā)光元件305中流動的電流量；而電流控制晶體管304在線性區(qū)工作并控制供給發(fā)光元件505的電流?？紤]到制造步驟，優(yōu)選TFT303和304具有相同的導(dǎo)電性。對于驅(qū)動器TFT303，可以用耗盡型TFT代替增強型TFT。根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，，由于驅(qū)動器TFT303在線性區(qū)工作，電流控制晶體管304的VGS的輕微變動不影響發(fā)光元件305中流動的電流量。即，發(fā)光元件305中流動的電流量由在飽和區(qū)工作的驅(qū)動器TFT303決定。因此，可以提供一種顯示器件，其中，通過改善由于TFT特性差異導(dǎo)致的發(fā)光元件亮度的差異提高圖象質(zhì)量。
圖15A～15D中的開關(guān)TFT301控制輸入到像素的視頻信號。當(dāng)開關(guān)TFT301導(dǎo)通且視頻信號輸入到像素時，視頻信號保留在電容器元件302中。雖然圖15A～15D中象素包含電容器元件302，但本發(fā)明不限于此。當(dāng)柵極電容等可以用作保留視頻信號的電容器時，不必提供電容器元件302。
發(fā)光元件305具有一種結(jié)構(gòu)，其中，電致發(fā)光層介于一對電極之間。像素電極和對立電極(陽極和陰極)之間有電勢差從而施加了正向偏壓。電致發(fā)光層至少由一種選自各種有機材料、無機材料等的材料形成。電致發(fā)光層的發(fā)光包括單態(tài)激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)所產(chǎn)生的發(fā)光(熒光)和從三態(tài)激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)所產(chǎn)生的發(fā)光(磷光)。
圖15B中所示的像素具有和圖15A所示的相同的結(jié)構(gòu)，除了增加TFT 306和掃描線315外。類似地，圖15D中所示的像素具有和圖13C所示的相同的結(jié)構(gòu)，除了增加TFT 306和掃描線315外。
通過增加的掃描線315控制TFT 306的導(dǎo)通/截止。當(dāng)TFT306導(dǎo)通時，保留在電容器元件302中的電荷放電，由此使TFT 306截止。即，通過提供TFT 306可以強制停止發(fā)光元件305的電流供應(yīng)。因此，通過采用圖13B和13D的結(jié)構(gòu)在信號寫入所有像素之前，發(fā)光周期可以與寫入周期同時啟動或在寫入周期啟動后立即啟動，從而可以提高占空比。
在圖15E所示的像素中，信號線350和電源線351及352按列排列。而掃描線353按行排列。像素還包括開關(guān)TFT341、驅(qū)動器TFT343、電容器元件342和發(fā)光元件344。圖15F中所示的象素具有和圖15E所示的相同的結(jié)構(gòu)，除了增加TFT345和掃描線354外。應(yīng)該注意，通過提供TFT345，圖15F的結(jié)構(gòu)也使占空比提高。該實例可以與前面的實施例和實例任意組合。
在本實例中，參考圖12A和12B描述對應(yīng)于本發(fā)明的顯示器件模式的面板的外觀。圖12A表示面板的俯視圖，其中，在襯底4001上形成的半非晶晶體管4010和液晶元件4011a用密封劑4005密封第二襯底4006之間，而圖12B對應(yīng)于圖12A中的A-A’橫截面視圖。
使用密封劑4005包圍第一襯底4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004。在像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004上設(shè)有第二襯底4006。因此，像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004通過第一襯底4001、密封劑4005和第二襯底4006用液晶4007a密封。在第一襯底4001上被密封劑4005包圍區(qū)域之外的區(qū)域中，在單獨提供的襯底上安裝由多晶半導(dǎo)體層形成的信號線驅(qū)動器電路4003。
在本實例中描述將用多晶半導(dǎo)體層形成的晶體管組成的信號線驅(qū)動器電路連接到第一襯底4001的例子；但是，可以形成和連接用單晶半導(dǎo)體層形成的晶體管組成的信號線驅(qū)動器電路。圖12A和12B示出了信號線驅(qū)動器電路4003中的多晶半導(dǎo)體層形成的晶體管4009。此外，表示出將單獨形成的信號線驅(qū)動器電路4003安裝到第一襯底4001的例子；但是，該實例不限于此。掃描線驅(qū)動器電路可以單獨形成并安裝，或只有一部分信號線驅(qū)動器電路或一部分掃描線驅(qū)動器電路可以單獨形成并安裝。
在第一襯底4001上提供的像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路4004中有多個晶體管，包含在像素部分4002中的晶體管4010，如圖12B中所示。晶體管4010對應(yīng)于使用半非晶半導(dǎo)體層的晶體管。此外，包含在液晶元件4011a中的像素電極4030通過布線4040和布線4041與晶體管4010連接。在第二襯底4006上形成液晶元件4011a的對立電極4031。像素電極4030、對立電極4031和液晶4007a彼此重疊的區(qū)域?qū)?yīng)于液晶元件4011a。參考數(shù)字4035表示球形襯墊，該球形襯墊用于控制像素電極4030和對立電極4031之間的距離(單元間隙)。作為替代可以使用通過使絕緣膜圖形化而獲得的間隙。此外，供給單獨形成的信號線驅(qū)動器電路4003、掃描線驅(qū)動器電路4004或像素部分4002的每個信號和電勢通過引線4014和4015從接線端4016供給，這在圖12B中橫截面視圖中沒有表示出。
在該實例中，接線端4016用和液晶元件4011a中的像素電極4030相同的導(dǎo)電材料形成。此外，引線布線4014用和布線4041相同的導(dǎo)電材料形成。引線布線4015用和布線4040相同的導(dǎo)電材料形成。接線端4016和FPC4018的接線端通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接。
雖然未表示出，該實例中所示的液晶顯示器件可以包括定位膜、偏振片、濾色器或屏蔽膜。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。

在本實例中，參考圖13描述對應(yīng)于本發(fā)明的顯示器件模式的面板的外觀。圖12A和12B表示面板的頂視圖，其中，第一襯底上形成的半非晶晶體管和液晶元件與第二襯底之間用密封劑密封，而圖13對應(yīng)于圖12A中的A-A’橫截面視圖。
在第一襯底4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動器電路中有多個晶體管。包含在像素部分4002中的晶體管4010如圖13所示。晶體管4010對應(yīng)于使用半非晶半導(dǎo)體層的晶體管。
發(fā)光元件4011b的像素電極通過布線4017與晶體管4010的漏極電連接。然后，發(fā)光元件4011b的對立電極和透明導(dǎo)電膜4012電連接。關(guān)于發(fā)光元件4011b的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)從發(fā)光元件4011b發(fā)射的光的方向、晶體管4010的導(dǎo)電類型等適當(dāng)改變發(fā)光元件4011b的結(jié)構(gòu)此外，供給單獨形成的信號線驅(qū)動器電路4003、掃描線驅(qū)動器電路4004或像素部分4002的每個信號和電勢通過引線布線4014和4015從接線端4016供給，這在圖13的橫截面視圖中沒有表示出。
在該實例中，接線端4016用和發(fā)光元件4011b中的像素電極相同的導(dǎo)電材料形成。此外，引線4014用和布線4017相同的導(dǎo)電材料形成。引線布線4015用和晶體管4010的柵電極相同的導(dǎo)電材料形成。接線端4016通過各向異性導(dǎo)電膜4019和FPC 4018的接線端電連接。
作為填充劑4007b，除惰性氣體如氮或氬外，可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂，例如PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸樹脂、聚亞酰胺、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、PVB(聚苯乙烯)或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)。氮在該實例中用作填充劑。
為了將填充劑4007b暴露到吸濕材料(優(yōu)選氧化鋇)或暴露到能吸收氧的材料，在第二襯底4006提供凹槽，并且在凹槽中提供吸濕材料或能吸收氧的材料。第二襯底4006具有一種結(jié)構(gòu)，其中，在使第二襯底4006成為細網(wǎng)狀的時候，空氣或濕氣滲透而吸濕材料或能吸收氧的材料不滲透?？梢酝ㄟ^提供吸濕材料或能吸收氧的材料來抑制發(fā)光元件4011b的退化。本實例可以與上述實施例和實例任意結(jié)合。
本發(fā)明的電子器件包括攝影機、數(shù)碼相機、護目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)裝置(汽車音響、音頻部件等)、膝上型電腦、游戲機、便攜式信息終端(移動計算機、蜂窩電話等)、用于圖象再現(xiàn)裝置的能夠再現(xiàn)記錄媒介并能顯示圖象的裝置、電視設(shè)備(指僅作為電視或電視接收器)等。不需要提供結(jié)晶化步驟，因此，相比較而言可以容易地制造大尺寸面板。這些電子裝置的具體的例子如圖14A～14C所示。
圖14A表示顯示器件，它包括機殼2001、顯示部分2003等。圖14B表示膝上型電腦，它包括機殼2202、顯示部分2203等。圖14C表示便攜式圖象再現(xiàn)裝置，它包括主體2401、機殼2402、顯示部分A2403、顯示部分B 2404等。顯示部分A 2403主要顯示圖象信息，而顯示部分B 2404主要顯示文本信息。
本發(fā)明可以應(yīng)用到顯示部分2003、2203、2403和2404。此外，本發(fā)明不限于上述電子裝置，其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域的電子器件。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。
參考圖24描述實施本發(fā)明的顯示器件的結(jié)構(gòu)。圖24是示意性描述顯示器件的頂部結(jié)構(gòu)的頂視圖，在襯底6110上提供像素部分(顯示部分)6102、保護電路6103和6104，它們通過引線布線與信號線驅(qū)動器IC6107和掃描線驅(qū)動器IC6108連接。當(dāng)用半非晶半導(dǎo)體層或微晶半導(dǎo)體層作為構(gòu)成像素部分6102的元件時，如圖所示，驅(qū)動器IC6107和6108通過已知方法如COG或TAB安裝，這些驅(qū)動器IC可以用于驅(qū)動器電路。當(dāng)微晶半導(dǎo)體層被用作構(gòu)成像素部分6102的元件時，掃描線驅(qū)動器電路可以由微晶半導(dǎo)體層構(gòu)成，并且可以在掃描線上安裝驅(qū)動器IC6107。作為上述結(jié)構(gòu)之外的另外一種結(jié)構(gòu)，在同一襯底上部分形成掃描線驅(qū)動器電路和信號線驅(qū)動器電路，并且可以使用驅(qū)動器IC代替它們。即，安裝驅(qū)動器IC時有各種結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用其中任何一種結(jié)構(gòu)。可以用微滴噴射法形成連接像素部分6102和驅(qū)動器IC6107和6108的布線(未表示出)。
然后，描述在本發(fā)明的顯示器件中提供的保護電路的實例。保護電路由一個或多個選自TFT、二極管、電阻器元件和電容器元件的元件構(gòu)成，在下文中描述一些保護電路的結(jié)構(gòu)和操作。首先，參考圖25A～25E描述保護電路的的等效電路圖，該保護電路的一個輸入端介于外部電路和內(nèi)部電路之間。圖25A所示的保護電路包含p-型TFT 7220、p-型TFT 7230、電容器元件7210、電容器元件7240和電阻器元件7250。電阻器元件7250是帶有兩個終端的電阻，一端具有輸入電壓Vin(下文中稱為Vin)，而另一端具有低端電壓VSS(下文中稱為VSS)。當(dāng)輸入端沒有Vin時，提供電阻器元件7250以將布線電勢設(shè)定在VSS，并且該電阻設(shè)定值高于布線的布線電阻。
當(dāng)Vin高于高端電壓VDD(下文中稱為VDD)時，根據(jù)柵極和源極之間的電壓，p-型TFT7220導(dǎo)通且p-型TFT7230截止。于是，通過p-型TFT7220將VDD供給布線。因此，甚至當(dāng)由于噪音等的緣故Vin超過VDD時，供給布線的電壓也不超過VDD。另一方面，當(dāng)Vin低于VSS時，根據(jù)柵極和源極之間的電壓，p-型TFT7220截止且p-型TFT7230導(dǎo)通。于是VSS供給布線。因此，甚至當(dāng)由于噪音等的緣故Vin低于VDD時，供給布線的電壓也不超過VDD。此外，一定程度上可以減少由輸入端電壓導(dǎo)致的突然變化。
在具有上述結(jié)構(gòu)的保護電路的配置中，布線電壓保持在VSS和VDD之間，避免施加不在此范圍內(nèi)的過低或過高電壓。此外，為輸入信號的輸入終端提供保護電路，從而當(dāng)不輸入信號時，所有被提供信號的布線的電壓可以保持在一個恒定(此處指VSS)電壓值。因此，可以防止由于布線之間的電壓差所導(dǎo)致的靜電放電損傷。此外，當(dāng)輸入信號時，由于電阻器元件7250的電阻足夠高，因此供給布線的信號不被引到VSS。
圖25B中所示的保護電路是等效電路圖，其中，p-型TFT 7220和p-型TFT 7230被具有整流作用的二極管7260和7270代替。圖25C中所示的保護電路是等效電路圖，其中，p-型TFT7220和p-型TFT7230被TFT 7350、TFT 7360、TFT 7370和TFT 7380代替。作為上述結(jié)構(gòu)之外的另外一種結(jié)構(gòu)，圖25D中所示的保護電路包含電阻器元件7280、電阻器元件7290和n-型TFT 7300。圖25E所示的保護電路包含電阻器元件7280、7290，以及p-型TFT 7310和n-型TFT 7320。在圖25D和25E的兩種結(jié)構(gòu)中，布線等被連接到終端7330。當(dāng)該布線等的電勢突然變化時，n-型TFT7300或p-型TFT7310和n-型TFT 7320導(dǎo)通，從而電流在從終端7330到7340的方向上流動。因此，緩解了連接到終端7330的電勢的突然改變，從而防止元件的損壞或破壞。包含上述保護電路的元件優(yōu)選用充分耐壓的非晶半導(dǎo)體層形成。該實例可以和上述實施例和實例任意組合。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上層疊柵極絕緣層、第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成用作掩模的第一導(dǎo)電層；利用第一導(dǎo)電層刻蝕第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在第一導(dǎo)電層上形成用作源極布線或漏極布線的第二導(dǎo)電層；以及用第二導(dǎo)電層做掩?？涛g第一導(dǎo)電層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過微滴噴射法使用包含銀、金或銅的材料形成柵電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B氮化硅膜和氧化硅膜形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B第一氮化硅膜、氧化硅膜和第二氮化硅層形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用被稀有氣體元素稀釋的硅化物氣體形成第一半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用在硅化物氣體中混入碳化物氣體和鍺氣體其中之一或二者的氣體形成第一半導(dǎo)體層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，形成第一半導(dǎo)體層，使得氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選1×1019原子/cm3或更少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，半導(dǎo)體器件被組合在選自包括顯示器件、計算機和便攜式圖象再現(xiàn)裝置的組的電子設(shè)備中。
9.用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包含用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上層疊柵極絕緣層和第一半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成第一掩模；利用第一掩模通過刻蝕第一半導(dǎo)體層而形成第二半導(dǎo)體層；在第二半導(dǎo)體層上形成絕緣層；用微滴噴射法在絕緣層上形成第二掩模；利用第二掩?？涛g絕緣層形成溝道保護層；在第二半導(dǎo)體層上形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層上形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及用該導(dǎo)電層作掩模，刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過微滴噴射法使用包含銀、金或銅的材料形成柵電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B氮化硅膜和氧化硅膜形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B第一氮化硅膜、氧化硅膜和第二氮化硅層形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用被稀有氣體元素稀釋的硅化物氣體形成第一半導(dǎo)體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用在硅化物氣體中混入碳化物氣體和鍺氣體其中之一或二者的氣體形成第一半導(dǎo)體層。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，形成第一半導(dǎo)體層，使得氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選1×1019原子/cm3或更少。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，半導(dǎo)體器件被組合在選自包括顯示器件、計算機和便攜式圖象再現(xiàn)裝置的組的電子設(shè)備中。
17.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層、第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成掩模；使用該掩?？涛g第一半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層形成第三半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層上形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及使用該導(dǎo)電層做掩?？涛g包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第四半導(dǎo)體層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過微滴噴射法使用包含銀、金或銅的材料形成柵電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B氮化硅膜和氧化硅膜形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B第一氮化硅膜、氧化硅膜和第二氮化硅層形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用被稀有氣體元素稀釋的硅化物氣體形成第一半導(dǎo)體層。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用在硅化物氣體中混入碳化物氣體和鍺氣體其中之一或二者的氣體形成第一半導(dǎo)體層。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，形成第一半導(dǎo)體層，使得氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選1×1019原子/cm3或更少。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，半導(dǎo)體器件被組合在選自包括顯示器件、計算機和便攜式圖象再現(xiàn)裝置的組的電子設(shè)備中。
25.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，它包括用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；層疊柵極絕緣層、第一半導(dǎo)體層和絕緣層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成第一掩模；利用第一掩?？涛g絕緣層形成溝道保護層；在第一半導(dǎo)體層上形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和溝道保護層重疊的位置形成第二掩模；利用第二掩?？涛g包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層形成包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層；在包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層上用微滴噴射法形成用作源極布線或漏極布線的導(dǎo)電層；以及用該導(dǎo)電層作掩模，刻蝕包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第三半導(dǎo)體層。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過微滴噴射法使用包含銀、金或銅的材料形成柵電極。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B氮化硅膜和氧化硅膜形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，柵極絕緣層通過順序?qū)盈B第一氮化硅膜、氧化硅膜和第二氮化硅層形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用被稀有氣體元素稀釋的硅化物氣體形成第一半導(dǎo)體層。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，通過等離子體CVD，使用在硅化物氣體中混入碳化物氣體和鍺氣體其中之一或二者的氣體形成第一半導(dǎo)體層。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，形成第一半導(dǎo)體層，從而氧濃度為5×1019原子/cm3或更少，優(yōu)選1×1019原子/cm3或更少。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，半導(dǎo)體器件被組合在選自包括顯示器件、計算機和便攜式圖象再現(xiàn)裝置的組的電子設(shè)備中。
全文摘要
本發(fā)明的一個目的是提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法，其制造工藝通過提高材料的利用率而被簡化。本發(fā)明的制造半導(dǎo)體器件的方法包含的步驟有用微滴噴射法在具有絕緣表面的襯底上形成柵電極；在柵電極上疊加?xùn)艠O絕緣層、半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在和柵電極重疊的位置形成用作掩模的第一導(dǎo)電層；利用第一導(dǎo)電層刻蝕半導(dǎo)體層和包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層；用微滴噴射法在第一導(dǎo)電層上形成用作源極布線或漏極布線的第二導(dǎo)電層；以及利用第二導(dǎo)電層作掩?？涛g第一導(dǎo)電層種包含一種導(dǎo)電型雜質(zhì)的第二半導(dǎo)體層。
文檔編號H01L21/84GK1577775SQ200410069690
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者山崎舜平, 今井馨太郎, 前川慎志, 古野誠, 中村理 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所