專利名稱：半導(dǎo)體器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件的制造方法。
背景技術(shù)：
通常，通過利用光掩模的曝光工藝(下文中稱為光刻工藝)構(gòu)圖各種薄膜來制造由以薄膜晶體管(下文中也稱為TFT)和MOS晶體管為代表的半導(dǎo)體元件組成的所謂有源矩陣驅(qū)動顯示面板或半導(dǎo)體集成電路。
在光刻步驟中，將抗蝕劑涂布在襯底的整個表面上并執(zhí)行預(yù)烘干，且經(jīng)由光掩模將紫外線等照射到抗蝕劑以使其曝光，然后通過顯影形成抗蝕劑掩模。其后，利用抗蝕劑掩模作為掩模蝕刻掉要成為半導(dǎo)體區(qū)域或布線以外的部分中存在的薄膜(由半導(dǎo)體材料、絕緣材料或?qū)щ姴牧闲纬傻谋∧?，如此形成半導(dǎo)體區(qū)域和布線。
參考專利文件1公開2000-188251號公報然而，在利用常規(guī)的光刻步驟蝕刻半導(dǎo)體膜以形成所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的情況下，在半導(dǎo)體膜表面上涂敷抗蝕劑。在此，由于半導(dǎo)體膜表面被直接暴露于抗蝕劑，所以引起半導(dǎo)體膜受抗蝕劑包含的氧、碳、重金屬等雜質(zhì)污染的問題。因該污染，雜質(zhì)元素混入到半導(dǎo)體膜中，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體元件特性降低。特別是，在TFT的情況下，引起晶體管特性的不均勻或特性下降。
另外，在利用光刻步驟制造布線或半導(dǎo)體區(qū)域的工藝中，抗蝕劑的大部分材料被浪費(fèi)，并且為了形成布線和半導(dǎo)體區(qū)域需要多個步驟，因而生產(chǎn)量變差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供不用使用抗蝕劑就能形成具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體元件的制造方法。而且，本發(fā)明提供通過利用很少的步驟而可以減少成本的半導(dǎo)體器件的制造方法。并且，本發(fā)明提供通過減少原料數(shù)量而可以減少成本的半導(dǎo)體器件的制造方法。另外，本發(fā)明提供可以提高生產(chǎn)率并可以高效率地批量生產(chǎn)半導(dǎo)體器件的方法。此外，本發(fā)明還提供不均勻少的半導(dǎo)體器件的制造方法。
本發(fā)明的一個要點(diǎn)是，在將半導(dǎo)體膜的一部分進(jìn)行氧化來形成氧化物層之后，以該氧化物層為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜，以形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。
本發(fā)明的另一個要點(diǎn)是，形成包含上述具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體元件，以及形成由該半導(dǎo)體元件制作的半導(dǎo)體器件。
作為在半導(dǎo)體膜之上形成用作掩模的氧化物層的方法，可以使用經(jīng)由具有透光部分和遮光部分的掩模將激光束照射到半導(dǎo)體膜的方法。
另外，也可使用在半導(dǎo)體膜的一部分之上粘結(jié)保護(hù)劑以露出半導(dǎo)體膜的一部分，接著將該露出部分浸在有氧化作用的氧化劑中而形成氧化物層的方法。
在半導(dǎo)體膜之上形成的氧化物層是半導(dǎo)體膜表面被氧化而形成的氧化硅膜。在蝕刻步驟中該氧化物層和半導(dǎo)體膜可獲取蝕刻率的選擇比。結(jié)果，能夠以氧化物層為掩模選擇性地蝕刻半導(dǎo)體膜。
半導(dǎo)體膜的蝕刻方法可使用干式蝕刻法或濕式蝕刻法。作為干式蝕刻法，可以通過利用選自氯化物氣體如典型的為Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4等；氟化物氣體如CF4、SF6、NF3、CHF3和ClF3等；和O2中的至少一種來蝕刻。作為濕式蝕刻法，可以通過利用堿溶液如含有肼或氫氧化四乙銨(TMAH，化學(xué)式(CH3)4NOH)的水溶液等來蝕刻。
另外，激光束的射束點(diǎn)形狀優(yōu)選為線狀、矩形或面狀。
此外，本發(fā)明之一是由具有所述半導(dǎo)體區(qū)域作為激活層的半導(dǎo)體元件構(gòu)成的半導(dǎo)體器件。作為半導(dǎo)體元件可使用TFT、存儲元件、二極管、光電轉(zhuǎn)換元件、容量元件或電阻元件等。另外，作為TFT可使用正交錯(forward staggered)TFT、反交錯TFT(溝道蝕刻TFT或溝道保護(hù)TFT)、頂柵TFT的共面TFT等。
在本發(fā)明中，作為半導(dǎo)體器件，可以舉出集成電路、顯示器件、無線標(biāo)簽、IC標(biāo)簽等的例子，其均由半導(dǎo)體元件組成。作為顯示器件，可以典型地舉出液晶顯示器件、發(fā)光顯示器件、DMD(數(shù)字微鏡裝置)、PDP(等離子體顯示面板)、FED(場發(fā)射顯示器)和電泳顯示器件(電子紙)等的例子。
在本發(fā)明中使用的術(shù)語“顯示器件”指的是使用顯示元件的裝置，即圖像顯示器件。而且，貼附有連接體如FPC(柔性印刷電路)、TAB(載帶自動焊接)帶或TCP(載帶封裝)的模塊；具有在其端部上裝配印刷線路板的TAB帶或TCP的模塊；和直接通過COG(玻璃上芯片)安裝IC(集成電路)或CPU的模塊都包括在顯示器件中。
本發(fā)明可以使用具有透光部分和遮光部分的掩?；虮Ｗo(hù)劑在半導(dǎo)體膜的一部分上形成氧化物層，接著用該氧化物層作為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜。因此，不用已知的使用抗蝕劑的光刻步驟就能在預(yù)定區(qū)域中形成具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。
另外，通過將線狀、矩形或面狀激光等的射束點(diǎn)大的激光束照射到半導(dǎo)體膜，可以在短時間內(nèi)形成由氧化物層構(gòu)成的多個掩模，然后形成具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。由此，可以高效率地批量生產(chǎn)半導(dǎo)體器件。
另外，在避免因涂敷抗蝕劑而導(dǎo)致的雜質(zhì)混入半導(dǎo)體膜的同時，可以形成所希望形狀的半導(dǎo)體元件，并且，可以高效率地批量生產(chǎn)不均勻少而且實(shí)現(xiàn)了高集成化的半導(dǎo)體器件。此外，因?yàn)椴挥檬褂每刮g劑的光刻步驟就能形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域，所以可以減少步驟數(shù)目和原料。其結(jié)果是可以降低成本。
用液滴噴射法形成布線等時，通過改變襯底和噴嘴的相對位置可以將液滴排到預(yù)定位置，其中噴嘴是包含這些膜材料的液滴的噴射口。通過改變噴嘴直徑、液滴的噴射速率以及噴嘴和形成液滴噴射物的襯底之間的移動速度的相對關(guān)系可以調(diào)節(jié)要形成的圖案的厚度或?qū)挾?。因此，即使?dāng)使用邊長為1至2m或以上的大襯底時，也可以在所希望位置高精確度地形成膜的圖案。另外，由于在彼此相鄰的膜圖案之間不發(fā)生失諧，所以可以提高成品率。其結(jié)果，可以以很少步驟高產(chǎn)量地制造半導(dǎo)體器件。
而且，可以以低成本制作具有由上述制造步驟形成的半導(dǎo)體器件的液晶顯示電視或EL顯示電視。


圖1A至1E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體區(qū)域的制造工藝的剖面圖；圖2A至2E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體區(qū)域的制造工藝的剖面圖；圖3A至3E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖4A至4E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖5A至5F是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖6A至6E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖7A至7E是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖8A至8C是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖9A和9B是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖10A和10B是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的俯視圖；圖12A和12B是說明根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示模塊結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖13A至13C是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖14A和14B是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的剖面圖；圖15是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造工藝的俯視圖；圖16A至16F是說明可以應(yīng)用到本發(fā)明的發(fā)光元件的模式的視圖；圖17A至17F是說明可以應(yīng)用到本發(fā)明的發(fā)光元件的電路的視圖；圖18A和18B分別是說明本發(fā)明的發(fā)光顯示面板結(jié)構(gòu)的俯視圖和剖面圖；圖19A至19C是說明根據(jù)本發(fā)明的顯示器件的驅(qū)動電路的裝配方法的俯視圖；圖20A和20B是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的實(shí)例的斜透視圖；
圖21是說明本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的實(shí)例的方框圖；圖22A和22B是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體區(qū)域的制造工藝的斜透視圖；圖23A至23F是說明電子器件的實(shí)例的視圖；圖24A和24B是說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體區(qū)域的制造工藝的斜透視圖；圖25A至25C是說明可以應(yīng)用到本發(fā)明的掩模的剖視圖。
實(shí)施方式下面將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。注意，本發(fā)明可以以多種不同形式被執(zhí)行，并且只要是同一領(lǐng)域工作人員，就很容易了解一個事實(shí)，就是可以將本發(fā)明的形式和內(nèi)容更改而不脫離本發(fā)明的宗旨和范圍。所以，對本發(fā)明的解釋并不局限于本實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容。而且，各個圖表中的相同的部分將使用相同的符號標(biāo)注，并省略相關(guān)的詳細(xì)說明。
實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，將用圖1A-1E、圖22A、22B、圖24A、24B和圖25A-25C說明通過照射激光(下文中也稱為激光束)形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的制造步驟。
如圖1A-1E所示，在襯底101上形成第一絕緣層102，并在第一絕緣層上形成半導(dǎo)體膜103。在此，將半導(dǎo)體膜暴露于氧氣中而使其表面氧化，以形成被稱為自然氧化物膜的第二絕緣層104。
作為襯底101，可以使用由絕緣物質(zhì)如玻璃、石英、或氧化鋁等的陶瓷制成的襯底、塑料襯底、硅晶片、金屬板等。在基板101為玻璃襯底的情況下，可以使用320×400mm、370×470mm、550×650mm、600×720mm、680×880mm、1000×1200mm、1100×1250mm或1150×1300mm的大襯底。
作為塑料襯底的代表性實(shí)例，推薦由PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘酸乙酯(polyethylene naphthalate))、PES(聚醚砜)、聚丙烯、硫化聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺(polyetherimide)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚苯醚(poly(phenylene oxide))，、聚酰亞胺(polysulfone)、或聚酞酰胺(polyphthalamide)等形成的塑料襯底，或者是由包括分散有直徑為幾納米的無機(jī)顆粒的有機(jī)材料形成的襯底等。此外，塑料襯底的表面并不要求是平整的，且可以為不平坦的或者彎曲的表面。
通過薄膜形成法如等離子體CVD法或?yàn)R射法，以氮化硅、氧化硅或其他包含硅的絕緣膜的單層或疊層結(jié)構(gòu)形成第一絕緣層102，。而且，從對襯底中的雜質(zhì)的阻擋作用以及相對于半導(dǎo)體區(qū)域的界面特性的觀點(diǎn)看，優(yōu)選第一絕緣層形成為從其與襯底接觸的一側(cè)層疊氮化硅膜(氮氧化硅膜)、氧化硅膜和氮化硅膜(氮氧化硅膜)的疊層結(jié)構(gòu)。
可以由具有選自非晶半導(dǎo)體；通過混合非晶態(tài)和晶態(tài)形成的半非晶半導(dǎo)體(可稱作為SAS)；以及可以在非晶半導(dǎo)體中觀察到0.5至20nm晶粒的微晶半導(dǎo)體中任一種狀態(tài)的膜形成半導(dǎo)體膜103。將其中可以觀察到0.5至20nm晶粒的微晶狀態(tài)稱作為微晶(μc)。
半導(dǎo)體膜可以包含硅、硅鍺(SiGe)等作為主要成分而形成。除了上述主要成分之外，可以包含諸如磷、砷、硼等的受體(accepter)型或施體(donor)型元素。半導(dǎo)體膜的厚度優(yōu)選為10nm-150nm，更優(yōu)選為30nm-70nm。
第二絕緣層104是由半導(dǎo)體膜暴露于大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)而形成的氧化硅膜。從而，第二絕緣層104的厚度很薄，典型為5nm-15nm，優(yōu)選為10nm。
然后，形成第三絕緣層121。第三絕緣層是氧化物層，典型的是半導(dǎo)體氧化物層。作為第三絕緣層121的制造方法，可以使用經(jīng)由具有透光部分以及遮光部分的掩模(下文中稱為光掩模)照射激光束的方法，或者將半導(dǎo)體膜浸在有氧化作用的氧化劑中的方法等。注意，第三絕緣層121是第二絕緣層的較厚部分的區(qū)域。
沒有照射激光束111的區(qū)域仍作為第二絕緣層殘存下來。在第二絕緣層中，第三絕緣層的周邊部分的露出部分表示為第四絕緣層122。激光照射時的氣氛設(shè)置為氧氣氣氛或大氣氣氛。
在此，關(guān)于光掩模參照圖25A-25C進(jìn)行說明。圖25A表示鄰接由具有透光性的材料形成的透光部分1002與由具有遮光性的材料形成的遮光部分1001而形成的掩模。
具有透光性的材料指的是能夠透射具有紫外光、可見光或紅外光的波長的光，優(yōu)選能透過400nm至700nm的波長的光(可見光)的材料。典型的是，可以使用玻璃襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底、或由具有透光性的樹脂形成的襯底，諸如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、尿素樹脂、不飽和聚酯、乙酸乙烯樹脂、聚乙烯醇縮醛、聚苯乙烯、異丁烯酸、丙烯、聚碳酸酯等，還可使用在上述襯底上形成有晶體半導(dǎo)體膜的襯底。
具有遮光性的材料指的是能夠吸收具有紫外光、可見光或紅外光的波長的光，優(yōu)選能夠吸收400nm至700nm的波長的光(可見光)的材料。典型的是，可以使用分散或溶解有顏料或色素的樹脂、聚酰亞胺、呋喃樹脂、酚醛樹脂、或其它的可吸收具有紫外光、可見光或紅外光的波長的光的樹脂。
圖25B表示在具有透光性的襯底1012上形成具有遮光性的層1011的掩模。作為具有透光性的襯底1012，可以是由圖25A的具有透光性的材料形成的襯底。此外，作為具有遮光性的層，可以是包含選自鈦(Ti)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、鈷(Co)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)、銀(Ag)、金(Au)、鉑(Pt)、鎘(Cd)、鋅(Zn)、鍺(Ge)、鋯(Zr)和鋇(Ba)的元素或者是以這些元素為主要成分的合金材料、氮化物、氧化物、碳化物、鹵素化合物的單層，或者是這些單層組成的疊層。
圖25C表示在具有遮光性的襯底1021中提供開口部分1022的掩模。典型的是，通過在由鋁或不銹鋼形成的襯底中提供開口部分，可以形成該掩模。
在此，如圖1B和圖22A所示，從光掩模112之上照射激光束111，從而透過透光部分的激光束被照射到半導(dǎo)體膜或形成在半導(dǎo)體膜表面上的第二絕緣層104上。其結(jié)果，如圖1C所示，由于激光束的能源，在激光所照射的區(qū)域中，第二絕緣層104和半導(dǎo)體膜103被氧化，因此形成了第三絕緣層121。第三絕緣層121的厚度優(yōu)選不少于第二絕緣層104的2倍。另外，第三絕緣層121優(yōu)選采用高密度絕緣層，優(yōu)選使用具有比第二絕緣層更低的蝕刻速率的，典型的是，具有第二絕緣層的一半或更小的蝕刻速率的絕緣層。
另外，在用激光束照射第二絕緣層之前，優(yōu)選減少在半導(dǎo)體膜103的膜中的氫濃度。典型的是，減少氫濃度而淀積半導(dǎo)體膜。此外，也可以加熱半導(dǎo)體膜103以執(zhí)行去氫。通過減少氫濃度或執(zhí)行去氫處理，能夠減少當(dāng)對半導(dǎo)體膜照射激光時發(fā)生的氫離開和伴隨的半導(dǎo)體膜表面的粗糙。
作為激光振蕩器1003，可以使用能夠振蕩紫外光、可見光或者紅外光的激光振蕩器?？梢允褂孟铝屑す庹袷幤髦T如KrF、ArF、XeCl、和Xe之類的受激準(zhǔn)分子激光振蕩器；諸如He、He-Cd、Ar、He-Ne、和HF之類的氣體激光振蕩器；使用將Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm摻雜到諸如YAG、YVO4、YLF和YAlO3之類的晶體中的使用了晶體的固態(tài)激光振蕩器；以及諸如GaN、GaAs、GaAlAs和InGaAsP之類的半導(dǎo)體激光振蕩器。在固態(tài)激光振蕩器中，較佳的是，使用基波的二次至五次諧波。
作為從激光振蕩器發(fā)出的激光束，可以使用連續(xù)振蕩激光束或脈沖振蕩激光束。
此外，優(yōu)選的是，將激光束的射束點(diǎn)(在被照射體表面上激光束實(shí)際照射的照射區(qū)域)成形為100mm長或更長的線狀、單邊有幾厘米長的矩形、正方形或近于正方形的長方形，或優(yōu)選為通過一次發(fā)射就能實(shí)現(xiàn)照射的面狀射束點(diǎn)。通過使用具有上述形狀的射束點(diǎn)的激光束進(jìn)行照射，可以提高激光照射處理的產(chǎn)量，從而可以提高批量生產(chǎn)能力。
注意，這里的線狀不是嚴(yán)格意義上的線，而是有大縱橫比的矩形(或者橢圓形)。例如，雖然將縱橫比為2或更高(最好是10到10000)的矩形稱為線狀，但線狀仍包括在矩形中。
另外，優(yōu)選的是，控制激光束111的強(qiáng)度，以便將半導(dǎo)體膜103和第二絕緣層104的表面激活以使其容易進(jìn)行反應(yīng)，從而在第二絕緣層的表面或半導(dǎo)體膜和第二絕緣層之間形成絕緣層。其結(jié)果，被照射激光后的半導(dǎo)體膜103不完全熔化，因而成為非晶半導(dǎo)體膜、SAS或微晶(μc)。
接下來，如圖1D所示，去除第四絕緣層122以暴露半導(dǎo)體膜的一部分，從而使第三絕緣層殘留在半導(dǎo)體膜之上。
作為第四絕緣層122的去除方法，可以使用眾所周知的方法，諸如濕式蝕刻或干式蝕刻等。在此，適當(dāng)?shù)乜刂莆g刻條件，以便殘留第三絕緣層121。
接著，如圖1E所示，可以用第三絕緣層121作為掩模對半導(dǎo)體膜103進(jìn)行蝕刻，以形成有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域132。半導(dǎo)體膜103的蝕刻方法可使用干式蝕刻法或濕式蝕刻法。作為干式蝕刻法，可以通過利用選自氯化物氣體如典型的為Cl2、BCl3、SiCl4或CCl4；氟化物氣體如CF4、SF6、NF3、CHF3、ClF3；和O2中的至少一種來蝕刻。作為濕式蝕刻法，可以通過利用堿溶液如含有肼或氫氧化四乙銨(TMAH，化學(xué)式(CH3)4NOH)的水溶液來蝕刻。
圖22B顯示在此情況下的透視圖。
根據(jù)上述步驟，不用使用抗蝕劑就能形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。
實(shí)施方式2本實(shí)施方式將用圖2A-2E描述通過與實(shí)施方式1不同的步驟形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的步驟。在本實(shí)施方式中，去除第二絕緣層的步驟和形成第三絕緣層的步驟的順序與實(shí)施方式1的不同。
如圖2A所示，與實(shí)施方式1一樣，在襯底101上形成第一絕緣層102，并在第一絕緣層上形成半導(dǎo)體膜103。此時，在半導(dǎo)體膜103表面上的半導(dǎo)體膜被氧化，從而形成為第二絕緣層104。
接下來，如圖2B所示，用濕式蝕刻法或干式蝕刻法等去除第二絕緣層以暴露半導(dǎo)體膜103。
接著，如圖2C所示，與實(shí)施方式1一樣，通過光掩模112將激光束111照射到半導(dǎo)體膜103的一部分，以如圖2D所示，在半導(dǎo)體膜103上形成第三絕緣層141。第三絕緣層141是氧化物層，典型的是半導(dǎo)體氧化物層。第三絕緣層141在后面的蝕刻半導(dǎo)體膜103時作為掩模發(fā)揮作用，所以第三絕緣層141的厚度優(yōu)選不少于第二絕緣層104的2倍。另外，第三絕緣層141優(yōu)選采用高密度絕緣層，優(yōu)選使用具有比第二絕緣層更低的蝕刻速率的，典型的是，具有第二絕緣層的一半或更小的蝕刻速率的絕緣層。
然后，如圖2E所示，使用第三絕緣層141作為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜103以形成半導(dǎo)體區(qū)域132。
根據(jù)上述步驟，不用使用抗蝕劑就能形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。
實(shí)施方式3本實(shí)施方式將用圖3A-3E描述具有與實(shí)施方式1和實(shí)施方式2不同的晶體狀態(tài)的半導(dǎo)體區(qū)域的制造步驟。注意，在本實(shí)施方式中使用實(shí)施方式1的步驟順序而進(jìn)行說明，然而也可以使用實(shí)施方式2的步驟順序。
如圖3A所示，與實(shí)施方式1一樣，在襯底101上形成第一絕緣層102，并在第一絕緣層上形成半導(dǎo)體膜103。此時，在半導(dǎo)體膜103表面上的半導(dǎo)體膜被氧化，從而形成為第二絕緣層104。
接下來，如圖3B所示，通過光掩模112將激光束111照射到第二絕緣層104的一部分。在此，通過控制激光束111的強(qiáng)度，使在半導(dǎo)體膜103上被激光照射的區(qū)域熔化。另外，被熔化的半導(dǎo)體膜區(qū)域152的周邊部分殘留有沒有熔化的半導(dǎo)體膜153。
然后，通過對被熔化的半導(dǎo)體進(jìn)行自然冷卻，如圖3C所示，在因激光照射將半導(dǎo)體膜氧化而形成第三絕緣層162的同時，可以形成具有結(jié)晶性的半導(dǎo)體區(qū)域161。第三絕緣層162是氧化物層，典型的是半導(dǎo)體氧化物層。
另外，在第三絕緣層162的周邊部分殘留著第二絕緣層。在此，殘留在第三絕緣層162的周邊部分的第二絕緣層表示為第四絕緣層163。并且在此，第三絕緣層162的厚度優(yōu)選不少于第四絕緣層163的2倍。另外，第三絕緣層162優(yōu)選采用高密度絕緣層，并優(yōu)選使用具有比第二絕緣層更低的蝕刻速率的，典型的是，具有第二絕緣層的一半或更小的蝕刻速率的絕緣層。
然后，如圖3D所示，用濕式蝕刻法或干式蝕刻法等去除第四絕緣層163以暴露半導(dǎo)體膜103。根據(jù)該步驟，可以形成作為掩模發(fā)揮作用的第三絕緣層162。注意，適當(dāng)?shù)乜刂莆g刻條件，以便殘留第三絕緣層162。
然后，如圖3E所示，使用第三絕緣層162作為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜103以形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域171。作為用于蝕刻半導(dǎo)體膜103的方法，適當(dāng)?shù)乩迷趯?shí)施方式1所示的干濕蝕刻法或濕式蝕刻法等。在此，因?yàn)槭褂玫谌^緣層132作為掩模而進(jìn)行蝕刻，所以殘留具有結(jié)晶性的半導(dǎo)體區(qū)域171。
根據(jù)上述步驟，不用使用抗蝕劑就能形成具有所希望的形狀且有結(jié)晶性的半導(dǎo)體區(qū)域。
實(shí)施方式4本實(shí)施方式中，將用圖4A-4E描述半導(dǎo)體元件的制造方法。本實(shí)施方式使用反交錯型TFT的溝道蝕刻型TFT作為半導(dǎo)體元件的典型例子進(jìn)行說明。下文中，實(shí)施方式4至實(shí)施方式7使用實(shí)施方式2的方法說明半導(dǎo)體元件的制造步驟，但不局限于此，也可以適當(dāng)?shù)乩脤?shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?。
如圖4A所示，在襯底201上形成第一導(dǎo)電層202。第一導(dǎo)電層202可以適當(dāng)?shù)剡x擇以下材料而形成諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Ge、Zr以及Ba之類的金屬；金屬氮化物；或用于透明導(dǎo)電膜的材料，諸如ITO(氧化銦氧化錫合金)、含氧化硅作為組合物的ITO、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅(ZnO)等。通過適當(dāng)?shù)剡x擇液滴噴射法、印刷法、電場電鍍法、PVD法、CVD法形成第一導(dǎo)電層202。
在用PVD法或CVD法形成第一導(dǎo)電層的情況下，通過以液滴噴射法滴注感光材料，或利用光刻工藝、激光直接描畫裝置來執(zhí)行感光材料的曝光以及顯像以在導(dǎo)電膜上形成掩模，使用該掩模將導(dǎo)電膜蝕刻為所希望的形狀，以形成第一導(dǎo)電層。
另外，在用液滴噴射法形成第一導(dǎo)電層的情況下，從排放口(下文中稱為噴嘴)噴射在有機(jī)樹脂中溶解或分散有所述金屬顆粒的組合物。有機(jī)樹脂可以用選自作為金屬顆粒的粘合劑(binder)、溶劑、分散劑或涂層發(fā)揮作用的有機(jī)樹脂中的一種或多種。典型的是，可以使用已知有機(jī)樹脂，諸如聚酰亞胺、丙烯酸、酚醛清漆樹脂、蜜胺樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、呋喃樹脂和鄰苯二甲酸二烯丙基樹脂等。
另外，組合物的粘度優(yōu)選為5至20mPa·s。這是為了防止干燥和從排放口平滑排放金屬顆粒。較佳的是，表面張力為40mN/m或更小。注意，可根據(jù)使用的溶劑和施加方式適當(dāng)?shù)乜刂平M合物的粘度等。
雖然包含在組合物中的金屬顆粒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高精細(xì)圖案，較小的直徑更可取，優(yōu)選晶粒尺寸為0.1μm或更小。金屬顆粒用已知方法如電解法、霧化法或濕還原法形成，其晶粒一般約為0.5nm～10μm。但是，當(dāng)用氣體蒸發(fā)法形成金屬顆粒時，被分散劑保護(hù)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(tuán)聚且穩(wěn)定分散，它呈現(xiàn)和液體幾乎相同的特性。
可在減壓下進(jìn)行組合物的噴射工藝。這是因?yàn)?，在將組合物排放和該組合物著陸到被處理的對象上之間該組合物的有機(jī)樹脂蒸發(fā)，在金屬顆粒的烘焙處理中能夠減弱激光束的能量密度。
在本實(shí)施方式中，通過用液滴噴射法在襯底201上選擇性地排放分散有幾nm銀顆粒的Ag漿料并執(zhí)行烘焙，以形成其銀顆粒被烘焙的第一導(dǎo)電層202。通過三維不規(guī)則地重疊導(dǎo)電細(xì)粒形成第一導(dǎo)電層202。即，通過三維的聚集顆粒形成第一導(dǎo)電層。因此，其表面具有微觀的不規(guī)則性。隨著第一導(dǎo)電層202的加熱溫度和加熱時間，細(xì)粒被烘焙并增加了晶粒尺寸，因此成為表面高度差很大的層。注意，細(xì)粒熔融的區(qū)域有可能變?yōu)槎嗑ЫY(jié)構(gòu)。在此情況下，因?yàn)椴恍枰醚谀D案的蝕刻步驟，所以可以顯著地簡化制造工藝。
在第一導(dǎo)電層202上形成用作柵絕緣膜的第一絕緣層221、第一半導(dǎo)體膜222和具有導(dǎo)電特性的第二半導(dǎo)體膜223。
通過薄膜形成法如等離子體CVD法或?yàn)R射法以氮化硅、氧化硅或其他包含硅的單層或疊層絕緣膜的結(jié)構(gòu)形成第一絕緣層221，。而且，優(yōu)選第一絕緣層形成為從其與第一導(dǎo)電層接觸的一側(cè)層疊氮化硅膜(氮氧化硅膜)、氧化硅膜和氮化硅膜(氮氧化硅膜)的疊層結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，柵電極與氮化硅膜接觸，由此可以防止由于氧化引起的劣化。
第一半導(dǎo)體膜222由具有選自非晶半導(dǎo)體、SAS、μc或晶質(zhì)半導(dǎo)體中的一種狀態(tài)的膜而形成。其均含有硅、硅鍺(SiGe)等作為主要成分，并優(yōu)選具有10nm到100nm的厚度，最好為20nm到60nm。
可以通過加熱或激光照射非晶半導(dǎo)體膜或SAS進(jìn)行結(jié)晶化，以形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜?？蛇x地，可以直接形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
并且，也可以將金屬催化劑，諸如鈦(Ti)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉬(Mo)、鈷(Co)、鋯(Zr)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鉻(Cr)、鉑(Pt)、鈀(Pd)等添加到非晶半導(dǎo)體膜上，并執(zhí)行加熱以形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。然而，在根據(jù)該方法形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜時，優(yōu)選在后面的步驟中去除金屬催化劑。作為金屬催化劑的去除方法，可使用以下方法，即，給晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分添加雜質(zhì)(典型的是氬、磷、稀有氣體)，并通過加熱將催化劑元素移動到添加有該雜質(zhì)的區(qū)域中，或者，在晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的表面上形成具有所述雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜，并通過加熱將催化劑元素移動到添加有該雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜中。
第二半導(dǎo)體膜223由具有導(dǎo)電特性的非晶半導(dǎo)體、SAS或μc形成。在形成n溝道型TFT的情況下，摻雜周期表中的15族元素，典型的為磷或砷。在形成p溝道型TFT的情況下，摻雜周期表中的13族元素，典型的為硼。利用將周期表中的13或15族元素如硼、磷或砷的氣體添加到硅化物氣體的等離子體CVD法來形成第二半導(dǎo)體膜。
接下來，在去除形成在第二半導(dǎo)體膜223表面上的氧化膜之后，通過光掩模225對第二半導(dǎo)體膜的一部分照射激光束224。結(jié)果，如圖4B所示，形成第二絕緣層231。在此，第二半導(dǎo)體膜223的一部分被激光束的能源氧化，從而形成為用作第二絕緣層的氧化硅膜。另外，第二半導(dǎo)體膜不完全熔化，因而成為非晶半導(dǎo)體膜、SAS或μc。
接下來，如圖4C所示，以第二絕緣層231作為掩模，蝕刻第二半導(dǎo)體膜223來形成第二半導(dǎo)體區(qū)域232。接著，用第二絕緣層231蝕刻第一半導(dǎo)體膜222，形成第一半導(dǎo)體區(qū)域233。然后，去除第二絕緣層231。
通過適當(dāng)?shù)乩迷趯?shí)施方式1所示的用于蝕刻第一半導(dǎo)體膜的方法，可以蝕刻第一半導(dǎo)體膜和第二半導(dǎo)體膜。
然后，在第二半導(dǎo)體區(qū)域232上用導(dǎo)電材料形成用于源電極和漏電極的第二導(dǎo)電層241、242。第二導(dǎo)電層241、242可以適當(dāng)?shù)厥褂迷诒緦?shí)施方式的第一導(dǎo)電層202所示的第一導(dǎo)電層的材料以及制造方法。在此，選擇性地排放分散有幾nm銀顆粒的Ag漿料，并執(zhí)行烘焙以形成第二導(dǎo)電層241、242。
接下來，用第二導(dǎo)電層241、242作為掩模，對第二半導(dǎo)體區(qū)域232的露出部分進(jìn)行蝕刻并分割以形成用于源區(qū)和漏區(qū)的第三半導(dǎo)體區(qū)域251，252。根據(jù)該步驟，第一半導(dǎo)體區(qū)域233的一部分被蝕刻，該部分被表示為第四半導(dǎo)體區(qū)域253。第四半導(dǎo)體區(qū)域253作為溝道區(qū)域發(fā)揮作用。
在第四半導(dǎo)體區(qū)域由SAS或晶體半導(dǎo)體膜制成的情況下，除了如本實(shí)施方式中用于柵電極的第一導(dǎo)電層由用于源區(qū)和漏區(qū)的第三半導(dǎo)體區(qū)域覆蓋的結(jié)構(gòu)外，可以形成其中第三半導(dǎo)體區(qū)域的邊緣部分和第一導(dǎo)電層的邊緣部分對準(zhǔn)的所謂的自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。而且，可以形成其中第一導(dǎo)電層沒有由第三半導(dǎo)體區(qū)域覆蓋、且彼此隔著一定距離的結(jié)構(gòu)。在形成該結(jié)構(gòu)的情況下，由于可以減小截止電流，當(dāng)TFT用于顯示器件的開關(guān)元件時可以增強(qiáng)對比度。而且，TFT可以形成為具有其中第四半導(dǎo)體區(qū)域覆蓋第一導(dǎo)電層的所謂的多柵極結(jié)構(gòu)。在該情況下，也可以減小截止電流。
然后，優(yōu)選在第二導(dǎo)電層241、242以及第四半導(dǎo)體區(qū)域253之上形成鈍化膜。鈍化膜可以通過薄膜形成法諸如等離子體CVD法或?yàn)R射法并利用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧氮化硅、氧氮化鋁、氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、氮化碳(CN)或其它絕緣材料來形成。
通過上述步驟，可以制造具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的溝道蝕刻型TFT。而且，能夠制作不均勻少而且實(shí)現(xiàn)了高集成化的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式5本實(shí)施方式中，將用圖5A-5F描述制造底柵型TFT的溝道保護(hù)型TFT作為半導(dǎo)體元件的方法。
如圖5A所示，用與實(shí)施方式4相同的步驟，在襯底201上形成作為柵電極發(fā)揮作用的第一導(dǎo)電層202之后，形成作為柵絕緣膜發(fā)揮作用的第一絕緣層221和第一半導(dǎo)體膜222。接著，在第一半導(dǎo)體膜222之上并與第一導(dǎo)電層202重疊的區(qū)域中形成保護(hù)膜301。
保護(hù)膜301優(yōu)選通過液滴噴射法排放耐熱的高分子材料形成，該材料包括作為主鏈的芳香環(huán)和環(huán)狀環(huán)，且包括具有少許脂肪族基的高極性異質(zhì)原子量。作為這種高分子材料的典型實(shí)例，可以是聚酰亞胺或聚苯并咪唑。在利用聚酰亞胺的情況下，可以通過在第二半導(dǎo)體膜223之上自排放口排放包含聚酰亞胺的溶液并在200℃烘焙30分鐘，來形成保護(hù)膜301。
接下來，淀積第二半導(dǎo)體膜(具有導(dǎo)電特性的半導(dǎo)體膜)323。注意，通過利用與實(shí)施方式2的第二半導(dǎo)體膜223相同的材料和制作方法，可以形成第二半導(dǎo)體膜323。
接下來，在去除形成在第二半導(dǎo)體膜323表面上的氧化膜之后，透過光掩模225對第二半導(dǎo)體膜323的一部分照射激光束224。結(jié)果，如圖5B所示，形成第二絕緣層331。在此，第二半導(dǎo)體膜323的一部分被激光束的能源氧化，從而形成為用作第二絕緣層的氧化硅膜。
接下來，如圖5C所示，以第二絕緣層331作為掩模，蝕刻第二半導(dǎo)體膜323來形成第一半導(dǎo)體區(qū)域332。接著，根據(jù)與實(shí)施方式4中描述的類似的方法，用第二絕緣層331作為掩模蝕刻第一半導(dǎo)體膜222，形成第二半導(dǎo)體區(qū)域233。然后，去除第二絕緣層331。
然后，如圖5D所示，用具有導(dǎo)電特性的材料形成第二導(dǎo)電層341。通過適當(dāng)?shù)乩迷趯?shí)施方式4中所描述的形成第一導(dǎo)電層202的材料和制作方法，可以形成第二導(dǎo)電層341。在此，通過濺射法淀積由鉬膜、鋁膜以及鉬膜的疊層結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的第二導(dǎo)電層341。
然后，在第二導(dǎo)電層341上排放或涂敷感光材料342，接著執(zhí)行干燥處理?？蓪⒇?fù)型感光材料或正型感光材料當(dāng)作感光材料，其中負(fù)型感光材料或正型感光材料的感光范圍是在從紫外到紅外的范圍內(nèi)。
作為感光材料，可以使用感光樹脂材料如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、三聚氰胺樹脂或聚氨酯樹脂等。此外，可以使用感光有機(jī)材料如苯并環(huán)丁烯、聚對亞苯基二甲基、flare、聚酰亞胺等。作為典型的正型感光材料，可以是包括酚醛清漆樹脂和作為感光劑的萘并醌二疊氮化合物的感光材料。作為典型的負(fù)型感光材料，可以是包括基礎(chǔ)樹脂、二苯基硅烷二醇和氧產(chǎn)生劑等的感光材料。在本實(shí)施方式中，使用正型感光材料。
接下來，利用激光直接描畫裝置對感光材料342照射激光束343來執(zhí)行曝光以及顯像。據(jù)此，如圖5E所示，形成掩模351。
然后，如圖5F所示，用掩模351蝕刻第二導(dǎo)電層以形成作為源電極和漏電極發(fā)揮作用的第三導(dǎo)電層352。此外，用掩模351蝕刻第一半導(dǎo)體區(qū)域332以形成作為源區(qū)和漏區(qū)發(fā)揮作用的第三半導(dǎo)體區(qū)域353。根據(jù)該步驟，保護(hù)膜301被暴露出來。
另外，除了本實(shí)施方式的方法以外，可以利用在實(shí)施方式4中所描述的形成第二導(dǎo)電層241、242的步驟，以形成作為源電極和漏電極發(fā)揮作用的第三導(dǎo)電層352。此外，在本實(shí)施方式中所示的形成作為源電極和漏電極發(fā)揮作用的第三導(dǎo)電層352的步驟可以適用于實(shí)施方式4的第二導(dǎo)電層241、242。
然后，和實(shí)施方式4一樣，優(yōu)選在第三導(dǎo)電層352之上淀積鈍化膜。
通過上述步驟，可以制造具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的溝道保護(hù)型TFT。而且，能夠制作不均勻少而且實(shí)現(xiàn)了高集成化的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式6
本實(shí)施方式中，將用圖6A-6E描述頂柵型TFT中的順交錯型TFT的制造方法。
如圖6A所示，在襯底201上形成第一導(dǎo)電層411、412。在此，可以適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式4的第一導(dǎo)電層202相同的材料和制作方法。
接下來，在第一導(dǎo)電層之上淀積具有導(dǎo)電特性的第一半導(dǎo)體膜413。通過利用與實(shí)施方式4中所描述的第二半導(dǎo)體膜223類似的材料和制作方法，可以制造第一半導(dǎo)體膜413。
然后，在去除形成在第一半導(dǎo)體膜413表面上的氧化膜之后，透過光掩模225對第一半導(dǎo)體膜413的一部分照射激光束224，以形成如圖6B所示那樣的作為第一掩模發(fā)揮作用的第一絕緣層421、422。
然后，用第一絕緣層421、422作為掩模蝕刻第一半導(dǎo)體膜以形成如圖6C所示的第一半導(dǎo)體區(qū)域423、424。注意，第一半導(dǎo)體區(qū)域作為源區(qū)和漏區(qū)發(fā)揮作用。然后，淀積第二半導(dǎo)體膜431。通過適當(dāng)?shù)乩门c實(shí)施方式4中所描述的第一半導(dǎo)體膜222類似的材料和制作方法，可以制造第二半導(dǎo)體膜431。
接下來，對第二半導(dǎo)體膜431的一部分照射激光束432以形成如圖6D所示那樣的作為第二掩模發(fā)揮作用的第二絕緣層441。
然后，通過使用TMAH(氫氧化四乙銨)蝕刻第二半導(dǎo)體膜的露出部分，形成如圖6E所示的第二半導(dǎo)體區(qū)域451。第二半導(dǎo)體區(qū)域451作為溝道區(qū)域發(fā)揮作用。
然后，在第二絕緣層441之上形成作為柵電極發(fā)揮作用的第二導(dǎo)電層452。通過使用與實(shí)施方式4的第一導(dǎo)電層類似的材料和制作方法形成第二導(dǎo)電層452。此外，第二絕緣層441作為柵絕緣膜發(fā)揮作用。注意，在去除第二絕緣層441之后，可以適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式4的第一絕緣層221類似的制造方法和材料重新形成作為柵絕緣膜發(fā)揮作用的絕緣層。
通過上述步驟，可以制造具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的溝道順交錯型TFT。而且，能夠制作不均勻少而且實(shí)現(xiàn)了高集成化的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式7本實(shí)施方式中，將用圖7A-7E描述頂柵型TFT中的共面型TFT的制造方法。
如圖7A所示，在襯底201之上淀積第一絕緣層501。第一絕緣層501作為用于防止雜質(zhì)從襯底擴(kuò)散到后面形成的半導(dǎo)體區(qū)域的阻擋層發(fā)揮作用。因此，用氧化硅膜、氮化硅膜或氧氮化硅膜形成第一絕緣層501。第一絕緣層501由單層或?qū)盈B兩層或更多層的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
然后，在第一絕緣層501上形成半導(dǎo)體膜502。接著，在去除形成在半導(dǎo)體膜502表面上的氧化膜之后，與實(shí)施方式4一樣，透過光掩模225對半導(dǎo)體膜502的預(yù)定區(qū)域照射激光束224，以形成如圖7B所示那樣的第二絕緣層511。
然后，如圖7C所示，用第二絕緣層511作為掩模，并使用TMAH蝕刻半導(dǎo)體膜502以形成半導(dǎo)體區(qū)域512。
接下來，如圖7D所示，去除第二絕緣層511。接著，在半導(dǎo)體區(qū)域512以及第一絕緣層501之上淀積作為柵絕緣膜發(fā)揮作用的第三絕緣層521。通過與實(shí)施方式4所描述的第一絕緣層221類似的材料和制作方法，可以形成第二絕緣層531。
然后，形成第一導(dǎo)電層522。通過與實(shí)施方式4所描述的第一導(dǎo)電層202類似的材料和制作方法形成第一導(dǎo)電層522。注意，第一導(dǎo)電層522作為柵電極發(fā)揮作用。
然后，如圖7E所示，用第一導(dǎo)電層522作為掩模將雜質(zhì)摻雜到半導(dǎo)體區(qū)域512。接著，在淀積含氫的絕緣膜之后，加熱400-550℃以激活添加在半導(dǎo)體區(qū)域中的雜質(zhì)元素，并進(jìn)行氫化處理以形成雜質(zhì)區(qū)域(源區(qū)和漏區(qū))541、542。被第一導(dǎo)電層522所覆蓋的半導(dǎo)體區(qū)域作為溝道區(qū)域543發(fā)揮作用。另外，可以用GRTA法、LRTA法、激光退火法代替加熱處理作為激活或氫化步驟。
盡管本實(shí)施方式顯示了具有單柵極電極結(jié)構(gòu)的TFT的實(shí)例，但不局限于此，TFT也可以是具有多柵極電極的結(jié)構(gòu)。此外，不限于在此所示的自對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)TFT，可以是具有輕摻雜漏極(LDDLightly Doped Drain)的結(jié)構(gòu)或GOLD(Gate Overlapped LDD)結(jié)構(gòu)的TFT。該LDD結(jié)構(gòu)是一種將低濃度摻入雜質(zhì)的區(qū)域稱之為LDD區(qū)域的結(jié)構(gòu)，LDD區(qū)域可設(shè)置在溝道形成區(qū)域和高濃度摻入雜質(zhì)所形成的源極區(qū)域或漏極區(qū)域之間。具有該結(jié)構(gòu)的TFT能夠減少關(guān)斷電流。GOLD結(jié)構(gòu)是中介柵極絕緣膜來設(shè)置LDD區(qū)域使之與柵極電極相重疊的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以釋放漏極附近的電場有防止由于熱載流子注入所引起劣化的效果。
接下來，在襯底上形成第四絕緣層544?？梢酝ㄟ^無機(jī)絕緣材料如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧氮化鋁或其它材料；丙烯酸；甲基丙烯酸；這些材料的衍生物；耐熱性高分子材料如聚酰亞胺、芳香族聚酰胺或聚苯并咪唑；或以氧化硅玻璃為典型的，以硅氧烷基材料作為起動材料(start materical)而形成的由硅、氧和氫制成的化合物中包括Si-O-Si鍵的無機(jī)硅氧烷聚合物；或典型為烷基硅氧烷聚合物、烷基倍半硅氧烷聚合物、氫化的倍半硅氧烷聚合物、氫化烷基倍半硅氧烷聚合物的有機(jī)硅氧烷絕緣材料，其中由有機(jī)基團(tuán)如甲基或苯基替代連接硅的氫，從而形成第四絕緣層。作為形成第四絕緣層的方法，使用眾所周知的方法諸如CVD法、涂敷法、印刷法等。另外，因通過利用涂敷法形成第四絕緣層可以使其表面平坦化，所以適于后面的像素電極的形成。在此，用涂敷法形成第四絕緣層544。
然后，利用液滴噴射法形成掩模圖案，并用該掩模圖案去除第四絕緣層544和第三絕緣層521的一部分，以暴露半導(dǎo)體區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域541、542的一部分，從而形成開口部分。接著，通過適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式4的第一導(dǎo)電層202類似的方法，在該開口部分中形成第二導(dǎo)電層545、546。第二導(dǎo)電層545、546作為源電極和漏電極發(fā)揮作用。
通過上述步驟，可以制造具有所希望形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的共面型TFT。而且，能夠制作不均勻少并且實(shí)現(xiàn)了高集成化的半導(dǎo)體器件。
實(shí)施方式8本實(shí)施方式中，將用圖24A和24B描述利用保護(hù)劑將半導(dǎo)體膜的一部分氧化的步驟。
圖24A表示在形成有第一絕緣層102和半導(dǎo)體膜103的襯底101的一部分之上粘結(jié)粘合帶(下文中稱為膠紙帶)作為保護(hù)劑時的斜透視圖。作為典型的膠紙帶包括由具有耐堿性或耐酸性的有機(jī)材料而構(gòu)成的帶子或薄板，其典型例子是在聚酯或聚對苯二甲酸乙二醇酯等的材料中提供有粘合劑的物質(zhì)。
在去除形成在半導(dǎo)體膜表面上的第二絕緣膜之后，用膠紙帶601覆蓋半導(dǎo)體膜103和襯底101的一部分，接著將襯底101浸在有氧化作用的氧化劑中。結(jié)果，如圖24B所示，在半導(dǎo)體膜103的表面上形成第二絕緣層631。作為有氧化作用的氧化劑的典型例子包括過氧化氫溶液(H2O2)、硝酸(HNO3)、臭氧(O3)等。
接下來，在剝離膠紙帶之后，用第二絕緣層631作為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜103，以形成半導(dǎo)體區(qū)域632。
通過利用膠紙帶，可以以一次的處理形成在大的區(qū)域作為掩模發(fā)揮作用的絕緣層，由此可以提高批量生產(chǎn)能力。
注意，在本實(shí)施方式中參考實(shí)施方式2，在去除形成在半導(dǎo)體膜的表面上的第二絕緣層之后，形成作為掩模發(fā)揮作用的第三絕緣層，然而，也可以如實(shí)施方式1那樣，在不去除第二絕緣層而形成作為掩模發(fā)揮作用的第三絕緣層后，去除第二絕緣層的一部分。
實(shí)施例1其次，參照圖8A-圖11來描述制造有源矩陣襯底和包含其的顯示面板的方法。在本實(shí)施例中使用液晶顯示面板作為顯示面板的典型例子進(jìn)行描述。圖11表示有源矩陣襯底的俯視圖，圖8A-圖10B模式地表示對應(yīng)于連接端子部分的線A-B以及像素部分的線C-D的截面結(jié)構(gòu)。
如圖8A所示，在襯底801表面上形成第一導(dǎo)電層802、803。第一導(dǎo)電層通過排放由諸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba等的金屬粒子和有機(jī)樹脂來組成的組合物，經(jīng)烘焙而形成。第一導(dǎo)電層802用作后面的柵線，第一導(dǎo)電層803用作后面的柵電極層。在此，使用由旭硝子生產(chǎn)的AN100玻璃襯底形成襯底801。此外，通過液滴噴射法排放分散有Ag(銀)粒子的組合物，經(jīng)加熱形成第一導(dǎo)電層802、803。
接著，通過CVD方法淀積柵絕緣膜804。作為柵絕緣膜804，形成具有50nm膜厚的氮化硅膜之后，淀積具有50nm膜厚的氧氮化硅膜(SiON(O＞N))。
其次，形成第一半導(dǎo)體膜805和n型導(dǎo)電的第二半導(dǎo)體膜806。形成具有150nm膜厚的非晶硅膜作為第一半導(dǎo)體膜805。接著，除去非晶硅表面上的氧化膜之后，通過使用同樣方法形成具有50nm膜厚的半非晶硅膜作為第二半導(dǎo)體膜806。在此，通過CVD方法形成第一半導(dǎo)體膜以及第二半導(dǎo)體膜。
接著，除去第二半導(dǎo)體膜表面上的氧化膜之后，中介光掩模808將激光807照射到第二半導(dǎo)體膜806的一部分。然后，如圖8B所示，在第二半導(dǎo)體膜表面上形成氧化硅膜811。
如圖8C所示，通過利用氧化硅膜811作為掩模蝕刻第二半導(dǎo)體膜806來形成第一半導(dǎo)體區(qū)812。并且，同樣地蝕刻第一半導(dǎo)體膜來形成第二半導(dǎo)體區(qū)813。在此，通過利用CF4∶O2的流速＝10∶9的混合氣體蝕刻第一半導(dǎo)體膜和第二半導(dǎo)體膜。其后，剝落氧化硅膜811。
接下來，如圖9A所示，通過液滴噴射法形成第二導(dǎo)電層821、822。第二導(dǎo)電層821、822用作后面的源線和漏電極或源電極。在此，排放分散有Ag(銀)粒子的組合物，在200度的溫度下加熱30分鐘以形成第二導(dǎo)電層821、822。
注意，還可以通過以下工藝來代替上述步驟，即用液滴噴射法將導(dǎo)電層排放到第一半導(dǎo)體區(qū)上并烘焙。然后，將感光材料涂敷或排放到導(dǎo)電層上并烘焙，利用從激光直接描畫裝置照射的激光來將感光材料的一部分曝光、顯像從而形成掩模。接著，用該掩模來形成第二導(dǎo)電層821、822。在此情況下，能夠形成具有微小結(jié)構(gòu)的掩模，也能夠縮短源線和漏極、或源線和源極之間的距離。
接下來，用第二導(dǎo)電層821、822作掩模，蝕刻第一半導(dǎo)體區(qū)域從而形成第三半導(dǎo)體區(qū)域。該第三半導(dǎo)體區(qū)域823、834作為源區(qū)、漏區(qū)或接觸層發(fā)揮作用。同時，第二半導(dǎo)體區(qū)域被蝕刻，該被蝕刻的第二半導(dǎo)體區(qū)域作為第四半導(dǎo)體區(qū)域825被用作溝道區(qū)。
接著，如圖9B所示，在第二導(dǎo)電層上形成用作像素電極的第三導(dǎo)電層831。第三導(dǎo)電層831的材料的典型例子是具有透光性的導(dǎo)電膜或具有反射性的導(dǎo)電膜。具有透光性的導(dǎo)電膜的材料可以使用氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化銦鋅(IZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)、包含氧化硅的氧化銦錫等。具有反射性的導(dǎo)電膜的材料可以使用鋁(Al)、鈦(Ti)、銀(Ag)、鉭(Ta)等的金屬、或者包含該金屬和以比化學(xué)計量組成比更小的濃度氮的金屬材料、或者該金屬的氮化物，典型的是氮化鋁、氮化鈦、氮化鉭等。作為形成第三導(dǎo)電層831的方法，適當(dāng)?shù)乩脼R射法、蒸發(fā)淀積法、CVD方法和涂敷法等。在此，通過利用液滴噴射法形成110nm厚的包含氧化硅的氧化銦(ITO)作為第三導(dǎo)電層831。
經(jīng)以上步驟可以形成有源矩陣襯底。注意，同時參照圖11示出的對應(yīng)于圖9B中的截面線A-B和C-D的頂面結(jié)構(gòu)。
其后，如圖9B所示那樣形成保護(hù)膜832。通過利用硅靶、以及氬和氧的濺射氣體(Ar∶O2＝1∶1的流速)的濺射法來形成100nm厚的氧化硅膜之后，還通過利用氬和氮的濺射氣體(Ar∶N2＝1∶1的流速)的濺射法來形成100nm厚的氮化硅膜作為保護(hù)膜832。
接下來，通過印刷法或旋涂法形成絕緣膜而覆蓋保護(hù)膜832，且通過研磨處理形成定向膜833。注意，定向膜833可以通過傾斜的蒸發(fā)淀積法形成。
其次，如圖10A所示，在定向膜883以及第二像素電極(相對電極)882所設(shè)置的相對襯底881上，通過液滴噴射法在像素部分的周邊區(qū)上形成閉環(huán)形狀的密封劑871。密封劑871可混合有填料，且相對襯底881可提供有濾色片、防護(hù)膜(黑矩陣)等。
接著，通過分散器(滴落式)在由密封劑871形成的閉環(huán)內(nèi)側(cè)滴落液晶材料之后，在真空中將提供有定向膜883和第二像素電極(相對電極)882的相對襯底881粘貼到有源矩陣襯底上，且通過紫外線固化形成填充有液晶材料的液晶層884。注意，在粘貼到相對襯底后利用毛細(xì)現(xiàn)象注入液晶材料的浸漬技術(shù)(抽吸技術(shù))能夠用作形成液晶層884的方法以代替分散器技術(shù)(滴落技術(shù))。
接下來，除去在柵線、源線的連接端子部分的保護(hù)膜832、柵絕緣膜804的一部分從而暴露柵線、源線的連接端子。
如圖10B所示，中介連接導(dǎo)電層885粘貼布線襯底，布線襯底的典型為FPC(柔性印刷電路)、(連接到用作柵線的第三導(dǎo)電層的布線襯底886)。而且，每個布線襯底和連接端子的連接部分優(yōu)選通過樹脂密封。該結(jié)構(gòu)能夠防止?jié)駳鈴钠拭娌糠譂B入像素部分中并防止面板劣化。根據(jù)前述步驟，可以形成液晶顯示面板。
經(jīng)上述步驟，能夠制造液晶顯示面板。注意為了防止靜電放電破壞，可以在連接端子與源極布線(柵極布線)之間或在像素部分中設(shè)置保護(hù)電路，其典型為二極管等。在這種情況下，通過采用與上述TFT相同的步驟制造保護(hù)電路并將像素部分的柵極布線層連接到二極管的漏極或源極布線層可以防止靜電放電破壞。
注意，實(shí)施方式1至8中的任意一個都可適用于本實(shí)施例。
實(shí)施例2圖12A示出了TN(扭轉(zhuǎn)向列，Twisited Nematic)模式、IPS(共平面開關(guān)，又稱板內(nèi)切換，In-Plane-Switching)模式、MVA(多區(qū)域垂直排列，Multi-domain Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱多疇，Axially Symmentric aligned Micro-cell)模式和OCB(光學(xué)補(bǔ)償彎曲排列，Optical Compensated Bend)模式等，并且用白色光以及彩色薄膜來進(jìn)行彩色顯示的液晶模塊的截面圖。
如圖12A所示，用密封劑1600固定有源矩陣襯底1601和相對襯底1602，且在其之間提供像素部分1603和液晶層1604以形成顯示區(qū)域。
需要著色層1605來實(shí)現(xiàn)彩色顯示。在RGB系統(tǒng)的情況下向每個像素提供對應(yīng)于紅、綠和藍(lán)每種顏色的各著色層。在有源矩陣襯底1601和相對襯底1602的外部設(shè)置偏振板1606和1607。另外，在偏振板1606的表面之上形成保護(hù)膜1616，以減輕來自外部的碰撞。
提供在有源矩陣襯底1601的連接端子1608經(jīng)由FPC 1609與布線襯底1610連接。在布線襯底1610中并入外部電路1612如像素驅(qū)動電路(IC芯片、驅(qū)動IC等)、控制電路或電源電路等。
其為背光單元的冷陰極管1613、反射板1614、光學(xué)膜1615和反相器(未示出)用作光源，以將光投影到液晶顯示面板上。液晶顯示面板、光源、布線襯底、FPC等由擋板1617支撐和保護(hù)。
圖12B示出一種液晶模塊的截面圖，其可如場序制(fieldsequential mode)那樣，不用濾色片而用發(fā)射R(紅色)、G(綠色)、B(藍(lán)色)光的冷陰極管或二極管，并且通過時間分割從而可以合成圖像以進(jìn)行彩色顯示。與圖12A相比，圖12B沒有濾色片。另外，在此分別發(fā)出R(紅色)、G(綠色)、B(藍(lán)色)光的冷陰極管1621-1623被提供在反射板1614內(nèi)。另外，提供控制這些冷陰極管發(fā)光的控制器(未示出)。而且，液晶層1624由于充填有高誘電性液晶而可以高速地動作，所以可以利用時間分割來合成圖像。
注意，也可以通過利用OCB模式之類的液晶定向的時間分割來合成圖像。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，參照圖13A-15來描述制造顯示面板的典型例子之一的發(fā)光顯示面板的方法。圖15示出像素部分的頂面結(jié)構(gòu)，圖13A-14B模式地示出對應(yīng)于圖15的像素部分中的線A-B(開關(guān)TFT)以及C-D(驅(qū)動TFT)的截面結(jié)構(gòu)。
如圖13A所示，在襯底901上形成膜厚為100-1000nm的第一絕緣層902。在此，通過層疊利用等離子體CVD方法形成的膜厚100nm的氮氧化硅膜以及利用減壓熱CVD方法形成的膜厚50nm的氧氮化硅膜而形成第一絕緣層。
接下來，形成膜厚為10-100nm的非晶半導(dǎo)體膜903。在此利用減壓熱CVD方法來形成膜厚50nm的非晶硅膜。然后，除去在非晶半導(dǎo)體膜903的表面上形成的氧化膜之后，中介光掩模905在非晶半導(dǎo)體膜的一部分照射激光904，以形成如圖13B所示那樣的氧化硅膜911、912。此時，在激光所照射的區(qū)域中，非晶半導(dǎo)體膜的一部分熔化，繼而被冷卻而晶化。此時，將被晶化的半導(dǎo)體區(qū)域標(biāo)注為913、914，將殘存在被晶化的半導(dǎo)體區(qū)域周邊的非晶半導(dǎo)體區(qū)域標(biāo)注為915。
接下來，以氧化硅膜911、912為掩模蝕刻非晶半導(dǎo)體膜915從而形成如圖13C所示那樣的具有結(jié)晶性的半導(dǎo)體區(qū)域921、922。然后，形成用作柵絕緣膜的第二絕緣層923。在此，利用CVD方法淀積氧化硅膜。
接著，全面或選擇性地進(jìn)行向成為TFT的溝道區(qū)的區(qū)域以低濃度摻入p型或n型的雜質(zhì)元素的溝道摻入步驟。該溝道摻入步驟是為了抑制TFT閾值電壓的步驟。注意，在此，無需將乙硼烷(B2H6)質(zhì)量分離而是通過等離子體激發(fā)的離子摻雜法來摻雜硼。注意，也可以利用執(zhí)行質(zhì)量分離的離子注入法。
接下來，形成用作柵電極的第一導(dǎo)電層924-926、以及用作容量布線的第一導(dǎo)電層927。在此，利用液滴噴射法排放Ag漿料，照射激光并烘焙，從而形成第一導(dǎo)電層924-927。
接著，以第一導(dǎo)電層924-927為掩模向半導(dǎo)體區(qū)域中自對準(zhǔn)地?fù)饺肓讖亩纬筛邼舛入s質(zhì)區(qū)域930-934，該高濃度雜質(zhì)區(qū)域中的磷濃度調(diào)節(jié)為1×1020-1×1021/cm3(典型為2×1020-5×1020/cm3)。注意，具有結(jié)晶性的半導(dǎo)體區(qū)域921、922之中，與第一導(dǎo)電層924-927重疊的區(qū)域成為溝道區(qū)。
接下來，形成覆蓋第一導(dǎo)電層924-927的第三絕緣層935。在此，形成包含氫的絕緣膜。此后，將摻入到半道體區(qū)域的摻雜元素激活、并將半導(dǎo)體區(qū)域氫化。包含氫的絕緣膜利用由濺射法得到的氮氧硅膜(SiNO膜)。
接下來，形成達(dá)到半導(dǎo)體區(qū)域的孔徑部之后，形成第二導(dǎo)電層941-944。第二導(dǎo)電層941用作源線，第二導(dǎo)電層942用作第一連接布線，第二導(dǎo)電層943用作電源線以及容量布線，第二導(dǎo)電層944用作第二連接布線。在本實(shí)施例中，形成通過利用濺射法按鉬膜、鋁硅合金膜、鉬膜的順序連接形成的三層結(jié)構(gòu)的積層膜之后，將其蝕刻為所希望的形狀從而形成第三導(dǎo)電層。
如圖14A所示那樣形成第四絕緣層951。作為第四絕緣層優(yōu)選是可以平坦化的絕緣層。作為可以平坦化的絕緣層，可以適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式7所示的第四絕緣層544相同的材料和制作方法。在此形成丙烯樹脂。注意，將通過使用溶解或分散黑色顏料或染料等的吸收可視光的材料而形成的有機(jī)材料作為第四絕緣層，可以使其吸收后面所形成的發(fā)光元件的雜散光，從而提高各個像素的對比度。
接下來，通過已知的光刻工藝以及蝕刻來在第四絕緣層上設(shè)置孔徑部分的同時，暴露第二導(dǎo)電層(第二連接布線)944的一部分。接著，形成第三導(dǎo)電層952。第三導(dǎo)電層用作第一像素電極。淀積反射導(dǎo)電膜和透光性導(dǎo)電膜來形成第三導(dǎo)電層952。在此，通過濺射法淀積包含1-20％鎳的鋁膜以及具有氧化硅的ITO。注意，由于包含1-20％鈦或碳的鋁即使與氧化物的ITO連接也不電蝕，所以優(yōu)選于此。然后，蝕刻反射導(dǎo)電膜和透光性導(dǎo)電膜的一部分從而形成第三導(dǎo)電層952。
同時參照示出了對應(yīng)于圖14A的截面結(jié)構(gòu)A-B和C-D線的頂面結(jié)構(gòu)的圖15。
接下來，形成了第五絕緣層961，它覆蓋著第三導(dǎo)電層952的邊沿，被用作隔壁(也稱為堤壩、障礙物、堤等)。第五絕緣層使用感光或非感光有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑或丙并環(huán)丁烯)、或形成為厚0.8-1微米的SOG膜(例如包括烷基的SiOx膜)。第五絕緣層如由感光材料形成，由于其側(cè)面是曲率半徑連續(xù)變化的形狀，上層的薄膜不發(fā)生膜的斷裂而形成，所以是優(yōu)選的。。
此外，作為第五絕緣層，也可以將染料、黑色顏料等的吸收可視光的材料溶解或分散到上述有機(jī)材料從而形成為具有遮光性的絕緣物。在此情況下，由于第五絕緣層作為黑矩陣發(fā)揮作用，其可以吸收從在后面形成的發(fā)光元件發(fā)射出的雜散光，從而可以提高各個像素的對比度。并且，如果第四絕緣層951也用具有遮光性的絕緣物形成，就能夠與第五絕緣層961一起進(jìn)一步得到遮光效果。
接著，借助于用蒸發(fā)淀積方法、涂敷方法、液滴噴射方法等在第三導(dǎo)電層952表面以及第五絕緣層961的端部上形成包含發(fā)光物質(zhì)的層962。然后，在包含發(fā)光物質(zhì)的層962上形成用作第二像素電極的第四導(dǎo)電層963。在此情況下，用濺射方法來淀積包含氧化硅的ITO。結(jié)果，發(fā)光元件可以由第三導(dǎo)電層、包含發(fā)光物質(zhì)的層以及第四導(dǎo)電層而組成。適當(dāng)?shù)剡x擇用來構(gòu)成發(fā)光元件的導(dǎo)電層和包含發(fā)光物質(zhì)的層的各種材料，而且調(diào)節(jié)各個層的厚度。
注意，在形成包含發(fā)光物質(zhì)的層962之前，在大氣壓力下進(jìn)行200℃的熱處理除去吸收在第五絕緣層961中或其表面上的潮氣。另外，優(yōu)選在200-400℃的溫度下，更優(yōu)選在250-350℃的溫度下以及在減壓下執(zhí)行熱處理，并不將此暴露于大氣中而通過真空蒸發(fā)淀積法或減壓下的液滴噴射方法來形成包含發(fā)光物質(zhì)的層962。
用上述材料形成的發(fā)光元件通過正向偏壓而發(fā)光。通過單純矩陣模式或有源矩陣模式可以驅(qū)動由發(fā)光元件形成的顯示器件的像素。無論如何，在某個特定時機(jī)里每一個像素通過施加正向偏壓而發(fā)光。然而，像素在一定時期處于不發(fā)光的狀態(tài)。在不發(fā)光的時間內(nèi)通過施加反向偏壓，能夠增強(qiáng)發(fā)光元件的可靠性。在發(fā)光元件中，存在著在一定驅(qū)動條件下發(fā)光強(qiáng)度降低的退化模式或由于在像素里不發(fā)光區(qū)域的擴(kuò)充而導(dǎo)致亮度明顯降低的退化模式。然而，如執(zhí)行施加正向偏壓和反向偏壓的交流驅(qū)動，，可以延遲退化的進(jìn)度。因此，能夠增強(qiáng)發(fā)光器件的可靠性。
然后形成用來覆蓋發(fā)光元件以便防止潮氣滲透進(jìn)入到發(fā)光元件中的透明保護(hù)層964。作為透明保護(hù)層964，可以采用各用濺射方法或CVD方法得到的氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜(SiNO膜(組分比為N＞O))、或SiON膜(組分比為N＜O))、以碳作為其主要成分的薄膜(例如DLC膜、CN膜)等。
根據(jù)上述工藝，能夠制作發(fā)光顯示面板。典型為二極管的用來防止靜電損壞的保護(hù)電路，可以被提供在連接端子與源布線層(柵布線層)之間或像素部分內(nèi)。在此情況下，根據(jù)與上述TFT相同的工藝制造保護(hù)電路，并將像素部分的柵布線層連接到二極管的漏布線層或源布線層，就能夠防止靜電損壞。
實(shí)施例4參照圖16A-16D來解釋可用于上述各實(shí)施例的發(fā)光元件的模式。
圖16A示出了用透光的氧化物導(dǎo)電材料來形成第一像素電極11的例子，該氧化物導(dǎo)電材料包含1-15原子％比濃度的氧化硅。在第一像素電極11上提供層疊至少包含空穴輸運(yùn)層(HTL)和空穴注入層(HIL)的層41、發(fā)光層42、至少包含電子注入層(EIL)和電子輸運(yùn)層(ETL)的層43而形成的包含發(fā)光物質(zhì)的層16。當(dāng)所述層41和層43分別包含HIL、HTL兩層和ETL、EIL兩層時，HTL和EIL分別優(yōu)選被形成在HIL和ETL之上。第二像素電極17由諸如LiF或MgAg之類的包含堿金屬或堿土金屬的第一電極層33以及諸如鋁之類的金屬材料組成的第二電極層34構(gòu)成。如圖16A中箭頭所示，具有這種結(jié)構(gòu)的像素能夠從第一像素電極11側(cè)發(fā)光。
圖16B示出了從第二像素電極17一側(cè)發(fā)光的例子，其中，第一像素電極11由諸如鋁或鈦的金屬、或者該金屬以比化學(xué)計量組成比更小的濃度包含氮的金屬材料而組成的第一電極層35、以及由包含濃度為1-15原子％比的氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料組成的第二電極層32構(gòu)成。在第一像素電極11上提供層疊至少包含空穴輸運(yùn)層(HTL)和空穴注入層(HIL)的層41、發(fā)光層42、至少包含電子注入層(EIL)和電子輸運(yùn)層(ETL)的層43而形成的包含發(fā)光物質(zhì)的層16。當(dāng)所述層41和層43分別包含HIL、HTL兩層和ETL、EIL兩層時，HTL和EIL分別優(yōu)選被形成在HIL和ETL之上。第二電極17形成在層16之上，第二像素電極17由諸如LiF或CaF之類的包含堿金屬或堿土金屬的第三電極層33以及由諸如鋁之類的金屬材料組成的第四電極層34構(gòu)成。通過將該兩個電極層形成為厚度為100nm或以下的能夠透光的狀態(tài)，光能夠通過第二電極17一側(cè)發(fā)射。
圖16E示出了從兩個方向亦即從第一像素電極11和第二像素電極17發(fā)光的例子，其中，第一像素電極11由具有透光性和大功函數(shù)的導(dǎo)電膜形成，而第二像素電極17由具有透光性和小功函數(shù)的導(dǎo)電膜形成。典型地說，第一像素電極11由包含濃度為1-15原子％比的氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料組成，而第二電極17由厚度為100nm或以下的諸如LiF或CaF之類的包含堿金屬或堿土金屬的第三電極層33以及由厚度為100nm或以下的諸如鋁之類的金屬材料組成的第四電極層34構(gòu)成。
圖16C示出了從第一像素電極11一側(cè)發(fā)光的例子，其中，借助于相繼層疊至少包含電子注入層(EIL)和電子輸運(yùn)層(ETL)的層43、發(fā)光層42、以及至少包含空穴輸運(yùn)層(HTL)和空穴注入層(HIL)的層41，來形成包含發(fā)光物質(zhì)的層16。當(dāng)所述層41和層43分別包含HIL、HTL兩層和ETL、EIL兩層時，HTL和EIL分別優(yōu)選被形成在HIL和ETL之上。借助于在包含發(fā)光物質(zhì)的層16上相繼層疊由包含濃度為1-15原子％比的氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料組成的第二電極層32以及由諸如鋁或鈦的金屬材料或該金屬以比化學(xué)計量組成比更小的濃度包含氮的金屬材料組成的第一電極層35，來形成第二像素電極17。由諸如LiF或CaF之類的包含堿金屬或堿土金屬的第三電極層33以及由諸如鋁之類的金屬材料形成的第四電極層34，構(gòu)成了第一像素電極11。借助于將第一像素電極各個層形成為具有100nm或以下的厚度，以使之能夠透光，光就能夠透過第一像素電極11一側(cè)發(fā)射。
圖16D示出了從第二像素電極17發(fā)光的例子，其中，借助于相繼層疊至少包含電子注入層(EIL)和電子輸運(yùn)層(ETL)的層43、發(fā)光層42、以及至少包含空穴輸運(yùn)層(HTL)和空穴注入層(HIL)的層41，來形成包含發(fā)光物質(zhì)的層。當(dāng)所述層41和層43分別包含HIL、HTL兩層和ETL、EIL兩層時，HTL和EIL分別優(yōu)選被形成在HIL和ETL之上。第一像素電極11被形成為與圖16A相同的結(jié)構(gòu)，其厚度為能夠反射從包含發(fā)光物質(zhì)的層發(fā)射的光的厚度。第二像素電極17由包含濃度為1-15原子％比的氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料組成。在此結(jié)構(gòu)中，至少空穴輸運(yùn)層和空穴注入層中的一層由無機(jī)材料的金屬氧化物(典型為氧化鉬或氧化釩)組成，致使在形成第二電極層17過程中引入了氧，從而改善空穴注入性，并能夠降低驅(qū)動電壓。
圖16F示出了從兩個方向亦即從第一像素電極11一側(cè)和第二像素電極17一側(cè)發(fā)光的例子。其中，第一像素電極11由具有透光性和小功函數(shù)的導(dǎo)電膜形成，而第二像素電極17由具有透光性和大功函數(shù)的導(dǎo)電膜形成。典型地說，第一像素電極11可以由厚度分別為100nm或以下的諸如LiF或CaF之類的包含堿金屬或堿土金屬的第三電極層33以及諸如鋁之類的金屬材料組成的第四電極層34構(gòu)成。第二像素電極17可以由包含濃度為1-15％原子比的氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料組成。
實(shí)施例5參照圖17A-17F來解釋上述各個實(shí)施例所述的發(fā)光顯示面板的像素電路及其操作結(jié)構(gòu)。在利用數(shù)字視頻信號的顯示器件中，發(fā)光顯示面板的操作結(jié)構(gòu)被分成輸入在像素中的視頻信號被電壓調(diào)節(jié)的操作以及輸入在像素中的視頻信號被電流調(diào)節(jié)的操作。作為輸入在像素中的視頻信號被電壓調(diào)節(jié)的操作，包括施加到發(fā)光元件的電壓恒定(CVCV)的操作以及施加到發(fā)光元件的電流恒定(CVCC)的操作。作為輸入在像素中的視頻信號被電流調(diào)節(jié)的操作，包括施加到發(fā)光元件的電壓恒定(CCCV)的操作以及施加到發(fā)光元件的電流恒定(CCCC)的操作。在本實(shí)施例中，參照圖17A和17B來解釋執(zhí)行CVCV操作的像素。參照圖17C-17F來解釋執(zhí)行CVCC操作的像素。
在圖17A和17B所示的像素中，源線3710和電源線3711被排列成列，而柵線3714被排列成行。此像素具有開關(guān)TFT 3701、驅(qū)動TFT 3703、電容器3702、以及發(fā)光元件3705。
開關(guān)TFT 3701和驅(qū)動TFT 3703當(dāng)被開通時工作于線形區(qū)。驅(qū)動TFT3703用來控制是否將電壓施加到發(fā)光元件3705。根據(jù)制造步驟，兩種TFT優(yōu)選具有相同的導(dǎo)電類型。在本實(shí)施例中，兩種TFT都被制作成具有p溝道TFT。作為驅(qū)動TFT 3703，不僅可以采用增強(qiáng)型，而且可以采用耗盡型。驅(qū)動TFT 3703的溝道寬度W與驅(qū)動TFT 3703的溝道長度L的比率(W/L)雖取決于TFT的遷移率，但優(yōu)選為1-1000。隨著W/L的增大，TFT的電特性得到改善。
在圖17A和17B所示的像素中，開關(guān)TFT 3701用來控制輸入到像素的視頻信號。當(dāng)TFT 3701被開通時，視頻信號被輸入到像素。然后，視頻信號的電壓被儲存在電容器3702中。
在圖17A中的電源線3711是Vss且發(fā)光元件3705的反電極是Vdd的情況下，亦即在圖17C、17D的情況下，發(fā)光元件的反電極是陽極，而連接到驅(qū)動TFT 3703的電極是陰極。在此情況下，有可能抑制由驅(qū)動TFT 3703的特性分散所造成的亮度不規(guī)則性。
在圖17A中的電源線3711是Vdd且發(fā)光元件3705的反電極是Vss的情況下，亦即在圖17A、17B的情況下，發(fā)光元件的反電極是陰極，而連接到驅(qū)動TFT 3703的電極是陽極。在此情況下，電壓高于Vdd的視頻信號被輸入到源線3710，且此視頻信號的電壓被儲存在電容器3702中，驅(qū)動TFT 3703工作于線形區(qū)。因此，能夠改善由此TFT的特性分散所造成的亮度不規(guī)則性。
除了增加了TFT 3706和柵線3715之外，圖17B所示像素的像素結(jié)構(gòu)與圖17A所示的相同。
TFT 3706的開通/關(guān)斷由新提供的柵線3715控制。當(dāng)TFT 3706開通時，儲存在電容器3702中的電荷被放電，驅(qū)動TFT 3703被關(guān)斷。亦即，通過提供TFT 3706，能夠形成強(qiáng)迫電流在發(fā)光元件3705中停止流動的狀態(tài)。因此，TFT 3706能夠被稱為擦除TFT。因此，根據(jù)圖17B的結(jié)構(gòu)，與寫入周期開始的同時或緊隨寫入周期開始之后，能夠開始發(fā)光周期，而無須等待信號寫入所有像素中。結(jié)果，能夠改善發(fā)光的占空比。
在具有上述操作結(jié)構(gòu)的像素中，可以由工作于線形區(qū)的驅(qū)動TFT3703來確定發(fā)光元件3705的電流數(shù)值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠抑制TFT特性的分散。因此，借助于改善發(fā)光元件的由于TFT特性的分散而造成的亮度不規(guī)則性，就能夠提供圖像質(zhì)量被改進(jìn)的顯示器件。
然后，參照圖17C-17F來解釋執(zhí)行CVCC操作的像素。借助于給圖17A所示的像素結(jié)構(gòu)提供電源線3712和電流控制TFT 3704，來形成圖17C所示的像素。
除了驅(qū)動TFT 3703的柵電極被連接到排列成行的電源線3712之外，圖17E所示的像素具有與圖17C所示像素相同的結(jié)構(gòu)。亦即，圖17C和17E所示的兩種像素都具有相同的等效電路。但在將電源線3712排列成列的情況下(圖17C)，以及在將電源線3712排列成行的情況下(圖17E)，各個電源線由不同層的導(dǎo)電膜組成。此處，注目于與驅(qū)動TFT 3703的柵電極連接的布線。為了顯現(xiàn)這些布線是由不同的層形成的，用圖17C和17E兩個圖來進(jìn)行說明。
開關(guān)TFT 3701工作于線形區(qū)，而驅(qū)動TFT 3703工作于飽和區(qū)。而且，驅(qū)動TFT 3703用來控制流過發(fā)光元件3705的電流數(shù)值，而電流控制TFT 3704工作于飽和區(qū)并用來控制對發(fā)光元件3705的電流供應(yīng)。
除了擦除TFT 3706和柵線3715被增加到圖17C和17E所示的像素之外，圖17D和17F所示的像素分別具有與圖17C和17E所示的像素相同的像素結(jié)構(gòu)。
圖17A和17B所示的像素能夠執(zhí)行CVCC操作。具有圖17C-17E所示工作結(jié)構(gòu)的像素，能夠像圖17A和17B那樣根據(jù)發(fā)光元件的電流流動方向而適當(dāng)?shù)馗淖僔dd和Vss。
在具有上述結(jié)構(gòu)的像素中，由于電流控制TFT 3704工作于線形區(qū)，故電流控制TFT 3704的Vgs的稍許變動不影響發(fā)光元件3705的電流數(shù)值。亦即，可以根據(jù)工作于飽和區(qū)的驅(qū)動TFT 3703來確定發(fā)光元件3705的電流數(shù)值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，借助于改善發(fā)光元件的由于TFT特性的分散而造成的亮度不規(guī)則性，就能夠提供具有圖像質(zhì)量被改進(jìn)的顯示器件。
特別是在形成具有非晶半導(dǎo)體等的薄膜晶體管的情況下，如增大驅(qū)動TFT的半導(dǎo)體膜面積，就能夠降低TFT的分散，所以是優(yōu)選的。因此，圖17A和17B所示的像素由于TFT的數(shù)量少，所以能夠提高孔徑比率。
注意，在此解釋了提供有電容器3702的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不局限于此。若柵電容等能夠用作視頻信號的保持空間，則可不提供電容器3702。
在薄膜晶體管的半導(dǎo)體區(qū)由非晶半導(dǎo)體膜形成的情況下，由于閾值容易偏移，故優(yōu)選在像素內(nèi)或像素外圍形成用來修正閾值的電路。
一般認(rèn)為，在提高像素密度的情況下，這種有源矩陣發(fā)光器件由于為各個像素提供了TFT而具有以低電壓進(jìn)行驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，能夠形成其中逐行提供TFT的無源矩陣發(fā)光器件。無源矩陣發(fā)光器件由于不為各個像素提供TFT而具有高的孔徑比率。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，屏幕顯示的驅(qū)動方法不受特別的限制，例如，可以采用逐點(diǎn)驅(qū)動方法、逐行驅(qū)動方法、或逐面驅(qū)動方法。典型地采用逐行驅(qū)動方法，并可以適當(dāng)?shù)夭捎脮r分灰度驅(qū)動方法或區(qū)域灰度驅(qū)動方法。輸入到顯示器件源線的視頻信號可以是模擬信號或數(shù)字信號?？梢愿鶕?jù)視頻信號來適當(dāng)?shù)卦O(shè)計驅(qū)動電路等。
如上所述，能夠采用各種像素電路。
實(shí)施例6在本實(shí)施例中，作為顯示面板的一個例子，參照圖18A和18B來解釋發(fā)光顯示面板的外觀。圖18A是面板的俯視圖，其中，第一襯底1200和第二襯底1204被第一密封劑1205和第二密封劑1206密封，而圖18B是圖18A沿A-A’線的剖面圖。
在圖18A中，由虛線標(biāo)注的參考號1201表示源線驅(qū)動電路；1202表示像素部分；而1203表示柵線驅(qū)動電路。在本實(shí)施例中，源線驅(qū)動電路1201、像素部分1202、以及柵線驅(qū)動電路1203存在于被第一密封劑1205和第二密封劑1206密封的區(qū)域內(nèi)。作為第一密封劑1205，優(yōu)選采用包含填料的粘滯率高的環(huán)氧樹脂。作為第二密封劑1206，優(yōu)選采用粘滯率低的環(huán)氧樹脂。而且，第一密封劑1205和第二密封劑1206最好盡可能不滲透潮氣或氧。
干燥劑可以被提供在像素部分1202與密封劑1205之間。而且，干燥劑可以被提供在像素部分中的柵線和源線上。作為干燥劑，優(yōu)選采用借助于化學(xué)吸附而吸收水的物質(zhì)，例如氧化鈣(CaO)或氧化鋇(BaO)之類的堿土金屬氧化物。然而，干燥劑不局限于此，也可以采用借助于物理吸附而吸收水的物質(zhì)，例如沸石或硅膠等。
通過將干燥劑提供在重疊于柵線或源線的區(qū)域上，或者將包含干燥劑的顆粒狀的潮氣滲透率高的樹脂固定到第二襯底，可以不降低孔徑比率而控制潮氣滲透到顯示元件以及由此導(dǎo)致的退化。
能夠在干燥劑的顆粒狀物質(zhì)包含于潮氣滲透率高的樹脂中的狀態(tài)下固定到第二襯底1204。下面是潮氣滲透率高的樹脂的例子丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、硅氧烷聚合物、聚酸亞胺、PSG(磷玻璃)以及BPSG(磷硼玻璃)等的有機(jī)物和無機(jī)物。
參考號1210表示用來傳輸輸入到源線驅(qū)動電路1201和柵線驅(qū)動電路1203的信號的連接布線。此連接布線經(jīng)由連接布線1208從用作外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)1209接收視頻信號或時鐘信號。
參照圖18B來解釋剖面結(jié)構(gòu)。像素部分1202和驅(qū)動電路被制作在第一襯底1200上。第一襯底1200具有典型為TFT的多個半導(dǎo)體元件。作為驅(qū)動電路，表示了源線驅(qū)動電路1201和像素部分1202。組合了n溝道TFT1221和p溝道TFT 1222而形成的CMOS電路構(gòu)成源線驅(qū)動電路1201。
在本實(shí)施例中，源線驅(qū)動電路1201、柵線驅(qū)動電路1203、以及像素部分的TFT，被制作在一個襯底上。因此，能夠縮小發(fā)光顯示面板的容積。
像素部分1202由多個像素構(gòu)成，其中的像素包括開關(guān)TFT 1211、驅(qū)動TFT 1212、以及由電連接到驅(qū)動TFT 1212的漏極的具有反射性的導(dǎo)電膜組成的第一像素電極(陽極)1213。
可以用包含無機(jī)材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅)、有機(jī)材料(聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、丙并環(huán)丁烯)或硅氧烷聚合物作為其主要成分的材料，來形成TFT 1211、1212、1221、以及1222的層間絕緣膜1220。
絕緣體1214(也稱為堤壩、障礙物、堤等)被形成在第一像素電極(陽極)1213的兩端。為了改善形成在絕緣體1214上的膜的覆蓋率，在絕緣體1214的上部邊沿或下部邊沿中形成具有曲率的曲面。
有機(jī)化合物材料被淀積在第一像素電極(陽極)1213上，以便選擇性地形成包含發(fā)光物質(zhì)的層1215。然后，在包含發(fā)光物質(zhì)的層1215上形成第二像素電極1216。
包含發(fā)光物質(zhì)的層1215可以適當(dāng)?shù)夭捎脤?shí)施例4所述的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述步驟，形成了由第一像素電極(陽極)1213、包含發(fā)光物質(zhì)的層1215、以及第二像素電極(陰極)1216組成的發(fā)光元件1217。發(fā)光元件1217向第二襯底1204側(cè)發(fā)光。
形成用來密封發(fā)光元件1217的保護(hù)性疊層1218?？梢杂糜傻谝粺o機(jī)絕緣膜、應(yīng)力緩和膜、以及第二無機(jī)絕緣膜組成的疊層，來形成此保護(hù)性疊層1218。接著，用第一密封劑1205和第二密封劑1206將該保護(hù)性疊層1218粘合到第二襯底1204。注意，優(yōu)選是用排放組合物的裝置來滴落第二密封劑。當(dāng)將密封劑從分散器滴落或排放而涂敷在有源矩陣襯底上之后，可以在真空中將第二襯底貼到有源矩陣襯底，并進(jìn)行紫外線固化而封密。
連接布線1208被各向異性導(dǎo)電膜或各向異性導(dǎo)電樹脂1227電連接到FPC 1209。而且，各個布線層和各個連接端子的連接部分優(yōu)選被密封樹脂密封。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠防止潮氣從剖面滲透到發(fā)光元件中，從而防止發(fā)光元件退化。
第二襯底1204與保護(hù)性疊層1218之間可以具有填充有例如氮?dú)獾亩栊詺怏w的空間。因此，能夠進(jìn)一步防止潮氣和氧滲透。
此外，著色層可以被提供在第二襯底1204上。在此情況下，借助于在像素部分提供能夠呈現(xiàn)白色發(fā)光的發(fā)光元件，以及借助于將呈現(xiàn)RGB的著色層另行提供，能夠?qū)崿F(xiàn)全色顯示?；蛘?，借助于在像素部分提供能夠呈現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光元件以及另行提供顏色轉(zhuǎn)換層，能夠?qū)崿F(xiàn)全色顯示。而且，也可以形成各個像素部分和呈現(xiàn)紅色、綠色、藍(lán)色發(fā)射的發(fā)光元件，且使用著色層。這種顯示模塊的各個RGB的顏色純度高所以能夠顯示高分辨率的圖像。
此外，可以在第二襯底1204表面上設(shè)置偏光板或位相差板。
此外，可以利用諸如薄膜或樹脂之類的襯底作為第一襯底1200或第二襯底1204或兩者來制作發(fā)光顯示面板。如上所述不用相對襯底而密封發(fā)光元件，能夠進(jìn)一步降低顯示器件的重量、尺寸、以及厚度。
另外，可以通過將電源電路和控制器等的外部電路連接到發(fā)光顯示面板來形成發(fā)光顯示模塊。
注意，實(shí)施方式1-8中的任何一個可以被應(yīng)用于本實(shí)施例。
另外，作為顯示面板示出了液晶顯示面板和發(fā)光顯示面板的例子，作為顯示模塊示出了液晶顯示模塊和發(fā)光顯示模塊的例子。但都不局限于此，本發(fā)明可以被適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于諸如DMD(數(shù)字微鏡器件)、PDP(等離子體顯示屏)、FED(場發(fā)射顯示器)以及電泳顯示器件(電子紙)之類的顯示面板或顯示模塊。
實(shí)施例7在本實(shí)施例中，參照圖19A至19C描述上述實(shí)施例所示的在顯示面板上安裝驅(qū)動電路的情況。
如圖19A所示，源線驅(qū)動電路1402以及柵線驅(qū)動電路1403a、1403b安裝在像素部分1401的外圍。在圖19A中，作為源線驅(qū)動電路1402以及柵線驅(qū)動電路1403a、1403b等，通過用眾所周知的各向異性導(dǎo)電膠以及各向異性導(dǎo)電薄膜的安裝方法、COG方法、布線焊接方法、以及用焊接凸塊的回流處理等，在襯底1400上安裝IC芯片1405。在此，使用COG方法。接著，IC芯片通過FPC(柔性印刷電路)1406連接到外部電路。
注意，可以將源線驅(qū)動電路1402的一部分、例如模擬開關(guān)和襯底形成為一體，而其他部分則另外用IC芯片來安裝。
如圖19B所示，在由SAS或結(jié)晶半導(dǎo)體形成TFT的情況下，有可能像素部分1401、柵線驅(qū)動電路1403a、1403b等和襯底上形成為一體，并另外安裝IC芯片作為源線驅(qū)動電路1402。在圖19B中，通過COG方法在襯底1400上安裝IC芯片1405作為源線驅(qū)動電路1402。然后，IC芯片經(jīng)FPC(柔性印刷電路)1406連接到外部電路。
注意，可以將源線驅(qū)動電路1402的一部分、例如模擬開關(guān)和襯底形成為一體，而其他部分則另外用IC芯片來安裝。
而且，如圖19C所示，有可能通過TAB方法代替COG方法安裝源線驅(qū)動電路1402等。接著，IC芯片經(jīng)FPC(柔性印刷電路)1406連接到外部電路。在圖19C中，通過TAB方法安裝源線驅(qū)動電路，然而，也可以通過TAB方法安裝柵線驅(qū)動電路。
當(dāng)通過TAB方法安裝IC芯片時，相對于襯底提供了較大的像素部分，因而，可以使框架變窄。
通過使用硅晶片形成IC芯片，然而，可提供其中電路形成在玻璃襯底上的IC(下文中稱作驅(qū)動IC)來代替IC芯片。由于IC芯片從圓形的硅晶片中取出，所以對母襯底的形狀有限制。另一方面，驅(qū)動IC的母襯底是玻璃，對形狀沒有限制，所以，可以提高生產(chǎn)率。因此，可以任意地設(shè)定驅(qū)動IC的形狀和尺寸。例如，當(dāng)形成長邊具有15nm至80nm的長度的驅(qū)動IC時，相對于安裝IC芯片的情況可以減少驅(qū)動IC的必需量。因此，可以減少連接端子的數(shù)量，從而提高成品率。
可通過使用形成在襯底上的結(jié)晶半導(dǎo)體形成驅(qū)動IC，結(jié)晶半導(dǎo)體可通過照射連續(xù)振蕩激光來形成。通過照射連續(xù)振蕩激光而獲得的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶缺陷少，并具有大顆粒尺寸的晶粒。因此，具有上述半導(dǎo)體膜的晶體管具有良好的遷移率和響應(yīng)速率，能夠執(zhí)行高速驅(qū)動，因此適合于驅(qū)動IC。
實(shí)施例8圖20A表示本發(fā)明之一的ID芯片的一種模式的斜透視圖。參考數(shù)字2101表示集成電路，2102表示天線，且天線2102與集成電路2101連接在一起。2103相當(dāng)于襯底，2104相當(dāng)于覆蓋材料。集成電路2101和天線2102形成在襯底2103上，覆蓋材料2104與襯底2103重疊并覆蓋集成電路2101和天線2102。注意，覆蓋材料2104不一定必須使用，但通過利用覆蓋材料2104覆蓋集成電路2101和天線2102，可增強(qiáng)ID芯片的機(jī)械強(qiáng)度。此外，天線可以覆蓋在集成電路之上。就是說，集成電路和天線可占有同等的面積。
通過用上述實(shí)施方式所描述的半導(dǎo)體元件構(gòu)成集成電路2101，可以以高成品率制造不均勻少的ID芯片。
圖20B表示本發(fā)明之一的IC卡的一種模式的斜透視圖。2105相當(dāng)于集成電路，2106相當(dāng)于天線，且天線2106與集成電路2105連接在一起。2108相當(dāng)于用作內(nèi)層片(inlet sheet)的襯底，2107和2109相當(dāng)于覆蓋材料。集成電路2105和天線2106形成在內(nèi)層片2108上，內(nèi)層片2108被夾持在兩個覆蓋材料2107和2109之間，另外，本發(fā)明的IC卡可以具有與集成電路2105連接的顯示器件。
通過用上述實(shí)施方式或上述實(shí)施例所描述的半導(dǎo)體元件構(gòu)成集成電路2105，可以以高成品率制造不均勻少的IC卡。
實(shí)施例9圖21表示本發(fā)明之一的以非接觸式RFID(Radio FrequencyIdentification)標(biāo)簽和無線標(biāo)簽等為代表的ID芯片的典型的方框圖。圖21表示具有讀出固定數(shù)據(jù)如識別數(shù)據(jù)的簡單功能的結(jié)構(gòu)。在此圖中，ID芯片1301包括天線1302、高頻電路1303、電源電路1304、復(fù)位電路1305、時鐘發(fā)生電路1306、數(shù)據(jù)解調(diào)電路1307、數(shù)據(jù)調(diào)制電路1308、控制電路1309、非易失性存儲器(稱為NVM)1310和RROM 1311。
在本實(shí)施例中，上述實(shí)施方式或上述實(shí)施例所示的半導(dǎo)體元件可適用于電源電路1304、復(fù)位電路1305、時鐘發(fā)生電路1306、數(shù)據(jù)解調(diào)電路1307、數(shù)據(jù)調(diào)制電路1308、控制電路1309中的任一電路中。根據(jù)上述，可以高效率地制造ID芯片。
圖21所示的電路全部形成在玻璃襯底、柔性襯底或半導(dǎo)體襯底上。天線1302可以形成在玻璃襯底、柔性襯底或半導(dǎo)體襯底上。另外，它也可以形成在襯底的外部并連接到襯底內(nèi)部的半導(dǎo)體集成電路。
高頻電路1303是從天線1302接收模擬信號，并從天線1302輸出從數(shù)據(jù)調(diào)制電路1308接受的模擬信號的電路；電源電路1304是通過接收到的信號產(chǎn)生恒定電源的電路；復(fù)位電路1305是產(chǎn)生復(fù)位信號的電路；時鐘發(fā)生電路1306是產(chǎn)生時鐘信號的電路；數(shù)據(jù)解調(diào)電路1307是從接收到的信號中提取數(shù)據(jù)的電路；數(shù)據(jù)調(diào)制電路1308是根據(jù)接收自控制電路的數(shù)字信號產(chǎn)生將輸出到天線的模擬信號或者改變天線特性的電路。上述電路構(gòu)成了模擬部分。
另一方面，控制電路1309通過接收從接收到的信號中提取出來的數(shù)據(jù)來讀取數(shù)據(jù)。具體來說，控制電路1309生成NVM1310和ROM1311的地址信號，且讀取數(shù)據(jù)，并將讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)調(diào)制電路。上述電路構(gòu)成了數(shù)字部分。
實(shí)施例10具有在實(shí)施方式或?qū)嵤├兴镜陌雽?dǎo)體器件的電子器件包括電視機(jī)(有時只稱之為電視或電視接收機(jī))、數(shù)字照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、便攜式電話機(jī)(有時只稱之為移動電話或手機(jī))、便攜式信息終端(例如PDA)、便攜式游戲機(jī)、用于計算機(jī)的監(jiān)視器、計算機(jī)、放音裝置(例如汽車用立體聲系統(tǒng))和配備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(如家用游戲機(jī))。圖23A至23F表示這種設(shè)備的具體例子。
圖23A中所示的便攜式信息終端包括主體9201、顯示部分9202等。該顯示部分9202可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的便攜式信息終端。
圖23B中所示的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)包括顯示部分9701和9702等。該顯示部分9701可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
圖23C中所示的便攜式信息終端包括主體9101、顯示部分9102等。該顯示部分9102可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的便攜式信息終端。
圖23D中所示的便攜式電視機(jī)包括主體9301、顯示部分9302等。該顯示部分9102可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的便攜式電視機(jī)。這種電視機(jī)可廣泛地適用于搭載在便攜式電話等的便攜式信息終端中的小型結(jié)構(gòu)、能搬運(yùn)的中型結(jié)構(gòu)、或者大型結(jié)構(gòu)(例如40英寸或更大)。
圖23E中所示的便攜式計算機(jī)包括主體9401、顯示部分9402等。該顯示部分9402可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的便攜式計算機(jī)。
圖23F中所示的電視機(jī)包括主體9501、顯示部分9502等。該顯示部分9502可以使用實(shí)施方式1-7或?qū)嵤├?-9所示的結(jié)構(gòu)。通過利用本發(fā)明之一的顯示器件，可以廉價地提供能夠進(jìn)行高清晰度的顯示的電視機(jī)。
在上面列舉出的電子器件中，通過減小功耗量，可使那些使用可充電電池的電子器件具有更長的工作時間，這樣就可以節(jié)省可充電電池的充電時間。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；在所述半導(dǎo)體膜的一部分之上形成氧化物層；以及使用將所述氧化物層用作掩模的蝕刻方法對所述半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述氧化物層是經(jīng)由具有透光部分和遮光部分的掩模將激光束照射到所述半導(dǎo)體膜而形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述氧化物層是在用保護(hù)材料覆蓋不被氧化的所述半導(dǎo)體膜的一部分的狀態(tài)下將所述半導(dǎo)體膜浸在氧化劑中而形成的。
4.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；在形成于所述半導(dǎo)體膜上的第一氧化物層的一部分之上形成第二氧化物層；去除所述第一氧化物層的露出部分；以及使用將所述第二氧化物層用作掩模的蝕刻方法對所述半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化。
5.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成半導(dǎo)體膜；去除形成于所述半導(dǎo)體膜上的第一氧化物層；在所述半導(dǎo)體膜一部分之上形成第二氧化物層；以及使用將所述第二氧化物層用作掩模的蝕刻方法對所述半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述第二氧化物層是經(jīng)由具有透光部分和遮光部分的掩模將激光束照射到所述第一氧化物層和所述半導(dǎo)體膜而形成的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述第二氧化物層是在用保護(hù)材料覆蓋不被氧化的所述第一氧化物層的一部分和所述半導(dǎo)體膜的一部分的狀態(tài)下將所述第一氧化物層和所述半導(dǎo)體膜浸在氧化劑中而形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述第二氧化物層是經(jīng)由具有透光部分和遮光部分的掩模將激光束照射到所述半導(dǎo)體膜而形成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述第二氧化物層是在用保護(hù)材料覆蓋不被氧化的所述半導(dǎo)體膜的一部分的狀態(tài)下將所述半導(dǎo)體膜浸在氧化劑中而形成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在激光束所照射的表面上的射束點(diǎn)為線狀、矩形和面狀中的任何一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是連續(xù)振蕩激光束。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是脈沖振蕩激光束。
13.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在激光束所照射的表面上的射束點(diǎn)為線狀、矩形和面狀中的任何一種。
14.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是連續(xù)振蕩激光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是脈沖振蕩激光束。
16.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中在激光束所照射的表面上的射束點(diǎn)為線狀、矩形和面狀中的任何一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是連續(xù)振蕩激光束。
18.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束是脈沖振蕩激光束。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是非晶體。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是晶體。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是濕式蝕刻方法。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是干式蝕刻方法。
23.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是非晶體。
24.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是晶體。
25.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是濕式蝕刻方法。
26.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是干式蝕刻方法。
27.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是非晶體。
28.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述被圖案化的半導(dǎo)體膜是晶體。
29.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是濕式蝕刻方法。
30.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中蝕刻所述半導(dǎo)體膜的一部分的方法是干式蝕刻方法。
31.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述半導(dǎo)體膜被蝕刻從而形成薄膜晶體管的激活層。
32.根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述半導(dǎo)體膜被蝕刻從而形成薄膜晶體管的激活層。
33.根據(jù)權(quán)利要求5的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述半導(dǎo)體膜被蝕刻從而形成薄膜晶體管的激活層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域的制造方法。另外，本發(fā)明提供一種不均勻少的半導(dǎo)體器件的制造方法。此外，本發(fā)明還提供一種通過使用少量原料可以減少成本，且能夠制造高成品率的半導(dǎo)體器件的方法。本發(fā)明中，對半導(dǎo)體膜的一部分進(jìn)行氧化來形成氧化物層，接著用該氧化物層作為掩模蝕刻半導(dǎo)體膜，以形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域，從而制造使用該半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體器件。在本發(fā)明中，不用眾所周知的使用抗蝕劑的光刻步驟就能在預(yù)定區(qū)域中形成具有所希望的形狀的半導(dǎo)體區(qū)域。
文檔編號H01L21/30GK1925112SQ200510103678
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者中村理, 佐藤淳子 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所