專利名稱：顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少在像素部中使用薄膜晶體管的顯示裝置及該顯示 裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，使用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體薄膜(厚度
大約幾mn至幾百mn)來構(gòu)成薄膜晶體管的技術(shù)正受到關(guān)注。薄膜晶體 管在諸如IC和電光學(xué)裝置等的電子裝置中被廣泛地應(yīng)用，特別地作為 圖像顯示裝置的開關(guān)元件正在加快開發(fā)。
作為像素顯示裝置的開關(guān)元件利用使用非晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體 管或使用多晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管等。
當(dāng)制造薄膜晶體管時，采用使用多個曝光掩模(也稱作光掩模)， 并且通過光刻工序形成疊層結(jié)構(gòu)的方法。但是，為了實現(xiàn)制造成本的 縮減或成品率的提高，重要的是工序數(shù)目的減少，研究縮減光刻工序 數(shù)目，即縮減曝光掩模數(shù)的技術(shù)(例如，參照專利文獻1及專利文獻2。)。 [專利文獻l]日本專利申請公開2001-313397號公報 [專利文獻2]日本專利申請公開2007-133371號公報 如上述專利文獻所注目，光刻工序由光致抗蝕劑的形成、使用曝 光掩模的曝光處理和顯影處理等構(gòu)成。而且光刻工序是除了這些工序 以外還可以包括洗滌處理或檢查等的包括多個工序的工序，并它是給 制造成本、成品率及生產(chǎn)率等給予大影響的主要原因之一。尤其，設(shè) 計或制造成本高的曝光掩模數(shù)的縮減是重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的之一在于通過縮減曝光掩模數(shù)而將 光刻工序簡化來以低成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。
在具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反交錯型薄膜晶體管的顯示裝置的制造方 法中，使用掩模層進行蝕刻工序，該掩模層由用作透過的光變成多個強度的曝光掩模的多級灰度掩模形成。進而，在襯底上以彼此相同的
工序形成柵極布線層和源極布線層，且在柵極布線層和源極布線層的
交叉部采用分割(切斷)源極布線層的形狀。被分割的源極布線層在開
口 (接觸孔)中通過布線層彼此電連接。該布線層通過與源電極層及漏
電極層相同的工序在柵極絕緣層上形成。
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過選擇性地去掉導(dǎo)電層且使透光導(dǎo)電層露出而形成像素電極層。
使用多級灰度掩模形成的掩模層成為具有多個膜厚的形狀，并且 通過進行灰化可以進一步改變其形狀，所以可以用于加工為不同的圖 案的多個蝕刻工序。因此，使用一個多級灰度掩?？梢孕纬蓪?yīng)于至 少兩種以上的不同的圖案的掩模層。由此，可以縮減曝光掩模數(shù)且可 以縮減對應(yīng)的光刻工序，所以可以實現(xiàn)工序的簡化。
用作柵極布線層、源極布線層、源電極層以及漏電極層的導(dǎo)電層 由對光具有反射性的導(dǎo)電材料形成。另一方面襯底或像素電極層由具 有透光性的材料形成。在形成掩模層的曝光工序中，該掩模層用于對 用作薄膜晶體管的保護膜的絕緣膜的蝕刻工序，可以從與襯底的元件 形成一側(cè)的相反一側(cè)(也稱作背面一側(cè))照射光，進行背面曝光。在該 背面曝光中，以用于柵極布線層、源極布線層、源電極層以及漏電極 層的具有反射性的導(dǎo)電層為掩模而使用。從而，不需要形成用于絕緣 膜的蝕刻的曝光掩模，可以進一步縮減光刻工序的次數(shù)。
進而，使用光刻工序形成的掩模層可以進行加熱處理(也稱作回流 處理)來加工其形狀。通過加熱處理，掩模層以其周圍擴大的方式延伸 并覆蓋絕緣膜上的更大的區(qū)域。
源電極層或漏電極層和像素電極采用不隔著絕緣膜且彼此直接接 觸而設(shè)置的結(jié)構(gòu)，所以可以降低源電極層或漏電極層和像素電極之間 形成的寄生電容。另一方面，因為源極布線層和像素電極層隔著柵極 絕緣層形成，所以在采用細節(jié)的設(shè)計的情況下也可以防止形狀不良所 導(dǎo)致的源極布線層和像素電極層的短路等的電缺陷。
因此，通過縮減曝光掩模數(shù)將光刻工序簡化，可以以低成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。
本發(fā)明的顯示裝置的制造方法之一是如下在透光襯底上形成柵 極布線層，且中間夾著柵極布線層形成第一源極布線層以及第二源極 布線層。在柵極布線層、第一源極布線層以及第二源極布線層上形成 柵極絕緣層。在柵極絕緣層上層疊半導(dǎo)體膜及添加有賦予一導(dǎo)電型的 雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜。在添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜上形成第 一掩模層。使用第一掩模層對柵極絕緣層、半導(dǎo)體膜以及添加有賦予 一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜進行蝕刻，而形成到達第一源極布線層的 第一開口和到達第二源極布線層的第二開口。對第一掩模層進行灰化 形成第二掩模層。使用第二掩模層對半導(dǎo)體膜及添加有賦予一導(dǎo)電型 的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜進行蝕刻，而形成半導(dǎo)體層及添加有賦予一導(dǎo)電型 的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層。在柵極布線層、第一源極布線層、第二源極布線 層、柵極絕緣層、半導(dǎo)體層以及添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體 層上形成透光導(dǎo)電膜及導(dǎo)電膜的疊層。在透光導(dǎo)電膜及導(dǎo)電膜上形成 第三掩模層。使用第三掩模層對透光導(dǎo)電膜及導(dǎo)電膜進行蝕刻，來形 成具有凹部的半導(dǎo)體層、源區(qū)域、漏區(qū)域、透光導(dǎo)電層及導(dǎo)電層的疊 層的源電極層及漏電極層。對第三掩模層進行灰化形成第四掩模層。 使用第四掩模層對源電極層或漏電極層的導(dǎo)電層選擇性地進行蝕刻而 使透光導(dǎo)電層露出來形成像素電極層。形成在第一開口及第二開口中 電連接第一源極布線層及第二源極布線層的源電極層或漏電極層。第 一掩模層及第三掩模層使用透過的光具有多個強度的曝光掩模形成。 具有凹部的半導(dǎo)體層具有比與源區(qū)域及漏區(qū)域重疊的區(qū)域的膜厚薄的 膜厚的區(qū)域。
在上述構(gòu)成中，在用作像素電極的透光導(dǎo)電層上形成液晶層，而 可以制造液晶顯示裝置。通過以用作像素電極層的區(qū)域為透光導(dǎo)電層 可以制造透過型液晶顯示裝置，并且通過以用作像素電極層的區(qū)域為 其一部分具有反射性的導(dǎo)電層可以制造半透過型液晶顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明，通過縮減曝光掩模數(shù)而將光刻工序簡化，可以以低 成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。


圖1A至1C是說明本發(fā)明的顯示裝置的圖2A至2C是說明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的圖3A至3D是說明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的圖4A至4D是說明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的圖5A至5D是說明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的圖6A至6C是說明本發(fā)明的顯示裝置的制造方法的圖7A和7B是說明本發(fā)明的顯示裝置的圖8是說明本發(fā)明的顯示裝置的圖9A至9C是說明本發(fā)明的顯示裝置的圖10和10B是說明本發(fā)明的顯示裝置的圖11A至11 D是表示應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置的圖12是表示應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置的主要構(gòu)成的框圖13A至13D是說明可以應(yīng)用于本發(fā)明的多級灰度掩模的圖。
具體實施例方式
關(guān)于本發(fā)明的實施方式，使用附圖來詳細地說明。但是，本發(fā)明 不局限于以下說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解，其方式和細節(jié) 可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的條件下作各種各樣的變換。因 此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限于以下所示的實施方式的記載內(nèi)容。 注意，在以下所說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同附圖之間共同使用相 同的參考符號來表示相同的部分或具有同樣功能的部分，而省略其重 復(fù)說明。
實施方式l
在本實施方式中，關(guān)于具有薄膜晶體管的顯示裝置及其制造工序， 使用圖1A至圖7B來進行說明。
n型薄膜晶體管的遷移率比P型薄膜晶體管的遷移率高，所以n 型薄膜晶體管適合驅(qū)動電路。但是在本發(fā)明中，無論使用n型或p型 都可以。在使用任何極性的薄膜晶體管的情況下，都優(yōu)選使形成在相 同襯底上的所有薄膜晶體管的極性一致，以便抑制工序數(shù)。在此，使用n溝道型的薄膜晶體管來進行說明。
圖1A至1C及圖2A至2C是顯示裝置的平面圖的一例，其中具有 使用本發(fā)明的有源矩陣襯底的薄膜晶體管。在圖1A及圖2A中，為了 實現(xiàn)附圖的簡化，表示以矩陣狀的方式配置的多個像素中的一個的像 素結(jié)構(gòu)。圖1B、 1C及圖2B、 2C表示用于電連接外部電路和有源矩陣 襯底的端子部。圖3A至圖6C是表示具有薄膜晶體管的顯示裝置的制 造工序的圖。在圖3A至圖6C中，X-X'、 Y-Y'、 Z-Z'分別相當(dāng)于沿圖 1A至圖2C的線X-X'、 Y-Y'、 Z-Z'的截面。
如圖1A所示，有源矩陣襯底具有配置為彼此平行的多個柵極布線 層(也稱作柵極信號線)和交叉于各個柵極布線層的多個源極布線層 (也稱作源信號線)。在襯底上以彼此相同的工序形成柵極布線層和源 極布線層，在柵極布線層和源極布線層的交叉部以源極布線層為分割 (切斷)的形狀。被分割的源極布線層在開口(接觸孔)中隔著布線層彼 此電連接。該布線層通過與源電極層及漏電極層相同的工序在柵極絕 緣層上形成。
源電極層及漏電極層由透光導(dǎo)電層和導(dǎo)電層(金屬膜)的疊層形 成，并且通過選擇性地去掉導(dǎo)電層且使透光導(dǎo)電層露出而形成像素電 極層。
在由柵極布線層和源極布線層圍繞的區(qū)域配置有用作像素電極的 透光導(dǎo)電層，通過以重疊于部分地鄰接的柵極布線層的方式設(shè)置透光 導(dǎo)電層來形成存儲電容。
進而在柵極布線層和源極布線層的交叉部附近設(shè)置有薄膜晶體管 (也稱作TFT)作為開關(guān)元件。該薄膜晶體管是具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反交 錯型薄膜晶體管。
在本發(fā)明中，被分割的源極布線層在開口 (接觸孔)中通過布線層 彼此電連接。該布線層通過與源電極層及漏電極層相同的工序在柵極 絕緣層上形成。因此，當(dāng)在連接處的開口中發(fā)生接觸不良時，不用作 源極布線層。圖7A、 7B表示源極布線層的開口中的連接方法的一例。
圖7A表示為了降低接觸不良的可能性，設(shè)置多個用于連接的柵極絕緣層的開口的例子。源極布線層236和源極布線層202通過形成在 開口251al、 251a2以及開口 251bl、 251b2中的透光導(dǎo)電層218a及導(dǎo) 電層225a電連接。在此情況下，即使在一方的開口中發(fā)生連接不良， 也在另一開口中連接而能夠維持作為信號線的功能。圖7B表示將柵極 絕緣層的開口 252a、252b形成于包括源極布線層236及源極布線層202 的端部的位置的一例。由此，通過在源極布線層236及源極布線層202 的端部也連接源極布線層236及源極布線層202和透光導(dǎo)電層218a及 導(dǎo)電層225a，可以降低連接不良的可能性。
在圖1A至圖6C中，Y-Y'、 Z-Z'表示端子部的結(jié)構(gòu)。Y-Y'表示 以與柵極布線層相同工序形成的引導(dǎo)在像素周圍部的布線與端子連接 的部分的截面結(jié)構(gòu)。在形成于柵極絕緣層的開口中，以與柵極布線層 相同工序形成的布線連接到以與源電極層及漏電極層相同工序形成的 透光導(dǎo)電層及導(dǎo)電層的疊層，并且在端子部之前疊層成為透光導(dǎo)電層 的單層結(jié)構(gòu)，并延伸到端子部。Z-Z'表示以與源電極層及漏電極層相 同工序形成的引導(dǎo)在像素周圍部的布線連接到端子的部分的截面結(jié) 構(gòu)。以與源電極層及漏電極層相同工序形成的引導(dǎo)的布線是透光導(dǎo)電 層及導(dǎo)電層的疊層，并且在端子部成為透光導(dǎo)電層的單層。在圖1B、 1C及圖2B、 2C所示的端子部中，露出的透光導(dǎo)電層隔著各向異性導(dǎo)電
層等的導(dǎo)電粘合劑而電連接到襯底外部的驅(qū)動電路。
圖2A至2C表示在圖1A至1C的工序之后，作為保護膜形成在像 素區(qū)域中具有開口的絕緣膜231的工序。有助于絕緣膜231，薄膜晶體 管235可以防止污染物所導(dǎo)致的特性的降低。
以下，詳細地說明制造方法。在透光襯底200上形成源極布線層 201、 202及柵極布線層203(圖3A)。作為透光襯底200，可以使用通 過熔化法或浮法制造的無堿玻璃襯底例如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸 鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等；還可以使用具有可承受本制造工序的處理 溫度的耐熱性的塑料襯底等。作為襯底200的尺寸可以采用 320mmx400mm、 370mmx470mm、 550mmx650mm、 600mmx720mm、 680mmx880mm、 730mmx920mm、脂0mmxl200mm 、 1100mmxl250mm 、 1150mmxl300mm 、1500mmxl800mm、 1900mmx2200mm、 2160mrax2460mm、 2400mmx2800mm、 或者2850mmx3050mm等。
源極布線層201、 202及柵極布線層203使用鈦、鉬、鉻、鉭、鎢、 鋁等金屬材料或它們的合金材料來形成。源極布線層201、 202及柵極 布線層203可以通過濺射法或真空蒸鍍法在透光襯底200上形成導(dǎo)電 膜，通過光刻技術(shù)或噴墨法在該導(dǎo)電膜上形成掩模層，并且使用該掩 模層對導(dǎo)電膜進行蝕刻來形成。另外，也可以使用銀、金、銅等導(dǎo)電 納米膏通過噴墨法噴射并焙燒來形成源極布線層201、 202及柵極布線 層203。注意，作為為了提高源極布線層201、 202及柵極布線層203 的緊密性且防止擴散的阻擋金屬，可以在透光襯底200和源極布線層 201、 202及柵極布線層203之間提供上述金屬材料的氮化物膜。
另外，源極布線層201、 202及柵極布線層203也可以采用疊層結(jié) 構(gòu)，并作為阻擋金屬還可以在上層形成阻擋金屬膜。例如可以采用從 透光襯底200 —側(cè)層疊的鋁膜和鉬膜的疊層、銅膜和鉬膜的疊層、銅 膜和氮化鈦膜的疊層、銅膜和氮化鉭膜的疊層等。作為源極布線層201、 202及柵極布線層203優(yōu)選使用鋁等低電阻金屬材料。在上述疊層結(jié)構(gòu) 中，形成在上層的阻擋金屬的鉬膜和氮化物膜如氮化鈦膜、氮化鉭膜 等具有阻擋金屬的效果。
注意，在源極布線層201、 202及柵極布線層203上形成半導(dǎo)體膜 和布線，因此優(yōu)選將其端部加工為錐形以便防止斷開。
接著，在源極布線層201、 202及柵極布線層203上依次形成柵極 絕緣層204、半導(dǎo)體膜205、添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜 206(參照圖3B)。
另外，也可以以不暴露于大氣的方式連續(xù)地形成柵極絕緣層204、 半導(dǎo)體膜205、添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206。通過以不 暴露于大氣的方式連續(xù)地形成柵極絕緣層204、半導(dǎo)體膜205、添加有 賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206，可以在不受到大氣成分或大氣中 懸浮的污染雜質(zhì)元素的污染的狀態(tài)下形成各個疊層界面。因此可以降 低薄膜晶體管的特性的不均勻性。柵極絕緣層204可以通過CVD法或濺射法等并使用氧化硅膜、氮 化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜形成。在本實施方式中，將表示 依次層疊氮化硅膜或氮氧化硅膜以及氧化硅膜或氧氮化硅膜來形成柵 極絕緣層204的方式。另外，柵極絕緣層也可以不采用兩層結(jié)構(gòu)，而 采用如下三層結(jié)構(gòu)，即從襯底一側(cè)依次層疊氮化硅膜或氮氧化硅膜、 氧化硅膜或氧氮化硅膜、以及氮化硅膜或氮氧化硅膜的三個層來形成 柵極絕緣層。另外，柵極絕緣層還可以由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮 化硅膜、或氮氧化硅膜的單層形成。進而，優(yōu)選使用頻率為lGHz的微 波等離子體CVD裝置形成柵極絕緣層。使用微波等離子體CVD裝置形 成的氧氮化硅膜、氮氧化硅膜的耐壓性高，所以可以提高之后形成的 薄膜晶體管的可靠性。
作為柵極絕緣層的三層疊層結(jié)構(gòu)的例子，也可以在柵電極層上層 疊氮化硅膜或氮氧化硅膜作為第一層，層疊氧氮化硅膜作為第二層， 層疊氮化硅膜作為第三層，并且在最上層的氮化硅膜上形成半導(dǎo)體膜。 在此情況下，第一層的氮化硅膜或氮氧化硅膜的厚度優(yōu)選大于50nm， 并且該膜發(fā)揮阻擋鈉等的雜質(zhì)的阻擋膜的效果以及防止柵電極的小丘 的產(chǎn)生和柵電極的氧化等的效果。第三層的氮化硅膜發(fā)揮提高半導(dǎo)體 膜的緊密性的效果以及防止氧化的效果。
如上所述，通過在柵極絕緣層的表面上形成極薄的氮化膜如氮化 硅膜，可以提高半導(dǎo)體膜的緊密性。氮化膜可以使用等離子體CVD法 形成，也可以使用利用微波的高密度和低溫的等離子體處理進行氮化 處理。另外，也可以在對反應(yīng)室進行硅烷沖洗處理時形成氮化硅膜、 氮氧化硅膜。
在此，氧氮化硅膜指的是在其組成中氧含量高于氮含量的膜，其 中在55原子％至65原子％的濃度范圍內(nèi)包含氧，在1原子％至20原 子％的范圍內(nèi)包含氮，在25原子X至35原子X的范圍內(nèi)包含Si，在 0. 1原子％至10原子％的范圍內(nèi)包含氫。另外，氮氧化硅膜指的是在 其組成中氮含量高于氧含量的膜，其中在15原子％至30原子％的濃 度范圍內(nèi)包含氧，在20原子％至35原子％的范圍內(nèi)包含氮，在25原子％至35原子％的范圍內(nèi)包含Si，在15原子％至25原子％的范圍內(nèi) 包含氫。
在形成n溝道型薄膜晶體管的情況下，作為添加有賦予一導(dǎo)電型 的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206的典型雜質(zhì)元素添加磷即可，即對于氫化硅添 加PH3等的雜質(zhì)氣體即可。此外，在形成p溝道型薄膜晶體管的情況下， 作為典型雜質(zhì)元素添加硼即可，即對于氫化硅添加B2H6等的雜質(zhì)氣體 即可。添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206可以由非晶半導(dǎo)體、 微晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成。添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體 膜206的膜厚設(shè)定為2nm至50nm (優(yōu)選為10nm至30nm)即可。
在半導(dǎo)體膜205及添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206上 形成掩模層207a至207e(參照圖3C)。
在本實施方式中，表示為了形成掩模層207a至207e進行使用多 級灰度(高級灰度)掩模的曝光的例子。為了形成掩模層207a至207e 形成抗蝕劑。作為抗蝕劑可以使用正型抗蝕劑或負型抗蝕劑。在此， 使用正型抗蝕劑來表示。
然后，作為曝光掩模使用多級灰度掩模59，對抗蝕劑照射光，對 抗蝕劑進行曝光。
在此，關(guān)于使用多級灰度掩模59來進行的曝光，參照圖13A至13D 說明。
多級灰度掩模指的是對曝光部分、中間曝光部分以及未曝光部分 可以進行三級的曝光的掩模，并且它是透過的光具有多個強度的曝光 掩模。通過一次的曝光及顯影工序，可以形成具有多個(典型地具有 兩種)厚度區(qū)域的抗蝕劑掩模。因此，通過使用多級灰度掩模，可以 縮減曝光掩模的數(shù)目。
作為多級灰度掩模的代表例，可以舉出圖13A所示的灰色調(diào)掩模 59a以及圖13C所示的半色調(diào)掩模59b。
如圖13A所示，灰色調(diào)掩模59a由透光襯底163、形成在其上的遮 光部164及衍射光柵165構(gòu)成。在遮光部164中，光透過率為0%。另 一方面，衍射光柵165可以通過將狹縫、點、網(wǎng)眼等的光透過部的間隔設(shè)定為用于曝光的光的分辨率限度以下的間隔來控制光透過率。注 意，可以使用具有周期性的狹縫、點、網(wǎng)眼以及具有非周期性的狹縫、
點、網(wǎng)眼的雙方作為衍射光柵165。
作為透光襯底163，可以使用石英等的透光襯底。遮光部164及衍 射光柵165可以使用鉻或氧化鉻等的吸收光的遮光材料形成。
在對灰色調(diào)掩模59a照射曝光光線的情況下，如圖13B所示，在 遮光部164中，光透過率166為0%，且在不設(shè)置有遮光部164及衍射 光柵165的區(qū)域中，光透過率166為100%。另外，在衍射光柵165 中，可以以10%至70%的范圍內(nèi)調(diào)整光透過率。通過調(diào)整衍射光柵的 狹縫、點或網(wǎng)眼的間隔及柵距可以調(diào)整衍射光柵165中的光透過率。
如圖13C所示，半色調(diào)掩模59b由透光襯底163、形成在其上的半 透過部167以及遮光部168構(gòu)成。作為半透過部167可以使用MoSiN、 MoSi、 MoSiO、 MoSiON、 CrSi等。遮光部168可以使用鉻或氧化鉻等吸 收光的遮光材料形成。
在對半色調(diào)掩模59b照射曝光光線的情況下，如圖13D所示，在 遮光部168中，光透過率169為0% ，且在不設(shè)置有遮光部168及半透 過部167的區(qū)域中，光透過率169為100%。另外，在半透過部167 中，可以以10%至70%的范圍內(nèi)調(diào)整光透過率。半透過部167中的光 透過率可以根據(jù)半透過部167的材料調(diào)整。
通過使用多級灰度掩模來進行曝光之后進行顯影，可以形成如圖 3C所示那樣具有膜厚不同的區(qū)域的掩模層207a至207e。
接著，使用掩模層207a至207e對柵極絕緣層204、半導(dǎo)體膜205 以及添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206進行蝕刻，而形成到 達源極布線層236的開口 208a、到達源極布線層202的開口 208b以及 到達源極布線層201的開口 209(參照圖3D)。
接著，對掩模層207a至207e進行灰化。其結(jié)果，掩模層207a至 207e的面積縮小且其厚度變成薄。此時，膜厚薄的區(qū)域的掩模層207a 至207e的抗蝕劑被去掉，可以形成掩模層210(參照圖4A)。
使用掩模層210對半導(dǎo)體膜205及添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜206進行蝕刻，而形成半導(dǎo)體層211及添加有賦予一導(dǎo)電型 的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層212(參照圖4B)。然后去掉掩模層210。
將多級灰度掩模用作曝光掩模來形成的掩模層成為具有多個膜厚 的形狀，并進行灰化來可以進一步改變形狀，所以可以用于加工為不 同的圖案的多個蝕刻工序。因此，使用一個多灰度掩?？梢孕纬蓪?yīng) 于至少兩種以上的不同的圖案的掩模層。由此，可以縮減曝光掩模數(shù) 且可以縮減對應(yīng)的光刻工序，所以可以實現(xiàn)工序的簡化。
在開口 208b、開口 209、柵極絕緣層204、半導(dǎo)體層211以及添加 有一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層212上按順序?qū)盈B而形成透光導(dǎo)電膜 213及導(dǎo)電膜214(參照圖4C)。在本實施方式中導(dǎo)電膜214是金屬膜， 并對于光具有反射性。
作為透光導(dǎo)電膜213可以使用如下具有透光性的導(dǎo)電材料，即包 含氧化鉤的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧 化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(以下，稱作ITO)、銦鋅 氧化物、添加有氧化硅的銦錫氧化物等。
另外，透光導(dǎo)電膜213可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱作導(dǎo)電聚 合物)的導(dǎo)電組成物來形成。使用導(dǎo)電組成物來形成的透光導(dǎo)電膜的 薄層電阻(sheet resistance)優(yōu)選為10000Q/口以下，且當(dāng)波長為 550mn時的透光率優(yōu)選為70%以上。另外，包含在導(dǎo)電組成物中的導(dǎo) 電高分子的電阻率優(yōu)選為0. lQ.cm以下。
作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的^電子共軛系統(tǒng)導(dǎo)電高分子。 例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其 衍生物、或者其中兩種以上的共聚物等。
作為導(dǎo)電膜214可以使用具有反射性的金屬膜，它優(yōu)選以單層或 疊層使用鈦、鎢、鎳、金、鉑、銀、銅、鉭、鉬、鋁、鎂、鈣、鋰等 的材料、或者上述材料的合金或氮化物來形成。另外，也可以采用如 下疊層結(jié)構(gòu)，即接觸于添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜一側(cè)的 膜由鈦、鉭、鉬、鎢或該元素的氮化物形成，在其上形成鋁或鋁合金。 進而，也可以采用如下疊層結(jié)構(gòu)，即使用鈦、鉭、鉬、鴇或該元素的氮化物來夾住鋁或鋁合金的上面及下面。
使用濺射法及真空蒸鍍法形成導(dǎo)電膜214即可。此外，也可以使 用絲網(wǎng)印刷法、噴墨法等噴出銀、金、銅等的導(dǎo)電納米膏并焙燒來形 成導(dǎo)電膜214。
在透光導(dǎo)電膜213及導(dǎo)電膜214上形成掩模層215a至215d(參照 圖4D)。在本實施方式中，掩模層215a至215d與掩模層207a至207d 同樣進行使用多級灰度(高級灰度)掩模的曝光來形成。
通過使用多級灰度掩模進行曝光之后進行顯影，可以形成如圖4D 所示具有膜厚不同的區(qū)域的掩模層215a至215d。
使用掩模層215a至215d對半導(dǎo)體層211、添加有賦予一導(dǎo)電型的 雜質(zhì)的半導(dǎo)體層212、透光導(dǎo)電膜213及導(dǎo)電膜214進行蝕刻，而形成 具有凹部的半導(dǎo)體層216、添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層的源 區(qū)域或漏區(qū)域217a、 217b、透光導(dǎo)電層218a、 218b、 219、 220以及導(dǎo) 電層221a、 221b、 222、 223(參照圖5A)。
接著，對掩模層215a至215d進行灰化。其結(jié)果，掩模層215a至 215d的面積縮小且其厚度變薄。此時，掩模層215a至215d的膜厚薄 的區(qū)域的抗蝕劑被去掉，可以形成掩模層224a至224d (參照圖5B。)。 另外，因為掩模層215a至215d各向同性地被灰化，所以掩模層224a 至224d的端部與掩模層215a至215d的端部不一致并進一步后退且縮 小。
使用掩模層224a至224d對導(dǎo)電層221a、 221b、 222、 223進行蝕 刻，而形成用作源電極層或漏電極層的導(dǎo)電層225a、 225b、導(dǎo)電層226、 227 (參照圖5C)。
通過選擇性地去掉透光導(dǎo)電層218b上的導(dǎo)電層221b且使透光導(dǎo) 電層218b露出來形成像素電極層。通過以用作像素電極層的區(qū)域為透 光導(dǎo)電層可以制造透過型液晶顯示裝置，并且通過用作像素電極層的 區(qū)域的一部分殘留有反射性的導(dǎo)電層可以制造半透過型液晶顯示裝 置。
反映掩模層224a至224d的形狀，導(dǎo)電層225a、 225b的端部與層疊的透光導(dǎo)電層218a、 218b及源區(qū)域或漏區(qū)域217a、 217b的端部不 一致并進一步后退且縮小，而透光導(dǎo)電層218a、 218b及源區(qū)域或漏區(qū) 域217a、 217b成為向?qū)щ妼?25a、 225b的外側(cè)突出的形狀。與其同 樣地，透光導(dǎo)電層219、 220成為向?qū)щ妼?26、 227的外側(cè)突出的形 狀。然后去掉掩模層224a至224d。
接著，在導(dǎo)電層225a、 225b、導(dǎo)電層226、 227、透光導(dǎo)電層218a、 218b、 219、 220、源區(qū)域或漏區(qū)域217a、 217b、具有凹部的半導(dǎo)體層 216、以及柵極絕緣層204上形成絕緣膜228(參照圖5D)。
絕緣膜228可以與柵極絕緣層204同樣形成。注意，絕緣膜228 用于防止大氣中懸浮的有機物、金屬物或水蒸氣等污染雜質(zhì)的侵入， 所以優(yōu)選采用細密的膜。在本實施方式中使用氮化硅膜。
在絕緣膜228上形成掩模層229a至229c (參照圖6A)。
用作柵極布線層203、源極布線層201、 202、導(dǎo)電層225a、 225b、 導(dǎo)電層226、 227的導(dǎo)電層由對光具有反射性的導(dǎo)電材料形成。另一方 面，透光襯底200或透光導(dǎo)電層218a、 218b、 219以及220由具有透光性 的材料形成。在形成用于用作薄膜晶體管的保護膜的絕緣膜228的蝕刻 工序的掩模層229a至229c的曝光工序中，可以從透光襯底200的相對于 元件形成一側(cè)的相反一側(cè)(也稱作背面一側(cè))照射光，可以進行背面曝 光。在該背面曝光中，可以以用于柵極布線層203、源布線層201、 202、 導(dǎo)電層225a、 225b、以及導(dǎo)電層226、 227的具有反射性的導(dǎo)電層為掩 模來進行背面曝光。從而，不需要形成用于絕緣膜228的蝕刻工序的曝 光掩模，可以進一步縮減光刻工序的次數(shù)。
進而，使用光刻工序形成的掩模層可以進行加熱處理(也稱作回流 處理)來加工其形狀。在本實施方式中，對掩模層229a至229c進行加 熱處理，而形成掩模層230a至230c(參照圖6B)。因為通過加熱處理， 掩模層229a至229c以其周圍擴大的方式延伸且其面積變大，所以成 為覆蓋絕緣膜228上的更大的區(qū)域的掩模層230a至230c。掩模層230a 至230c的面積至少到達柵極布線層203、源布線層201、 202、導(dǎo)電層 225a、 225b、以及導(dǎo)電層226、 227的端部的外側(cè)即可。關(guān)于覆蓋用作像素電極的透光導(dǎo)電膜218b的導(dǎo)電層225b上的掩模層230b，若是通 過加熱處理掩模層230b的面積變太大就開口率降低，所以控制加熱條 件。
通過以掩模層230a至230c為掩模并對絕緣膜228進行蝕刻，形 成絕緣膜231a至231c (參照圖6C)。因為絕緣膜231a至231c反映掩 模層230a至230c的形狀，所以成為覆蓋柵極布線層203、源布線層 201、 202、導(dǎo)電層225a、 225b、以及導(dǎo)電層226、 227的端部的形狀。
因為用作源電極層或漏電極層的導(dǎo)電層225b和用作像素電極層的 透光導(dǎo)電層218b采用不隔著絕緣膜231a并彼此直接接觸而設(shè)置的結(jié) 構(gòu)，所以可以降低在源電極層或漏電極層和像素電極層之間形成的寄 生電容。通過只在柵極布線層203上使具有反射性的導(dǎo)電層225b殘留， 可以提高開口率。另外，也可以完全去掉而不設(shè)置導(dǎo)電層225b，但是 在此情況下，優(yōu)選使用黑矩陣等的遮光膜藏(覆蓋)導(dǎo)電層225b的形成 區(qū)域下的柵極布線層。另一方面，因為源極布線層和像素電極層隔著 柵極絕緣層形成，所以在采用微小的設(shè)計的情況下也可以防止形狀不 良所導(dǎo)致的源極布線層和像素電極層的短路等的電缺陷。
通過以上的工序形成本實施方式的采用溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反交錯型 薄膜晶體管的薄膜晶體管235 (參照圖6C及圖2A)。在端子部的Y-Y'、 Z-Z'中也透光導(dǎo)電層219、 220露出。露出的透光導(dǎo)電層219、 220可 以隔著各向異性導(dǎo)電膜等的導(dǎo)電粘合劑而電連接到襯底外部的驅(qū)動電 路。
可以以接觸于用作像素電極層的透光導(dǎo)電層218b的露出區(qū)域的方 式形成液晶元件，而電連接薄膜晶體管235和液晶元件。例如，在透 光導(dǎo)電層218b上形成取向膜，使該取向膜和同樣地設(shè)置取向膜的相對 電極彼此相對并且在取向膜之間形成液晶層即可。因為在本實施方式 中只使用透光導(dǎo)電層218b作為像素電極層，所以可以制造透過型液晶 顯示裝置。
如此，通過根據(jù)本實施方式縮減曝光掩模數(shù)將光刻工序簡化，可 以以低成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。在本發(fā)明中，顯示裝置包括顯示元件。如本實施方式所示作為顯 示元件可以優(yōu)選地使用液晶元件(液晶顯示元件)。另外，也可以使用
將稱作電致發(fā)光(以下也稱作EL)的呈現(xiàn)發(fā)光的有機物、無機物或包含 有機物及無機物的混合物的層介于電極和電極之間的發(fā)光元件(EL元 件)。另外，也可以用于電子墨水等的利用電作用使對比度變化的顯示 媒介。注意，作為使用EL元件的顯示裝置可以舉出EL顯示器，作為 使用液晶元件的顯示裝置可以舉出液晶顯示器、透過型液晶顯示器或 半透過型液晶顯示器，作為使用電子墨水的顯示裝置可以舉出電子紙。 另外，顯示裝置包括處于其中密封有顯示元件的狀態(tài)的面板以及 處于該面板上安裝有包含控制器的IC等的狀態(tài)的模塊。再者，本發(fā)明
涉及相當(dāng)于在制造該顯示裝置的工序中的完成顯示元件之前的一個形 態(tài)的元件襯底，該元件襯底在多個像素中分別具備用于將電流提供給 顯示元件的單元。具體地說，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的 像素電極層的狀態(tài)，又可以是形成成為像素電極層的導(dǎo)電膜之后且進 行蝕刻來形成像素電極層之前的狀態(tài)，任何狀態(tài)均相當(dāng)于本發(fā)明。
在本說明書中，顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置或光源(包 括照明裝置)。另外，安裝有連接器如FPC (柔性印刷電路)、TAB (巻 帶式自動接合)帶或TCP (帶式載體封裝)的模塊、將印刷線路板設(shè)置 在TAB帶或TCP端部的模塊或使用COG (玻璃上芯片)方式將IC (集 成電路)直接安裝到顯示元件的模塊都包括在顯示裝置內(nèi)。
實施方式2
本實施方式是在實施方式1中的薄膜晶體管的形狀不同的例子。 因此，其它部分都可以與實施方式1同樣進行，而省略與實施方式1 同樣的部分或具有同樣的功能的部分以及工序的重復(fù)的說明。
圖8表示薄膜晶體管240，該薄膜晶體管240是本實施方式的具有 溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反交錯型薄膜晶體管。
在圖8中，襯底248上設(shè)置有包括柵電極層241、柵極絕緣層242、 微晶半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體層243、緩沖層244、源區(qū)域或漏區(qū)域245a及 245b、透光導(dǎo)電層246a及246b、導(dǎo)電層247a及247b的薄膜晶體管240，且以覆蓋薄膜晶體管240的方式設(shè)置絕緣膜249。透光導(dǎo)電層246a 及導(dǎo)電層247a的疊層、透光導(dǎo)電層246b及導(dǎo)電層247b的疊層都用作 源電極層或漏電極層。另外，透光導(dǎo)電層246b從絕緣膜249露出而用 作像素電極層。
在本實施方式中，將微晶半導(dǎo)體膜用作半導(dǎo)體層243，來在半導(dǎo)體 層243和源區(qū)域或漏區(qū)域245a、 245b之間形成緩沖層244。
本實施方式的結(jié)構(gòu)是在半導(dǎo)體層243上設(shè)置緩沖層244的結(jié)構(gòu)， 所以可以防止在進行工序時損壞半導(dǎo)體層243 (在進行蝕刻時發(fā)生的 由等離子體的自由基以及蝕刻劑所導(dǎo)致的膜厚降低和氧化等)。因此可 以提高薄膜晶體管240的可靠性。
也可以在發(fā)揮氫等離子體的作用的同時(之后)，在柵極絕緣層242 表面形成用于半導(dǎo)體層243的微晶半導(dǎo)體膜。當(dāng)在發(fā)揮了氫等離子體 的作用的柵極絕緣層上形成微晶半導(dǎo)體膜時，可以促迸微晶的晶體生 長。另外，可以降低柵極絕緣層及微晶半導(dǎo)體膜之間的界面的晶格畸 變，并可以提高柵極絕緣層及微晶半導(dǎo)體膜之間的界面特性。因此如 此可以獲得的微晶半導(dǎo)體膜的電特性和可靠性高。
關(guān)于形成柵極絕緣層、微晶半導(dǎo)體膜、緩沖層、以及形成源區(qū)域 及漏區(qū)域的添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜的反應(yīng)室，既可以 使用一個反應(yīng)室來進行處理，又可以根據(jù)膜的種類使用不同的反應(yīng)室 來進行處理。
在將襯底搬入到反應(yīng)室并進行成膜之前，優(yōu)選對反應(yīng)室進行清洗 處理、沖洗(洗滌)處理(使用氫作為沖洗物質(zhì)的氫沖洗、使用硅浣 作為沖洗物質(zhì)的硅烷沖洗等)以及在各個反應(yīng)室的內(nèi)墻上以形成保護 膜的方式涂層的處理(也稱作預(yù)涂處理)。預(yù)涂處理是一種處理，即通 過使成膜氣體流入反應(yīng)室中并進行等離子體處理，預(yù)先使用由要形成 的膜構(gòu)成的厚度薄的保護膜覆蓋反應(yīng)室內(nèi)側(cè)。通過沖洗處理和預(yù)涂處 理可以防止反應(yīng)室內(nèi)的氧、氮、氟等的雜質(zhì)污染將形成的膜。
另外，也可以不暴露于大氣地連續(xù)形成柵極絕緣層、微晶半導(dǎo)體 膜、緩沖層以及形成源區(qū)域及漏區(qū)域的添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜。通過不暴露于大氣地連續(xù)形成柵極絕緣層、微晶半導(dǎo)體膜、 緩沖層以及形成源區(qū)域及漏區(qū)域的添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo) 體膜，可以在不受到大氣成分或懸浮在大氣中的污染雜質(zhì)元素的污染 的狀態(tài)下形成各個疊層界面，因此可以降低薄膜晶體管特性的不均勻 性。
作為柵極絕緣層242的三層疊層結(jié)構(gòu)的例子也可以采用如下結(jié)構(gòu)， 即在柵電極層241上層疊用作第一層的氮化硅膜或氮氧化硅膜、用作 第二層的氧氮化硅膜、用作第三層的氮化硅膜，并且在最上層的氮化 硅膜上形成微晶半導(dǎo)體膜。在此情況下，第一層的氮化硅膜或氮氧化 硅膜的厚度優(yōu)選大于50nm，該膜發(fā)揮作為阻擋鈉等的雜質(zhì)的阻擋膜的 效果，以及防止柵電極的小丘的產(chǎn)生和柵電極的氧化的效果。第二層 的氧氮化硅膜優(yōu)選為離與微晶半導(dǎo)體膜之間的界面有充分膜厚的氧氮 化硅膜。第三層的氮化硅膜發(fā)揮提高微晶半導(dǎo)體膜的緊密性的效果、 以及當(dāng)進行對微晶半導(dǎo)體膜進行激光照射的LP處理時防止氧化的效 果。
像這樣，通過在柵極絕緣層表面上形成極薄的氮化膜如氮化硅膜， 可以提高微晶半導(dǎo)體膜的緊密性。氮化膜既可以使用等離子體CVD法 形成，又可以通利用微波的高密度和低溫的等離子體處理進行氮化處 理。另外，也可以在對反應(yīng)室進行硅烷沖洗處理時形成氮化硅膜、氮 氧化硅膜。
另外，由于微晶半導(dǎo)體膜在有意地不添加以價電子控制為目的的 雜質(zhì)元素時呈現(xiàn)微弱的n型導(dǎo)電性，所以通過在進行成膜的同時或進 行成膜之后對用作薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域的微晶半導(dǎo)體膜添加賦 予P型的雜質(zhì)元素來可以控制閾值。作為賦予P型的雜質(zhì)元素，典型 有硼，優(yōu)選將BA、 BF3等的雜質(zhì)氣體以lppm至1000ppm，優(yōu)選以lppm 至100ppm的比率混入到氫化硅中。并且，優(yōu)選將硼濃度例如設(shè)定為 lxl0"atoms/cm3至6xl016atoms/cm3。另外，也可以使微晶半導(dǎo)體膜包 括賦予n型的雜質(zhì)元素的磷。
微晶半導(dǎo)體膜是包括具有非晶體和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶、多晶)的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體的膜。該半導(dǎo)體是具有在自由能方面很穩(wěn)定的第 三狀態(tài)的半導(dǎo)體，并且是具有短程有序且具有晶格畸變的結(jié)晶，從其
膜表面看的粒徑為0. 5nm至20mn的柱狀或針狀晶體對于襯底表面以法 線方向生長。另外，微晶半導(dǎo)體和非單晶半導(dǎo)體混在一起。微晶半導(dǎo) 體的典型例的微晶硅的拉曼光譜移動到比表示單晶硅的521cm—M氏頻率 一側(cè)。亦即，表示單晶硅的521cm—'和表示非晶硅的480cm"之間有微晶 硅的拉曼光譜的高峰。此外，使該半導(dǎo)體膜含有至少1原子%或更多的 氫或鹵素，以便終止懸空鍵。進而，通過使該半導(dǎo)體包含氦、氬、氪、 氖等稀有氣體元素而進一步助長其晶格畸變，可以獲得穩(wěn)定性得到提 高的良好的微晶半導(dǎo)體膜。例如美國專利4,409,134號公開關(guān)于這種 微晶半導(dǎo)體膜的記載。
該微晶半導(dǎo)體膜可以使用頻率為幾十MHz至幾百MHz的高頻等離 子體CVD法或頻率為1GHz以上的微波等離子體CVD裝置形成。典型地 i兌，可以使用氫稀釋SiH4、 Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF《等的 氫化硅來形成微晶半導(dǎo)體膜。另外，可以對氫化硅及氫還添加選自氦、 氬、氪、氖中的一種或多種的稀有氣體元素進行稀釋來形成微晶半導(dǎo) 體膜。對該情況下的氫化硅將氫的流量比設(shè)定為5倍以上且200倍以 下，優(yōu)選設(shè)定為50倍以上且150倍以下，更優(yōu)選設(shè)定為100倍。
此外，微晶半導(dǎo)體膜的氧濃度優(yōu)選設(shè)定為5xl0。atoms/cm3以下， 更優(yōu)選為lxl0'9atoms/cm3以下，并且氮及碳的濃度優(yōu)選分別設(shè)定為1 Xl(Tatoms/cm3以下。通過降低混入到微晶半導(dǎo)體膜中的氧、氮、及
碳的濃度，可以防止微晶半導(dǎo)體膜的n型化。
微晶半導(dǎo)體膜的膜厚度設(shè)定為厚于0nm且50nm以下，優(yōu)選設(shè)定為
厚于0nm且20nm以下。
微晶半導(dǎo)體膜用作后面要形成的薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域。通 過將微晶半導(dǎo)體膜的厚度設(shè)定為上述范圍內(nèi)，后面要形成的薄膜晶體 管成為完全耗盡型。另外，由于微晶半導(dǎo)體膜由微晶構(gòu)成，因此與非 晶半導(dǎo)體膜相比其電阻低。由此，關(guān)于使用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體
管而言，表示電流電壓特性的曲線的上升部分的傾斜大，從而作為開關(guān)元件的響應(yīng)性優(yōu)良且可以進行高速工作。此外，通過將微晶半導(dǎo)體 膜用于薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域，可以抑制薄膜晶體管的閾值電壓 的變動。因此，可以制造電特性的不均勻少的顯示裝置。
另外，微晶半導(dǎo)體膜的遷移率比非晶半導(dǎo)體膜的遷移率高。因此， 通過作為顯示元件的開關(guān)使用其溝道形成區(qū)域由微晶半導(dǎo)體膜形成的 薄膜晶體管，可以縮小溝道形成區(qū)域的面積，即薄膜晶體管的面積。 由此，在每一個像素中薄膜晶體管所占的面積縮小，可以提高像素的 開口率。結(jié)果，可以制造分辨率高的裝置。
另外，微晶半導(dǎo)體膜從下方向縱方向生長并且是針狀晶體。在微 晶半導(dǎo)體膜中非晶體和晶體結(jié)構(gòu)混在一起，晶體區(qū)域和非晶體區(qū)域之 間由局部應(yīng)力產(chǎn)生裂縫而容易出現(xiàn)間隙。新的自由基進入該間隙而會 引起晶體生長。然而，由于上方的晶體面增大，所以容易以針狀向上 方生長。如此，即使微晶半導(dǎo)體膜在縱方向上生長也其速度是非晶半
導(dǎo)體膜的成膜速度的1/10至1/100。
可以使用SiH4、 Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等的硅氣體 (氫化硅氣體、鹵化硅氣體)并通過等離子體CVD法形成緩沖層。此 外，可以對上述硅烷使用選自氦、氬、氪、氖中的一種或多種的稀有 氣體元素進行稀釋來形成非晶半導(dǎo)體膜。通過使用其流量為氫化硅的 流量的l倍以上且20倍以下，優(yōu)選為l倍以上且IO倍以下，更優(yōu)選 為l倍以上且5倍以下的氫，可以形成包含氫的非晶半導(dǎo)體膜。此外， 使用上述氫化硅和氮或氨，可以形成包含氮的非晶半導(dǎo)體膜。另外， 使用上述氫化硅和包含氟、氯、溴、或碘的氣體(F2、 Cl2、 Br2、 I2、 HF、 HC1、 HBr、 HI等)，可以形成包含氟、氯、溴、或碘的非晶半導(dǎo)體 膜。
此外，作為緩沖層，可以將非晶半導(dǎo)體用作靶子并使用氫或稀有 氣體進行濺射來形成非晶半導(dǎo)體膜。此時，通過將氨、氮、或化0包含 在氣氛中，可以形成含有氮的非晶半導(dǎo)體膜。另外，通過將含有氟、 氯、溴、或碘的氣體(F2、 Cl2、 Br2、 I2、 HF、 HC1、 HBr、 HI等)包含 在氣氛中，可以形成含有氟、氯、溴、或碘的非晶半導(dǎo)體膜。此外，作為緩沖層，也可以在微晶半導(dǎo)體膜的表面上使用等離子
體CVD法或濺射法形成非晶半導(dǎo)體膜，然后對非晶半導(dǎo)體膜的表面進 行使用氫等離子體、氮等離子體、鹵素等離子體、或稀有氣體(氦、 氬、氪、氖)的等離子體的處理，來將非晶半導(dǎo)體膜表面氫化、氮化、 或鹵化。
優(yōu)選使用非晶半導(dǎo)體膜形成緩沖層。因此，在使用頻率為幾十MHz 至幾百MHz的高頻等離子體CVD法、或微波等離子體CVD法形成緩沖 層的情況下，優(yōu)選控制成膜條件以便使它成為非晶半導(dǎo)體膜。
典型地說，緩沖層優(yōu)選以lOmn以上且50nm以下的厚度形成。另 外，優(yōu)選將包含在緩沖層中的氮、碳、以及氧的總濃度設(shè)定為 lxl(Tatoms/cmS至15xl02°atoms/cm3。在采用上述濃度的情況下，即使 膜厚為lOnin以上且50 以下也可以使緩沖層用作高電阻區(qū)域。
也可以將緩沖層的厚度設(shè)定為150nm以上且200nm以下，將所包 含的碳、氮、氧的濃度分別設(shè)定為3xl0"atoms/cm3以下，優(yōu)選設(shè)定為 5xl018atoms/cm3以下。
通過在微晶半導(dǎo)體膜的表面上作為緩沖層形成非晶半導(dǎo)體膜或包 含氫、氮或鹵素的非晶半導(dǎo)體膜，可以防止包含在微晶半導(dǎo)體膜中的 晶粒表面的自然氧化。通過在微晶半導(dǎo)體膜的表面上形成緩沖層，可 以防止微晶粒的氧化。通過緩沖層中混入有氫及/或氟，可以防止氧進 入微晶半導(dǎo)體膜中。
此外，由于使用非晶半導(dǎo)體膜或者使用包含氫、氮、或鹵素的非 晶半導(dǎo)體膜形成緩沖層，因此與用作溝道形成區(qū)域的微晶半導(dǎo)體膜的 電阻相比緩沖層的電阻高。由此，在后面要形成的薄膜晶體管中，形 成于源區(qū)域及漏區(qū)域和微晶半導(dǎo)體膜之間的緩沖層用作高電阻區(qū)域。 因此，可以減少薄膜晶體管的截止電流。在將該薄膜晶體管用作顯示 裝置的開關(guān)元件的情況下，可以提高顯示裝置的對比度。
通過對半導(dǎo)體層、緩沖層、源區(qū)域及漏區(qū)域的端部進行蝕刻為具 有錐形的形狀可以防止添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜的源區(qū) 域及漏區(qū)域和半導(dǎo)體層直接接觸。將端部的錐形角設(shè)定為30。至90° ，優(yōu)選為45°至80° 。因此，源區(qū)域及漏區(qū)域和半導(dǎo)體層之間的距離變 得長而可以防止漏電流的產(chǎn)生。并且，可以防止臺階形狀所導(dǎo)致的布 線的斷開。
源區(qū)域及漏區(qū)域下的緩沖層和半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)域上的緩沖 層是由相同材料同時形成的連續(xù)膜。半導(dǎo)體層上的緩沖層利用所包含 的氫遮斷外部空氣和蝕刻殘渣，以保護半導(dǎo)體層。
通過提供不包含賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的緩沖層，可以防止包含在 源區(qū)域及漏區(qū)域中的賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)和用于控制作為微晶半導(dǎo)體 膜的半導(dǎo)體層的閾值電壓的賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)彼此混合。當(dāng)賦予一 導(dǎo)電型的雜質(zhì)混合時，產(chǎn)生復(fù)合中心，且產(chǎn)生漏電流，從而不能獲得 降低截止電流的效果。
通過如上那樣設(shè)置緩沖層，可以制造降低了漏電流的高耐壓性的 薄膜晶體管。由此，也可以可靠性高且適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到被施加15V的電
壓的用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管。
通過由微晶半導(dǎo)體膜構(gòu)成溝道形成區(qū)域，可以獲得lcm2/V*Sec 至20cmVV，sec的電場效應(yīng)遷移率。因此，可以以該薄膜晶體管為像 素部的像素的開關(guān)元件且形成掃描線(柵極線)一側(cè)的驅(qū)動電路的元件 而利用。
根據(jù)本實施方式，可以制造具有電特性高且可靠性高的薄膜晶體 管的顯示裝置。通過削減曝光掩模數(shù)將光刻工序簡化，可以以低成本 且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。
實施方式3
在本實施方式中，關(guān)于實施方式2中的對微晶半導(dǎo)體膜照射激光 的制造工序的例子進行說明。
在透光襯底上形成柵電極層，并且以覆蓋柵電極層的方式形成柵 極絕緣層。然后在柵極絕緣層上作為微晶半導(dǎo)體膜層疊微晶硅(SAS) 膜。微晶半導(dǎo)體膜的厚度設(shè)定為lnm以上且小于15nm，更優(yōu)選設(shè)定為 2nm以上且10nm以下即可。尤其在膜厚為5nm (4nm至8nm)時，對激 光的吸收率高，而生產(chǎn)性得到提高。當(dāng)要在柵極絕緣層上使用等離子體CVD法等形成微晶半導(dǎo)體膜時， 有時在柵極絕緣層和包含晶體的半導(dǎo)體膜的界面附近會形成與半導(dǎo)體 膜相比包含多的非晶成分的區(qū)域(這里稱作界面區(qū)域)。另外，在使用 等離子體CVD法等形成膜厚為10nm左右以下的極薄微晶半導(dǎo)體膜的情 況下，雖然可以形成包含微晶粒的半導(dǎo)體膜，但是難以在整個膜中均 勻地獲得包含質(zhì)量好的微晶粒的半導(dǎo)體膜。在此情況下，以下所示的 照射激光的激光處理是有效的。
接下來，從微晶硅膜的表面一側(cè)照射激光。以微晶硅膜不熔化的 能量密度照射激光。換言之，本實施方式的激光處理(Laser Process, 以下也稱作"LP")是通過固相晶體生長來進行的，其中不使微晶硅膜 受輻射加熱而熔化。換言之，該激光處理是利用層疊的微晶硅膜不成 為液相的臨界區(qū)域，因此，也可以稱作"臨界生長"。
可以使激光作用到微晶硅膜和柵極絕緣層的界面。由此，可以以 微晶硅膜的表面一側(cè)的晶體為種子，從該表面向柵極絕緣層的界面進 行固相晶體生長而出現(xiàn)大致柱狀的晶體。使用LP處理的固相晶體生長 不使粒徑擴大，而改善膜的厚度方向上的結(jié)晶性。
在LP處理中，通過將激光集聚為長矩形狀(線狀激光)，可以進 行一次激光掃描來處理例如730mmx920mm的玻璃襯底上的微晶硅膜。 在此情況下，重疊線狀激光的比率(重疊率)為0%至90% (優(yōu)選為0% 至67%)。由此，每一個襯底所需的處理時間得到縮減，而可以提高生 產(chǎn)率。激光的形狀不局限于線狀，也可以使用面狀激光同樣地進行處 理。另外，本LP處理不局限于上述玻璃襯底的尺寸，可以用于各種尺 寸。
使用LP處理改善柵極絕緣層界面區(qū)域的結(jié)晶性，而得到如下作用， 即提高如本實施方式的薄膜晶體管那樣的具有底柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體 管的電特性。
這種臨界生長也有如下特征，即不形成存在于常規(guī)的低溫多晶硅 中的表面的凹凸(也稱為脊(ridge)的凸?fàn)铙w)，從而進行LP處理之 后的硅表面保持平坦性。如本實施方式所示，將激光直接作用于形成后的微晶硅膜而可獲 得的具有結(jié)晶性的硅膜與常規(guī)的只堆疊的微晶硅膜及通過傳導(dǎo)加熱改
變性質(zhì)的微晶硅膜在生長機理及膜性質(zhì)上顯著不同。在本說明書中，
將對形成后的微晶半導(dǎo)體膜進行LP處理而獲得的具有結(jié)晶性的半導(dǎo)體 膜稱作LPSAS膜。
在形成LPSAS膜等的微晶半導(dǎo)體膜之后，使用等離子體CVD法以 30(TC至40(TC的溫度形成非晶硅(a-Si:H)膜作為緩沖層。通過該成 膜處理，氫被供給到LPSAS膜，而可以獲得與使LPSAS膜氫化相同的 效果。換言之，通過在LPSAS膜上層疊非晶硅膜，可以在LPSAS膜中 擴散氫而終結(jié)懸空鍵。
在后面的工序中，與實施方式1同樣制造具有薄膜晶體管的顯示 裝置。
本實施方式可以與實施方式2適當(dāng)?shù)亟M合。 實施方式4
接下來，以下對本發(fā)明的顯示裝置的一種方式的顯示面板的結(jié)構(gòu) 進行說明。作為本實施方式的顯示裝置，表示具有液晶顯示元件的液 晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板的例子。
圖9A表示一種顯示面板的方式，其中另行只形成信號線驅(qū)動電路 6013且該信號線驅(qū)動電路6013與形成在襯底6011上的像素部6012 連接。在本實施方式中，像素部6012及掃描線驅(qū)動電路6014釆用使 用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管形成。通過采用可以獲得比使用微晶半 導(dǎo)體膜的薄膜晶體管高的遷移率的晶體管來形成信號線驅(qū)動電路，可 以使需要具有比掃描線驅(qū)動電路高的驅(qū)動頻率的信號線驅(qū)動電路的工 作穩(wěn)定。注意，信號線驅(qū)動電路6013也可以是使用單晶半導(dǎo)體的晶體 管、使用多晶半導(dǎo)體的薄膜晶體管、或使用SOI的晶體管。通過FPC6015 對像素部6012、信號線驅(qū)動電路6013和掃描線驅(qū)動電路6014分別供 給電源電位、各種信號等。
此外，信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路也可以一起形成在與像 素部相同的襯底上。另外，在另行形成驅(qū)動電路的情況下，不一定需要將形成有驅(qū)動
電路的襯底貼合在形成有像素部的襯底上，例如也可以貼合在FPC上。 圖9B表示一種顯示面板的方式，其中另行只形成信號線驅(qū)動電路 6023，且該信號線驅(qū)動電路6023與形成在襯底6021上的像素部6022 及掃描線驅(qū)動電路6024連接。在本實施方式中，像素部6022及掃描 線驅(qū)動電路6024采用使用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管形成。信號線驅(qū) 動電路6023通過FPC6025與像素部6022連接。通過FPC6025對像素 部6022、信號線驅(qū)動電路6023、掃描線驅(qū)動電路6024分別供給電源 電位、各種信號等。
此外，也可以采用如下結(jié)構(gòu)其中釆用使用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜 晶體管在與像素部相同的襯底上只形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃 描線驅(qū)動電路的一部分，并且另行形成其它部分而使其電連接到像素 部。圖9C表示一種顯示面板的方式，其中在與像素部6032、掃描線驅(qū) 動電路6034相同的襯底6031上形成信號線驅(qū)動電路所具有的模擬開 關(guān)6033a，并且在不同的襯底上另行形成信號線驅(qū)動電路所具有的移位 寄存器6033b并彼此貼合。在本實施方式中，像素部6032及掃描線驅(qū) 動電路6034采用使用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管形成。信號線驅(qū)動電 路所具有的移位寄存器6033b通過FPC6035與像素部6032連接。通過 FPC6035對像素部6032、信號線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路6034分別 供給電源電位、各種信號等。
如圖9A至9C所示，在本發(fā)明的顯示裝置中，在與像素部相同的 襯底上可以采用使用微晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管形成驅(qū)動電路的一部 分或全部。
注意，另行形成的襯底的連接方法沒有特別的限制，可以使用已 知的COG方法、引線鍵合方法、或TAB方法等。此外，若是能夠電連 接，則連接位置不局限于圖9A至9C所示的位置。另外，也可以另行 形成控制器、CPU、存儲器等而連接。
注意，用于本發(fā)明的信號線驅(qū)動電路不局限于只有移位寄存器和 模擬開關(guān)的方式。除了移位寄存器和模擬開關(guān)之外，也可以具有其他電路如緩沖器、電平轉(zhuǎn)移器、源極跟隨器等。此外，不一定需要設(shè)置 移位寄存器和模擬開關(guān)，例如既可以使用如譯碼器電路的能夠選擇信 號線的其他電路代替移位寄存器，又可以使用鎖存器等代替模擬開關(guān)。
接著，參照圖10A和10B對相當(dāng)于本發(fā)明的顯示裝置的一種方式 的顯示面板的外觀及截面進行說明。圖10A是一種面板的俯視圖，其 中在第一襯底4001和第二襯底4006之間使用密封材料4005密封薄膜 晶體管4010及液晶元件4013。圖10B相當(dāng)于沿圖10A的M-N線的截面 圖。
以圍繞形成在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路 4004的方式設(shè)置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū) 動電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。因此，使用第一襯底4001、密 封材料4005以及第二襯底4006將像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004 與液晶4008 —起密封。另外，在第一襯底4001上的與由密封材料4005 圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中，在另行準(zhǔn)備的襯底上安裝有由多晶半導(dǎo)體 膜形成的信號線驅(qū)動電路4003。注意，在本實施方式中對將具有使用 多晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管的信號線驅(qū)動電路貼合到第一襯底4001的 例子進行說明，但是也可以采用使用單晶半導(dǎo)體的晶體管形成信號線 驅(qū)動電路并貼合。圖IOA和10B例示包括在信號線驅(qū)動電路4003中的 由多晶半導(dǎo)體膜形成的薄膜晶體管4009。
此外，設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路 4004具有多個薄膜晶體管，圖10B例示包括在像素部4002中的薄膜晶 體管4010。薄膜晶體管4010相當(dāng)于實施方式1所示的薄膜晶體管，該 薄膜晶體管可以采用實施方式1所示的工序同樣地制造。
液晶元件4013和薄膜晶體管4010由用作像素電極層的透光導(dǎo)電 層4030彼此電連接。而且，液晶元件4013的相對電極4031形成在第 二襯底4006上。透光導(dǎo)電層4030、相對電極4031以及液晶4008重疊 的部分相當(dāng)于液晶元件4013。
注意，作為第一襯底4001、第二襯底4006可以使用玻璃、陶瓷和 塑料。作為塑料，可以使用FRP (纖維增強塑料)板、PVF (聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。在采用透過型的液晶顯示裝置的 情況下，第一襯底及第二襯底需要具有透光性，但是在采用半透過型 的情況下，作為對應(yīng)于反射區(qū)域的部分可以使用具有反射性的材料。
另外，附圖標(biāo)記4035表示球狀隔離物，該球狀隔離物4035是為 了控制透光導(dǎo)電層4030和相對電極4031之間的距離(單元間隙)而 設(shè)置的。注意，也可以使用對絕緣膜選擇性地進行蝕刻來獲得的隔離 物。
此外，提供到另行形成的信號線驅(qū)動電路4003和掃描線驅(qū)動電路 4004或像素部4002的各種信號及電位從FPC4018通過布線4014、4015 供給。
在本實施方式中，連接端子4016由與TFT4010所具有的柵電極相 同的導(dǎo)電膜形成。此外，布線4014、 4015由與液晶元件4013所具有 的透光導(dǎo)電層4030相同的導(dǎo)電膜形成。
連接端子4016隔著各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具 有的端子。
注意，雖然未圖示，但是本實施方式所示的液晶顯示裝置的第二 襯底4006 —側(cè)也具有取向膜，并且第一襯底4001及第二襯底4006 — 側(cè)還具有偏振片。進而也可以具有顏色濾光片及屏蔽膜。
此外，雖然圖10A和10B表示另行形成信號線驅(qū)動電路4003而安 裝到第一襯底4001的例子，但是本實施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以 另行形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又可以另行只形成信號線驅(qū)動電路 的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。
本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實施。
根據(jù)使用本發(fā)明的本實施方式，通過削減曝光掩模數(shù)將光刻工序 簡略化，可以以低成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。 實施方式5
可以將根據(jù)本發(fā)明可獲得的顯示裝置等用于顯示模塊。就是說， 對將它安裝到顯示部中的所有電子設(shè)備可以實施本發(fā)明。作為這種電子設(shè)備，可以舉出如下拍攝裝置如攝影機、數(shù)字照 相機等；頭戴式顯示器(護目鏡型顯示器)；汽車導(dǎo)航；投影機；汽車 音響；個人計算機；便攜式信息終端(便攜式計算機、移動電話、或 電子書籍等)等。圖IIA至IID表示這種電子設(shè)備的一例。
圖IIA表示電視裝置。如圖IIA所示，可以將顯示模塊組裝到框 體中來完成電視裝置。將安裝有FPC的顯示面板也稱為顯示模塊。由 顯示模塊形成主屏2003，并且作為其他輔助設(shè)備還具有揚聲器部2009、 操作開關(guān)等。如此，可以完成電視裝置。
如圖11A所示，將利用顯示元件的顯示用面板2002組裝在框體 2001中，可以由接收器2005接收普通的電視廣播。而且，可以通過經(jīng) 由調(diào)制解調(diào)器2004連接到采用有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，進行單方 向(從發(fā)送者到接收者)或雙方向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收 者之間)的信息通信。電視裝置的操作可以使用組裝在框體中的開關(guān) 或遙控裝置2006來進行。在該遙控裝置中也可以設(shè)置用于顯示輸出信 息的顯示部2007。通過將上述實施方式所示的顯示裝置用于顯示面板 2002，可以實現(xiàn)低成本且提高量產(chǎn)性。
另外，在電視裝置中，也可以除了主屏2003之外將子屏2008由 第二顯示用面板形成，并附加有顯示頻道或音量等的結(jié)構(gòu)。
圖12表示示出電視裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。顯示面板中形成有像 素部901。信號線驅(qū)動電路902和掃描線電路903也可以以COG方式安 裝到顯示面板。
作為其他外部電路的結(jié)構(gòu)，圖像信號的輸入一側(cè)具有圖像信號放 大電路905、圖像信號處理電路906、以及控制電路907等，該圖像信 號放大電路905放大由調(diào)諧器904接收的信號中的圖像信號，該圖像 信號處理電路906將從圖像信號放大電路905輸出的信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng) 于紅、綠、藍各種顏色的顏色信號，該控制電路907將圖像信號處理 電路906的圖像信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動器IC的輸入規(guī)格?？刂齐娐?07將信 號分別輸出到掃描線一側(cè)和信號線一側(cè)。在進行數(shù)字驅(qū)動的情況下， 也可以具有如下結(jié)構(gòu)，即在信號線一側(cè)設(shè)置信號分割電路908，而將輸入數(shù)字信號分成m個來供給。
由調(diào)諧器904接收的信號中的音頻信號被傳送到音頻信號放大電 路909，并且其輸出經(jīng)過音頻信號處理電路910供給到揚聲器913。控 制電路911從輸入部912接收接收站(接收頻率)和音量的控制信息， 并且將信號傳送到調(diào)諧器904、音頻信號處理電路910。
當(dāng)然，本發(fā)明不局限于電視裝置，并且可以用于各種各樣的用途， 如個人計算機的監(jiān)視器、大面積的顯示媒體如火車站或機場等的信息 顯示板或者街頭上的廣告顯示板等。
圖11B表示移動電話2301的一例。該移動電話機2301包括顯示 部2302、操作部2303等構(gòu)成。通過在顯示部2302中應(yīng)用上述實施方 式所說明的顯示裝置可以實現(xiàn)低成本并提高量產(chǎn)性。
此外，圖11C所示的便攜式計算機包括主體2401、顯示部2402 等。通過將上述實施方式所示的顯示裝置用于顯示部2402，可以實現(xiàn) 低成本并提高量產(chǎn)性。
圖11D所示的游戲機的一例的自動賭博機包括主體2501、顯示部 2502等。通過將上述實施方式所示的顯示裝置用于顯示部2502，可以 實現(xiàn)低成本并提高量產(chǎn)性。
本申請基于2007年10月23日在日本專利局受理的日本專利申 請序列號2007-275786而制造，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1. 一種顯示裝置的制造方法，包括如下工序在襯底上形成導(dǎo)電膜；在所述導(dǎo)電膜上形成絕緣膜；在所述絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜；通過使用透過的光具有多個強度的曝光掩模，在所述半導(dǎo)體膜上形成第一抗蝕劑圖案，并且所述第一抗蝕劑圖案包括具有第一厚度的第一區(qū)域以及具有比所述第一厚度厚的第二厚度的第二區(qū)域；通過使用所述第一抗蝕劑圖案作為掩模對所述半導(dǎo)體膜以及所述絕緣膜選擇性地進行蝕刻，而形成接觸孔；通過去掉所述第一抗蝕劑圖案的所述第一區(qū)域，在所述半導(dǎo)體膜上形成第二抗蝕劑圖案，并且所述第二抗蝕劑圖案包括所述第二區(qū)域所包括的第三區(qū)域；以及通過使用所述第二抗蝕劑圖案作為掩模對所述半導(dǎo)體膜選擇性地進行蝕刻，而形成半導(dǎo)體圖案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯示裝置的制造方法，其中作為所述襯 底使用透光襯底。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯示裝置的制造方法，其中所述半導(dǎo)體 膜包含賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯示裝置的制造方法，其中作為所述曝 光掩模使用灰色調(diào)掩模。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的顯示裝置的制造方法，其中作為所述曝 光掩模使用半色調(diào)掩模。
6. —種顯示裝置的制造方法，包括如下工序-在透光襯底上形成柵極布線層、第一源極布線層以及第二源極布線層，且所述第一源極布線層和所述第二源極布線層的中間夾著所述 柵極布線層；在所述柵極布線層、所述第一源極布線層以及所述第二源極布線層上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上層疊半導(dǎo)體膜以及添加有賦予一導(dǎo)電型的雜 質(zhì)的半導(dǎo)體膜；在添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜上形成第一掩模層； 通過使用所述第一掩模層對所述柵極絕緣層、所述半導(dǎo)體膜以及 所述添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜進行蝕刻，而形成到達所 述第一源極布線層的第一開口以及達到所述第二源極布線層的第二開 1=1;對所述第一掩模層進行灰化來形成第二掩模層；通過使用所述第二掩模層對所述半導(dǎo)體膜以及所述添加有賦予一 導(dǎo)電型的雜質(zhì)的半導(dǎo)體膜進行蝕刻，而形成半導(dǎo)體層以及添加有賦予 一導(dǎo)電性的雜質(zhì)的半導(dǎo)體層；在所述柵極布線層、所述第一源極布線層、所述第二源極布線層、 所述柵極絕緣層、所述半導(dǎo)體層以及所述添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì) 的半導(dǎo)體層上形成透光導(dǎo)電膜以及導(dǎo)電膜的疊層；在所述透光導(dǎo)電膜以及所述導(dǎo)電膜上形成第三掩模層；通過使用所述第三掩模層對所述透光導(dǎo)電膜以及所述導(dǎo)電膜進行 蝕刻，而形成具有凹部的半導(dǎo)體層、源區(qū)域、漏區(qū)域以及所述透光導(dǎo) 電膜及所述導(dǎo)電膜的疊層的源電極或漏電極層；對所述第三掩模層進行灰化來形成第四掩模層；使用所述第四掩模層對所述源電極或漏電極層的所述導(dǎo)電膜選擇 性地進行蝕刻而形成像素電極層，來使所述透光導(dǎo)電膜露出；以及形成在所述第一開口以及所述第二開口中使所述第一源極布線層 以及所述第二源極布線層彼此電連接的所述源電極或漏電極層，其中使用透過的光具有多個強度的曝光掩模形成所述第一掩模層 以及所述第三掩模層，并且所述具有凹部的半導(dǎo)體層包括其厚度比與所述源區(qū)域以及所 述漏區(qū)域重疊的區(qū)域的厚度小的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置的制造方法，還包括如下工序:形成絕緣膜，來覆蓋所述具有凹部的半導(dǎo)體層、所述源電極層以及所述漏電極層；采用使用透過了所述透光襯底的光的曝光在所述絕緣膜上形成第 五掩模層；以及使用所述第五掩模層對所述絕緣膜進行蝕刻，來選擇性地使所述 透光導(dǎo)電膜露出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置的制造方法，還包括如下工序 形成絕緣膜，來覆蓋所述具有凹部的半導(dǎo)體層、所述源電極層以及所述漏電極層；采用使用透過了所述透光襯底的光的曝光在所述絕緣膜上形成第 五掩模層；對所述第五掩模層進行加熱來形成具有其面積比所述第五掩模層 大的第六掩模層；以及使用所述第六掩模層對所述絕緣膜進行蝕刻，來選擇性地使所述 透光導(dǎo)電膜露出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示裝置的制造方法，其中所述透光襯 底上包括驅(qū)動電路，并且露出的所述透光導(dǎo)電膜隔著各向異性導(dǎo)電膜 而電連接到所述驅(qū)動電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示裝置的制造方法，其中在所述像素電極層上形成液晶層。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一在于通過縮減曝光掩模數(shù)使光刻工序簡化，以低成本且高生產(chǎn)率制造具有可靠性的顯示裝置。在具有溝道蝕刻結(jié)構(gòu)的反交錯型薄膜晶體管的顯示裝置的制造方法中，使用掩模層進行蝕刻工序，該掩模層使用用作透過的光具有多個強度的曝光掩模的多級灰度掩模形成。進而，在襯底上以彼此相同的工序形成柵極布線層和源極布線層，且在柵極布線層和源極布線層的交叉部以源極布線層為分割(切斷)的形狀。被分割的源極布線層在開口(接觸孔)中隔著導(dǎo)電層彼此電連接。該導(dǎo)電層通過與源電極層及漏電極層相同的工序在柵極絕緣層上形成。
文檔編號H01L21/3205GK101419946SQ20081017503
公開日2009年4月29日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者千葉陽子, 細谷邦雄, 藤川最史 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所