專利名稱：El顯示裝置的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括薄膜晶體管的EL顯示裝置的制造方法。
背景技術：
近年來，由形成在玻璃襯底等的具有絕緣表面的襯底上的厚度為 幾nm至幾百nm左右的半導體薄膜構(gòu)成的薄膜晶體管引人注目。薄膜 晶體管廣泛地應用于電子器件諸如IC (集成電路)及電光裝置。尤 其，正在加快開發(fā)作為以液晶顯示裝置或EL (電致發(fā)光)顯示裝置 等為代表的圖像顯示裝置的開關元件的薄膜晶體管。
在有源矩陣型EL顯示裝置中，在設置在被選擇的像素中的發(fā)光 元件的一方電極和與該電極一起夾著EL層的另一方電極之間施加電 壓，從而在EL層中產(chǎn)生電流且發(fā)光層發(fā)光。該發(fā)光被觀察者識別為 顯示圖案。注意，在此，有源矩陣型EL顯示裝置是指一種EL顯示裝 置，其中采用通過利用開關元件使配置為矩陣狀的像素驅(qū)動，在屏幕 上形成顯示圖案的方式。
目前，有源矩陣型EL顯示裝置的用途正在擴大，并且對于屏幕 尺寸的大面積化、高清晰化及高開口率化的要求提高。此外，有源矩 陣型EL顯示裝置需要高可靠性，并且其生產(chǎn)方法需要高生產(chǎn)率及生 產(chǎn)成本的降低。作為提高生產(chǎn)率并降低生產(chǎn)成本的方法之一，可以舉 出步驟的簡化。
在有源矩陣型EL顯示裝置中，主要將薄膜晶體管用作開關元件。 在制造薄膜晶體管時，為了步驟的簡化，重要的是減少用于光刻的光 掩模的數(shù)目。例如，若是增加一個光掩模，則需要如下步驟抗蝕劑 涂敷、預烘干、曝光、顯影、后烘干等的步驟、在其前后的步驟中的 膜的形成及蝕刻步驟、以及抗蝕劑的剝離、清洗及干燥步驟等。因此，若是增加一個用于制造步驟的光掩模，則大幅度地增加步驟數(shù)目。由 此，為了減少制造步驟中的光掩模，進行許多技術開發(fā)。
薄膜晶體管大致劃分為溝道形成區(qū)設置于柵電極的下層的底柵 型和溝道形成區(qū)設置于柵電極的上層的頂柵型。己知的是，在底柵型 薄膜晶體管的制造步驟中使用的光掩模數(shù)目少于在頂柵型薄膜晶體 管的制造步驟中使用的光掩模數(shù)目。 一般地，利用三個光掩模制造底 柵型薄膜晶體管。
用來減少光掩模數(shù)目的現(xiàn)有技術主要采用復雜的技術如背面曝
光、抗蝕劑回流或剝離法(lift-off method)并需要特殊的裝置。
因利用這種復雜的技術導致各種問題，因此憂慮成品率的降低等。另 外，也在很多情況下不得不犧牲薄膜晶體管的電特性。
作為薄膜晶體管的制造步驟中的用來減少光掩模數(shù)目的典型方
法，使用多級灰度掩模(被稱為半色調(diào)掩?；蚧疑{(diào)掩模的掩模)的 技術被廣泛地周知。作為使用多級灰度掩模減少制造步驟的技術，例 如可以舉出專利文獻l。日本專利申請公開2003-179069號公報 但是，當使用上述多級灰度掩模制造底柵型薄膜晶體管時，也至 少需要兩個多級灰度掩模和一個通常的光掩模，不能進一步減少光掩 模的數(shù)目。其中之一個光掩模被用于柵電極層的構(gòu)圖。

發(fā)明內(nèi)容
在此，本發(fā)明的一個方式的目的在于提供一種新的技術，其中可 以不使用用于柵電極層的構(gòu)圖的光掩模而制造薄膜晶體管。也就是， 公開不需要復雜的技術，且能夠使用一個掩模制造的薄膜晶體管的制 造方法。
由此，可以當制造薄膜晶體管時，使得所使用的光掩模的數(shù)目比 現(xiàn)有技術少。
此外，尤其是，本發(fā)明的一個方式的薄膜晶體管可以應用于EL顯示裝置的像素。本發(fā)明的一個方式的目的在于在制造EL顯示裝 置時，不釆用復雜的技術地使得用于光刻法的光掩模的數(shù)目比現(xiàn)有技 術少。而且，本發(fā)明的一個方式的目的還在于簡化EL顯示裝置的 制造步驟。
本發(fā)明的一個方式的薄膜晶體管的制造方法包括如下步驟形成 第一導電膜和在該第一導電膜上按順序?qū)盈B有絕緣膜、半導體膜、雜 質(zhì)半導體膜及第二導電膜的薄膜疊層體；通過第一蝕刻使所述第一導 電膜露出并至少形成所述薄膜疊層體的圖案；以及通過第二蝕刻形成 第一導電膜的圖案。在此，以第一導電膜受到側(cè)面蝕刻的條件進行第 二蝕刻。
在此，作為第一蝕刻采用干蝕刻或濕蝕刻，即可。但是，優(yōu)選通 過各向異性高的蝕刻法(物理蝕刻)進行。通過作為第一蝕刻采用各 向異性高的蝕刻法，可以提高圖案的加工精度。注意，在采用干蝕刻 進行第一蝕刻的情況下，可以以一個步驟進行。但是，在采用濕蝕刻 進行第一蝕刻的情況下，以多個步驟進行第一蝕刻。因此，優(yōu)選采用 干蝕刻進行第一蝕刻。
此外，作為第二蝕刻采用干蝕刻或濕蝕刻，即可。但是，優(yōu)選采 用各向同性蝕刻具有支配性的蝕刻法(化學蝕刻)。通過采用各向同 性蝕刻具有支配性的蝕刻法(化學蝕刻)進行第二蝕刻，可以對第一 導電膜進行側(cè)面蝕刻。因此，優(yōu)選采用濕蝕刻進行第二蝕刻。
在此，由于以帶著對第一導電膜的側(cè)面蝕刻的條件進行第二蝕 刻，因此第一導電膜向所述受到圖案形成的薄膜疊層體的內(nèi)側(cè)縮小。 因此，第二蝕刻后的第一導電膜側(cè)面存在于受到圖案形成的薄膜疊層 體的側(cè)面的內(nèi)側(cè)。再者，受到圖案形成的第一導電膜的側(cè)面和受到圖 案形成的薄膜疊層體的側(cè)面的間隔大概相等。
注意，第一導電膜的圖案例如是指形成柵電極、柵極布線及電容 電極的金屬布線的俯視布局。
所公開的發(fā)明之一是一種包括薄膜晶體管的EL顯示裝置的制造方法，在該薄膜晶體管中通過側(cè)面蝕刻形成柵電極層，優(yōu)選使用具有 凹部的抗蝕劑掩模形成設置在所述柵電極層的上層的源電極及漏電 極層。
本發(fā)明的一個方式是一種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步
驟按順序?qū)盈B形成第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導 體膜及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成第一抗蝕劑掩模；通過 使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導體膜、所述雜 質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所述第一導電膜 的表面露出；對所述第一導電膜的一部分進行第二蝕刻來將柵電極層 形成為使其寬度比所述第一絕緣膜的寬度窄；在所述第二導電膜上形 成第二抗蝕劑掩模；通過使用所述第二抗蝕劑掩模對所述第二導電 膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述半導體膜的一部分進行第三蝕刻來形成 源電極及漏電極層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層，形成薄膜晶體管；去 除所述第二抗蝕劑掩模，并覆蓋所述薄膜晶體管地形成第二絕緣膜； 以使所述源電極及漏電極層的一部分露出的方式在所述第二絕緣膜 中形成開口部；在所述開口部及所述第二絕緣膜上選擇性地形成第一 像素電極；在所述第一像素電極上形成EL層；以及在所述EL層上形 成第二像素電極。
本發(fā)明的一個方式是一種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步 驟按順序?qū)盈B形成第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導 體膜及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成第一抗蝕劑掩模；通過 使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導體膜、所述雜 質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所述第一導電膜 的表面露出；在所述第二導電膜上形成第二抗蝕劑掩模；在形成所述 第二抗蝕劑掩模之后，對所述第一導電膜的一部分進行第二蝕刻來將 柵電極層形成為使其寬度比所述第一絕緣膜的寬度窄；通過使用所述 第二抗蝕劑掩模對所述第二導電膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述半導體 膜的一部分進行第三蝕刻來形成源電極及漏電極層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層，形成薄膜晶體管；去除所述第二抗蝕劑掩模，并覆蓋所述 薄膜晶體管地形成第二絕緣膜；以使所述源電極及漏電極層的一部分
露出的方式在所述第二絕緣膜中形成開口部；在所述開口部及所述第 二絕緣膜上選擇性地形成第一像素電極；在所述第一像素電極上形成 EL層；以及在所述EL層上形成第二像素電極。
本發(fā)明一方式是一種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步驟 按順序?qū)盈B形成第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導體膜 及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成具有凹部的第一抗蝕劑掩 模;通過使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導體膜、 所述雜質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所述第一 導電膜的表面露出；對所述第一導電膜的一部分進行第二蝕刻來將柵 電極層形成為使其寬度比所述第一絕緣膜的寬度窄；通過縮小所述第 一抗蝕劑掩模，使與所述第一抗蝕劑掩模的凹部重疊的所述第二導電 膜露出并形成第二抗蝕劑掩模；通過使用所述第二抗蝕劑掩模對所述 第二導電膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述半導體膜的一部分進行第三蝕 刻來形成源電極及漏電極層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層，形成薄膜晶 體管；去除所述第二抗蝕劑掩模，并覆蓋所述薄膜晶體管地形成第二 絕緣膜；以使所述源電極及漏電極層的一部分露出的方式在所述第二 絕緣膜中形成開口部；在所述開口部及所述第二絕緣膜上選擇性地形 成第一像素電極；在所述第一像素電極上形成EL層；以及在所述EL 層上形成第二像素電極。
本發(fā)明的一個方式是一種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步 驟按順序?qū)盈B形成第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導 體膜及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成具有凹部的第一抗蝕劑 掩模；通過使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導體 膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所述 第一導電膜的表面露出；通過縮小所述第一抗蝕劑掩模，使與所述第 一抗蝕劑掩模的凹部重疊的所述第二導電膜露出并形成第二抗蝕劑掩模；在形成所述第二抗蝕劑掩模之后，對所述第一導電膜的一部分 進行第二蝕刻來將柵電極層形成使其寬度比所述第一絕緣膜的寬度 窄；通過使用所述第二抗蝕劑掩模對所述第二導電膜、所述雜質(zhì)半導 體膜及所述半導體膜的一部分進行第三蝕刻來形成源電極及漏電極
層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層，形成薄膜晶體管；去除所述第二抗蝕 劑掩模，并覆蓋所述薄膜晶體管地形成第二絕緣膜；以使所述源電極 及漏電極層的一部分露出的方式在所述第二絕緣膜中形成開口部；在 所述開口部及所述第二絕緣膜上選擇性地形成第一像素電極；在所述 第一像素電極上形成EL層；以及在所述EL層上形成第二像素電極。
在具有上述結(jié)構(gòu)的制造方法中，在第一抗蝕劑掩模具有凹部的情 況下，優(yōu)選使用多級灰度掩模形成所述第一抗蝕劑掩模。通過使用多 級灰度掩模，可以以簡單的步驟形成具有凹部的抗蝕劑掩模。
通過應用具有上述結(jié)構(gòu)的EL顯示裝置的制造方法，可以采用所 述第一蝕刻形成元件區(qū)，并且采用所述第二蝕刻在離所述元件區(qū)的側(cè) 面有大致相等的距離的內(nèi)側(cè)形成柵電極層的側(cè)面。
在具有上述結(jié)構(gòu)的采用第一蝕刻及第二蝕刻的EL顯示裝置的制 造方法中的任何一種中，優(yōu)選的是，采用干蝕刻進行所述第一蝕刻， 并采用濕蝕刻進行所述第二蝕刻。采用第一蝕刻的加工優(yōu)選高精度地 進行，而采用第二蝕刻的加工需要進行側(cè)面蝕刻。這是因為如下緣故 為了進行高精度加工而優(yōu)選進行干蝕刻，并且由于濕蝕刻利用化學反 應，因此與采用干蝕刻的情況相比容易產(chǎn)生側(cè)面蝕刻。
在具有上述結(jié)構(gòu)的EL顯示裝置的制造方法中，優(yōu)選層疊通過CVD 法或濺射法形成的絕緣膜和通過旋涂法形成的絕緣膜形成所述第二 絕緣膜。特別優(yōu)選通過CVD法或濺射法形成氮化硅膜并通過旋涂法形 成有機樹脂膜。通過這樣形成第二絕緣膜，可以防止薄膜晶體管的電 特性會受到雜質(zhì)元素等的影響，且提高像素電極的被形成面的平坦性 來防止成品率的降低。
當應用具有上述結(jié)構(gòu)的EL顯示裝置的制造方法之際形成的薄膜晶體管包括覆蓋柵電極層的柵極絕緣膜；所述柵極絕緣膜上的半導
體層；所述半導體層上的源區(qū)及漏區(qū)；以及所述源區(qū)及漏區(qū)上的源電
極及漏電極，其中設置有與所述柵電極層的側(cè)面接觸的空洞。通過設
置空洞，可以使柵電極端部附近低介電常數(shù)化(low-k化)。
注意，"膜"是指形成在整個表面的不受到圖案形成的。"層"是 指利用抗蝕劑掩模等受到圖案形成而得到所希望的形狀的。但是，至 于疊層膜的各層，有時不區(qū)別膜和層地使用。
注意，優(yōu)選在盡量不發(fā)生"非示意性的蝕刻"的條件下進行蝕刻。
注意，在本說明書中，任意的膜"具有耐熱性"是指如下現(xiàn)象
由于后面步驟的溫度，該膜可以保持作為膜的形狀，且保持該膜被要 求的功能及特性。
注意，"柵極布線"是指連接到薄膜晶體管的柵電極的布線。柵 極布線由柵電極層形成。此外，柵極布線有時被稱為掃描線。
此外，"源極布線"是指連接到薄膜晶體管的源電極及漏電極的 一方的布線。源極布線由源電極及漏電極層形成。另外，源極布線有 時被稱為信號線。
另外，"電源線"是指連接到電源并被保持為一定電位的布線。
由于可以大幅度地縮減薄膜晶體管的制造步驟數(shù)目而不需要用 于柵電極的圖案形成的新的光掩模，并且該薄膜晶體管可以應用于
EL顯示裝置，因此可以大幅度地縮減EL顯示裝置的制造步驟數(shù)目。 更具體地說，可以減少光掩模的數(shù)目。也可以使用一個光掩模(多
級灰度掩模)制造薄膜晶體管。因此，可以大幅度地縮減EL顯示裝
置的制造步驟數(shù)目。
此外，與以光掩模數(shù)目的減少為目的的現(xiàn)有技術不同，不需要經(jīng)
過背面曝光、抗蝕劑回流及剝離法等的復雜步驟。由此，可以大幅度
地縮減EL顯示裝置的制造步驟數(shù)目而不降低成品率。
另外，在以光掩模的數(shù)目的減少為目的的現(xiàn)有技術中，不得不犧
牲電特性的情況也不少。但是，在本發(fā)明的一個方式中，可以維持薄膜晶體管的電特性并大幅度地縮減薄膜晶體管的制造步驟數(shù)目。因
此，可以大幅度地縮減EL顯示裝置的制造步驟數(shù)目而不犧牲EL顯示
裝置的顯示質(zhì)量等。
再者，借助于上述效果，可以大幅度地縮減EL顯示裝置的制造 成本。注意，本發(fā)明的一個方式的薄膜晶體管具有接觸于柵電極層端 部的空洞，因此在其柵電極和漏電極之間產(chǎn)生的泄漏電流小。


圖1是說明顯示裝置的像素電路的一例的圖； 圖2是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例的圖； 圖3是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例的圖； 圖4是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例的圖； 圖5是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例的圖； 圖6是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例的圖； 圖7A至7C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例 的圖8A至8C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例 的圖9A至9C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一例 的圖10A至10C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖11A至11C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖12A至12C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖13A至13C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖；圖14A至14C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖15A至15C是說明薄膜晶體管及顯示裝置的制造方法的一 例的圖16A-1至16B-2是說明多級灰度掩模的圖； 圖17是說明有源矩陣襯底的連接部的圖18是說明有源矩陣襯底的連接部的圖19A至19C是說明有源矩陣襯底的連接部的圖20A和20B是說明電子設備的圖21是說明電子設備的圖22A至22C是說明電子設備的圖。
本發(fā)明的選擇圖是圖6。
具體實施例方式
下面，關于本發(fā)明的實施方式參照附圖給予詳細的說明。但是， 本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容 易地理解一個事實，就是其方式及詳細內(nèi)容可以被變換為各種各樣的 形式而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。因此，本發(fā)明不應該被解釋為 僅限定在本實施方式所記載的內(nèi)容中。注意，當參照

發(fā)明結(jié) 構(gòu)之際，在不同的附圖中也共同使用相同的附圖標記來表示相同的部 分。此外，當表示相同的部分之際，有時使用相同的陰影線而并不附 加附圖標記。另外，在俯視圖中不表示絕緣膜。
實施方式l
在本實施方式中，參照圖1至圖16B-2說明薄膜晶體管的制造方 法及將該薄膜晶體管配置為矩陣狀的EL顯示裝置的制造方法的一 例。
作為將薄膜晶體管用作開關元件的EL顯示裝置(有源型EL顯示 裝置)的像素電路，考慮到各種各樣的電路。在本實施方式中，圖l示出簡單的像素電路的一例，并且對于應用該像素電路的像素結(jié)構(gòu)的 制造方法進行說明。但是，所公開的EL顯示裝置的像素電路不局限 于圖l所示的結(jié)構(gòu)。
在圖1所示的EL顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)中，像素21包括第一晶體 管11、第二晶體管12、第三晶體管13、電容元件14及發(fā)光元件15。 第一至第三晶體管是n型晶體管。第一晶體管11的柵電極連接到柵 極布線16，源電極及漏電極的一方(為第一電極)連接到源極布線 18，源電極及漏電極的另一方(為第二電極)連接到第二晶體管12 的柵電極及電容元件14的一方電極(為第一電極)。電容元件14的 另一方電極(為第二電極)連接到第二晶體管12的源電極及漏電極 的一方(為第一電極)、第三晶體管13的源電極及漏電極的一方(為 第一電極)及發(fā)光元件15的一方電極(為第一電極)。第二晶體管 12的源電極及漏電極的另一方(為第二電極)連接到第二電源線19。 第三晶體管13的源電極及漏電極的另一方(為第二電極)連接到第 一電源線17，柵電極連接到柵極布線16。發(fā)光元件15的另一方電極 (為第二電極)連接到共同電極20。注意，第一電源線17的電位和 第二電源線19的電位互不相同。
對于像素21的工作進行說明。當?shù)谌w管13根據(jù)柵極布線 16的信號導通時，第二晶體管12的第一電極、發(fā)光元件15的第一 電極及電容元件14的第二電極的電位相等于第一電源線17的電位 (V17)。在此，由于第一電源線17的電位(Vn)為一定，所以第二晶 體管12的第一電極等的電位為一定(V17)。
當?shù)谝痪w管11被柵極布線16的信號選擇而導通時，來自源極 布線18的信號的電位(V18)通過第一晶體管11輸入到第二晶體管 12的柵電極。此時，若是第二電源線19的電位(V19)高于第一電源 線17的電位(Vn)，則Vgs=V18-V17。而且，若是Vgs大于第二晶體管12 的閾值電壓，則第二晶體管12導通。
因此，當使第二晶體管12工作在線性區(qū)中之際，通過改變源極布線18的電位(V18)(例如為二進制值)，可以控制第二晶體管12的
導通和截止。也就是，可以控制是否對發(fā)光元件15所包括的EL層施
加電壓。
此外，當使第二晶體管12工作在飽和區(qū)中之際，通過改變源極 布線18的電位(V18)，可以控制流過在發(fā)光元件15中的電流量。
當如上所述那樣地使第二晶體管12工作在線性區(qū)中之際，可以 控制是否對發(fā)光元件15施加電壓，并還可以控制發(fā)光元件15的發(fā)光 狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)。這種驅(qū)動方法例如可以用于數(shù)字時間灰度級驅(qū) 動。數(shù)字時間灰度級驅(qū)動是一種驅(qū)動方法，其中將一個幀分割為多個 子幀，并且在各子幀中控制發(fā)光元件15的發(fā)光狀態(tài)和不發(fā)光狀態(tài)。 此外，當使第二晶體管12工作在飽和區(qū)中之際，可以控制流過在發(fā) 光元件15中的電流量，并還可以調(diào)整發(fā)光元件的亮度。
接著，下面對于應用圖1所示的像素電路的像素結(jié)構(gòu)和其制造方 法進行說明。
注意，圖2至圖6示出根據(jù)本實施方式的薄膜晶體管的俯視圖， 圖6是直到形成像素電極的完成圖。圖7A至圖91是沿著圖2至圖6 所示的A-A'的截面圖。圖10A至圖121是沿著圖2至圖6所示的B-B' 的截面圖。圖13A至圖15I是沿著圖2至圖6所示的C-C'的截面圖。
首先，在襯底100上形成第一導電膜102、第一絕緣膜104、半 導體膜106、雜質(zhì)半導體膜108及第二導電膜110。這些膜可以是單 層或?qū)盈B多個膜而成的疊層膜。
襯底100是絕緣襯底，例如可以使用玻璃襯底或石英襯底。在本 實施方式中，使用玻璃襯底。
使用導電材料形成第一導電膜102。例如，可以使用鈦、鉬、鉻、 鉭、鉤、鋁、銅、釹、鈮或鈧等的金屬材料或以上述材料為主要成分 的合金材料等的導電材料形成第一導電膜102。但是，需要可耐受后 面步驟(第一絕緣膜104的形成等)程度的耐熱性，并需要選擇在后 面步驟(第二導電膜110的蝕刻等)中不受到非示意性的蝕刻或腐蝕的材料。在這種條件下，第一導電膜102不局限于特定的材料。
注意，例如可以通過濺射法或CVD法(包括熱CVD法或等離子體 CVD法等)等形成第一導電膜102。但是，不局限于特定的方法。
使用絕緣材料形成第一絕緣膜104。例如，可以使用硅的氧化膜、 氮化膜、氧氮化膜或氮氧化膜等形成第一絕緣膜104。但是，與第一 導電膜102同樣地需要耐熱性，并且還需要選擇在后面步驟中不受到 非示意性的蝕刻或腐蝕的材料。在這種條件下，第一絕緣膜104不局 限于特定的材料。
注意，例如可以通過CVD法(包括熱CVD法或等離子體CVD法等) 或濺射法等形成第一絕緣膜104，但是不局限于特定的方法。
第一絕緣膜104用作柵極絕緣膜。
使用半導體材料形成半導體膜106。例如，可以使用由硅垸氣體 形成的非晶硅等形成半導體膜106。但是，與第一導電膜102等同樣 地需要耐熱性，并還需要選擇在后面的步驟中不受到非示意性的蝕刻 或腐蝕的材料。在這種條件下，半導體膜106不局限于特定的材料。 因此，還可以使用鍺等。
注意，例如可以通過CVD法(包括熱CVD法或等離子體CVD法等) 或濺射法等形成半導體膜106。但是，不局限于特定的方法。
半導體膜106優(yōu)選使用結(jié)晶半導體膜和非晶半導體膜的疊層膜。 作為結(jié)晶半導體膜，可以舉出多晶半導體膜或微晶半導體膜等。
多晶半導體膜是指由晶粒構(gòu)成且在該晶粒之間包括多個晶界的 半導體膜。多晶半導體膜例如通過熱晶化法或激光晶化法形成。在此， 熱晶化法是指一種晶化法，其中在襯底上形成非晶半導體膜，并加熱 該襯底來使該非晶半導體晶化。此外，激光晶化法是指一種晶化法， 其中在襯底上形成非晶半導體膜，并對該非晶半導體膜直接照射激光 來使非晶半導體晶化?；蛘?，也可以采用添加鎳等的晶化促進元素 (element for promoting crystallization)進行晶化的晶化法。
在添加晶化促進元素進行晶化的情況下，優(yōu)選對該半導體膜照射激光。
多晶半導體被分類為如下兩種以玻璃襯底不產(chǎn)生應變的程度的溫度和時間進行晶化的LTPS (低溫多晶硅)；以及以更高溫進行晶化的HTPS (高溫多晶硅)。
微晶半導體膜是指包括其粒徑大致為2nm以上且100nm以下的晶粒的半導體膜，包括其整個面只由晶粒構(gòu)成的半導體膜或在晶粒之間夾著非晶半導體的半導體膜。作為微晶半導體膜的形成方法，采用如下方法等，即可形成晶核并使它成長的方法；形成非晶半導體膜并接觸于該非晶半導體膜地形成絕緣膜和金屬膜，并且利用通過對該金屬膜照射激光產(chǎn)生在其中的熱來使非晶半導體晶化的方法。但是，不包括對非晶半導體膜利用熱晶化法或激光晶化法形成的結(jié)晶半導體膜。
當例如將在結(jié)晶半導體膜上層疊非晶半導體膜形成的疊層膜用作半導體膜106時，可以使EL顯示裝置的像素電路所具有的晶體管高速工作。在此，作為結(jié)晶半導體膜，可以應用多晶半導體(包括LTPS及HTPS)膜或微晶半導體膜。
注意，通過在結(jié)晶半導體膜上具有非晶半導體膜，可以防止非晶半導體膜表面的氧化。此外，可以提高耐壓性并降低截止電流。
但是，在EL顯示裝置的像素電路正常地工作的情況下，對于半導體膜106的結(jié)晶性沒有特別的限制。
雜質(zhì)半導體膜108是包含賦予一種導電性的雜質(zhì)元素的半導體膜，并且它由添加有賦予一種導電性的雜質(zhì)元素的半導體材料氣體等形成。由于在本實施方式中設置n型薄膜晶體管，因此例如使用由包含磷化氫(化學式PH3)的硅烷氣體形成的包含磷的硅膜設置雜質(zhì)半導體膜108，即可。但是，與第一導電膜102等同樣地需要耐熱性，并還需要選擇在后面步驟中不受到非示意性的蝕刻或腐蝕的材料。在這種條件下，雜質(zhì)半導體膜108不局限于特定的材料。注意，對于雜質(zhì)半導體膜108的結(jié)晶性也沒有特別的限制。此外，當在使用半導體膜106形成的半導體層的一部分中設置能夠通過摻雜等實現(xiàn)歐姆接觸的區(qū)域等時，不需要設置雜質(zhì)半導體膜108。
在本實施方式中制造n型薄膜晶體管，所以也可以使用作為要添加的賦予一種導電性的雜質(zhì)元素的砷等，并且用于形成的硅烷氣體包含所希望的濃度的砷化氫(化學式AsH3)，即可。
注意，例如可以通過CVD法(包括熱CVD法或等離子體CVD法等)等形成雜質(zhì)半導體膜108。但是，不局限于特定的方法。
第二導電膜110由導電材料(作為第一導電膜102舉出的材料等)形成，該導電材料是與第一導電膜102不同的材料。在此，"不同的材料"是指主要成分不同的材料。具體而言，選擇不容易由于后面說明的第二蝕刻被蝕刻的材料，即可。此外，與第一導電膜102等同樣地需要耐熱性，并還需要選擇在后面步驟中不受到非示意性的蝕刻或腐蝕的材料。因此，在這種條件下，第二導電膜110不局限于特定的材料。
注意，例如可以通過濺射法或CVD法(包括熱CVD法或等離子體CVD法等)等形成第二導電膜IIO。但是，不局限于特定的方法。
注意，至于如上所說明的第一導電膜102、第一絕緣膜104、半導體膜106、雜質(zhì)半導體膜108及第二導電膜110被期望的耐熱性，第一導電膜102的耐熱性最高，耐熱性按順序地降低，而第二導電膜IIO的耐熱性最低。例如，在半導體膜106是包含氫的非晶半導體膜的情況下，通過采用大約30(TC以上，半導體膜中的氫脫離而電特性改變。因此，例如在形成半導體膜106之后的步驟中，優(yōu)選采用不超過30(TC的溫度。
接著，在第二導電膜110上形成第一抗蝕劑掩模112(參照圖7A、圖IOA、圖13A)。在此，第一抗蝕劑掩模112優(yōu)選是具有凹部或凸部的抗蝕劑掩模?？梢該Q言之，由厚度不同的多個區(qū)域(在此為兩個區(qū)域)構(gòu)成的抗蝕劑掩模。在第一抗蝕劑掩模112中，將厚的區(qū)域稱為第一抗蝕劑掩模112的凸部，而將薄的區(qū)域稱為第一抗蝕劑掩模112的凹部。但是，不局限于此而還可以使用沒有凹部或凸部的抗蝕劑掩模。
在第一抗蝕劑掩模112中，在形成源電極及漏電極層的區(qū)域中形
成有凸部，并且在沒有源電極及漏電極層且半導體層露出而被形成的區(qū)域中形成有凹部。
可以使用多級灰度掩模形成第一抗蝕劑掩模112。在此，對于多級灰度掩模參照圖16A-1至16B-2以下進行說明。
多級灰度掩模是能夠以多階段的光量進行曝光的掩模，典型的是指以曝光區(qū)域、半曝光區(qū)域及未曝光區(qū)域的三個階段的光量進行曝光的掩模。通過使用多級灰度掩模，可以以一次曝光及顯影步驟形成具有多種(典型的是兩種)厚度的抗蝕劑掩模。因此，通過使用多級灰度掩模，可以縮減光掩模的數(shù)目。
圖16A-1及圖16B-1是多級灰度掩模的典型的截面圖。圖16A-l示出灰色調(diào)掩模140，并且圖16B-1示出半色調(diào)掩模145。
圖16A-1所示的灰色調(diào)掩模140由使用遮光膜形成在具有透光性的襯底141上的遮光部142以及使用遮光膜的圖案設置的衍射光柵部143構(gòu)成。
衍射光柵部143通過具有以用于曝光的光的分辨率限度以下的間隔設置的槽縫、點或網(wǎng)眼等，控制光透過量。注意，設置在衍射光柵部143的槽縫、點或網(wǎng)眼可以是周期性的或非周期性的。
作為具有透光性的襯底141，可以使用石英等。構(gòu)成遮光部142及衍射光柵部143的遮光膜使用金屬膜形成即可，優(yōu)選使用鉻或氧化鉻等設置。
在對灰色調(diào)掩模140照射用于曝光的光的情況下，如圖16A-2所示，重疊于遮光部142的區(qū)域中的透光率為0%，并且不設置有遮光部142或衍射光柵部143的區(qū)域中的透光率為100%。此外，衍射光柵部143中的透光率大致為10%至70%的范圍內(nèi)，并且根據(jù)衍射光柵的槽縫、點或網(wǎng)眼的間隔等可以調(diào)整該透光率。圖16B-1所示的半色調(diào)掩模145由使用半透光膜形成在具有透光性的襯底146上的半透光部147以及使用遮光膜形成的遮光部148構(gòu)成。
半透光部147可以使用MoSiN、 MoSi、 MoSiO、 MoSiON、 CrSi等的膜形成。遮光部148使用與灰色調(diào)掩模的遮光膜同樣的金屬膜形成即可，優(yōu)選使用鉻或氧化鉻等設置。
在對半色調(diào)掩模145照射用于曝光的光的情況下，如圖16B-2所示，重疊于遮光部148的區(qū)域中的透光率為0%，并且不設置有遮光部148或半透光部147的區(qū)域中的透光率為100%。此外，半透光部147中的透光率大致為10%至70%的范圍內(nèi)，并且根據(jù)形成的材料的種類或形成的膜厚度等可以調(diào)整該透光率。
通過使用多級灰度掩模進行曝光和顯影，可以形成具有膜厚度不同的區(qū)域的第一抗蝕劑掩模112。
但是，不局限于此，還可以不使用多級灰度掩模地形成第一抗蝕劑掩模。此外，如上所述，第一抗蝕劑掩模也可以是沒有凹部或凸部的抗蝕劑掩模。
接著，使用第一抗蝕劑掩模112進行第一蝕刻。也就是，通過蝕刻對第一絕緣膜104、半導體膜106、雜質(zhì)半導體膜108及第二導電膜110進行構(gòu)圖，形成薄膜疊層體114 (參照圖2、圖7B、圖10B、圖13B)。此時，優(yōu)選至少使第一導電膜102的表面露出。將該蝕刻步驟稱為第一蝕刻。作為第一蝕刻，采用干蝕刻或濕蝕刻即可。注意，在采用干蝕刻進行第一蝕刻的情況下，可以以一個步驟進行，但是在采用濕蝕刻進行第一蝕刻的情況下，優(yōu)選以多個步驟進行第一蝕刻。這是因為如下緣故每一種被蝕刻膜具有不同的蝕刻速度，因此不容易以一個步驟進行蝕刻。
例如采用三個階段的干蝕刻進行第一蝕刻，即可。首先，在Ch氣體、CF4氣體和02氣體的混合氣體中進行蝕刻。接著，只使用Cl2氣體進行蝕刻。最后，只使用CHF3氣體進行蝕刻，即可。接著，使用第一抗蝕劑掩模112進行第二蝕刻。也就是，通過蝕刻對第一導電膜102進行構(gòu)圖來形成柵電極層116 (參照圖3、圖7C、圖IOC、圖13C)。將該蝕刻步驟稱為第二蝕刻。
注意，柵電極層116構(gòu)成薄膜晶體管的柵電極、柵極布線、電容元件的一方電極及支撐部。在表示為柵電極層116A的情況下，是指構(gòu)成柵極布線、第一晶體管11的柵電極及第三晶體管13的柵電極的電極層。在表示為柵電極層116B的情況下，是指構(gòu)成第二晶體管12的柵電極及電容元件14的一方電極的電極層。在表示為柵電極層116A的情況下，是指構(gòu)成支撐部的電極層。而且，將它們總稱為柵電極層116。
以如下蝕刻條件進行第二蝕刻，即由第一導電膜102形成的柵電極層116的側(cè)面形成在薄膜疊層體114的側(cè)面的內(nèi)側(cè)。換言之，以柵電極層116的側(cè)面與薄膜疊層體114的底面接觸地形成的方式進行蝕刻(以在A-A'截面中柵電極層116的寬度小于薄膜疊層體114的寬度的方式進行蝕刻)。再者，以對第二導電膜110的蝕刻速度小，且對第一導電膜102的蝕刻速度大的條件進行蝕刻。換言之，以對第二導電膜110的第一導電膜102的蝕刻選擇比大的條件進行。通過以這種條件進行第二蝕刻，可以形成柵電極層U6。
注意，對于柵電極層116的側(cè)面形狀沒有特別的限制。例如，也可以是錐形狀。柵電極層116的側(cè)面形狀取決于用于第二蝕刻的藥液等的條件。
在此，"對第二導電膜110的蝕刻速度小，且對第一導電膜102的蝕刻速度大的條件"或者"對第二導電膜110的第一導電膜102的蝕刻選擇比大的條件"是指滿足以下第一必要條件和第二必要條件的條件。
第一必要條件是指柵電極層116殘留在所需要的部分的情況。需要柵電極層116的部分是指圖3至圖6中的以虛線表示的區(qū)域。換言之，需要的是，在第二蝕刻之后，柵電極層116以構(gòu)成柵極布線、晶體管所具有的柵電極及電容布線所具有的一個電極的方式殘留。為了 使柵電極層構(gòu)成柵極布線，需要以不使這些布線斷開的方式進行第二
蝕刻。優(yōu)選的是，如圖3以及圖7A至7C所示，在離薄膜疊層體114 的側(cè)面具有間隔山的內(nèi)側(cè)形成柵電極層116的側(cè)面。實施者可以根據(jù) 布局適當?shù)卦O定間隔d,，即可。
第二必要條件是指由柵電極層116構(gòu)成的柵極布線的最小寬度 d3和由源電極及漏電極層120構(gòu)成的源極布線及電源線的最小寬度d2 適當?shù)那闆r(參照圖6)。這是因為如下緣故當通過第二蝕刻，源 電極及漏電極層120被蝕刻時，源極布線及電源線的最小寬度(12縮 小，并且源極布線及電源線的電流密度成為過大，因此電特性降低。 由此，以第一導電膜102的蝕刻速度不成為過大且第二導電膜110的 蝕刻速度盡量小的條件進行第二蝕刻。
此外，不容易增大源極布線及電源線的最小寬度d2。這是因為如 下緣故源極布線及電源線的最小寬度d2取決于與源極布線及電源線 重疊的半導體層的最小寬度d4，并且為了增大源極布線及電源線的最 小寬度d2而需要增大半導體層的最小寬度d4，由此不容易使相鄰的柵 極布線彼此絕緣。使半導體層的最小寬度山小于所述間隔山的大致 兩倍。換言之，使間隔山大于半導體層的最小寬度d4的大致一半。
注意，在為根據(jù)元件分離柵極電極層而需要的部分適當?shù)卦O置與 源極布線及電源線重疊的半導體層的寬度為最小寬度d4的部分，即 可。通過第二蝕刻，可以形成柵電極層116不殘留在與半導體層的寬 度為d4的部分重疊的部分的圖案。
注意，優(yōu)選將由源電極及漏電極層形成的連接于像素電極層的部 分的電極寬度設定為源極布線及電源線的最小寬度d2。
如上所說明，非常重要的是根據(jù)帶著側(cè)面蝕刻的條件進行第二蝕 刻。這是因為如下緣故通過第二蝕刻帶著對第一導電膜102的側(cè)面 蝕刻，可以形成圖案，以不僅實現(xiàn)所希望的由柵電極層116構(gòu)成的相 鄰的柵極布線之間的連接，而且實現(xiàn)所希望的像素電路中的元件的連接。
在此，側(cè)面蝕刻是指如下蝕刻，即不僅在被蝕刻膜的厚度方向(垂 直于襯底面的方向或垂直于被蝕刻膜的基底膜的面的方向)上之外， 還在對厚度方向垂直的方向(平行于襯底面的方向或平行于被蝕刻膜 的基底膜的面方向)上削去被蝕刻膜。受到側(cè)面蝕刻的被蝕刻膜的端 部被形成為根據(jù)對于被蝕刻膜的蝕刻氣體或用于蝕刻的藥液的蝕刻 速度而成為各種形狀，但是在很多情況下被形成為使端部具有曲面。
注意，如圖3所示的柵電極層116C用作支撐薄膜疊層體114的
支撐部。通過具有支撐部，可以防止形成在柵電極層上方的柵極絕緣 膜等的剝離。再者，通過設置支撐部，可以防止利用第二蝕刻接觸于
柵電極層116地形成的空洞的區(qū)域多余地擴大。注意，通過設置支撐 部，可以防止薄膜疊層體114因其自重破壞或破損并提高成品率，因 此是優(yōu)選的。但是，不局限于具有支撐部的方式而還可以不設置支撐 部。
如上所說明，優(yōu)選采用濕蝕刻進行第二蝕刻。
在采用濕蝕刻進行第二蝕刻的情況下，將鋁或鉬用作第一導電膜 102，形成鈦或鉤作為第二導電膜110，并且將包含硝酸、醋酸及磷 酸的藥液用于蝕刻，即可。或者，形成鉬作為第一導電膜102，形成 鈦、鋁或鎢作為第二導電膜IIO，并且將包含過氧化氫溶液的藥液用 于蝕刻，即可。
在采用濕蝕刻進行第二蝕刻的情況下，最優(yōu)選的是，形成在添加 有釹的鋁上形成鉬的疊層膜作為第一導電膜102，形成鎢作為第二導 電膜IIO，并且將包含2%的硝酸、10%的醋酸、72%的磷酸的藥液用于 蝕刻。通過使用具有這樣的組成比的藥液，第一導電膜102被蝕刻而 不蝕刻第二導電膜IIO。注意，添加到第一導電膜102的釹是為了實 現(xiàn)鋁的低電阻化和小丘的防止而添加的。
注意，俯視的柵電極層116具有角地形成(參照圖3)。這是因 為如下緣故由于形成柵電極層116的第二蝕刻是大致各向同性地進行，因此蝕刻為使柵電極層116的側(cè)面和薄膜疊層體114的側(cè)面的間 隔山成為大致相同。
接著，縮小第一抗蝕劑掩模112而使第二導電膜110露出，并且 形成第二抗蝕劑掩模118。作為縮小第一抗蝕劑掩模112來形成第二 抗蝕劑掩模118的方法，例如可以舉出使用氧等離子體的灰化。但是， 縮小第一抗蝕劑掩模112來形成第二抗蝕劑掩模118的方法不局限于 此。形成第二抗蝕劑掩模118的區(qū)域與第一抗蝕劑掩模112的凸部區(qū) 域大致一致。注意，在此說明了在第二蝕刻之后形成第二抗蝕劑掩模 118的情況，但是不局限于此，還可以在形成第二抗蝕劑掩模118之 后進行第二蝕刻。
注意，在不將多級灰度掩模用來形成第一抗蝕劑掩模112的情況 下，使用不同的光掩模另外形成第二抗蝕劑掩模118，即可。
接著，使用第二抗蝕劑掩模118對薄膜疊層體114中的第二導電 膜110進行蝕刻來形成源電極及漏電極層120 (參照圖4、圖8A、圖 IIA、圖14A)。在此，選擇如下蝕刻條件，即不產(chǎn)生或不容易產(chǎn)生對 第二導電膜110以外的膜的非示意性的蝕刻及腐蝕。特別重要的是， 以不產(chǎn)生或不容易產(chǎn)生對柵電極層116的非示意性的蝕刻及腐蝕的 條件進行蝕刻。
注意，源電極及漏電極層120構(gòu)成薄膜晶體管的源電極或漏電 極、源極布線、電源線、電容元件的另一方電極及連接薄膜晶體管和 發(fā)光元件的一個電極的電極。在表示為源電極及漏電極層120A的情 況下，是指構(gòu)成源極布線18和第一晶體管11的源電極及漏電極的一 方的電極層。在表示為源電極及漏電極層120B的情況下，是指構(gòu)成 第一電源線17的電極層。在表示為源電極及漏電極層120C的情況下， 是指構(gòu)成第一晶體管11的源電極及漏電極的另一方及連接第一晶體 管11和像素電極的電極的電極層。在表示為源電極及漏電極層120D 的情況下，是指構(gòu)成第二電源線19及第二晶體管12的源電極及漏電 極的一方的電極層。在表示為源電極及漏電極層120E的情況下，是指構(gòu)成第三晶體管13的源電極及漏電極的一方的電極層。在表示為
源電極及漏電極層120F的情況下，是指構(gòu)成電容元件14的另一方電 極、第二晶體管12的源電極及漏電極的另一方、第三晶體管13的源 電極及漏電極的另一方以及后面要連接到發(fā)光元件的一個電極的電 極的電極層。
注意，第二抗蝕劑掩模118A是指重疊于源電極及漏電極層120A 的抗蝕劑掩模。第二抗蝕劑掩模118B是指重疊于源電極及漏電極層 120B的抗蝕劑掩模。第二抗蝕劑掩模118C是指重疊于源電極及漏電 極層120C的抗蝕劑掩模。第二抗蝕劑掩模118D是指重疊于源電極及 漏電極層120D的抗蝕劑掩模。第二抗蝕劑掩模118E是指重疊于源電 極及漏電極層120E的抗蝕劑掩模。第二抗蝕劑掩模118F是指重疊于 源電極及漏電極層120F的抗蝕劑掩模。
注意，作為對薄膜疊層體114中的第二導電膜110的蝕刻，可以 采用濕蝕刻或干蝕刻。
接著，對薄膜疊層體114中的雜質(zhì)半導體膜108及半導體膜106 的上部(背溝道部)進行蝕刻來形成源區(qū)及漏區(qū)122、半導體層124 (參照圖5、圖8B、圖11B、圖14B)。在此，選擇如下蝕刻條件，即 不產(chǎn)生或不容易產(chǎn)生對雜質(zhì)半導體膜108及半導體膜106以外的膜的 非示意性的蝕刻及腐蝕。特別重要的是，以不產(chǎn)生或不容易產(chǎn)生對柵 電極層116的非示意性的蝕刻及腐蝕的條件進行蝕刻。
注意，作為對薄膜疊層體114中的雜質(zhì)半導體膜108及半導體 膜106的上部(背溝道部)的蝕刻，可以采用干蝕刻或濕蝕刻。
然后，去除第二抗蝕劑掩模118,以完成薄膜晶體管(參照圖6、 圖8C、圖IIC、圖14C)。如上所說明，可以使用一個光掩模(多級灰 度掩模)制造薄膜晶體管。
注意，將參照圖8A及圖8B說明的步驟總稱為第三蝕刻。如上所 說明，第三蝕刻既可以以多個階段進行，又可以一個階段進行。
覆蓋如上所述那樣形成的薄膜晶體管地形成第二絕緣膜。此時，也 可以只使用第一保護膜126形成第二絕緣膜，但是在此使用第一保護膜126和第二保護膜128形成(參照圖9A、圖12A、圖15A)。與第一絕 緣膜104同樣地形成第一保護膜126，即可。但是，優(yōu)選使用包含氫的 氮化硅或包含氫的氧氮化硅形成，并且防止金屬等的雜質(zhì)侵入到半導體 層中且擴散而半導體層被污染。
通過其表面大致成為平坦的方法形成第二保護膜128。這是因為通 過使第二保護膜128的表面大致平坦，可以防止形成在第二保護膜128 上的第一像素電極層132的破裂等的緣故。因此，在此的"大致平坦" 是指能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的程度即可，而并不被要求高平坦性。
注意，例如可以使用感光聚酰亞胺、丙烯或環(huán)氧樹脂等并通過旋涂 法等來形成第二保護膜128。但是，不局限于這些材料或形成方法。
注意，第二保護膜128優(yōu)選層疊通過其表面大致成為平坦的方法形 成的上述保護膜和覆蓋它來防止水分的侵入和釋放的保護膜而形成。具 體地，防止水分的侵入和釋放的保護膜優(yōu)選使用氮化硅、氧氮化硅、氧 氮化鋁或氮化鋁等形成。作為形成方法，優(yōu)選使用濺射法。
接著，在第二絕緣膜中形成第一開口部130及第二開口部131 (參 照圖9B、圖12B、圖15B)。將第一開口部130形成為至少到達源電極 及漏電極層的表面。將第二開口部131形成為至少到達柵電極層的表 面。第一開口部130及第二開口部131的形成方法不局限于特定的方法， 而實施者根據(jù)第一開口部130的直徑等適當?shù)剡x擇，即可。例如，通過 采用光刻法進行干蝕刻，可以形成第一開口部130及第二開口部131。
將第一開口部130設置為到達源電極及漏電極層120。如圖6所示 那樣地將多個第一開口部130設置在所需要的部分。將第一開口部130A 設置在源電極及漏電極層120C上，將第一開口部130B設置在源電極 及漏電極層120B上，并將第一開口部130C設置在源電極及漏電極層 120E上。
將第二開口部131設置為到達柵電極層116。也就是，不僅去除第 二絕緣膜，而且還去除第一絕緣膜104、半導體層124的所希望的部分 而設置第二開口部131。
注意，當通過光刻法形成開口部時，使用一個光掩模。 接著，在第二絕緣膜上形成第一像素電極層132 (參照圖6、圖9B、 圖12B、圖15B)。將第一像素電極層132形成為通過第一開口部130或第二開口部131連接到源電極及漏電極層120或柵電極層116。具體
而言，將第一像素電極層132形成為通過第一開口部130A連接到源電 極及漏電極層120C,通過第一開口部130B連接到源電極及漏電極層 120B，通過第一開口部130C連接到源電極及漏電極層120E，并通過第 二開口部131連接到柵電極層116B。此外，第一像素電極層132可以 采用單層或?qū)盈B多個膜而成的疊層膜。
注意，當通過光刻法形成第一像素電極層132時，使用一個光掩模。
由于像素所具有的薄膜晶體管是n型晶體管，因此優(yōu)選使用成為陰 極的材料形成第一像素電極層132。作為成為陰極的材料，可以舉出功 函數(shù)小的材料如Ca、 Al、 MgAg、 AlLi等。
接著，在第一像素電極層132的側(cè)面(端部)及第二絕緣膜上形成 分隔壁133。將分隔壁133形成為具有開口部并使第一像素電極層132 在該開口部中露出。使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧垸形成 分隔壁133。具體而言，優(yōu)選使用聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、 丙烯、苯并環(huán)丁烯形成。特別是，優(yōu)選使用感光材料，并且在第一像素 電極層132上形成開口部并使該開口部的側(cè)壁成為具有連續(xù)的曲率而 形成的傾斜面地形成分隔壁133。
接著，將EL層134形成為在分隔壁133的開口部中接觸于第一像 素電極層132。 EL層134可以由單層或?qū)盈B多個層而形成的疊層的疊 層膜構(gòu)成。EL層134至少包括發(fā)光層。發(fā)光層優(yōu)選通過空穴傳輸層連 接到第二像素層135。
而且，覆蓋EL層134地使用成為陽極的材料形成第二像素電極層 135。第二像素電極層135相當于圖1中的共同電極20?？梢允褂镁哂?透光性的導電材料形成第二像素電極層135。在此，作為具有透光性的 導電材料，可以舉出氧化銦錫(下面稱為ITO)、包含氧化鎢的氧化銦、 包含氧化鉤的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、 氧化銦鋅或添加有氧化硅的氧化銦錫等。通過濺射法或CVD法等形成 具有透光性的導電材料的膜，即可，但是不局限于特定的方法。此外， 至于第二像素電極層135，既可以由單層形成，又可以采用層疊多個膜 而成的疊層膜。
在此，使用ITO作為第二像素電極層135。在分隔壁133的開口部中，第一像素電極層132、 EL層134和第二像素電極層135重疊，因 此形成發(fā)光元件136。發(fā)光元件136相當于圖1中的發(fā)光元件15。然后， 優(yōu)選在第二像素電極層135及分隔壁133上形成第三保護膜137，以便 防止氧、氫、水分及二氧化碳等侵入到發(fā)光元件136中(未圖示)。作 為第三保護膜137，與第二保護膜128同樣地選擇具有由材料防止水分 的侵入和釋放的功能的膜。第三保護膜137優(yōu)選由氮化硅、氧氮化硅、 氧氮化鋁或氮化鋁等形成。再者，優(yōu)選包括覆蓋第三保護膜的氮化硅膜 或DLC膜等。
而且，優(yōu)選使用保護薄膜(貼合薄膜、紫外線固化樹脂薄膜等)或 覆蓋材料進一步進行封裝(封入)，以防止暴露在外部空氣。優(yōu)選使用 氣密性高且漏氣少的材料設置保護薄膜及覆蓋材料。
如上所說明，可以形成到頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)型EL顯示裝置的發(fā)光元件 (參照圖9C、圖12C、圖15C)。但是，所公開的發(fā)明之一的EL顯示 裝置不局限于上述說明而還可以應用于底面發(fā)射結(jié)構(gòu)型EL顯示裝置或 雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)型EL顯示裝置。在底面發(fā)射結(jié)構(gòu)及雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)中，將 具有透光性的導電材料用于第一像素電極層132，即可。注意，在使用 成為陽極的材料形成第一像素電極層132的情況下，例如使用ITO形成 第一像素電極層132。通過第一像素電極層132采用這種結(jié)構(gòu)，可以提 高取出發(fā)光的效率，并制造底部發(fā)射型EL顯示裝置。而且，優(yōu)選以覆 蓋EL層134的方式使用成為陰極的材料形成第二像素電極層135。第 二像素電極層135相當于圖1中的共同電極20。作為成為陰極的材料， 可舉出功函數(shù)小的材料如Ca、 Al、 Mg、 Ag、 AlLi等。注意，優(yōu)選采用 隔著掩模的蒸鍍形成EL層134及第二像素電極層135。因此，優(yōu)選是 用可通過蒸鍍形成的材料形成第二像素電極層135。注意，當利用圖1 所示的電路構(gòu)成EL顯示裝置的像素時，優(yōu)選的是，第一像素電極層132 為陽極，而第二像素電極層B5為陰極。
注意，如上所說明的保護膜等不局限于上述材料或形成方法而釆用 不阻礙EL層的發(fā)光且可防止退化等的膜，即可。
或者，在頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)中，也可以包括形成有像素電路的區(qū)域地形 成第一像素電極層132A。在此情況下，首先只形成相當于第一像素電 極層132B及第一像素電極層132C的導電層，在該導電層上形成具有第一開口部130D的絕緣膜，并且通過第一開口部130D連接到源電極 及漏電極層120F地形成第一像素電極層132A，即可。通過包括形成有 像素電路的區(qū)域地形成第一像素電極層132A，可以擴大發(fā)光區(qū)域，從 而可以進行更高清晰的顯示。
注意，在此描述了作為發(fā)光元件的有機EL元件，但是也可以將無 機EL元件用作發(fā)光元件。
在此，參照圖17至19C說明通過上述步驟制造的有源矩陣襯底的 端子連接部。
圖17至19C示出通過上述步驟制造的有源矩陣襯底中的柵極布線 一側(cè)的端子連接部及源極布線一側(cè)的端子連接部的俯視圖及截面圖。
圖17示出在柵極布線一側(cè)的端子連接部及源極布線一側(cè)的端子連 接部中的從像素部延伸的柵極布線及源極布線的俯視圖。注意，第一電 源線17及第二電源線19也可以與源極布線18同樣。此外，在圖17中 不圖示分隔壁133及第二像素電極層135
圖18示出沿著圖17的X-X'的截面圖。也就是，圖18示出柵極布 線一側(cè)的端子連接部中的截面圖。在圖18中，只有柵電極層116露出。 端子部連接到該柵電極層116露出的區(qū)域。
圖19A至19C示出沿著圖17的Y-Y'的截面圖的例子。也就是，圖 19A至19C示出源極布線一側(cè)的端子連接部中的截面圖的例子。在圖 19A至19C的Y-Y'中，柵電極層116和源電極及漏電極層120隔著第一 像素電極層132 (至少與第一像素電極層132B或第一像素電極層132C 相同的層)連接。圖19A至19C示出柵電極層116和源電極及漏電極 層120的各種連接方式。在此，至于L顯示裝置的端子連接部，可以釆 用這些連接方式中的任何一種或圖19A至19C所示的方式之外的連接 方式。通過使源電極及漏電極層120連接到柵電極層116，可以使端子 的連接部的高度大致相等。
注意，開口部的數(shù)目不局限于圖19A至19C所示的開口部的數(shù)目， 既可以對于一個端子設置一個開口部，又可以對于一個端子設置多個開 口部。通過對于一個端子設置多個開口部，即使因為形成開口部的蝕刻 步驟不充分等的理由，而不能獲得優(yōu)質(zhì)的開口部也可以利用其他開口部 實現(xiàn)電連接。再者，當順利地形成所有開口部時，也可以擴大接觸面積，因此可以減少接觸電阻，所以是優(yōu)選的。
在圖19A中，通過蝕刻等去除第一保護膜126及第二保護膜128 的端部，使柵電極層116和源電極及漏電極層120露出，并且通過在該 露出的區(qū)域中形成第一像素電極層132 (至少與第一像素電極層132B 或第一像素電極層132C相同的層)，實現(xiàn)電連接。圖17所示的俯視圖 相當于圖19A的俯視圖。
注意，可以在形成第一開口部130及第二開口部131的同時，形成 柵電極層116和源電極及漏電極層120露出的區(qū)域。
在圖19B中，在第一保護膜126及第二保護膜128中設置第三開口 部160A，并且通過蝕刻等去除第一保護膜126及第二保護膜128的端 部，使柵電極層116和源電極及漏電極層120露出。通過在該露出的區(qū) 域中形成第一像素電極層132 (至少與第一像素電極層132B或第一像 素電極層132C相同的層)，實現(xiàn)電連接。
注意，可以在形成第一開口部130及第二開口部131的同時，形成 第三開口部160A及柵電極層116露出的區(qū)域。
在圖19C中，通過在第一保護膜126及第二保護膜128中設置第三 開口部160B及第四開口部161，使柵電極層116和源電極及漏電極層 120露出，并且通過在該露出的區(qū)域中形成第一像素電極層132 (至少 與第一像素電極層132B或第一像素電極層132C相同的層)，實現(xiàn)電連 接。在此，與圖19A及19B同樣地通過蝕刻等去除第一保護膜126及 第二保護膜128的端部，但是將該區(qū)域用作端子的連接部。
注意，可以在形成第一開口部130及第二開口部131的同時，形成 第三開口部160B及第四開口部161和柵電極層116露出的區(qū)域。
注意，與第一開口部130同樣地以到達源電極及漏電極層120的方 式設置第三開口部160，并且與第二開口部131同樣地以到達柵電極層 116的方式設置第四開口部161。而且，圖18及圖19A至19C示出分 隔壁133及第二像素電極層135，并且它們也可以不設置于端子連接部。
FPC (柔性印刷電路)連接到該端子部的輸入端子(圖19A至19C 中的柵電極層116露出的區(qū)域)。在FPC中在有機樹脂薄膜如聚酰亞胺 等上形成有由導電膜構(gòu)成的布線，并且FPC隔著各向異性導電膏劑(下 面，稱為ACP)連接到輸入端子。 一般的ACP由用作粘合劑的膏劑和具有鍍金等的直徑為幾十y m至幾百y m的導電表面的粒子構(gòu)成。通過 混入在膏劑中的粒子接觸于輸入端子上的導電層和連接到形成在FPC 中的布線的端子上的導電層，可以實現(xiàn)電連接。 如上所述，可以制造EL顯示裝置。
如上所說明，所使用的光掩模數(shù)目減少，并且可以大幅度地縮減薄 膜晶體管及EL顯示裝置的制造步驟數(shù)目。
可以不通過復雜步驟如背面曝光、抗蝕劑回流及剝離法等而大幅度 地縮減薄膜晶體管的制造步驟數(shù)目。因此，可以不通過復雜步驟而大幅 度地縮減EL顯示裝置的制造步驟數(shù)目。
此外，可以維持薄膜晶體管的電特性并大幅度地縮減薄膜晶體管的 制造步驟。
再者，借助于上述效果，可以大幅度地縮減EL顯示裝置的制造成本。
實施方式2
在本實施方式中，對于組裝通過實施方式1所說明的方法制造的顯 示面板或顯示裝置作為顯示部的電子設備，參照圖20A至圖22C進行 說明。作為這種電子設備，例如可以舉出影像拍攝裝置如攝像機或數(shù) 字照相機等、頭戴式顯示器(護目鏡型顯示器)、汽車導航、投影機、 汽車音響、個人計算機、便攜式信息終端(移動計算機、手機或電子 書等)。圖20A和20B示出這些電子設備的一例。
圖20A示出電視裝置。通過將EL顯示面板組裝到框體中，可以完 成圖20A所示的電視裝置。由應用實施方式1所說明的制造方法的顯 示面板形成主屏223，并且作為其他輔助設備具備有揚聲器部229、操
作開關等。
如圖20A所示，將應用實施方式1所說明的制造方法的顯示用面 板222組裝到框體221中，可以由接收器225接收普通的電視廣播。 而且，通過經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器224連接到采用有線或無線方式的通信網(wǎng) 絡，也可以進行單方向(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。通過利用組裝到框體中的開關或另外提供的遙控裝置226，可以進行電視裝置的操作。也可以 在該遙控裝置226中設置有用于顯示輸出信息的顯示部227。
另外，也可以在電視裝置中，除了主屏223之外，還由第二顯示 面板形成子屏228，并附加有顯示頻道或音量等的結(jié)構(gòu)。
圖21表示示出電視裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。在顯示面板中形成 有像素部251。信號線驅(qū)動電路252和掃描線驅(qū)動電路253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255、圖像信號處理電路256、以及控制電路257等，該圖像 信號放大電路255放大由調(diào)諧器254接收的信號中的圖像信號，該圖 像信號處理電路256將從圖像信號放大電路255輸出的信號轉(zhuǎn)換為對 應于紅色、綠色、藍色各種顏色的顏色信號，該控制電路257將所述 圖像信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動器IC的輸入規(guī)格?？刂齐娐?57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，也可以采 用如下結(jié)構(gòu)，即在信號線一側(cè)設置信號分割電路258，并將輸入數(shù)字 信號分割為整數(shù)個來供給。
由調(diào)諧器254接收的信號中的音頻信號被傳送到音頻信號放大 電路259，并且其輸出經(jīng)過音頻信號處理電路260被供給到揚聲器 263。控制電路261從輸入部262接收接收站(接收頻率)、音量的控 制信息，并且將信號傳送到調(diào)諧器254及音頻信號處理電路260。
當然，本發(fā)明的一個方式的EL顯示裝置不局限于電視裝置而還 可以應用于個人計算機的監(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。因此，通過應用本發(fā)明 的一個方式的EL顯示裝置的制造方法，可以提高這些顯示媒體的生 產(chǎn)率。
通過利用將應用實施方式1所說明的顯示裝置的制造方法的顯 示面板或顯示裝置用于主屏223、子屏228，可以提高電視裝置的生產(chǎn)率。此外，圖20B所示的便攜式計算機包括主體231及顯示部232等。 通過將應用實施方式1所說明的顯示裝置的制造方法的顯示面板或 顯示裝置用于顯示部232，可以提高計算機的生產(chǎn)率。
圖22A至22C是手機的一例，圖22A是正視圖，圖22B是后視圖， 圖22C是當滑動兩個框體時的正視圖。手機200由兩個框體，即框體 201以及202構(gòu)成。手機200具有手機和便攜式信息終端雙方的功能， 內(nèi)置有計算機，并且除了進行聲音通話之外還可以處理各種各樣的數(shù) 據(jù)，即是所謂的智能手機(Smartphone)。
手機200由框體201以及202構(gòu)成?？蝮w201具備顯示部203、 揚聲器204、麥克風205、操作鍵206、定位裝置207、表面影像拍攝 裝置用透鏡208、外部連接端子插口 209、以及耳機端子210等，并 且框體202由鍵盤211、外部存儲器插槽212、背面影像拍攝裝置213、 燈214等構(gòu)成。此外，天線被內(nèi)置在框體201中。
此外，手機200還可以在上述結(jié)構(gòu)的基礎上內(nèi)置有非接觸IC芯 片、小型存儲器件等。
相重合的框體201和框體202 (示出于圖22A)可以滑動，則如 圖22C那樣展開。可以將應用實施方式1所說明的顯示裝置的制造方 法的顯示面板或顯示裝置安裝到顯示部203中。由于在與顯示部203 相同的面上具備表面影像拍攝裝置用透鏡208，所以可以進行視頻通 話。此外，通過將顯示部203用作取景器，可以利用背面相機213以 及燈214進行靜態(tài)圖像以及動態(tài)圖像的攝影。
通過利用揚聲器204和麥克風205，可以將手機200用作聲音存 儲裝置(錄音裝置)或聲音再現(xiàn)裝置。此外，可以利用操作鍵206進 行電話的撥打和接收、電子郵件等的簡單的信息輸入操作、表示于顯 示部的畫面的滾動操作、選擇表示于顯示部的信息等的指針移動操作 等。
此外，當處理的信息較多時如制作文件、用作便攜式信息終端等， 使用鍵盤211是較方便的。再者，通過使相重合的框體201和框體202 (圖22A)滑動，可以如圖22C那樣展開。當用作便攜式信息終 端時，可以使用鍵盤211及定位裝置207順利地進行操作。外部連接 端子插口 209可以與AC適配器以及USB電纜等的各種電纜連接，并 可以進行充電以及與個人計算機等的數(shù)據(jù)通信。此外，通過對外部存 儲器插槽212插入記錄媒體，可以進行更大量的數(shù)據(jù)存儲以及移動。 框體202的背面(圖22B)具備背面影像拍攝裝置213及燈214， 并且可以將顯示部203用作取景器而可以進行靜態(tài)圖像以及動態(tài)圖 像的攝影。
此外，除了上述功能結(jié)構(gòu)之外，還可以具備紅外線通信功能、USB 端口、數(shù)字電視(one-seg)接收功能、非接觸IC芯片或耳機插口等。
由于可以應用實施方式1所說明的薄膜晶體管及顯示裝置的制 造方法制造本實施方式所說明的各種電子設備，因此可以提高這些電 子設備的生產(chǎn)率。
由此，可以大幅度地縮減這些電子設備的制造成本。
本說明書根據(jù)2008年3月5日在日本專利局受理的日本專利申 請編號2008-055024而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步驟形成薄膜晶體管；其包括如下步驟按順序?qū)盈B第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導體膜及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成第一抗蝕劑掩模；通過使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導體膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所述第一導電膜的表面露出；對所述第一導電膜的一部分進行第二蝕刻來形成柵電極層，以使所述柵電極層的寬度比所述絕緣膜的寬度窄；在所述第二導電膜上形成第二抗蝕劑掩模；以及通過使用所述第二抗蝕劑掩模對所述第二導電膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述半導體膜的一部分進行第三蝕刻，形成源電極及漏電極層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層，去除所述第二抗蝕劑掩模；形成第二絕緣膜來覆蓋所述薄膜晶體管；在所述第二絕緣膜中形成開口來使所述源電極及漏電極層的一部分露出；在所述開口及所述第二絕緣膜上選擇性地形成第一像素電極；在所述第一像素電極上形成EL層；以及在所述EL層上形成第二像素電極。
2. —種EL顯示裝置的制造方法，包括如下步驟 形成薄膜晶體管；其包括如下步驟按順序?qū)盈B第一導電膜、第一絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導體膜及第二導電膜；在所述第二導電膜上形成具有凹部的第一抗蝕劑掩模；通過使用所述第一抗蝕劑掩模對所述第一絕緣膜、所述半導 體膜、所述雜質(zhì)半導體膜及所述第二導電膜進行第一蝕刻，至少使所 述第一導電膜的表面露出；對所述第一導電膜的一部分進行第二蝕刻來形成柵電極層， 以使所述柵電極層的寬度比所述絕緣膜的寬度窄；通過縮小所述第一抗蝕劑掩模來形成第二抗蝕劑掩模，使與 所述第一抗蝕劑掩模的凹部重疊的所述第二導電膜露出；以及通過使用所述第二抗蝕劑掩模對所述第二導電膜、所述雜質(zhì) 半導體膜及所述半導體膜的一部分進行第三蝕刻，形成源電極及漏電 極層、源區(qū)及漏區(qū)層和半導體層， 去除所述第二抗蝕劑掩模； 形成第二絕緣膜來覆蓋所述薄膜晶體管；在所述第二絕緣膜中形成開口來使所述源電極及漏電極層的一 部分露出；在所述開口及所述第二絕緣膜上選擇性地形成第一像素電極； 在所述第一像素電極上形成EL層；以及在所述EL層上形成第二像素電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EL顯示裝置的制造方法，其中使 用多級灰度掩模形成所述第一抗蝕劑掩模。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EL顯示裝置的制造方法，其中所 述第一蝕刻是干蝕刻，并且所述第二蝕刻是濕蝕刻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EL顯示裝置的制造方法，其中層 疊利用CVD法或濺射法形成的絕緣膜和利用旋涂法形成的絕緣膜來形成所述第二絕緣膜。
6. —種EL顯示裝置，包括薄膜晶體管；所述薄膜晶體管上的第一絕緣膜；電連接到所述薄膜晶體管的第一像素電極；所述第一像素電極上的EL層；以及所述EL層上的第二像素電極，其中，所述薄膜晶體管包括-絕緣表面上的柵電極；所述柵電極上的第二絕緣膜；所述第二絕緣膜上的半導體膜；所述半導體膜上的雜質(zhì)半導體膜；以及所述雜質(zhì)半導體膜上的導電膜，并且，以與所述柵電極相鄰的方式在所述第二絕緣膜和所述絕緣 表面之間形成空洞。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的EL顯示裝置，其中所述半導體膜具有作為溝道區(qū)的第一凹部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的EL顯示裝置，其中所述半導體膜具有與所述空洞重疊的第二凹部。
全文摘要
簡化安裝在EL顯示裝置的薄膜晶體管的制造步驟。通過如下步驟形成薄膜晶體管，并且使用該薄膜晶體管制造EL顯示裝置層疊第一導電膜、絕緣膜、半導體膜、雜質(zhì)半導體膜、第二導電膜；在其上形成第一抗蝕劑掩模；進行第一蝕刻形成薄膜疊層體；對該薄膜疊層體進行帶著側(cè)面蝕刻的第二蝕刻形成柵電極層；使用第二抗蝕劑掩模形成源電極及漏電極層等。
文檔編號H01L27/15GK101527284SQ20091012851
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者伊佐敏行, 宮入秀和, 小森茂樹, 梅崎敦司 申請人:株式會社半導體能源研究所