半導(dǎo)體裝置及其制造方法

文檔序號：6940756閱讀：131來源：國知局

導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>電氣元件制品的制造及其應(yīng)用技術(shù)

專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(以下，稱為TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。例如，本發(fā)明涉及一種電子設(shè)備，其中安裝以液晶顯示面板為代表的電光裝置或具有有機發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置作為部件。另外，本說明書中，半導(dǎo)體裝置是指通過利用半導(dǎo)體特性而能夠發(fā)揮其功能的所有裝置，因此電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
金屬氧化物的種類繁多且其用途廣泛。氧化銦為較普遍的材料而被用作液晶顯示器等中所需要的透明電極材料。在金屬氧化物中存在呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物。呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物是化合物半導(dǎo)體的一種。化合物半導(dǎo)體是指兩種以上的原子進行結(jié)合而形成的半導(dǎo)體。通常，金屬氧化物成為絕緣體。但是，已知也存在如下情況即根據(jù)構(gòu)成金屬氧化物的元素的組合金屬氧化物會成為半導(dǎo)體。例如，已知在金屬氧化物中，氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性。并且，已公開將由該種金屬氧化物構(gòu)成的透明半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管(專利文獻1至4、非專利文獻1)。另外，已知金屬氧化物不僅有一元氧化物還有多元氧化物。例如，具有同系物 (homologous compound)的InGa03(Zn0)m(m :自然數(shù))為公知的材料(非專利文獻2至4)。
并且，已經(jīng)確認可以將上述那樣的In-Ga-Zn類氧化物用于薄膜晶體管的溝道層 (專利文獻5、非專利文獻5以及6)。此外，通過使用氧化物半導(dǎo)體制造薄膜晶體管，并且將該薄膜晶體管應(yīng)用于電子器件和光器件的技術(shù)受到關(guān)注。例如，專利文獻6及專利文獻7公開作為氧化物半導(dǎo)體膜使用氧化鋅、In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體來制造薄膜晶體管，并將該薄膜晶體管用于圖像顯示裝置的開關(guān)元件等的技術(shù)。[專利文件1]日本專利申請公開昭60-198861號公報
[專利文件2]日本專利申請公開平8-264794號公報
[專利文件3]日本PCT國際申請翻譯平11-505377號公報
[專利文件4]日本專利申請公開2000-150900號公報
[專利文件5]日本專利申請公開2004-103957號公報
[專利文件6]日本專利申請公開2007-123861號公報
[專利文件7]日本專利申請公開2007-096055號公報 [非專利文獻l]M. W. Prins， K. 0. Grosse-Holz， G. Muller， J. F. M. Cillessen， J.B.Giesbers，R. P. Weening，and R. M. Wolf，〃 Aferroelectric transparent thin-film transistor" ， A卯l. Phys. Lett. ， 17 June 1996， Vol. 68 p. 3650-3652
[非專利文獻2]M. Nakamura，N. Kimizuka，and T. Mohri，〃 The PhaseRelations
3in the In203-Ga2Zn04_ZnO System at 1350 °C 〃， J. Solid StateChem. ， 1991， Vol. 93， p. 298-315 [非專禾U文獻3]N. Kimizuka， M. Isobe， and M. Nakamura，〃 Synthesesand Single-Crystal Data of Homologous Compounds, ln203 (ZnO)m(m = 3，4， and 5)， InGa03 (ZnO) 3， and Ga203(ZnO)m(m = 7，8，9， and 16) in theIn203_ZnGa204_ZnO System"， J.Solid State Chem. ，1995， Vol. 116， p.170—178 [非專禾U文獻4]M. Nakamura， N. Kimizuka， T. Mohri， and M. Isobe，〃 Syntheses and crystal structures of new homologous compounds, indiumiron zinc oxides (InFe03 (ZnO) m) (m :natural number)and relatedcompounds 〃， K0TAI BUTSURI(SOLID STATE PHYSICS)，1993， Vol. 28， No. 5， p.317-327 [非專禾U 文獻5] K. Nomura, H. 0hta， K. Ueda， T. Kamiya， M. Hirano， and H. Hosono，〃 Thin-film transistor fabricated insingle-crystalline transparent oxide semiconductor" ， SCIENCE, 2003， Vol. 300， p.1269-1272 [非專利文獻6] K. Nomura, H. Ohta， A. Takagi， T. Kamiya， M. Hirano， and H. Hosono，〃 Room-temperature fabrication of transparent flexiblethin_film transistors using amorphous oxide semiconductors 〃， NATURE,2004， Vol.432 p.488-49
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個方式的目的之一在于提供具備使用氧化物半導(dǎo)體層并具有優(yōu)良的電特性的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。為了實現(xiàn)非晶氧化物半導(dǎo)體層，采用使用包含氧化硅或氧氮化硅的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管。通過典型地使用包含O. lwt^以上且20wt^以下的Si02，優(yōu)選使用包含 lwt%以上且6wt^以下的Si02的氧化物半導(dǎo)體靶材進行成膜，使在氧化物半導(dǎo)體層中含有阻擋晶化的Si0x(X > 0)，可以實現(xiàn)以薄膜晶體管的柵電壓盡量近于0V的正的閾值電壓形成溝道的薄膜晶體管。包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層使用In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-0類氧化物半導(dǎo)體、Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體或 Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。此外，為了降低與由電阻低的金屬材料構(gòu)成的源電極層及漏電極層的接觸電阻，在源電極層及漏電極層和上述包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層之間形成源區(qū)及漏區(qū)。
源區(qū)及漏區(qū)使用不包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層，例如In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-0類氧化物半導(dǎo)體、 Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體或Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。此外，源區(qū)及漏區(qū)也可以使用包含氮的 In-Ga-Zn-0類非單晶膜，即In-Ga-Zn-0-N類非單晶膜(也稱為IGZ0N膜)。在包含氮氣的氣氛中使用以包含銦、鎵及鋅的氧化物為成分的靶材進行成膜而得到包含銦、鎵及鋅的氧氮化物膜，并對該包含銦、鎵及鋅的氧氮化物膜進行加熱處理而得到上述In-Ga-Zn-0-N類
4非單晶膜。此外，源區(qū)及漏區(qū)也可以使用包含氮的Ga-Zn-O類非單晶膜，即Ga-Zn-O-N類非單晶膜(也稱為GZ0N膜)、包含氮的Zn-0類非單晶膜，即Zn-O-N類非單晶膜、包含氮的 Sn-Zn-0類非單晶膜，即Sn-Zn-0-N類非單晶膜。源電極層及漏電極層可以使用選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜等。本說明書所公開的本發(fā)明的一個方式是一種半導(dǎo)體裝置，包括絕緣表面上的柵電極；包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層；柵電極和氧化物半導(dǎo)體層之間的絕緣層；以及包含 SiO,的氧化物半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間的源區(qū)及漏區(qū)，其中源區(qū)及漏區(qū)是氧化物半導(dǎo)體材料或氧氮化物材料。此外，包含SiO,的氧化物半導(dǎo)體層通過使用包含O. lwt^以上且20wt^以下的 Si02的氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法而形成。此外，用于實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的一個方式是半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟在絕緣表面上形成柵電極；在柵電極上形成絕緣層；在絕緣層上通過使用包含 0. lwt%以上且20wt%以下的Si02的第一氧化物半導(dǎo)體耙材的濺射法而形成包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層；在包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層上在包含氮的氣氛下通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法而形成氧氮化物層。此外，在上述制造方法中，在形成氧氮化物層之后，去除重疊于柵電極的氧氮化物層的一部分，并且使包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層的一部分露出而制造溝道蝕刻型薄膜晶體管。此外，不局限于溝道蝕刻型薄膜晶體管，可以制造底柵型薄膜晶體管、底接觸型薄膜晶體管或頂柵型薄膜晶體管。本發(fā)明的一個方式是頂柵型薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟在絕緣表面上通過使用包含0. lwt%以上且20wt%以下的Si02的第一氧化物半導(dǎo)體耙材的濺射法而進行成膜之后，在包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層上在包含氮的氣氛下通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法而形成氧氮化物層；覆蓋氧氮化物層地形成絕緣層；以及在絕緣層上形成柵電極。在上述各制造方法中，為了氧氮化物層降低與由電阻低的金屬材料構(gòu)成的源電極層及漏電極層的接觸電阻，將氧氮化物層用作在源電極層及漏電極層和上述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層之間設(shè)置的源區(qū)及漏區(qū)。本發(fā)明實現(xiàn)具備使用包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層并具有優(yōu)良的電特性的薄膜晶
體管的半導(dǎo)體裝置。

圖1A和1B是示出本發(fā)明的一個方式的截面圖及俯視圖；圖2A和2B是示出本發(fā)明的一個方式的截面圖及俯視圖；圖3是示出本發(fā)明的一個方式的截面圖；圖4是示出本發(fā)明的一個方式的俯視圖；圖5A和5B是示出本發(fā)明的一個方式的截面圖及俯視圖；圖6是示出本發(fā)明的一個方式的俯視圖；圖7是示出InGaZn04的單晶結(jié)構(gòu)的模型5
圖
外觀圖
約一個方式的工序截面圖；約一個方式的截面圖及俯視圖約一個方式的截面圖及俯視圖約一個方式的截面圖及俯視圖約一個方式的截面圖及俯視圖約一個方式的半導(dǎo)體裝置的框圖； ^個方式的信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的圖； ^個方式的信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖； ^個方式的信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖； ^個方式的移位寄存器的結(jié)構(gòu)的一例的圖； g器的連接結(jié)構(gòu)的^個方式的半導(dǎo)體裝置的像素等效電路的圖； g明的一個方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖； g明的一個方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖及截面圖； :發(fā)明的一個方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖及截面圖； ^個方式的半導(dǎo)體裝置的截面t明的一個方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖及電子設(shè)備的
一個方式的電子設(shè)備；一個方式的電子設(shè)備。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實，就是其方式和詳細內(nèi)容可以被變換為各種各樣的形式。此外，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在實施方式所記載的內(nèi)容中。
實施方式1 在本實施方式中，在圖1A及圖1B中說明使用包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的一例。圖1A所示的薄膜晶體管160是底柵型的一種，并是稱為溝道蝕刻型的結(jié)構(gòu)的截面圖的一例。另外，圖1B是薄膜晶體管的俯視圖的一例，并且以圖中的虛線B1-B2切斷的截面圖相當(dāng)于圖1A。在圖1A所示的薄膜晶體管160中，在襯底100上設(shè)置有柵電極層101，在柵電極層 101上設(shè)置有柵極絕緣層102，在柵極絕緣層102上設(shè)置有重疊于柵電極層101的包含SiOx 的氧化物半導(dǎo)體層103。此外，還設(shè)置與包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103的一部分重疊的源電極層及漏電極層105a、105b，在包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層103的一部分和源電極層
6及漏電極層105a、105b之間具有源區(qū)及漏區(qū)104a、104b。另外，還具有與包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103以及源電極層及漏電極層105a、105b接觸地覆蓋的保護絕緣層106。
柵電極層101可以通過使用鋁、銅、鉬、鈦、鉻、鉭、鴇、釹、鈧等金屬材料；以這些金屬材料為主要成分的合金材料；或以這些金屬材料為成分的氮化物的單層或疊層形成。優(yōu)
選由鋁或銅等低電阻導(dǎo)電材料形成柵電極層ioi，但是該材料有耐熱性低或容易腐蝕的問
題，因此優(yōu)選與耐熱導(dǎo)電材料組合而使用。作為耐熱導(dǎo)電材料，使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、釹、鈧等。例如，作為柵電極層101的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用在鋁層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、在銅層上層疊鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)、層疊氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。作為三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層、氮化鈦層或鈦層的疊層結(jié)構(gòu)。使用等離子體CVD法或濺射法形成柵極絕緣層102。通過利用CVD法或濺射法等且使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或氮氧化硅層的單層或疊層，可以形成柵極絕緣層 102。另外，也可以通過使用有機硅烷氣體的CVD法形成氧化硅層作為柵極絕緣層102。
作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103，使用In-Ga-Zn-0類非單晶膜、In-Sn-Zn-O 類、Ga-Sn-Zn-0類、In-Zn-0類、Sn-Zn-0類、In-Sn-0類、Ga-Zn-O類或Zn_0類氧化物半導(dǎo) 體。在本實施方式中，作為包含SiO,的氧化物半導(dǎo)體層103，通過使用包含5wt^的 Si02的氧化物半導(dǎo)體靶材(Sn02 : ZnO=l : 1)的濺射法而形成。在此情況下，包含S叫的氧化物半導(dǎo)體層103成為包含O. 01wt%以上且60wt^以下的Sn的膜，優(yōu)選成為包含3wt% 以上且50wt^以下的Sn的膜。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，使用不包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層，例如 In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O 類氧化物半導(dǎo)體、Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體或Zn_0類氧化物半導(dǎo)體。另外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，也可以使用包含氮的In-Ga-Zn-0類非單晶膜，即In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜 (也稱為IGZON膜)。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，也可以使用包含氮的Ga-Zn-0類非單晶膜，即Ga-Zn-O-N類非單晶膜(也稱為GZON膜)、包含氮的Zn-O-N類非單晶膜、包含氮的Sn-Zn-O-N類非單晶膜。在本實施方式中，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，使用如下材料在包含氮氣體的氣氛中通過濺射法形成使用包含In(銦)、Ga(鎵)及Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材 (ln203 : Ga203 : ZnO = 1 : 1 : 1)而得到的包含銦、鎵及鋅的氧氮化物膜之后進行加熱處理來得到氧氮化物材料。源區(qū)及漏區(qū)104a、104b不包含Si，此處與包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103大不相同。此外，至于源區(qū)及漏區(qū)104a、104b具有如下情況在當(dāng)形成源區(qū)及漏區(qū)104a、104b之后的加熱處理時包含晶粒的情況；或剛在形成源區(qū)及漏區(qū)104a、104b之后包含晶粒的情況。另一方面，關(guān)于包含SiO,的氧化物半導(dǎo)體層103，由于使氧化物半導(dǎo)體層103包含SiO,來提高晶化溫度，例如即使在使源區(qū)及漏區(qū)104a、104b的一部分晶化的溫度下進行加熱處理，也可以使包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103維持非晶狀態(tài)。作為源電極層及漏電極層105a、105b的材料，使用選自Al、 Cr、 Ta、 Ti、 Mo、 W中的
7元素；以上述元素為成分的合金；或組合上述元素的合金膜等。通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，降低與由低電阻的金屬材料構(gòu)成的源電極層及漏電極層105a、105b的接觸電阻。從而，通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，實現(xiàn)電特性優(yōu)良的薄膜晶體管160。此外，保護絕緣層106可以使用利用濺射法等而得到的氮化硅膜、氧化硅膜或氧
氮化硅膜等的單層或這些的疊層。實施方式2 在本實施方式中，參照圖2A和2B說明柵電極的寬度與實施方式1不同的薄膜晶體管的一例。圖2A所示的薄膜晶體管170是底柵型的一種，并是稱為溝道蝕刻型的結(jié)構(gòu)的截面圖的一例。另外，圖2B是薄膜晶體管的俯視圖的一例，并且以圖中的虛線C1-C2切斷的截面圖相當(dāng)于圖2A。在圖2A所示的薄膜晶體管170中，在襯底100上設(shè)置有柵電極層101，在柵電極層 101上設(shè)置有柵極絕緣層102，在柵極絕緣層102上設(shè)置有氧化物半導(dǎo)體層，在氧化物半導(dǎo) 體層上設(shè)置有源電極層及漏電極層105a、105b。另外，具有覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的疊層及源電極層及漏電極層105a、105b的保護絕緣層106。在本實施方式中，在柵極絕緣層102上層疊包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層103 (也稱為第一氧化物半導(dǎo)體層)，并且在其上層疊第二氧化物半導(dǎo)體層(或氧氮化物層)。注意，在包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層103中用作溝道的區(qū)域上不形成第二氧化物半導(dǎo)體層，這是因為通過蝕刻去除該區(qū)域上的第二氧化物半導(dǎo)體層的緣故。另外，第二氧化物半導(dǎo)體層(或氧氮化物層)用作緩沖層、n+層、源區(qū)及漏區(qū)。在圖2A中，將它圖示為源區(qū)及漏區(qū) 104a、104b。另外，在本實施方式中，使用以0. lwt^以上且20wt^以下的比率，優(yōu)選以lwt% 以上且6wt %以下的比率包含Si02的包含In (銦)、Ga (鎵)及Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材來形成包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層103。通過使氧化物半導(dǎo)體包含Si0x，容易使所形成的氧化物半導(dǎo)體非晶化。另外，在對氧化物半導(dǎo)體膜進行熱處理的情況下，可以抑制所形成的氧化物半導(dǎo)體的晶化。利用經(jīng)典分子動力學(xué)模擬調(diào)查當(dāng)使包含In(銦)、Ga(鎵)及Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體，所謂IGZ0包含Si02時產(chǎn)生怎樣的結(jié)構(gòu)變化。在經(jīng)典分子動力學(xué)法中，通過對成為原子間相互作用的特征的經(jīng)驗勢進行定義來對作用于各原子的力量進行評價。通過數(shù)值地解牛頓運動方程，可以決定論地求出各原子的運動(時間演化)。以下描述計算模型和計算條件。另外，在本計算中使用Born-Mayer-Huggins勢。
制造1680原子的InGaZn04的單晶結(jié)構(gòu)(參照圖7)以及1680原子的InGaZn04的使用Si原子分別取代In、Ga、Zn的各20原子的結(jié)構(gòu)(參照圖8)。在Si取代模型中，Si占 3.57atom% (2.34wt%)。另外，單晶模型的密度是6. 36g/cm3，并且Si取代模型的密度是 6. 08g/cm3。通過在InGaZn04的單晶結(jié)構(gòu)的溶點(根據(jù)利用經(jīng)典分子動力學(xué)模擬的估計，大約 2000°C)以下的1727t:下，以一定的壓力(latm)進行150psec (時間步長0. 2f sec X 75萬步(st印))的經(jīng)典分子動力學(xué)模擬，而進行結(jié)構(gòu)弛豫。求出上述兩個結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)g(r)。注意，徑向分布函數(shù)g(r)是指表示在離某個原子距離r的位置上存在其他原子的概率密度的函數(shù)。隨著原子之間的相關(guān)性減弱，g(r)逐漸接近于l。圖9和圖10分別表示通過對上述兩個計算模型進行150psec的經(jīng)典分子動力學(xué) 模擬而得到的最終結(jié)構(gòu)。另外，圖ll表示各結(jié)構(gòu)中的徑向分布函數(shù)g(r)。
圖9所示的單晶模型穩(wěn)定而其最終結(jié)構(gòu)也保持晶體結(jié)構(gòu)，但是圖10所示的Si取代模型不穩(wěn)定而隨著經(jīng)過時間晶體結(jié)構(gòu)崩潰，并變?yōu)榉蔷ЫY(jié)構(gòu)。當(dāng)參照圖11比較各結(jié)構(gòu) 模型的徑向分布函數(shù)g(r)時，在單晶模型中在長距離的地點也有峰值，而可知具有長程有序。另一方面，在Si取代模型中，在0. 6nm左右的地點峰值消失，而可知沒有長程有序。
上述計算結(jié)果表示在包含Si02的情況下，IGZO膜的非晶結(jié)構(gòu)比IGZO膜的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；并且通過使IGZO膜包含Si(^，容易產(chǎn)生IGZO的非晶化。因為剛成膜之后的通過濺射法實際上得到的包含Si02的IGZO膜是非晶半導(dǎo)體膜，所以根據(jù)上述計算結(jié)果可知通過包含Si02，即使進行高溫加熱也阻礙晶化，而可以保持非晶結(jié)構(gòu)。此外，作為包含SiO,的氧化物半導(dǎo)體層103，除了 In-Ga-Zn-O類非單晶膜以外，還可以使用In-Sn-Zn-0類、Ga-Sn-Zn-O類、In-Zn-O類、Sn-Zn-O類、In-Sn-O類、Ga-Zn-O類或Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，可以使用不包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層，例如 In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O 類氧化物半導(dǎo)體、Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。另外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b也可以使用In-Ga-Zn-0-N類非單晶膜、Ga-Zn-0-N類非單晶膜、Zn-0-N類非單晶膜、Sn-Zn-O-N類非單晶膜。在本實施方式中，源區(qū)及漏區(qū)104a、104b使用氧氮化物材料形成，該氧氮化物材料包括如下步驟得到的材料在包含氮氣的氣氛下通過濺射法并使用包含Sn(錫)及 Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(Sn02 : ZnO = 1 : 1)來形成的Sn-Zn-O-N類非單晶膜，然后進行加熱處理。另外，以下說明將上述薄膜晶體管170用作像素部的開關(guān)元件來制造顯示裝置的例子。首先，在具有絕緣表面的襯底IOO上設(shè)置柵電極層101。作為具有絕緣表面的襯底IOO，使用玻璃襯底。作為柵電極層101的材料，可以使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等金屬材料或以該金屬材料為主要成分的合金材料的單層或疊層。另外，當(dāng)形成柵電極層 101時，也形成像素部的電容布線108及端子部的第一端子121。例如，作為柵電極層101的雙層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用在鋁層上層疊鉬層的雙層疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié) 構(gòu)；或者層疊氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。另外，也有在包含Ca的銅層上層疊成為阻擋層的包含Ca的氧化銅層的疊層；或在包含Mg的銅層上層疊成為阻擋層的包含Mg的氧化銅層的疊層。另外，作為三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層、氮化鈦層或鈦層的疊層結(jié)構(gòu)。接著，形成覆蓋柵電極層101上的柵極絕緣層102。使用濺射法、PCVD法等且以 50nm至400nm的膜厚度形成柵極絕緣層102。例如，作為柵極絕緣層102，通過濺射法形成100nm的氧化硅膜。當(dāng)然，柵極絕緣
9層102不局限于這種氧化硅膜，也可以使用氧氮化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鉭膜等其他絕緣膜的單層或疊層形成柵極絕緣層102。在采用疊層的情況下，例如通過PCVD法形成氮化硅膜，并且在其上通過濺射法形成氧化硅膜，即可。另外，在作為柵極絕緣層102使用氧氮化硅膜或氮化硅膜等的情況下，可以防止來自玻璃襯底的雜質(zhì)，例如鈉等擴散并侵入到在之后在柵極絕緣層102的上方形成的氧化物半導(dǎo)體。
接著，在柵極絕緣層102上形成包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜。使用以2wt^的比率包含Si02的包含In(銦)、Ga(鎵)及Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材來進行成膜。通過使氧化物半導(dǎo)體包含SiOx，容易使所形成的氧化物半導(dǎo)體非晶化。另外，通過使氧化物半導(dǎo)體包含SiO,，在形成氧化物半導(dǎo)體膜之后的工序中進行熱處理的情況下，可以防止氧化物半導(dǎo)體膜的晶化。接著，在包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法形成不包含SiOx的氧氮化物膜。在包含氮氣的氣氛下通過濺射法形成使用包含Sn(錫)及Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(Sn02 : Zn0=l : 1)而得的Sn-Zn-O-N類非單晶膜。作為濺射法，具有作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法和DC濺射法；以及以脈沖方法施加偏壓的脈沖DC濺射法。此外，還有可以設(shè)置多個其材料彼此不同的靶材的多元濺射裝置。多元濺射裝置既可以在同一處理室中層疊形成不同材料的膜，又可以在同一處理室中使多種材料同時放電而進行成膜。此外，還有利用如下濺射法的濺射裝置在處理室內(nèi)具備磁石機構(gòu)的磁控管濺射法；利用不使用輝光放電而使用微波來產(chǎn)生的等離子體的ECR濺射法。此外，作為使用濺射法的成膜方法，還有當(dāng)進行成膜時使靶材物質(zhì)與濺射氣體成分起化學(xué)反應(yīng)而形成其化合物薄膜的反應(yīng)濺射法；以及當(dāng)形成膜時對襯底也施加電壓的偏壓濺射法。接著，進行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，對Sn-Zn-0-N類非單晶膜選擇性地進行蝕刻，還使用同一掩模對包含SiOx的In-Ga-Zn-O類非單晶膜選擇性地進行蝕刻。在蝕刻之后去除抗蝕劑掩模。接著，通過進行光刻工序，重新形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分(柵極絕緣層的一部分)來形成到達與柵電極層相同材料的布線、電極層的接觸孔。設(shè)置該接觸孔，以直接連接到在之后形成的導(dǎo)電膜。例如，當(dāng)在驅(qū)動電路部中形成直接接觸于柵電極層與源電極層或漏電極層的薄膜晶體管、電連接到端子部的柵極布線的端子時，形成接觸孔。另外，雖然在此示出通過進行光刻工序來形成用于直接連接到在之后形成的導(dǎo)電膜的接觸孔的例子，但是不特別局限于此，也可以在與用來連接到像素電極的接觸孔同一工序中形成到達柵電極層的接觸孔，并且使用與像素電極同一材料進行電連接。在使用與像素電極同一材料進行電連接的情況下，可以縮減一個掩模。接著，利用濺射法或真空蒸鍍法在Sn-Zn-O-N類非單晶膜上形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜。作為導(dǎo)電膜的材料，可以舉出選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、以上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜等。另外，在后面的工序中進行20(TC至60(TC的熱處理的情況下，優(yōu)選使導(dǎo)電膜具有承受該熱處理的耐熱性。因為當(dāng)使用Al單體時有耐熱性低且容易腐蝕等問題，所以組合A1與耐熱導(dǎo)電材料而形成導(dǎo)電膜。作為與Al組合的耐熱導(dǎo)電
材料，使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素、以上
述元素為成分的合金、組合上述元素的合金膜或者以上述元素為成分的氮化物。在本實施方式中，作為導(dǎo)電膜，采用鈦膜的單層結(jié)構(gòu)。此外，作為導(dǎo)電膜，也可以采
用雙層結(jié)構(gòu)，而可以在鋁膜上層疊鈦膜。另外，作為導(dǎo)電膜，也可以采用三層結(jié)構(gòu)，其中包括
Ti膜，在該Ti膜上層疊包含Nd的鋁(Al-Nd)膜，而且在其上還形成Ti膜。作為導(dǎo)電膜，還
可以采用包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)。接著，進行光刻工序形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分來在像素部中形成源電極層及漏電極層105a、105b以及源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，以在驅(qū)動電路部中分別形成源電極層及漏電極層、源區(qū)及漏區(qū)。作為此時的蝕刻方法，采用濕蝕刻或干蝕刻。例如，在作為導(dǎo)電膜使用鋁膜或鋁合金膜的情況下，可以進行使用混合磷酸、醋酸及硝酸的溶液的濕蝕刻。在此，通過進行濕蝕刻，對Ti膜的導(dǎo)電膜進行蝕刻來形成源電極層及漏電極層，并且對Sn-Zn-O-N類非單晶膜進行蝕刻來形成源區(qū)及漏區(qū)104a、104b。在該蝕刻工序中，包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜的露出區(qū)的一部分也被蝕刻，而成為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103。另外，在該光刻工序中，使與源電極層及漏電極層105a、 105b相同材料的第二端子122殘留在端子部中。另外，第二端子122與源極布線(包括源電極層或漏電極層105a、105b的源極布線)電連接。通過上述工序，可以在像素部中制造將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103用作溝道形成區(qū)的薄膜晶體管170。此外，在端子部中，連接電極120通過形成在柵極絕緣膜中的接觸孔與端子部的第一端子121直接連接。此外，在實施方式中未圖示，但是經(jīng)過與上述工序相同的工序來驅(qū)動電路的薄膜晶體管的源極布線或漏極布線與柵電極直接連接。接著，以20(TC至60(TC，典型地以30(rC至50(rC進行熱處理(也包括光退火)。在此放置在爐中，而在氮氣氛下以35(TC進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含SiOx的In-Ga-Zn-0類非單晶膜的原子級的重新排列。另外，因為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層103包含SiO,，所以可以防止該熱處理中的晶化并保持非晶結(jié)構(gòu)。另外，進行熱處理的時序只要在形成Sn-Zn-O-N類非單晶膜之后，就沒有特別的限制，而例如也可以在形成像素電極之后進行熱處理。接著，去除抗蝕劑掩模，以形成覆蓋薄膜晶體管170的保護絕緣層106。
然后，進行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，并且通過對保護絕緣層106進行蝕刻來形成到達源電極層或漏電極層105b的接觸孔。另外，通過此時的蝕刻形成到達第二端子122的接觸孔、到達連接電極120的接觸孔。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，形成透明導(dǎo)電膜。作為透明導(dǎo)電膜的材料使用氧化銦(111203)、氧化銦錫(縮寫為In203-Sn02、 ITO)等并利用濺射法或真空蒸鍍法等來形成透明導(dǎo)電膜。使用鹽酸類的溶液進行對這些材料的蝕刻處理。然而，由于特別在對ITO的蝕刻中容易產(chǎn)生殘渣，因此也可以使用氧化銦氧化鋅合金(In203-ZnO)，以便改善蝕刻加工性。
接著，進行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，并且通過蝕刻去除不需要的部分，以形成像素電極層110。另外，在該光刻工序中，以在電容部中的柵極絕緣層102及保護絕緣層106為電介質(zhì)，并由電容布線108和像素電極層110形成存儲電容器。另外，在該光刻工序中，使用抗蝕劑掩模覆蓋第一端子及第二端子來使形成在端子部中的透明導(dǎo)電膜128、129殘留。透明導(dǎo)電膜128U29成為用于與FPC的連接的電極或布線。形成在與第一端子121直接連接的連接電極120上的透明導(dǎo)電膜128成為用作柵極布線的輸入端子的用于連接的端子電極。形成在第二端子122上的透明導(dǎo)電膜129是用作源極布線的輸入端子的用于連接的端子電極。注意，雖然在本實施方式中示出以柵極絕緣層102和保護絕緣層106為電介質(zhì)，并由電容布線108和像素電極110形成存儲電容器的例子，但是，沒有特別的限制，也可以采用如下結(jié)構(gòu)在電容布線的上方設(shè)置包括與源電極及漏電極相同的材料的電極，使用在其間包括用作電介質(zhì)的柵極絕緣層102的電極、電容布線形成存儲電容器，并且電連接該電極和像素電極層。接著，去除抗蝕劑掩模，并且圖3示出該階段的截面圖。另外，該階段的像素部中的薄膜晶體管170的俯視圖相當(dāng)于圖4。另夕卜，圖4中的沿線Al-A2的截面圖及圖4中的沿線Bl-B2的截面圖相當(dāng)于圖3。圖3示出像素部中的薄膜晶體管170的截面結(jié)構(gòu)、像素部中的電容器部的截面結(jié)構(gòu)和端子部的截面結(jié)構(gòu)。另外，圖5A及圖5B分別示出源極布線端子部的俯視圖及截面圖。此外，圖5A相當(dāng)于沿圖5B中的Dl-D2線的截面圖。在圖5A中，形成在保護絕緣層106上的透明導(dǎo)電膜155是用作輸入端子的用于連接的端子電極。另外，在圖5A中，在端子部中，使用與柵極布線相同的材料形成的電極156隔著柵極絕緣層152重疊于電連接到源極布線的第二端子150的下方。因為電極156不與第二端子150電連接，所以通過將電極156設(shè)定為與第二端子150不同的電位，例如浮動狀態(tài)、GND、OV等，可以形成用于對雜波的措施的電容器或用于對靜電的措施的電容器。此外，第二端子150隔著保護絕緣層106與透明導(dǎo)電膜155電連接。
根據(jù)像素密度設(shè)置多個柵極布線、源極布線及電容布線。此外，在端子部中，排列地配置多個具有與柵極布線相同的電位的第一端子、多個具有與源極布線相同的電位的第二端子、多個具有與電容布線相同的電位的第三端子等。各端子的數(shù)量可以是任意的數(shù)量，而實施者適當(dāng)?shù)貨Q定各端子的數(shù)量，即可。通過上述工序，可以完成具有包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管170 ;具
有存儲電容器的像素部；以及端子部。另外，也可以在同一襯底上形成驅(qū)動電路。當(dāng)制造有源矩陣型液晶顯示裝置時，在有源矩陣襯底和設(shè)置有對置電極的對置襯
底之間設(shè)置液晶層，以固定有源矩陣襯底和對置襯底。另外，在有源矩陣襯底上設(shè)置電連接
到設(shè)置在對置襯底上的對置電極的共同電極，并且在端子部中設(shè)置電連接到共同電極的端
子。該端子是用于將共同電極設(shè)定為固定電位，例如設(shè)定為GND、OV等的端子。此外，本實施方式不局限于圖4的像素結(jié)構(gòu)。圖6示出與圖4不同的俯視圖的例
子。圖6示出一例，其中不設(shè)置電容布線，并且隔著保護絕緣膜及柵極絕緣層重疊像素電極
與相鄰的像素的柵極布線來形成存儲電容器。在此情況下，可以省略電容布線及與電容布
線連接的第三端子。另外，在圖6中，使用相同的附圖標(biāo)記說明與圖4相同的部分。在有源矩陣型液晶顯示裝置中，通過驅(qū)動配置為矩陣狀的像素電極，在畫面上形
成顯示圖案。詳細地說，通過在被選擇的像素電極和對應(yīng)于該像素電極的對置電極之間施加電壓，進行配置在像素電極和對置電極之間的液晶層的光學(xué)調(diào)制，該光學(xué)調(diào)制作為顯示圖案被觀察者確認。當(dāng)液晶顯示裝置顯示動態(tài)圖像時，由于液晶分子本身響應(yīng)較慢，所以存在出現(xiàn)余像或出現(xiàn)動態(tài)圖像模糊的問題。為了改善液晶顯示裝置的動態(tài)圖像特性，有被稱為插黑的驅(qū)動技術(shù)，該插黑是指每隔一個幀地進行整個畫面的黑色顯示的技術(shù)。另外，還有一種被稱為倍速驅(qū)動的驅(qū)動技術(shù)，該倍速驅(qū)動是指通過將垂直同步頻
率設(shè)定為通常的1. 5倍以上，優(yōu)選設(shè)定為通常的2倍以上來改善動態(tài)圖像特性。另外，為了改善液晶顯示裝置的動態(tài)圖像特性，還有如下一種驅(qū)動技術(shù)作為背光
燈，使用多個LED (發(fā)光二極管)光源或多個EL光源等構(gòu)成面光源，并且將構(gòu)成面光源的各
個光源獨立地在一個幀周期內(nèi)進行間歇發(fā)光驅(qū)動。作為面光源，可以使用三種以上的LED
或白色發(fā)光LED。由于可以獨立地控制多個LED，所以可以使LED的發(fā)光時序根據(jù)液晶層的
光學(xué)調(diào)制的切換時序同步進行。由于該驅(qū)動技術(shù)可以將LED部分地關(guān)斷，所以尤其是當(dāng)顯
示一個畫面中的黑色顯示區(qū)域的比率高的映像時，可以實現(xiàn)低耗電量。通過組合上述驅(qū)動技術(shù)，可以比現(xiàn)有液晶顯示裝置進一步改善液晶顯示裝置的動
態(tài)圖像特性等的顯示特性。另外，通過本實施方式，可以以低成本提供電特性高且可靠性高的顯示裝置。
另外，本實施方式可以與實施方式1自由地組合。
實施方式3 在本實施方式中，示出進行使用多級灰度掩模的曝光以減少掩模數(shù)的例子。
此外，示出作為氧化物半導(dǎo)體層的組成不使用生產(chǎn)量有限制的稀少金屬的銦的例子。另外，還示出作為氧化物半導(dǎo)體層的組成元素不使用一種稀少金屬的鎵的例子。
多級灰度掩模是指能夠設(shè)定三個曝光水平，即曝光部分、中間曝光部分以及未曝光部分的掩模，并且多級灰度掩模是使透過的光具有多個強度的曝光掩模。通過進行一次的曝光及顯影工序，可以形成具有多個(典型為兩個)厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模。因此，通過使用多級灰度掩模，可以減少曝光掩模數(shù)。作為多級灰度掩模的代表例子，有灰色調(diào)掩模及半色調(diào)掩模。灰色調(diào)掩模包括透光襯底、形成在其上的遮光部及衍射光柵。在遮光部中，光透過率為0%。另一方面，衍射光柵可以通過將狹縫、點、網(wǎng)眼等的光的透過部的間隔設(shè)定為用于曝光的光的分辨率限度以下的間隔來控制光的透過率。另外，周期性狹縫、點、網(wǎng)眼或非周期性狹縫、點、網(wǎng)眼都可以用于衍射光柵。半色調(diào)掩模包括透光襯底、形成在其上的半透過部以及遮光部。作為半透過部，可以使用MoSiN、MoSi、MoSiO、MoSiON、CrSi等。遮光部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)掩模照射曝光光線的情況下，在遮光部中光透過率為0%，而在沒有設(shè)置遮光部及半透過部的區(qū)域中光透過率為100%。另外，在半透過部中，可以在10%至70%的范圍內(nèi)調(diào)整光透過率。半透過部中的光透過率可以根據(jù)半透過部的材料調(diào)整。
圖12A至圖12E相當(dāng)于示出薄膜晶體管360的制造工序的截面圖。
在圖12A中，在設(shè)置有絕緣膜357的襯底350上設(shè)置柵電極層351。在本實施方式中，使用氧化硅膜(膜厚度100nm)作為絕緣膜357。在柵電極層351上按順序?qū)盈B柵極絕緣層352、包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體膜380、氧氮化物膜381以及導(dǎo)電膜383。在本實施方
13式中，作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜380，使用不包含銦及鎵的氧化物半導(dǎo)體，典型地使用Sn-Zn-0類、Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜380，使用利用濺射法而得到的Sn-Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。此外，作為氧氮化物膜381，使用不包含SiOx的Sn-Zn-O-N類的氧氮化物材料。接著，在柵極絕緣層352、包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜380、氧氮化物膜381以及導(dǎo)電膜383上形成掩模384。在本實施方式中，示出使用多級(高級)灰度掩模進行曝光以形成掩模384的例子。通過在使用使透過的光具有多個強度的多級灰度掩模進行曝光之后進行顯影，可以形成如圖12B所示那樣的具有膜厚度不同的區(qū)域的掩模384。通過使用多級灰度掩模，可以減少曝光掩模數(shù)。接著，使用掩模384進行第一蝕刻工序，對包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體膜3S0、氧氮化物膜381以及導(dǎo)電膜383進行蝕刻而加工成島狀。其結(jié)果是，可以形成受到構(gòu)圖的包含 SiOx的氧化物半導(dǎo)體層390、氧氮化物層385以及導(dǎo)電層387(參照圖12B)。
接著，對掩模384進行灰化。其結(jié)果是，掩模的面積縮小，并且厚度變薄。此時，膜厚度薄的區(qū)域的掩模的抗蝕劑(與柵電極層351的一部分重疊的區(qū)域)被去除，可以形成被分離的掩模388(參照圖12C)。使用掩模388通過進行第二蝕刻工序?qū)ρ醯飳?85、導(dǎo)電層387進行蝕刻，而形成包含SiOx的半導(dǎo)體層353、源區(qū)及漏區(qū)354a、354b以及源電極層及漏電極層355a、 355b(參照圖12D)。另外，包含SiO,的半導(dǎo)體層353僅有一部分被蝕刻，而成為具有槽部 (凹部)的半導(dǎo)體層，并且在端部中也其一部分被蝕刻而成露出的形狀。
通過利用第一蝕刻工序?qū)ρ醯锬?81、導(dǎo)電膜383進行干蝕刻，氧氮化物膜 381、導(dǎo)電膜383受到各異向性蝕刻，從而掩模384的端部與氧氮化物層385、導(dǎo)電層387的端部一致，而成為連續(xù)的形狀。同樣地，通過利用第二蝕刻工序?qū)ρ醯飳?85、導(dǎo)電層387進行干蝕刻，氧氮化物層385以及導(dǎo)電層387受到各異向性蝕刻，從而掩模388的端部與包含SiOx的半導(dǎo)體層353的凹部以及端部、源區(qū)及漏區(qū)354a、354b的端部、源電極層及漏電極層355a、355b的端部一致，而成為連續(xù)的形狀。此外，雖然在本實施方式中示出包含SiOx的半導(dǎo)體層353、源電極層及漏電極層 355a、355b的端部以相同的錐形角連續(xù)地層疊的形狀，但是根據(jù)蝕刻條件或氧化物半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層的材料蝕刻速度不同，所以也有分別具有不同錐形角或不連續(xù)的端部形狀的情況。然后，去除掩模388。接著，在包含氮的氣氛中進行20(TC至60(TC的加熱(參照圖12E)。包含SiOx的半導(dǎo)體層353包含阻礙晶化的SiOx，即使進行20(TC至600°C的加熱也可以保持非晶狀態(tài)。
通過上述工序，可以制造具有包含SiOx的半導(dǎo)體層353的溝道蝕刻型薄膜晶體管 360。如本實施方式所示，通過采用使用多級灰度掩模形成的具有多個(典型的是兩個)厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模，可以減少抗蝕劑掩模數(shù)，從而可以實現(xiàn)工序的簡化以及低
14成本化。再者，如本實施方式所示，由于通過不將銦及鎵用于氧化物半導(dǎo)體層而可以降低氧化物半導(dǎo)體靶材的價格，因此可以實現(xiàn)低成本化。
由此，可以以低成本且高生產(chǎn)率制造半導(dǎo)體裝置。
實施方式4 在本實施方式中，圖13A及圖13B說明溝道停止型薄膜晶體管430的一例。此外，圖13B是薄膜晶體管的俯視圖的一例，而沿圖中的虛線Z1-Z2的截面圖相當(dāng)于圖13A。另外，示出將不包含銦的氧化物半導(dǎo)體材料用于薄膜晶體管430的氧化物半導(dǎo)體層的例子。
在圖13A中，在襯底400上設(shè)置柵電極401。接著，在覆蓋柵電極401的柵極絕緣層402上設(shè)置包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403。在本實施方式中，作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403，使用利用濺射法而得到的Ga-Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403，使用不包含銦的氧化物半導(dǎo)體，典型地使用Ga-Sn-Zn-0類、Ga-Zn-0類、Sn-Zn-O類、Ga-Sn-0 類、Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。接著，在包含Si0x的第二氧化物半導(dǎo)體層403上接觸地設(shè)置溝道保護層418。通過設(shè)置溝道保護層418，可以防止在工序中包含Si0x的第二氧化物半導(dǎo)體層403的溝道形成區(qū)所受到的損傷(蝕刻中的等離子體或蝕刻劑所導(dǎo)致的膜減少、氧化等)。由此，可以提高薄膜晶體管430的可靠性。作為溝道保護層418，可以使用無機材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)。作為制造方法，可以使用等離子體CVD法或熱CVD法等氣相生長法或者濺射法。在成膜后通過進行蝕刻來加工其形狀而形成溝道保護層418。在此，通過濺射法形成氧化硅膜，并且使用通過光刻形成的掩模進行蝕刻加工，而形成溝道保護層418。接著，在溝道保護層418及包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層403上形成源區(qū)及漏區(qū) 406a、406b。在本實施方式中。源區(qū)及漏區(qū)406a、406b使用Ga-Zn-0-N類非單晶膜。此外，源區(qū)及漏區(qū)406a、406b也可以使用包含氮的Zn-0類非單晶膜，即Zn-0-N類非單晶膜。
接著，在源區(qū)及漏區(qū)406a、406b上形成第一布線409、第二布線410。作為第一布線409及第二布線410的材料，使用選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、以上述元素為成分的合金或組合上述元素的合金膜等。通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)406a、406b，金屬層的第一布線409、第二布線410與包含 SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403具有良好的接合，以實現(xiàn)與肖特基結(jié)相比在熱方面穩(wěn)定的工作。另外，為了供給溝道的載流子(源極一側(cè))、穩(wěn)定地吸收溝道的載流子(漏極一側(cè))或者不在與布線之間的界面產(chǎn)生電阻成分，積極地設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)406a、406b是有效的。
接著，優(yōu)選以20(rc至60(rc，典型地以30(rc至50(rc進行熱處理。在此放置在爐
中，在大氣氣氛下以35(TC進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層403的原子級的重新排列。由于借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。另外，由于通過在此的熱處理包含在包含 SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403中的SiOx阻擋包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403的晶化，因此可以使包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層403的大部分維持非晶狀態(tài)。此外，只要在形成包含SiOx 的氧化物半導(dǎo)體層403之后進行熱處理，就該熱處理的時序沒有特別的限制，例如也可以在形成像素電極之后進行熱處理。再者，如本實施方式那樣，通過不將銦用于氧化物半導(dǎo)體層，作為材料不需要使用有可能枯竭的銦。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。
實施方式5 在本實施方式中，說明使用兩個n溝道型薄膜晶體管760、761構(gòu)成反相器電路的例子。此外，示出將不包含鎵的氧化物半導(dǎo)體材料用于薄膜晶體管760、761的氧化物半導(dǎo) 體層的例子。使用反相器電路、電容器、電阻等構(gòu)成用來驅(qū)動像素部的驅(qū)動電路。在組合兩個n 溝道型TFT形成反相器電路的情況下，有組合增強型晶體管和耗盡型晶體管形成反相器電路的情況(以下稱為EDMOS電路)和組合兩個增強型TFT形成反相器電路的情況(以下稱為EEMOS電路)。注意，在n溝道型TFT的閾值電壓是正的情況下，將其定義為增強型晶體管，而在n溝道型TFT的閾值電壓是負的情況下，將其定義為耗盡型晶體管。在本說明書中按照該定義進行描述。將像素部和驅(qū)動電路形成在同一襯底上，并且在像素部中，使用配置為矩陣狀的增強型晶體管切換對像素電極施加電壓的導(dǎo)通截止。圖14A示出驅(qū)動電路的反相器電路的截面結(jié)構(gòu)。在圖14A中，在襯底740上設(shè)置第一柵電極741及第二柵電極742。第一柵電極741及第二柵電極742可以使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等的金屬材料或以這些材料為主要成分的合金材料的單層或疊層形成。
此外，在覆蓋第一柵電極741及第二柵電極742的柵極絕緣層743上設(shè)置第一布線749、第二布線750以及第三布線751，并且在第二布線750通過形成在柵極絕緣膜743 中的接觸孔744與第二柵電極742直接連接。此外，在第一布線749上形成源區(qū)或漏區(qū)755a，在第二布線750上形成源區(qū)或漏區(qū)755b、756a，以及在第三布線751上形成源區(qū)或漏區(qū)756b。在本實施方式中，源區(qū)及漏區(qū) 755a、755b、756a、756b為不包含Si0,的Zn-O-N類非單晶膜。另外，源區(qū)及漏區(qū)755a、755b、 756a、756b可以使用包含氮的In-Zn-O-N類非單晶膜。此外，在重疊于第一柵電極741的位置并在第一布線749及第二布線750上隔著源區(qū)及漏區(qū)755a、755b設(shè)置包含SiOx的第一氧化物半導(dǎo)體層745，并且在重疊于第二柵電極742的位置并在第二布線750及第三布線751上隔著源區(qū)及漏區(qū)756a、756b設(shè)置包含 SiOx的第二氧化物半導(dǎo)體層747。在本實施方式中，作為包含SiOx的第一氧化物半導(dǎo)體層745及包含SiOx的第二氧化物半導(dǎo)體層747，使用利用濺射法而得到的In-Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。作為包含SiOx 的第一氧化物半導(dǎo)體層745及包含SiOx的第二氧化物半導(dǎo)體層747，使用不包含鎵的氧化物半導(dǎo)體，典型地使用In-Sn-Zn-0類、In-Zn-0類、In-Sn-0類、Sn-Zn-0類、Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。第一薄膜晶體管760具有第一柵電極741和隔著柵極絕緣層743與第一柵電極 741重疊的包含SiOx的第一氧化物半導(dǎo)體層745，并且第一布線749是接地電位的電源線 (接地電源線)。該接地電位的電源線也可以是被施加負電壓VDL的電源線(負電源線)。
此外，第二薄膜晶體管761具有第二柵電極742和隔著柵極絕緣層743與第二柵電極742重疊的包含SiOx的第二氧化物半導(dǎo)體層747，并且第三布線751是被施加正電壓 VDD的電源線(正電源線)。如圖14A所示那樣，電連接到包含SiOx的第一氧化物半導(dǎo)體層745和包含SiOx的第二氧化物半導(dǎo)體層747的雙方的第二布線750通過形成在柵極絕緣層743中的接觸孔 744與第二薄膜晶體管761的第二柵電極742直接連接。通過使第二布線750和第二柵電極742直接連接，可以得到良好的接觸并降低接觸電阻。與通過其他導(dǎo)電膜，例如透明導(dǎo)電膜連接第二柵電極742和第二布線750的情況相比，可以實現(xiàn)接觸孔數(shù)的減少、借助于接觸孔數(shù)的減少的占有面積的縮小。此夕卜，圖14B示出驅(qū)動電路的反相器電路的俯視圖。在圖14B中，沿虛線Y1-Y2截斷的截面相當(dāng)于圖14A。如本實施方式所示，通過不將鎵用于氧化物半導(dǎo)體層，不需要使用其制造成本高的材料的包含鎵的靶材。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。
實施方式6 在本實施方式中，圖15A及圖15B說明頂柵型薄膜晶體管330的一例。此外，圖 15B為薄膜晶體管的俯視圖的一例，而沿圖中的虛線P1-P2截斷的截面圖相當(dāng)于圖15A。
在圖15A中，通過在襯底300上層疊導(dǎo)電膜和氧氮化膜而進行蝕刻，形成第一布線309和第二布線310，在其上形成氧氮化物層304a、304b。此外，將第一布線309和第二布線310用作源電極及漏電極。另外，作為用作源區(qū)及漏區(qū)的氧氮化物層304a、304b使用 In-Ga-Zn-O-N類的非單晶膜。接著，覆蓋襯底300的暴露的區(qū)域及氧氮化物層304a、304b地形成包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層305。在本實施方式中，作為包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層305，使用包含SiOx 的Sn-Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。接著，形成覆蓋氧化物半導(dǎo)體層305、第一布線309以及第二布線310地形成柵極絕緣層303。接著，優(yōu)選以200。C至60(TC，典型地以30(rC至50(rC進行熱處理。在此放置在爐中，并且在大氣氣氛下以35(TC進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含SiO,氧化物半導(dǎo)體層305的原子級的重新排列。由于通過該熱處理釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。接著，在柵極絕緣層303上的與包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層305接觸于襯底300 的區(qū)域重疊的位置設(shè)置柵電極301。通過上述工序，可以制造頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管330。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。實施方式7 在本實施方式中，圖16A及圖16B說明頂柵型薄膜晶體管630的一例。此外，圖 16B為薄膜晶體管的俯視圖的一例，而沿圖中的虛線Rl-R2截斷的截面圖相當(dāng)于圖16A。
在圖16A中，在襯底600上形成包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層605。在本實施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體層605，使用包含Si0x的Sn-Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體。
接著，在氧化物半導(dǎo)體層605上形成源區(qū)及漏區(qū)606a、606b。在本實施方式中，源
17區(qū)及漏區(qū)606a、606b為Ga-Zn-0類非單晶膜。此外，源區(qū)及漏區(qū)606a、606b也可以使用包含氮的Ga-Zn-0類非單晶膜，即Ga-Zn-O-N類非單晶膜(也稱為GZON膜)。
接著，在源區(qū)及漏區(qū)606a、606b上形成第一布線609和第二布線610。此外，第一布線609和第二布線610用作源電極及漏電極。接著，在第一布線609和第二布線610上形成柵極絕緣層603。接著，在與氧化物半導(dǎo)體層605接觸于柵極絕緣層603的區(qū)域重疊的位置并在柵
極絕緣層603上設(shè)置柵電極601。
接著，優(yōu)選以20(rc至60(rc，典型地以30(rc至50(rc進行熱處理。在此放置在爐
中，并且在大氣氣氛下以35(TC進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行氧化物半導(dǎo)體層605的原子級的重新排列。由于通過該熱處理釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。通過上述工序，可以制造頂柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管630。
實施方式8 以下說明在半導(dǎo)體裝置的一例的顯示裝置中，在同一襯底上至少制造配置在驅(qū)動電路的一部分及像素部的薄膜晶體管的例子。根據(jù)實施方式2形成配置在像素部中的薄膜晶體管，將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體。此外，因為薄膜晶體管是 n溝道型TFT，所以將驅(qū)動電路中的可以由n溝道型TFT構(gòu)成的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部的薄膜晶體管同一襯底上。圖17A示出半導(dǎo)體裝置的一例的有源矩陣型液晶顯示裝置的框圖的一例。圖17A 所示的顯示裝置在襯底5300上包括具有多個具備顯示元件的像素的像素部5301 ;選擇各像素的掃描線驅(qū)動電路5302 ;以及控制對被選擇了的像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動電路5303。此外，實施方式2所示的薄膜晶體管是n溝道型TFT，參照圖18說明由n溝道型 TFT構(gòu)成的信號線驅(qū)動電路。圖18所示的信號線驅(qū)動電路包括驅(qū)動器IC5601 ;開關(guān)群5602_1至5602_M ;第一布線5611 ;第二布線5612 ;第三布線5613 ;以及布線5621_1至5621_M。開關(guān)群5602_1 至5602—M分別包括第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b以及第三薄膜晶體管 5603c。像素部5301通過從信號線驅(qū)動電路5303在列方向上延伸地配置的多個信號線 Sl-Sm(未圖示)與信號線驅(qū)動電路5303連接，并且通過從掃描線驅(qū)動電路5302在行方向上延伸地配置的多個掃描線Gl-Gn(未圖示)與掃描線驅(qū)動電路5302連接，并具有對應(yīng)于信號線Sl-Sm以及掃描線Gl-Gn配置為矩陣形的多個像素(未圖示)。并且，各個像素與信號線Sj (信號線Sl-Sm中任一個)、掃描線Gi (掃描線Gl-Gn中任一個)連接。
驅(qū)動器IC5601連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及布線 5621_1至5621_M。而且，開關(guān)群5602_1至5602_M分別連接到第一布線5611、第二布線 5612、第三布線5613及分別對應(yīng)于開關(guān)群5602_1至5602_M的布線5621_1至5621_M。而且，布線5621_1至5621_M分別通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到三個信號線。例如，第J列的布線5621_J(布線5621_1至布線5621_M中任一個)分別通過開關(guān)群5602_J所具有的第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體
管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1。另外，對第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613分別輸入信號。另外，驅(qū)動器IC5601優(yōu)選形成在單晶襯底上。再者，開關(guān)群5602_1至5602—M優(yōu)
選形成在與像素部同一襯底上。因此，優(yōu)選通過FPC等連接驅(qū)動器IC5601和開關(guān)群5602J
至5602_M。接著，參照圖19的時序圖說明圖18所示的信號線驅(qū)動電路的工作。另外，圖19
的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi時的時序圖。再者，第i行掃描線Gi的選擇期間被分
割為第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3。而且，圖18的信號線
驅(qū)動電路在其他行的掃描線被選擇的情況下也進行與圖19相同的工作。另外，圖19的時序圖示出第J列布線5621_J分別通過第一薄膜晶體管5603a、第
二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1
的情況。另外，圖19的時序圖示出第i行掃描線Gi被選擇的時序、第一薄膜晶體管5603a 的導(dǎo)通截止的時序5703a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通截止的時序5703b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通截止的時序5703c及輸入到第J列布線5621_J的信號5721_J。
另外，在第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中，對布線 5621_1至布線5621—M分別輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇期間Tl中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj-l，在第二子選擇期間T2中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj，在第三子選擇期間T3中輸入到布線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj+1。再者，在第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中輸入到布線5621_J的視頻信號分別為DataJ-l、DataJ、DataJ+l。如圖19所示，在第一子選擇期間T1中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，而第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j_l通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-l。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b 導(dǎo)通，而第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J 的DataJ通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，而第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時，輸入到布線5621_J的DataJ+l通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。
據(jù)此，圖18的信號線驅(qū)動電路通過將一個柵極選擇期間分割為三個而可以在一個柵極選擇期間中將視頻信號從一個布線5621輸入到三個信號線。因此，圖18的信號線驅(qū)動電路可以將形成有驅(qū)動器IC5601的襯底和形成有像素部的襯底的連接數(shù)設(shè)定為信號線數(shù)的大約1/3。通過將連接數(shù)設(shè)定為大約1/3，圖18的信號線驅(qū)動電路可以提高可靠性、成品率等。另外，只要能夠如圖18所示，將一個柵極選擇期間分割為多個子選擇期間，并在多個子選擇期間的每一個中從某一個布線分別將視頻信號輸入到多個信號線，就不限制薄膜晶體管的配置、數(shù)量及驅(qū)動方法等。例如，當(dāng)在三個以上的子選擇期間的每一個期間中從一個布線將視頻信號分別輸入到三個以上的信號線時，追加薄膜晶體管及用于控制薄膜晶體管的布線，即可。但是，當(dāng)將一個柵極選擇期間分割為四個以上的子選擇期間時，子選擇期間變短。因此，優(yōu)選將一個柵極選擇期間分割為兩個或三個子選擇期間。作為另一例，也可以如圖20的時序圖所示，將一個選擇期間分割為預(yù)充電期間 Tp、第一子選擇期間Tl、第二子選擇期間T2、第三子選擇期間T3。再者，圖20的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi的時序、第一薄膜晶體管5603a的導(dǎo)通截止的時序5803a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通截止的時序5803b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通截止的時序 5803c以及輸入到第J列布線5621_J的信號5821_J。如圖20所示，在預(yù)充電期間Tp中，第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通。此時，輸入到布線5621_J的預(yù)充電電壓Vp通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c分別輸入到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1。在第一子選擇期間Tl 中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j-1通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-l。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j+1通過第三薄膜晶體管 5603c輸入到信號線Sj+1。據(jù)此，因為應(yīng)用圖20的時序圖的圖18的信號線驅(qū)動電路可以通過在子選擇期間之前提供預(yù)充電選擇期間來對信號線進行預(yù)充電，所以可以高速地進行對像素的視頻信號的寫入。另外，在圖20中，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖19相同的部分，而省略對于相同的部分或具有相同的功能的部分的詳細說明。此外，說明掃描線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動電路包括移位寄存器、緩沖器。此外，根據(jù)情況，還可以包括電平轉(zhuǎn)移器。在掃描線驅(qū)動電路中，通過對移位寄存器輸入時鐘信號(CLK)及起始脈沖信號(SP)，生成選擇信號。所生成的選擇信號在緩沖器中被緩沖放大，并供給到對應(yīng)的掃描線。掃描線連接有一條線用的像素的晶體管的柵電極。而且，由于需要將一條線用的像素的晶體管一齊導(dǎo)通，因此使用能夠產(chǎn)生大電流的緩沖器。
參照圖21和圖22說明用于掃描線驅(qū)動電路的一部分的移位寄存器的一個方式。
圖21示出移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖21所示的移位寄存器由多個觸發(fā)器(觸發(fā) 器5701_1至5701_!!)構(gòu)成。此外，輸入第一時鐘信號、第二時鐘信號、起始脈沖信號、復(fù)位信號來進行工作。說明圖21的移位寄存器的連接關(guān)系。在圖21的移位寄存器的第i級觸發(fā)器5701_ i (觸發(fā)器5701_1至5701_n中任一個)中，圖22所示的第一布線5501連接到第七布線 5717_i-l，圖22所示的第二布線5502連接到第七布線5717_i+l，圖22所示的第三布線 5503連接到第七布線5717」，并且圖22所示的第六布線5506連接到第五布線5715。
此外，在奇數(shù)級的觸發(fā)器中圖22所示的第四布線5504連接到第二布線5712，在偶數(shù)級的觸發(fā)器中其連接到第三布線5713，并且圖22所示的第五布線5505連接到第四布線 5714。但是，第一級觸發(fā)器5701_1的圖22所示的第一布線5501連接到第一布線5711，而第n級觸發(fā)器570l_n的圖22所示的第二布線5502連接到第六布線5716。
20
另外，第一布線5711、第二布線5712、第三布線5713、第六布線5716也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第四布線5714、第五布線5715 也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。接著，圖22示出圖21所示的觸發(fā)器的詳細結(jié)構(gòu)。圖22所示的觸發(fā)器包括第一薄膜晶體管5571、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管5574、第五薄膜晶體管5575、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577以及第八薄膜晶體管5578。另外，第一薄膜晶體管5571、第二薄膜晶體管5572、第三薄膜晶體管5573、第四薄膜晶體管 5574、第五薄膜晶體管5575、第六薄膜晶體管5576、第七薄膜晶體管5577以及第八薄膜晶體管5578是n溝道型晶體管，并且當(dāng)柵極-源極間電壓(Vgs)超過閾值電壓(Vth)時它們成為導(dǎo)通狀態(tài)。在圖22中，第三薄膜晶體管5573的柵電極與電源線電連接。此外，連接第三薄膜晶體管5573和第四薄膜晶體管5574的電路(在圖22中由虛線圍繞的電路)可以認為相當(dāng)于圖14A所示的結(jié)構(gòu)。在此示出所有薄膜晶體管是增強型n溝道型晶體管的例子，但是沒有特別的限制，例如即使作為第三薄膜晶體管5573使用耗盡型n溝道型晶體管也可以驅(qū) 動驅(qū)動電路。接著，下面示出圖21所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)。第一薄膜晶體管5571的第一電極(源電極及漏電極中的一方)連接到第四布線 5504，并且第一薄膜晶體管5571的第二電極(源電極及漏電極中的另一方)連接到第三布線5503。第二薄膜晶體管5572的第一電極連接到第六布線5506，并且第二薄膜晶體管 5572的第二電極連接到第三布線5503。第三薄膜晶體管5573的第一電極連接到第五布線5505，第三薄膜晶體管5573的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第三薄膜晶體管5573的柵電極連接到第五布線5505。第四薄膜晶體管5574的第一電極連接到第六布線5506，第四薄膜晶體管5574的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第四薄膜晶體管5574的柵電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極。第五薄膜晶體管5575的第一電極連接到第五布線5505，第五薄膜晶體管5575的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第五薄膜晶體管5575的柵電極連接到第一布線5501。第六薄膜晶體管5576的第一電極連接到第六布線5506，第六薄膜晶體管5576的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第六薄膜晶體管5576的柵電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極。第七薄膜晶體管5577的第一電極連接到第六布線5506，第七薄膜晶體管5577的第二電極連接到第一薄膜晶體管5571的柵電極，并且第七薄膜晶體管5577的柵電極連接到第二布線5502。第八薄膜晶體管5578的第一電極連接到第六布線5506，第八薄膜晶體管5578的第二電極連接到第二薄膜晶體管5572的柵電極，并且第八薄膜晶體管5578的柵電極連接到第一布線5501。另外，以第一薄膜晶體管5571的柵電極、第四薄膜晶體管5574的柵電極、第五薄膜晶體管5575的第二電極、第六薄膜晶體管5576的第二電極以及第七薄膜晶體管5577的第二電極的連接部分為節(jié)點5543。再者，以第二薄膜晶體管5572的柵電極、第三薄膜晶體管5573的第二電極、第四薄膜晶體管5574的第二電極、第六薄膜晶體管5576的柵電極及第八薄膜晶體管5578的第二電極的連接部為節(jié)點5544。另外，第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503以及第四布線5504也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第五布線5505、第六布線 5506也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。此外，通過增大掃描線驅(qū)動電路的晶體管的溝道寬度，或配置多個掃描線驅(qū)動電路等，可以實現(xiàn)更高的幀頻率。在配置多個掃描線驅(qū)動電路的情況下，通過將用于驅(qū)動偶數(shù) 行的掃描線的掃描線驅(qū)動電路配置在一側(cè)，并將用于驅(qū)動奇數(shù)行的掃描線的掃描線驅(qū)動電路配置在其相反一側(cè)，可以實現(xiàn)幀頻率的提高。另外，通過多個掃描線驅(qū)動電路向同一掃描線輸出信號，有利于顯示裝置的大型化。此外，在制造半導(dǎo)體裝置的一例的有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的情況下，因為至少在一個像素中配置多個薄膜晶體管，因此優(yōu)選配置多個掃描線驅(qū)動電路。圖17B示出有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的框圖的一例。圖17B所示的發(fā)光顯示裝置在襯底5400上包括具有多個具備顯示元件的像素的像素部5401 ;選擇各像素的第一掃描線驅(qū)動電路5402及第二掃描線驅(qū)動電路5404 ;以及控制對被選擇的像素的視頻信號的輸入的信號線驅(qū)動電路5403。在輸入到圖17B所示的發(fā)光顯示裝置的像素的視頻信號為數(shù)字方式的情況下，通過切換晶體管的導(dǎo)通和截止，使像素處于發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。因此，可以采用區(qū)域灰度法或時間灰度法進行灰度級顯示。面積灰度法是一種驅(qū)動法，其中通過將一個像素分割為多個子像素并根據(jù)視頻信號分別驅(qū)動各子像素，來進行灰度級顯示。此外，時間灰度法是一種驅(qū) 動法，其中通過控制像素發(fā)光的期間，來進行灰度級顯示。因為發(fā)光元件的響應(yīng)速度比液晶元件等高，所以與液晶元件相比適合于時間灰度法。在具體地采用時間灰度法進行顯示的情況下，將一個幀周期分割為多個子幀周期。然后，根據(jù)視頻信號，在各子幀周期中使像素的發(fā)光元件處于發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。通過將一個幀周期分割為多個子幀周期，可以利用視頻信號控制在一個幀周期中像素實際上發(fā)光的期間的總長度，并可以顯示灰度級。另外，在圖17B所示的發(fā)光顯示裝置中示出一種例子，其中當(dāng)在一個像素中配置兩個開關(guān)TFT時，使用第一掃描線驅(qū)動電路5402生成輸入到一個開關(guān)TFT的柵極布線的第一掃描線的信號，而使用第二掃描線驅(qū)動電路5404生成輸入到另一個開關(guān)TFT的柵極布線的第二掃描線的信號。但是，也可以共同使用一個掃描線驅(qū)動電路生成輸入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號。此外，例如根據(jù)一個像素所具有的開關(guān)TFT的數(shù)量，可能會在各像素中設(shè)置多個用來控制開關(guān)元件的工作的掃描線。在此情況下，既可以使用一個掃描線驅(qū)動電路生成輸入到多個掃描線的所有信號，也可以使用多個掃描線驅(qū)動電路分別生成輸入到多個掃描線的所有信號。此外，在發(fā)光顯示裝置中也可以將驅(qū)動電路中的能夠由n溝道型TFT構(gòu)成的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部的薄膜晶體管同一襯底上。此外，上述驅(qū)動電路除了液晶顯示裝置及發(fā)光顯示裝置以外還可以用于利用與開關(guān)元件電連接的元件來驅(qū)動電子墨水的電子紙。電子紙也稱為電泳顯示裝置(電泳顯示器)，并具有如下優(yōu)點與紙相同的易讀性、耗電量比其他的顯示裝置小、可形成為薄且輕的形狀。作為電泳顯示器可考慮各種方式。電泳顯示器是如下器件，即在溶劑或溶質(zhì)中分散有多個包含具有正電荷的第一粒子和具有負電荷的第二粒子的微囊，并且通過對微囊施加電場使微囊中的粒子互相向相反方向移動，以僅顯示集合在一方的粒子的顏色。另外，第一粒子或第二粒子包含染料，并且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子和第二粒子的顏色不同(包含無色)。像這樣，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應(yīng)的顯示器。在該介電電泳效應(yīng)中，介電常數(shù)高的物質(zhì)移動到高電場區(qū)。電泳顯示器不需要液晶顯示裝置所需的偏振片和對置襯底，從而可以使其厚度和重量減少一半。將在溶劑中分散有上述微囊的溶液稱作電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布、紙等的表面上。另外，還可以通過使用彩色濾光片或具有色素的粒子來進行彩色顯示。此外，通過在有源矩陣襯底上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置多個上述微囊以使微囊夾在兩個電極之間，而完成有源矩陣型顯示裝置，通過對微囊施加電場可以進行顯示。例如，可以使用包括實施方式2的薄膜晶體管(將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū) 及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體)的有源矩陣襯底。此外，作為微囊中的第一粒子及第二粒子，采用選自導(dǎo)電體材料、絕緣體材料、半導(dǎo)體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料、磁泳材料中的一種或這些材料的組合材料即可。通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置可靠性高的顯示裝置。
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。
實施方式9 在本實施方式中，示出發(fā)光顯示裝置的一例作為半導(dǎo)體裝置。在此，示出利用電致發(fā)光的發(fā)光元件作為顯示裝置所具有的顯示元件。對利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)其發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物來進行區(qū)別，前者被稱為有機EL元件，而后者被稱為無機EL元件。在有機EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對電極分別注入到包含發(fā)光有機化合物的層，以產(chǎn)生電流。然后，由于這些載流子(電子和空穴)重新結(jié)合，發(fā)光有機化合物達到激發(fā)態(tài)，并且當(dāng)該激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時，獲得發(fā)光。根據(jù)這種機理，該發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。根據(jù)其元件的結(jié)構(gòu)，將無機EL元件分類為分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件包括在粘合劑中分散有發(fā)光材料的粒子的發(fā)光層，并且其發(fā)光機理是利用供體能級和受體能級的供體_受體重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機EL元件具有由電介質(zhì)層夾住發(fā)光層并還利用電極夾住該夾住發(fā)光層的電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，并且其發(fā)光機理是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的定域型發(fā)光。另外，在此使用有機EL元件作為發(fā)光元件而進行說明。圖23示出可以使用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動的像素結(jié)構(gòu)的一例作為半導(dǎo)體裝置的例子。對可以應(yīng)用數(shù)字時間灰度級驅(qū)動的像素的結(jié)構(gòu)以及像素的工作進行說明。這里示出在一個像素中使用兩個n溝道型晶體管的例子，該n溝道型晶體管包括將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層(典型的是In-Ga-Zn-O類非單晶膜)用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū) 使用包含氮的In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。像素6400包括開關(guān)晶體管6401、驅(qū)動晶體管6402、發(fā)光元件6404以及電容元件 6403。在開關(guān)晶體管6401中，柵極與掃描線6406連接，第一電極(源電極及漏電極中的一方)與信號線6405連接，第二電極(源電極及漏電極中的另一方)與驅(qū)動晶體管6402的柵極連接。在驅(qū)動晶體管6402中，柵極通過電容元件6403與電源線6407連接，第一電極與電源線6407連接，第二電極與發(fā)光元件6404的第一電極(像素電極)連接。發(fā)光元件 6404的第二電極相當(dāng)于共同電極6408。共同電極6408與形成在同一襯底上的共同電位線電連接，將該連接部分用作公共連接部。另外，將發(fā)光元件6404的第二電極(共同電極6408)設(shè)定為低電源電位。另外，低電源電位是指以設(shè)定于電源線6407的高電源電位為基準(zhǔn)滿足低電源電位<高電源電位的電位，作為低電源電位例如可以設(shè)定為GND、OV等。將該高電源電位與低電源電位的電位差施加到發(fā)光元件6404上，為了使發(fā)光元件6404產(chǎn)生電流以使發(fā)光元件6404發(fā)光，以高電源電位與低電源電位的電位差為發(fā)光元件6404的正向閾值電壓以上的方式分別設(shè)定其電位。另外，還可以使用驅(qū)動晶體管6402的柵極電容代替電容元件6403而省略電容元件6403。至于驅(qū)動晶體管6402的柵極電容，可以在溝道形成區(qū)與柵電極之間形成電容。
這里，在采用電壓輸入電壓驅(qū)動方式的情況下，對驅(qū)動晶體管6402的柵極輸入能夠使驅(qū)動晶體管6402成為充分地導(dǎo)通或截止的兩個狀態(tài)的視頻信號。即，驅(qū)動晶體管6402 在線形區(qū)域進行工作。由于驅(qū)動晶體管6402在線形區(qū)域進行工作，將比電源線6407的電壓高的電壓施加到驅(qū)動晶體管6402的柵極上。另外，對信號線6405施加(電源線電壓+ 驅(qū)動晶體管6402的Vth)以上的電壓。另外，當(dāng)進行模擬灰度級驅(qū)動而代替數(shù)字時間灰度級驅(qū)動時，通過使信號的輸入不同，可以使用與圖23相同的像素結(jié)構(gòu)。當(dāng)進行模擬灰度級驅(qū)動時，對驅(qū)動晶體管6402的柵極施加發(fā)光元件6404的正向電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth以上的電壓。發(fā)光元件6404的正向電壓是指設(shè)定為所希望的亮度時的電壓，至少包含正向閾值電壓。另外，通過輸入使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū)域工作的視頻信號，可以在發(fā)光元件6402中產(chǎn)生電流。為了使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū)域進行工作，將電源線6407的電位設(shè)定為高于驅(qū)動晶體管6402的柵極電位。通過將視頻信號設(shè)定為模擬方式，可以在發(fā)光元件6404中產(chǎn)生根據(jù)視頻信號的電流，而進行模擬灰度級驅(qū)動。另外，圖23所示的像素結(jié)構(gòu)不局限于此。例如，還可以對圖23所示的像素添加開關(guān)、電阻元件、電容元件、晶體管或邏輯電路等。接著，參照圖24A至24C說明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在此，以驅(qū)動TFT是n型的情況為例子來說明像素的截面結(jié)構(gòu)?？梢耘c實施方式2所示的薄膜晶體管170同樣地制造用于圖 24A、24B和24C的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動TFT的TFT7001 、7011 、7021，這些TFT是將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管。為了取出發(fā)光，發(fā)光元件的陽極或陰極的至少一方是透明的即可。而且，在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件，并且有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，即從與襯底相反的面取出發(fā)光的頂部發(fā)射、從襯底一側(cè)的面取出發(fā)光的底部發(fā)射以及從襯底一側(cè)及與襯底相反的面取出發(fā)光的雙面發(fā)射。像素結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于任何發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
參照圖24A說明頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖24A中示出當(dāng)驅(qū)動TFT的TFT7001為n型且從發(fā)光元件7002發(fā)射的光穿過到陽極7005—側(cè)時的像素的截面圖。在TFT7001中，作為半導(dǎo)體層使用包含氧化硅的In-Sn-0 類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。在圖24A 中，發(fā)光元件7002的陰極7003和驅(qū)動TFT的TFT7001電連接，在陰極7003上按順序?qū)盈B 有發(fā)光層7004、陽極7005。至于陰極7003，只要是功函數(shù)小且反射光的導(dǎo)電膜，就可以使用各種材料。例如，優(yōu)選采用Ca、Al、MgAg、AlLi等。而且，發(fā)光層7004可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。在由多層構(gòu)成時，在陰極7003上按順序?qū)盈B電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴注入層。另外，不需要設(shè)置所有這種層。使用透過光的具有透光性的導(dǎo)電材料形成陽極7005，例如也可以使用具有透光性的導(dǎo)電膜例如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鴇的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面，表示為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。由陰極7003及陽極7005夾有發(fā)光層7004的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7002。在圖24A 所示的像素中，從發(fā)光元件7002發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7005 —側(cè)。
接著，參照圖24B說明底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖24B示出在驅(qū)動TFT7011是 n型，并且從發(fā)光元件7012發(fā)射的光發(fā)射到陰極7013 —側(cè)的情況下的像素的截面圖。在 TFT7011中，作為半導(dǎo)體層使用包含氧化硅的In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。在圖24B中，在與驅(qū)動TFT7011電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7017上形成有發(fā)光元件7012的陰極7013，在陰極7013上按順序?qū)盈B有發(fā) 光層7014、陽極7015。另外，在陽極7015具有透光性的情況下，也可以覆蓋陽極上地形成有用來反射光或遮光的屏蔽膜7016。與圖24A的情況同樣地，至于陰極7013，只要是功函數(shù)小的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但是，將其厚度設(shè)定為透過光的程度(優(yōu)選為5nm 至30nm左右)。例如，可以將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。而且，與圖24A同樣地，發(fā)光層7014可以由單層或多個層的疊層構(gòu)成。陽極7015不需要透過光，但是可以與圖 24A同樣地使用具有透光性的導(dǎo)電材料形成。并且，雖然屏蔽膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限于金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等。
由陰極7013及陽極7015夾有發(fā)光層7014的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7012 。在圖24B 所示的像素中，從發(fā)光元件7012發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陰極7013 —側(cè)。
接著，參照圖24C說明雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖24C中，在與驅(qū)動TFT7021 電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7027上形成有發(fā)光元件7022的陰極7023，在陰極7023上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7024、陽極7025。在TFT7021中，作為半導(dǎo)體層使用包含氧化硅的 In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。與圖 24A的情況同樣地，至于陰極7023，只要是功函數(shù)小的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但
25是，將其厚度設(shè)定為透過光的程度。例如，可以將膜厚度為20nm的Al用作陰極7023。而且，與圖24A同樣地，發(fā)光層7024可以由單層或多個層的疊層構(gòu)成。陽極7025可以與圖 24A同樣地使用透過光的具有透光性的導(dǎo)電材料形成。陰極7023、發(fā)光層7024和陽極7025重疊的部分相當(dāng)于發(fā)光元件7022。在圖24C所示的像素中，從發(fā)光元件7022發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7025 —側(cè)和陰極7023 一側(cè)的雙方。另外，雖然在此描述了有機EL元件作為發(fā)光元件，但是也可以設(shè)置無機EL元件作為發(fā)光元件。另外，在本實施方式中示出了控制發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(驅(qū)動TFT)和發(fā) 光元件電連接的例子，但是也可以采用在驅(qū)動TFT和發(fā)光元件之間連接有電流控制TFT的結(jié)構(gòu)。接著，參照圖25A和25B說明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的一個方式的發(fā)光顯示面板(也稱為發(fā)光面板)的外觀及截面。圖25A是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料將形成在第一襯底上的薄膜晶體管及發(fā)光元件密封在與第二襯底之間。圖25B相當(dāng)于沿著圖25A的 H-I的截面圖。以圍繞設(shè)置在第一襯底450 l上的像素部4502 、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b的方式設(shè)置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號線驅(qū) 動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b上設(shè)置有第二襯底4506。因此，像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b以及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b與填料4507—起由第一襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506密封。像這樣為了不暴露于大氣，優(yōu)選由氣密性高且脫氣少的保護薄膜(貼合薄膜、紫外線固化樹脂薄膜等)或覆蓋材料來進行封裝(密封)。此外，設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃
描線驅(qū)動電路4504a、4504b包括多個薄膜晶體管。在圖25B中，例示包括在像素部4502中
的薄膜晶體管4510和包括在信號線驅(qū)動電路4503a中的薄膜晶體管4509。薄膜晶體管4509、4510使用包含氧化硅的In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源
區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，薄膜晶體管4509、4510
是n溝道型薄膜晶體管。此夕卜，附圖標(biāo)記4511相當(dāng)于發(fā)光元件，發(fā)光元件4511所具有的作為像素電極的第一電極層4517與薄膜晶體管4510的源電極層或漏電極層電連接。另外，雖然發(fā)光元件 4511的結(jié)構(gòu)為第一電極層4517、電致發(fā)光層4512和第二電極層4513的疊層結(jié)構(gòu)，但它不局限于本實施方式所示的結(jié)構(gòu)。可以根據(jù)從發(fā)光元件4511取出的光的方向等適當(dāng)?shù)馗淖?發(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)。分隔壁4520使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧烷而形成。特別優(yōu)選的是，以如下條件形成分隔壁4520 :使用感光性的材料，并在第一電極層4517上形成開口部，并且使該開口部的側(cè)壁成為具有連續(xù)曲率的傾斜面。電致發(fā)光層4512既可以由單層構(gòu)成，又可以由多層的疊層構(gòu)成。為了不使氧、氫、水分、二氧化碳等侵入到發(fā)光元件4511，可以在第二電極層4513
以及分隔壁4520上形成保護膜。可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等作為保護膜。
另外，供給到信號線驅(qū)動電路4503a、4503b、掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b、或像素部4502的各種信號及電位是從FPC4518a、4518b供給的。在本實施方式中，連接端子電子4515由與發(fā)光元件4511所具有的第一電極層 4517相同的導(dǎo)電膜形成，端子電極4516由與薄膜晶體管4509、4510所具有的源電極層及漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4515通過各向異性導(dǎo)電膜4519電連接到FPC4518a所具有的端子。位于從發(fā)光元件4511的取出光的方向上的第二襯底4506需要具有透光性。在此
情況下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯薄膜或丙烯酸薄膜等的具有透光性的材料。此外，作為填料4507，除了氮及氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂
或熱固化樹脂?？梢允褂肞VC(聚氯乙烯)、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、
PVB(聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)等。在本實施方式中，作為填料4507
使用氮。另外，若有需要，也可以在發(fā)光元件的射出面上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如偏振片、圓偏振片 (包括橢圓偏振片)、相位差板(A/4片、A/2片)、彩色濾光片等的光學(xué)薄膜。另外，也可以在偏振片或圓偏振片上設(shè)置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理利用表面的凹凸來擴散反射光并降低眩光。信號線驅(qū)動電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b也可以作為在另行準(zhǔn)備的襯底上由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動電路而安裝。此外，也可以另外僅形成信號線驅(qū)動電路或其一部分、或者掃描線驅(qū)動電路或其一部分而安裝。本實施方式不局限于圖25A和25B的結(jié)構(gòu)。通過上述工序，可以制造可靠性高的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)作為半導(dǎo)體裝置。
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。
實施方式10 可以通過制造將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并作為源區(qū)及漏區(qū)
使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管，并且將該薄膜晶體管用于驅(qū)動電路，還用于像
素部，來制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，可以將使用薄膜晶體管的驅(qū)動電路的一
部分或整體一體形成在與像素部同一襯底上，來形成系統(tǒng)型面板(system-on-panel)。液晶顯示裝置作為顯示元件包括液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。此外，液晶顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器
的IC等的模塊。再者，關(guān)于在制造該液晶顯示裝置的過程中相當(dāng)于顯示元件完成之前的
一個方式的元件襯底，該元件襯底在多個像素中分別具備用于將電流供給到顯示元件的單
元。具體而言，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是形成成為
像素電極的導(dǎo)電膜之后且通過蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)，或其他任何方式。另外，本說明書中的液晶顯示裝置是指圖像顯示器件、顯示器件、或光源(包括
照明裝置)。另外，顯示裝置還包括安裝有連接器諸如FPC(FlexiblePrinted Circuit;
柔性印刷電路)、TAB (Tape Automated Bonding ;載帶自動鍵合)帶或TCP(T即e Carrier
Package ;載帶封裝)的模塊；將印刷線路板設(shè)置于TAB帶或TCP端部的模塊；通過COG(Chip
On Glass ;玻璃上芯片)方式將IC(集成電路)直接安裝到液晶顯示元件上的模塊。參照圖26A1至26B說明相當(dāng)于液晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板的外觀
27及截面。圖26A1和26A2是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料4005將液晶元件4013 密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間。圖26B相當(dāng)于沿著圖26A1和26A2的M_N的截面圖。以圍繞設(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，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封材料 4005和第二襯底4006密封。在本實施方式中液晶層4008沒有特別的限制，但是使用顯示藍相的液晶材料。在從未施加電壓狀態(tài)到施加電壓狀態(tài)中，顯示藍相的液晶材料的響應(yīng)速度短，即為lmsec以下，可以實現(xiàn)高速相應(yīng)。作為顯示藍相的液晶材料包含液晶及手性試劑。手性試劑用于使液晶取向于螺旋結(jié)構(gòu)并顯示出藍相。例如，將混合有5wt^以上的手性試劑的液晶材料用于液晶層。液晶使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電性液晶、反鐵電性液晶等。此外，在圖26A1中，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)域中安裝有信號線驅(qū)動電路4003，該信號線驅(qū)動電路4003使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成在另外準(zhǔn)備的襯底上。此外，圖26A2是將信號線驅(qū)動電路的一部分形成在第一襯底4001上的例子，在第一襯底4001上形成信號線驅(qū)動電路4003b，并且在另行準(zhǔn)備的襯底上安裝有由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的信號線驅(qū)動電路4003a。
另外，對于另外形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG方法、引線鍵合方法或TAB方法等。圖26A1是通過COG方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子，而圖26A2是通過TAB方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。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包括多個薄膜晶體管。在圖26B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動電路4004 所包括的薄膜晶體管4011。薄膜晶體管4010、4011上設(shè)置有絕緣層4020、4021。對薄膜晶體管4010、4011可以使用將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)可以應(yīng)用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管。在本實施方式中，薄膜晶體管4010、 4011是n溝道型薄膜晶體管。此外，在第一襯底4001上設(shè)置像素電極層4030及共同電極層4031，像素電極層4030與薄膜晶體管4010電連接。液晶元件4013包括像素電極層4030、共同電極層 4031以及液晶層4008。在本實施方式中使用通過產(chǎn)生大致平行于襯底(即，水平方向) 的電場來在平行于襯底的一面內(nèi)移動液晶分子以控制灰度的方式。作為這種方式，可以適用用于IPS(In PlaneSwitching ;平面內(nèi)切換)模式的電極結(jié)構(gòu)和用于FFS (Fringe fieldswitching ;邊緣場切換)模式的電極結(jié)構(gòu)。另外，在第一襯底4001、第二襯底4006的外側(cè)分別設(shè)置有偏振片4032、4033。另外，作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用具有透光性的玻璃、塑料等。作為塑料，可以使用FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics ;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。此外，還可以使用具有將鋁箔夾在PVF薄膜或聚酯薄膜之間的結(jié)構(gòu)的薄片。此外，附圖標(biāo)記4035表示通過對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而獲得的柱狀間隔物，并且它是為控制液晶層4008的厚度(單元間隙)而設(shè)置的。另外，還可以使用球狀間隔物。
另外，雖然在圖26A1至26B的液晶顯示裝置中示出在襯底的外側(cè)(可見一側(cè))設(shè)置偏振片的例子，但是也可以在襯底的內(nèi)側(cè)設(shè)置偏振片。偏振片的材料或制造工序條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。另外，還可以設(shè)置用作黑矩陣的遮光層。層間膜的絕緣層4021是透光性樹脂層。此外，將層間膜的絕緣層4021的一部分
用作遮光層4012。遮光層4012覆蓋薄膜晶體管4010、4011。在圖26A1至26B中，以覆蓋
薄膜晶體管4010、4011的上方的方式在第二襯底4006 —側(cè)設(shè)置有遮光層4034。通過設(shè)置
遮光層4012及遮光層4034，更可以提高對比度及薄膜晶體管的穩(wěn)定化的效果。通過設(shè)置遮光層4034，可以降低進入到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強度，可以
得到防止因氧化物半導(dǎo)體的光敏度而導(dǎo)致的薄膜晶體管得電特性變動來實現(xiàn)穩(wěn)定化的效果。可以采用用作保護膜的絕緣層4020覆蓋的結(jié)構(gòu)，但是不局限于此。
另外，因為保護膜用來防止懸浮在大氣中的有機物、金屬物、水蒸氣等的污染雜質(zhì)的侵入，所以優(yōu)選采用致密的膜。使用濺射法并利用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜或氮氧化鋁膜的單層或疊層而形成保護膜，即可。
此外，當(dāng)作為平坦化絕緣膜還形成透光性絕緣層時，可以使用具有耐熱性的有機材料如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等。另外，除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(1ow-k材料)、硅氧烷基樹脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等。另外，也可以通過層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成絕緣層。
至于層疊的絕緣層的形成方法并沒有特別的限制，可以根據(jù)其材料利用濺射法、SOG法、旋涂、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等)、刮刀、輥涂機、簾涂機、刮刀涂布機等來形成。在使用材料液形成絕緣層的情況下，也可以在進行焙燒的工序中同時進行半導(dǎo)體層的退火(20(TC至400°C )。通過兼作絕緣層的焙燒工序和半導(dǎo)體層的退火，可以高效地制造液晶顯示裝置。作為像素電極層4030、共同電極層4031，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料諸如包
含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦
錫、氧化銦錫(下面表示為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。此外，可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物形成像素電
極層4030、共同電極層4031。另外，供給到另外形成的信號線驅(qū)動電路4003、掃描線驅(qū)動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC4018供給的。此外，因為薄膜晶體管容易由于靜電等發(fā)生損壞，所以作為柵極線或源極線，優(yōu)選在同一襯底上設(shè)置驅(qū)動電路保護用的保護電路。保護電路優(yōu)選由使用氧化物半導(dǎo)體的非線性元件構(gòu)成。在圖26中，連接端子電極4015由與像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成，并且連接端子4016由與薄膜晶體管4010、4011的源電極層及漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。
連接端子4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
此外，雖然在圖26A1、26A2以及26B中示出另外形成信號線驅(qū)動電路4003并將它安裝在第一襯底4001的例子，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另外形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又可以另外僅形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。
29
圖27是液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)的一例，利用密封材料2602固定元件襯底2600
和對置襯底2601，并在其間設(shè)置包括TFT等的元件層2603、液晶層2604。當(dāng)進行彩色顯示時，在背光部配置發(fā)射多種發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。當(dāng)采用RGB
方式時，將紅色的發(fā)光二極管2910R、綠色的發(fā)光二極管2910G、藍色的發(fā)光二極管2910B分
別配置在將液晶顯示裝置的顯示區(qū)分割為多個區(qū)的分割區(qū)。在對置襯底2601的外側(cè)設(shè)置有偏振片2606，在元件襯底2600的外側(cè)設(shè)置有偏振片2607、光學(xué)片2613。光源由紅色的發(fā)光二極管2910R、綠色的發(fā)光二極管2910G、藍色的發(fā)光二極管2910B以及反射板2611構(gòu)成，設(shè)置在電路襯底2612上的LED控制電路2912通過柔性布線襯底2609與元件襯底2600的布線電路部2608連接，還在其中組裝有控制電路及電源電路等的外部電路。在本實施方式中示出由該LED控制電路2912分別使LED發(fā)光的場序制方式的液晶顯示裝置的例子，但是不局限于此，也可以作為背光燈的光源使用冷陰極管或白色LED，并設(shè)置彩色濾光片。此外，在本實施方式中示出用于IPS模式的電極結(jié)構(gòu)的例子，但是不局限于此，可以使用TN(扭曲向列;Twisted Nematic)模式、MVA(多象限垂直配向;Multi-domain Vertical Alignment)模式、PVA(垂直取向構(gòu)型；Patte潔d Vertical Alignment)模式、 ASM(軸對稱排列微單元；AxiallySymmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(光學(xué)補償彎曲；OpticallyCompensated Birefringence)模式、F1X(鐵電性液晶；Ferroelectric
LiquidCrystal)模式、AF1X(反鐵電性液晶；Anti Ferroelectric Liquid Crystal)模式等。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。
實施方式ll 在本實施方式中，作為半導(dǎo)體裝置示出電子紙的一例。圖28A示出有源矩陣型電子紙的截面圖。可以與實施方式2所示的將包含SiO,的
氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜
晶體管同樣地制造配置在用于半導(dǎo)體裝置的顯示部中的薄膜晶體管581。圖28A的電子紙是采用扭轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置的例子。扭轉(zhuǎn)球顯示方式是指
一種方法，其中將一個半球表面為黑色而另一半球表面為白色的球形粒子配置在用于顯示
元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，并在第一電極層及第二電極層之間產(chǎn)生電
位差來控制球形粒子的方向，以進行顯示。密封在襯底580和襯底596之間的薄膜晶體管581是底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，并通過源電極層或漏電極層與第一電極層587在形成在絕緣層583、584、585中的開口互相接觸而電連接。在第一電極層587和第二電極層588之間設(shè)置有球形粒子589，該球形粒子 589具有黑色區(qū)590a和白色區(qū)590b，其周圍包括充滿了液體的空洞594，并且球形粒子589 的周圍充滿了樹脂等的填充材料595(參照圖28A)。在本實施方式中，第一電極層587相當(dāng)于像素電極，第二電極層588相當(dāng)于共同電極。第二電極層588與設(shè)置在與薄膜晶體管581同一襯底上的共同電位線電連接。在共同連接部中可以通過配置在一對襯底間的導(dǎo)電粒子，使第二電極層588與共同電位線電連接。
30
此外，還可以使用電泳元件來代替扭轉(zhuǎn)球。使用直徑為10 ii m至200 ii m左右的微囊，該微囊中封入有透明液體、帶有正電的白色微粒以及帶有負電的黑色微粒。當(dāng)對于設(shè)置在第一電極層和第二電極層之間的微囊由第一電極層和第二電極層施加電場時，白色微粒和黑色微粒移動到相反方向，從而可以顯示白色或黑色。應(yīng)用這種原理的顯示元件就是電泳顯示元件，被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈。此外，其耗電量低，并且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不給顯示部供應(yīng)電源，也能夠保持顯示過一次的圖像，因此，即使使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(簡單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠離電波發(fā)射源，也能夠儲存顯示過的圖像。通過實施方式2所示的工序來制造將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管，可以制造減少制造成本的電子紙作為半導(dǎo)體裝置。電子紙可以用于用來顯示信息的各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如，可以將電子紙應(yīng)用于電子書籍(電子書)、招貼、電車等的交通工具的車內(nèi)廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖28B示出電子設(shè)備的一例。圖28B示出電子書籍2700的一例。例如，電子書籍2700由兩個框體，即框體2701 及框體2703構(gòu)成?？蝮w2701及框體2703由軸部2711形成為一體，并且可以以該軸部2711 為軸進行開閉動作。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以進行如紙的書籍那樣的動作。
框體2701組裝有顯示部2705，而框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結(jié)構(gòu)既可以是顯示連屏畫面的結(jié)構(gòu)，又可以是顯示不同的畫面的結(jié)構(gòu)。通過采用顯示不同的畫面的結(jié)構(gòu)，例如在右邊的顯示部(圖28B中的顯示部2705)中可以顯示文章，而在左邊的顯示部(圖28B中的顯示部2707)中可以顯示圖像。
此外，在圖28B中示出框體2701 具備操作部等的例子。例如，在框體2701中，具備電源2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。另外，也可以采用在與框體的顯示部同一面上具備鍵盤、定位裝置等的結(jié)構(gòu)。另外，也可以采用在框體的背面或側(cè)面具備外部連接用端子(耳機端子、USB端子或可與AC適配器及USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄介質(zhì)插入部等的結(jié)構(gòu)。再者，電子書籍2700也可以具有電子詞典的功能。此外，電子書籍2700也可以采用以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采用以無線的方式從電子書籍服務(wù)器購買所希望的書籍?dāng)?shù)據(jù)等，然后下載的結(jié)構(gòu)。
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。
實施方式12 包括將包含Si0x的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用包含氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機)。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、用于計算機等的監(jiān)視器、拍攝裝置諸如數(shù)碼相機或數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相框、移動電話機(也稱為移動電話、移動電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機等的大型游戲機等。圖29A示出電視裝置9601的一例。在電視裝置9601中，框體組裝有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示映像。此外，在此示出固定在墻9600上支撐框體的背面的結(jié)構(gòu)。
可以通過利用框體所具備的操作開關(guān)、另外提供的遙控操作機9610進行電視裝置9601的操作。通過利用遙控操作機9610所具備的操作鍵9609，可以進行頻道及音量的操作，并可以對在顯示部9603上顯示的映像進行操作。此外，也可以采用在遙控操作機9610 中設(shè)置顯示從該遙控操作機9610輸出的信息的顯示部9607的結(jié)構(gòu)。另外，電視裝置9601采用具備接收機及調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^利用接收機接收一般的電視廣播。再者，通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，從而也可以進行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間等) 的信息通信。圖29B示出一種便攜式游戲機，其由框體988l和框體9891的兩個框體構(gòu)成，并且通過連接部9893可以開閉地連接?？蝮w9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯示部98S3。另外，圖29B所示的便攜式游戲機還具備揚聲器部9884、記錄介質(zhì)插入部9886、 LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888 (包括測定如下因素的功能力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線)以及麥克風(fēng)9889)等。當(dāng)然，便攜式游戲機的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，只要采用至少具備本說明書所公開的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)即可，并且可以采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖 29B所示的便攜式游戲機具有如下功能讀出存儲在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部上；以及通過與其他便攜式游戲機進行無線通信而實現(xiàn)信息共享。另外，圖29B所示的便攜式游戲機所具有的功能不局限于此，而可以具有各種各樣的功能。
圖30A示出移動電話機1000的一個例子。移動電話機1000除了安裝在框體1001
的顯示部1002之外還具備操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚聲器1005、麥克風(fēng)1006等。圖30A所示的移動電話機IOOO可以用手指等觸摸顯示部1002來輸入信息。此夕卜，
可以用手指等觸摸顯示部1002來打電話或進行電子郵件的輸入等的操作。顯示部1002的畫面主要有三個模式。第一是以圖像的顯示為主的顯示模式，第二
是以文字等的信息的輸入為主的輸入模式，第三是顯示模式和輸入模式的兩個模式混合的
顯示+輸入模式。例如，在打電話或制作電子郵件的情況下，將顯示部1002設(shè)定為以文字輸入為主的文字輸入模式，并進行在畫面上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優(yōu)選的是，在顯示部1002的畫面的大部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。此外，通過在移動電話機1000的內(nèi)部設(shè)置具有陀螺儀和加速度傳感器等檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置，來判斷移動電話機1000的方向(豎向還是橫向)，從而可以對顯示部1002的畫面顯示進行自動切換。通過觸摸顯示部1002或?qū)蝮w1001的操作按鈕1003進行操作，切換畫面模式。還可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換畫面模式。例如，當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為動態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時，將畫面模式切換成顯示模式，而當(dāng)顯示在顯示部上的圖像信號為文字?jǐn)?shù)據(jù)時，將畫面模式切換成輸入模式。另外，當(dāng)在輸入模式中通過檢測出顯示部1002的光傳感器所檢測的信號得知在一定期間中沒有顯示部1002的觸摸操作輸入時，也可以以將畫面模式從輸入模式切換成顯示模式的方式來進行控制。還可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部 1002，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進行身份識別。此外，通過在顯示部中使用發(fā)射近紅外光的背光燈或發(fā)射近紅外光的感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
圖30B也是移動電話機的一個例子。圖30B的移動電話機，在框體9411中具有包括顯示部9412以及操作鈕9413的顯示裝置9410，在框體9401中具有包括操作鈕9402、外部輸入端子9403、麥克9404、揚聲器9405以及來電話時發(fā)光的發(fā)光部9406的通信裝置 9400，具有顯示功能的顯示裝置9410與具有電話功能的通信裝置9400可以沿著箭頭所指的兩個方向分離。所以可以將顯示裝置9410和通信裝置9400的短軸互相連接，或?qū)@示裝置9410和通信裝置9400的長軸互相連接。另外，當(dāng)僅需要顯示功能時，可以將通信裝置9400和顯示裝置9410分開而單獨使用顯示裝置9410。通信裝置9400和顯示裝置9410 可以通過無線通信或有線通信來進行圖像或輸入信息的接收，并分別具有可進行充電的電池。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。本說明書根據(jù)2009年1月23日在日本專利局受理的日本專利申請編號
2009-013532而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體裝置，包括絕緣表面上的柵電極；包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層；所述柵電極和所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層之間的絕緣層；以及所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層和源電極層及漏電極層之間的源區(qū)及漏區(qū)，其中，所述源區(qū)及漏區(qū)使用氧氮化物材料形成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層包含錫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層包含鋅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中通過使用包含0. lwt^以上且20wt^以下的Si02的氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法形成所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層。
5. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟在絕緣表面上形成柵電極；在所述柵電極上形成絕緣層；在所述絕緣層上通過使用包含0. lwt%以上且20wt%以下的Si02的第一氧化物半導(dǎo) 體靶材的濺射法形成包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層；以及在所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層上在包含氮的氣氛中通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法形成氧氮化物層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，還包括如下步驟，在形成所述氧氮化物層之后，去除重疊于所述柵電極的所述氧氮化物層的一部分，以使所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層的一部分露出。
7. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟在絕緣表面上通過使用包含0. lwt^以上且20wt^以下的Si02的第一氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法形成包含SiOx的氧化半導(dǎo)體層；在所述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層上在包含氮的氣氛中通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法形成氧氮化物層；覆蓋所述氧氮化物層地形成絕緣層；以及在所述絕緣層上形成柵電極。
全文摘要
本發(fā)明的目的之一在于提供具備使用氧化物半導(dǎo)體層并具有優(yōu)良的電特性的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成區(qū)，在源電極層及漏電極層和上述包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層之間設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)，以降低與由低電阻值的金屬材料構(gòu)成的源電極層及漏電極層的接觸電阻。源區(qū)及漏區(qū)使用不包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層或氧氮化物膜。
文檔編號H01L21/34GK101789451SQ20101011017
公開日2010年7月28日申請日期2010年1月22日優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者佐佐木俊成, 坂田淳一郎, 大原宏樹, 山崎舜平, 島津貴志申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所

完整全部詳細技術(shù)資料下載