專(zhuān)利名稱(chēng)：晶體管、具有該晶體管的半導(dǎo)體裝置及它們的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導(dǎo)體層的晶體管、具有該薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置 和它們的制造方法。
背景技術(shù)：
世界上存在著各種各樣的金屬氧化物，并且它們用于各種各樣的用途。氧化銦是 為眾人所知的材料，它用作液晶顯示器等所需的透明電極材料。有的金屬氧化物呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性。一般來(lái)說(shuō)，金屬氧化物成為絕緣體，但是有時(shí)會(huì) 依構(gòu)成金屬氧化物的元素的組合而成為半導(dǎo)體。例如，作為呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物，可以舉出氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化 鋅等，將該呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物用于溝道形成區(qū)域的薄膜晶體管是已知的(參照 專(zhuān)利文獻(xiàn)1至4、非專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。但是，作為金屬氧化物的種類(lèi)，不僅有一元系氧化物，而且還有多元系氧化物。例如，已知具有同系相(homologous series)的InGaO3(ZnO)m(m為自然數(shù))作為具有In、Ga、 Zn的多元系氧化物半導(dǎo)體(參照非專(zhuān)利文獻(xiàn)2至4)。另外，還已知可以將上述由In-Ga-Zn系氧化物構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體應(yīng)用于薄膜 晶體管(也稱(chēng)為T(mén)FT)的溝道層(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)5、非專(zhuān)利文獻(xiàn)5及6)。但是，氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體特性因受到元件制造工序中的蝕刻劑及等離子體的 負(fù)面影響或混入有氫等元素而容易變動(dòng)，因此發(fā)生元件的電特性不均勻或退化的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)1985-198861號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)1996-264794號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本PCT國(guó)際申請(qǐng)翻譯1999-505377號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2000-150900號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2004-103957號(hào)公報(bào)非專(zhuān)禾Ij文獻(xiàn) lM.W.Prins，K.O.Grosse-Holz，G.Muller，J.F.M.Cillessen， J. B. Giesbers, R. P. Weening, and R. M. Wolf, "A ferroelectric transparent thin-film transistor”(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17 June 1996， Vol. 68p. 3650-36522M. Nakamura, N. Kimizuka, and T. Mohri, "ThePhase Relations in the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System at 1350 °C，，(In2O3-Ga2ZnO4-ZnO 類(lèi)在 1350 °C 時(shí)的相位關(guān) 系)，J.Solid State Chem.，1991，Vol. 93，p.298-315非專(zhuān)禾Ij 文獻(xiàn) 3Ν· Kimizuka, Μ· Isobe, and Μ. Nakamura, "Syntheses and Single-Crystal Data of Homologous Compounds, In2O3(ZnO)m(m = 3,4, and 5), InGaO3 (ZnO) 3, and Ga2O3 (ZnO) m (m = 7,8,9, and 16) in the In2O3-ZnGa2O4-ZnO System，，(同系物的合成和單晶數(shù)據(jù)，In2O3-ZnGa2O4-ZnO 類(lèi)的 In2O3(ZnO)m(m = 3,4, and 5), InGaO3(ZnO)3, and Ga2O3(ZnO)m(m = 7,8,9, and 16)), J. Solid State Chem. ,1995，Vol. 116，p.170-178非專(zhuān)利文獻(xiàn)4中村真佐櫥，君塚昇，毛利尚彥，磯部光正， α力 1相、InFeO3(ZnO)mOii 自然數(shù))i同型化合物O合成杉J: t/結(jié)晶槽造”(同系物、銦鐵鋅氧化 物(InFeO3(ZnO)m) (m為自然數(shù))及其同型化合物的合成以及結(jié)晶結(jié)構(gòu))，固體物理(SOLID STATEPHYSICS)，1993 年，Vol. 28，No. 5，p. 317-3275K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, "Thin-film transistor fabricated insingle-crystalline transparent oxide semiconductor” (由單晶透明氧化物半導(dǎo)體制造的薄膜晶體管)，SCIENCE，2003，Vol. 300， p.1269-12726K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, “Room-temperature fabrication oftransparent flexible thin-film transistors using amorphousoxide semiconductors”(室溫下的使用非晶氧化物半導(dǎo)體的透明柔性薄 膜晶體管的制造)，NATURE, 2004，Vol. 432，p. 488-49
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于在具有氧化物半導(dǎo)體層的晶體 管或具有該晶體管的半導(dǎo)體裝置中抑制電特性的退化。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方式采用如下結(jié)構(gòu)在將氧化物半導(dǎo)體用作溝 道層的晶體管中，接觸于氧化物半導(dǎo)體層的表面地設(shè)置硅層，而且在硅層上設(shè)置雜質(zhì)半導(dǎo) 體層，并且設(shè)置電連接于該雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層及漏電極層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種晶體管，包括柵電極；設(shè)置在柵電極上的柵極 絕緣層；設(shè)置在柵極絕緣層上且重疊于柵電極的氧化物半導(dǎo)體層；接觸于氧化物半導(dǎo)體層 的表面而設(shè)置的硅層；設(shè)置在硅層上的第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層；電連接于 第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層；以及電連接于第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層的漏電極層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種晶體管，包括柵電極；設(shè)置在柵電極上的柵極 絕緣層；設(shè)置在柵極絕緣層上且重疊于柵電極的氧化物半導(dǎo)體層；接觸于氧化物半導(dǎo)體層 的表面而設(shè)置且具有本征區(qū)域和隔著本征區(qū)域相離而設(shè)置的第一雜質(zhì)區(qū)域及第二雜質(zhì)區(qū) 域的硅層；電連接于第一雜質(zhì)區(qū)域的源電極層；以及電連接于第二雜質(zhì)區(qū)域的漏電極層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種晶體管的制造方法，包括在襯底上形成柵電 極；在柵電極上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體 層上形成硅層；在硅層上形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層；蝕刻氧化物半導(dǎo)體層、硅層和雜質(zhì)半導(dǎo)體層， 以在重疊于柵電極的區(qū)域中形成島形氧化物半導(dǎo)體層、島形硅層和島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層；覆 蓋島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層地形成導(dǎo)電膜；以及蝕刻導(dǎo)電膜和島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層，以形成第一雜 質(zhì)半導(dǎo)體層、第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層、電連接于第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層和電連接于第二 雜質(zhì)半導(dǎo)體層的漏電極層。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種晶體管的制造方法，包括在襯底上形成柵電 極；在柵電極上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層；在氧化物半導(dǎo)體 層上形成硅層；在硅層上形成抗蝕劑掩模；通過(guò)抗蝕劑掩模將雜質(zhì)元素添加到硅層，以在 硅層中形成第一雜質(zhì)區(qū)域及第二雜質(zhì)區(qū)域；在硅層上形成導(dǎo)電膜；以及蝕刻導(dǎo)電膜，以形成電連接于第一雜質(zhì)區(qū)域的源電極層和電連接于第二雜質(zhì)區(qū)域的漏電極層。在本說(shuō)明書(shū)中，氧氮化硅是作為其成分氧的含量多于氮的含量的，并且優(yōu)選是當(dāng) 利用盧瑟福背散射光譜學(xué)法(RBS =RutherfordBackscattering Spectrometry)以及氫前 方散射法(HFS =HydrogenForward Scattering)進(jìn)行測(cè)量時(shí)作為濃度范圍以50至70原 子％包含氧，以0. 5至15原子％包含氮，以25至35原子％包含硅，以0. 1至10原子％包含 氫。另外，氮氧化硅是作為其成分氮的含量多于氧的含量的，并且優(yōu)選是當(dāng)利用RBS及HFS 進(jìn)行測(cè)量時(shí)作為濃度范圍以5至30原子％包含氧，以20至55原子％包含氮，以25至35 原子％包含硅，以10至30原子％包含氫。然而，當(dāng)將構(gòu)成氧氮化硅或氮氧化硅的原子的總 計(jì)設(shè)定為100原子％時(shí)，氮、氧、硅及氫的含有比率包含在上述范圍內(nèi)。在本說(shuō)明書(shū)中，半導(dǎo)體裝置指的是能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝置，因此顯示裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。此外，在本說(shuō)明書(shū)中顯示裝置 包括發(fā)光裝置、液晶顯示裝置。發(fā)光裝置包括發(fā)光元件，并且液晶顯示裝置包括液晶元件。 發(fā)光元件在其范疇內(nèi)包括由電流或電壓控制亮度的元件，具體地說(shuō)，包括無(wú)機(jī)EL (Electro Luminescence,即電致發(fā)光)元件、有機(jī)EL元件、LED元件等。在本說(shuō)明書(shū)中，當(dāng)明確地描述B形成在A(yíng)的上面或B形成在A(yíng)上時(shí)，其并不一定意 味著B(niǎo)與A直接接觸。該描述也包括A和B不彼此直接接觸的情況，即，另一物體插在A(yíng)和 B之間的情況。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，在溝道層由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的晶體管中，硅層接觸于 氧化物半導(dǎo)體層的表面，從而能夠抑制晶體管的特性變動(dòng)。


圖IA和IB是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式1的晶體管的結(jié)構(gòu)的圖；圖2A至2D是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式1的晶體管的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖3A和3B是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式1的晶體管的結(jié)構(gòu)的圖；圖4A和4B是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式1的晶體管的結(jié)構(gòu)的圖；圖5A和5B是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式1的晶體管的結(jié)構(gòu)的圖；圖6A至6E是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式2的晶體管的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖7A至7C是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式2的晶體管的結(jié)構(gòu)的圖；圖8A至8C是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖9A至9C是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖10是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖11是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖12是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖13是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的圖；圖14A1至14A2和圖14B是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式4的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的圖；圖15A和15B是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式6的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的圖；圖16A和16B是示出電視裝置及數(shù)碼相框的例子的外觀(guān)圖；圖17A和17B是示出游戲機(jī)的例子的外觀(guān)圖；圖18是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施方式5的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的圖19A和19B是說(shuō)明用于模擬實(shí)驗(yàn)的模型的圖；圖20A和20B是說(shuō)明通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)而獲得的氫的擴(kuò)散系數(shù)的圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下所示的實(shí)施方式中記載的內(nèi)容，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(gè)事實(shí)就是其方 式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨的條件下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā) 明不被解釋為局限于以下所示的實(shí)施方式的記載內(nèi)容中。此外，根據(jù)不同的實(shí)施方式的結(jié) 構(gòu)可以適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。另外，在以下所說(shuō)明的發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表 示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略其重復(fù)說(shuō)明。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，參照

構(gòu)成半導(dǎo)體裝置的晶體管的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。圖IA和IB所示的晶體管120包括設(shè)置在襯底100上的柵極(包括柵極布線(xiàn)及 柵電極(以下稱(chēng)為柵電極102))；設(shè)置在柵電極102上的柵極絕緣層104 ；設(shè)置在柵極絕緣 層104上的氧化物半導(dǎo)體層108 ；接觸于氧化物半導(dǎo)體層108的表面而設(shè)置的硅層112 ；設(shè) 置在硅層112上的第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b ；電連接于第一雜質(zhì) 半導(dǎo)體層118a的源極(包括源極布線(xiàn)及源電極(以下稱(chēng)為源電極層116a))；以及電連接于 第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b的漏極(包括漏極布線(xiàn)及漏電極(以下稱(chēng)為漏電極層116b))(參 照?qǐng)DIA和1B)。在圖IA和IB中，圖IA是俯視圖，圖IB是沿圖IA中的虛線(xiàn)Al-Bl的截面圖。氧化物半導(dǎo)體層108設(shè)置為其至少一部分中間夾著柵極絕緣層104重疊于柵電極 102，并用作形成晶體管120的溝道區(qū)域的層(溝道層)。作為氧化物半導(dǎo)體層108，可以使用具有半導(dǎo)體特性的氧化物材料。例如，可以使 用具有由InMO3(ZnO)m(m>0)表示的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體，特別優(yōu)選的是，使用In-Ga-Zn-O 類(lèi)氧化物半導(dǎo)體。另外，M表示選自鎵(Ga)、鐵(Fe)、鎳(Ni)、錳(Mn)和鈷(Co)中的一種 金屬元素或多種金屬元素。例如，除了有作為M而包含Ga的情況之外，還有作為M而包含 Ga與Ni或Ga與Fe等Ga以外的上述金屬元素的情況。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體中，有如 下氧化物半導(dǎo)體除了包含作為M的金屬元素之外，還包含作為雜質(zhì)元素的Fe、Ni等過(guò)渡金 屬元素或該過(guò)渡金屬的氧化物。在本說(shuō)明書(shū)中，在具有由InMO3(ZnO)m(m>0)表示的結(jié)構(gòu) 的氧化物半導(dǎo)體中，將具有作為M至少包含Ga的結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體稱(chēng)為In-Ga-Zn-O類(lèi) 氧化物半導(dǎo)體，并且將該薄膜還稱(chēng)為In-Ga-Zn-O類(lèi)非單晶膜。另外，作為應(yīng)用于氧化物半導(dǎo)體層108的氧化物半導(dǎo)體，除了上述以外，還可以應(yīng) 用 In-Sn-Zn-O 類(lèi)、In-Al-Zn-O 類(lèi)、Sn-Ga-Zn-O 類(lèi)、Al-Ga-Zn-O 類(lèi)、Sn-Al-Zn-O 類(lèi)、In-Zn-O 類(lèi)、Sn-Zn-O類(lèi)、Al-Zn-O類(lèi)、In-O類(lèi)、Sn-O類(lèi)、Zn-O類(lèi)的氧化物半導(dǎo)體。另外，優(yōu)選的是，硅層112由i型(本征)硅構(gòu)成。另外，這里描述的“i型硅”是 指如下硅硅中含有的賦予ρ型或η型的雜質(zhì)的濃度分別低于1 X 1017atoms/cm3,并且氧及 氮的濃度分別為IX 102°atOmS/Cm3以下。因此，上述硅還可以添加有其濃度在上述范圍內(nèi)的 磷(P)或硼(B)等雜質(zhì)元素。另外，能夠通過(guò)二次離子質(zhì)譜分析技術(shù)(SIMS)測(cè)量硅層112 中含有的上述雜質(zhì)的濃度。
另外，硅層112的結(jié)晶狀態(tài)可以采用非晶硅、微晶硅或多晶硅。另外，硅層112還 可以包含上述結(jié)晶結(jié)構(gòu)中的兩種以上的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(例如，非晶結(jié)構(gòu)和微晶結(jié)構(gòu)(或多晶結(jié) 構(gòu)))。另外，作為硅層112的形成方法，可以使用CVD法、濺射法、蒸鍍法、涂敷法等。另夕卜，硅層112的厚度可以為Inm以上且500nm以下，優(yōu)選為IOnm以上且IOOnm以下。例如，通過(guò)在氬氣氛等不含有氫的氣氛或氫含量少的氣氛中使用濺射法形成硅層 112，可以降低硅層112中含有的氫濃度，并還可以減少起因于該硅層112中含有的氫的氧 化物半導(dǎo)體層108的半導(dǎo)體特性的變動(dòng)。另外，在通過(guò)濺射法形成硅層112的情況下，優(yōu)選使用直流(DC)濺射裝置(也包 括以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射裝置)。與使用RF濺射裝置的情況相比，DC濺射裝 置也能夠處理大型襯底。這優(yōu)越于使用氧化硅層或氮化硅層等的絕緣層作為保護(hù)層的情 況。這是因?yàn)槿缦戮壒试谑褂脼R射法形成氧化硅層或氮化硅層等的絕緣層的情況下(在 使用絕緣體作為靶材的情況下)需要采用難以實(shí)現(xiàn)大型化的RF濺射技術(shù)。在使用DC濺射裝置形成硅層112的情況下，可以使用硅靶材或添加有硼等雜質(zhì)的 硅靶材。第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b具有在硅層112與源電極層 116a及漏電極層116b之間實(shí)現(xiàn)歐姆接觸的功能。第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層Ii8a及第二雜質(zhì)半導(dǎo) 體層118b能夠通過(guò)將賦予一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)元素混合到成膜氣體而形成。在形成其導(dǎo)電 類(lèi)型為η型的薄膜晶體管的情況下，典型地添加磷作為雜質(zhì)元素即可，即可以對(duì)氫化硅添 加磷化氫(化學(xué)式為PH3)等包含賦予η型導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)元素的氣體來(lái)形成。另外，只要使第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b含有大致在 1 X 1017atoms/cm3以上且1 X 1022atomS/Cm3以下的范圍內(nèi)的賦予一導(dǎo)電類(lèi)型的雜質(zhì)元素 (如磷(P))，即可。另外，第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b中的雜質(zhì)元素 濃度可以通過(guò)二次離子質(zhì)譜法而測(cè)量。另外，對(duì)第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b的結(jié)晶性沒(méi)有特別的 限制，既可是結(jié)晶半導(dǎo)體(微晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體)，又可是非晶半導(dǎo)體。例如，作為第一 雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a及第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b，可以設(shè)置添加有磷的非晶硅層、添加有磷的 微晶硅層、添加有磷的非晶硅鍺層、添加有磷的微晶硅鍺層、添加有磷的非晶鍺層、添加有 磷的微晶鍺層等。如圖IA和IB所示，接觸于氧化物半導(dǎo)體層108的背溝道一側(cè)(與柵電極102相 反一側(cè)的表面)地設(shè)置硅層112，以將硅層112用作保護(hù)膜，而能夠抑制氫等元素混入到氧 化物半導(dǎo)體層108。其結(jié)果，能夠抑制起因于氫等元素的混入的氧化物半導(dǎo)體層108的半導(dǎo) 體特性的變動(dòng)，于是，能夠抑制以氧化物半導(dǎo)體層108為溝道層的晶體管的電特性的不均 勻或退化。另外，圖IA和IB示出氧化物半導(dǎo)體層108和硅層112的端面大致一致的情況，但 是不局限于此，還可以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層108的端部(端面)地設(shè)置硅層112。另外，在氧化物半導(dǎo)體層108上設(shè)置源電極層116a及漏電極層116b的情況下，將 硅層112用作溝道保護(hù)層(溝道停止層)。因此，與不接觸于氧化物半導(dǎo)體層108地設(shè)置硅 層112的情況(溝道蝕刻型)相比，能夠抑制由于暴露氧化物半導(dǎo)體層108而導(dǎo)致的特性變化。硅層112設(shè)置為至少接觸于在氧化物半導(dǎo)體層108中形成溝道的區(qū)域的表面。另外，在圖IA和IB中，源電極層116a用作晶體管120的源極，而漏電極層116b 用作晶體管120的漏極。另外，根據(jù)晶體管120的驅(qū)動(dòng)方法，有時(shí)會(huì)有將源電極層116a用 作漏極并將漏電極層116b用作源極的情況。另外，在圖IA和IB所示的結(jié)構(gòu)中，作為接觸于氧化物半導(dǎo)體層108的表面而設(shè)置 的材料，除了硅以外，還可以使用鍺、對(duì)硅添加了鍺的硅鍺或碳化硅(SiC)。以下，根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)說(shuō)明接觸于氧化物半導(dǎo)體層地設(shè)置硅層的情況下的效 果。注意，這里對(duì)非晶硅(a-Si)和非晶氧化硅(a_Si02)的氫阻擋效果進(jìn)行驗(yàn)證。[計(jì)算方法]首先，通過(guò)經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)，在溫度T = 27°C，并且壓力P =Iatm的條件 下以數(shù)值方式解各原子的運(yùn)動(dòng)方程式，來(lái)追蹤原子的運(yùn)動(dòng)。并且，以根據(jù)計(jì)算結(jié)果而獲得的 H的均方位移，按照愛(ài)因斯坦的公式(公式(1))求得H的擴(kuò)散系數(shù)D。該擴(kuò)散系數(shù)D越大， 擴(kuò)散越容易。[公式1] <計(jì)算模型與計(jì)算條件>準(zhǔn)備將60個(gè)H原子(IOatom^ )放在540個(gè)a-Si原子中的a-Si :H模型(參照 圖19A)和將60個(gè)H原子(10atom%)放在540個(gè)a_Si02原子中的a_Si02:H模型(參照 圖19B)。這里，采用在三維周期邊界條件下計(jì)算塊體。在本計(jì)算中使用的經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)法中，對(duì)作為原子間相互作用的特征的經(jīng)驗(yàn)勢(shì) 進(jìn)行定義，以評(píng)價(jià)施加到各原子的力量。在a-Si:H模型中，采用Tersoff勢(shì)。在a_Si02:H 模型中的a-Si02中，采用Born-Mayer-Huggins勢(shì)和Morse勢(shì)，并且在a_Si02與氫原子間 (硅原子與氫原子間、氧原子與氫原子間)采用Lermard-Jones勢(shì)。作為計(jì)算程序，采用由 富士通株式會(huì)社制造的模擬軟件“Materials Explorer5. 0”。
在各計(jì)算模型中，在溫度T = 27°C，并且壓力P = Iatm的條件下進(jìn)行Insec之間 (時(shí)步長(zhǎng)度為0. 2fsecX500萬(wàn)步長(zhǎng))的經(jīng)典分子動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)?！从?jì)算結(jié)果與考察〉圖20A分別示出通過(guò)計(jì)算而求得的a-Si中的H原子的均方位移和a_Si02中的H 原子的均方位移。圖20B示出根據(jù)圖20A中的過(guò)程線(xiàn)的斜率大致一定的區(qū)域(70pSec至 IOOpsec)而求得的各計(jì)算模型的H原子的擴(kuò)散系數(shù)D。由圖20B可知，a_Si中的H原子的 擴(kuò)散系數(shù)比a-Si02中的H原子小，從而與a-Si02中的H原子相比，a_Si中的H原子不容易 擴(kuò)散。就是說(shuō)，a-Si膜的防止氫的混入的效果高于a_Si02膜。以下，參照?qǐng)D2A至2D說(shuō)明圖IA和IB所示的晶體管的制造方法的一個(gè)例子。首先，在襯底100上形成柵電極102，然后在該柵電極102上依次層疊形成柵極絕 緣層104、氧化物半導(dǎo)體層106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117 (參照?qǐng)D2A)。優(yōu)選地是，柵極 絕緣層104至雜質(zhì)半導(dǎo)體層117連續(xù)形成。作為襯底100，只要是具有絕緣表面的襯底，即可，例如可以使用玻璃襯底。除了上 述以外，作為襯底100，還可以采用陶瓷襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底等由絕緣體構(gòu)成的絕 緣襯底；利用絕緣材料覆蓋由硅等半導(dǎo)體材料構(gòu)成的半導(dǎo)體襯底的表面而成的襯底；利用 絕緣材料覆蓋由金屬或不銹鋼等導(dǎo)電體構(gòu)成的導(dǎo)電襯底的表面而成的襯底。此外，只要能 夠承受制造工序的熱處理，就也可以采用塑料襯底。柵電極102可以通過(guò)在襯底100的整個(gè)表面上形成導(dǎo)電膜之后利用光刻法對(duì)導(dǎo)電 膜進(jìn)行蝕刻來(lái)形成。柵電極102可以由鋁(Al)、銅(Cu)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈦(Ti)等導(dǎo)電材料形成。注意，在將鋁用于布線(xiàn)及電極的情況下，因?yàn)殇X單質(zhì)有耐熱性低并且容易腐蝕等的問(wèn)題點(diǎn)，所 以?xún)?yōu)選組合鋁和耐熱導(dǎo)電材料而使用。耐熱導(dǎo)電材料可以由選自鈦(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；組合上述元素而成的合金；以上述元素為成分 的氮化物形成。層疊由這些耐熱導(dǎo)電材料構(gòu)成的膜和鋁(或銅)來(lái)形成布線(xiàn)和電極，即可。另外，柵電極102還可以由具有對(duì)可見(jiàn)光的透光性及高導(dǎo)電性的材料形成。作為 這種材料，例如可以使用銦錫氧化物(Indium TinOxide,即ΙΤ0)、包含氧化硅的銦錫氧化物 (ITSO)、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅(ZnO)等。柵極絕緣層104可以通過(guò)利用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧 化鋁膜或者氧化鉭膜等來(lái)形成。此外，也可以層疊這些膜。這些膜例如可以通過(guò)利用濺射 法等以IOnm以上且500nm以下的厚度來(lái)形成。氧化物半導(dǎo)體層106可以由In-Ga-Zn-O類(lèi)氧化物半導(dǎo)體形成。在此情況下，可以 通過(guò)使用包含In、Ga和Zn的氧化物半導(dǎo)體靶材(例如，In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1) 的濺射法形成具有非晶結(jié)構(gòu)的氧化物半導(dǎo)體層106。作為濺射法的條件，例如，將襯底100與靶材的距離設(shè)定為30mm以上且500mm以 下，將壓力設(shè)定為0. OlPa以上且2. OPa以下，將直流(DC)電源設(shè)定為0. 25kff以上且5. Okff 以下，將溫度設(shè)定為20°C以上且200°C以下，并且將氣氛設(shè)定為氬氣氛、氧氣氛或氬與氧的 混合氣氛。此外，通過(guò)在濺射法中使用脈沖直流(DC)電源，可以減少灰塵，并且厚度的分布也均勻，因此是優(yōu)選的。另外，氧化物半導(dǎo)體層106的厚度可以為5nm以上且200nm以下左
右ο在形成In-Ga-Zn-O類(lèi)非單晶膜作為氧化物半導(dǎo)體層106的情況下，還可以在包含IruGa和Zn的氧化物半導(dǎo)體靶材中添加有絕緣雜質(zhì)。作為該雜質(zhì)，應(yīng)用以氧化硅、氧化鍺、 氧化鋁等為代表的絕緣氧化物、以氮化硅、氮化鋁等為代表的絕緣氮化物或氧氮化硅、氧氮 化鋁等絕緣氧氮化物。對(duì)氧化物半導(dǎo)體靶材添加其濃度為不損害氧化物半導(dǎo)體的電導(dǎo)性的 程度的上述絕緣氧化物或絕緣氮化物。通過(guò)使氧化物半導(dǎo)體層106包含絕緣雜質(zhì)，能夠抑制該氧化物半導(dǎo)體層106的結(jié) 晶化。通過(guò)抑制氧化物半導(dǎo)體層106的結(jié)晶化，能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜晶體管的特性的穩(wěn)定化。另 夕卜，通過(guò)使In-Ga-Zn-O類(lèi)氧化物半導(dǎo)體包含氧化硅等雜質(zhì)，即使進(jìn)行200°C以上且600°C以 下的熱處理，也能夠防止該氧化物半導(dǎo)體的結(jié)晶化或微晶粒的生成。作為應(yīng)用于氧化物半導(dǎo)體層106的氧化物半導(dǎo)體，除了上述以外，還可以應(yīng)用 In-Sn-Zn-O 類(lèi)、In-Al-Zn-O 類(lèi)、Sn-Ga-Zn-O 類(lèi)、Al-Ga-Zn-O 類(lèi)、Sn-Al-Zn-O 類(lèi)、In-Zn-O 類(lèi)、 Sn-Zn-O類(lèi)、Al-Zn-O類(lèi)、In-O類(lèi)、Sn-O類(lèi)、Zn-O類(lèi)的氧化物半導(dǎo)體。另外，通過(guò)對(duì)這些氧化 物半導(dǎo)體添加抑制結(jié)晶化而保持非晶狀態(tài)的雜質(zhì)，能夠使薄膜晶體管的特性穩(wěn)定化。該雜 質(zhì)為以氧化硅、氧化鍺、氧化鋁等為代表的絕緣氧化物、以氮化硅、氮化鋁等為代表的絕緣 氮化物或氧氮化硅、氧氮化鋁等絕緣氧氮化物等。硅層110能夠通過(guò)濺射法而形成。在此情況下，在氬氣氛中通過(guò)使用硅靶材或添 加有硼的硅靶材的DC濺射法形成硅層110。但是，不局限于此，還可以使用CVD法等形成硅 層110。另外，根據(jù)成膜條件，有時(shí)會(huì)有氧化物半導(dǎo)體層108與硅層110的很薄混合層(如 硅的氧化物等)形成在氧化物半導(dǎo)體層108與硅層110的界面的情況。例如，通過(guò)在等離子體CVD裝置的處理室內(nèi)混合包含硅或鍺的淀積氣體、氫和磷 化氫(氫稀釋或硅烷稀釋)并利用輝光放電等離子體，能夠形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層117。作為一 個(gè)例子，通過(guò)使用氫稀釋包含硅或鍺的淀積氣體，來(lái)以添加有磷的非晶硅、添加有磷的微晶 硅、添加有磷的非晶硅鍺、添加有磷的微晶硅鍺、添加有磷的非晶鍺、添加有磷的微晶鍺等 形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層117。接著，通過(guò)蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117，形成島形氧化 物半導(dǎo)體層108、島形硅層112和島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層118(參照?qǐng)D2B)。這里，示出使用抗蝕 劑掩模171蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117的情況。因此，島形氧 化物半導(dǎo)體層108、硅層112和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118的端面大致一致。接著，覆蓋雜質(zhì)半導(dǎo)體層118地形成導(dǎo)電膜114(參照?qǐng)D2C)。導(dǎo)電膜114可以通過(guò)利用濺射法或真空蒸鍍法等并且使用如下材料來(lái)形成。該材 料由包含選自鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr) M (Nd)、鈧(Sc) 中的元素的金屬；以上述元素為成分的合金；或者以上述元素為成分的氮化物等形成。例如，導(dǎo)電膜114可以由鉬膜或鈦膜的單層結(jié)構(gòu)形成。此外，導(dǎo)電膜114也可以由 疊層結(jié)構(gòu)形成，而例如可以采用鋁膜和鈦膜的疊層結(jié)構(gòu)。此外，也可以采用依次層疊有鈦 膜、鋁膜和鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。此外，也可以采用依次層疊有鉬膜、鋁膜和鉬膜的三層結(jié)構(gòu)。此 夕卜，作為用于這些疊層結(jié)構(gòu)的鋁膜，也可以采用包含釹的鋁(Al-Nd)膜。再者，導(dǎo)電膜114 也可以具有包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)。
另外，導(dǎo)電膜114還可以由具有對(duì)可見(jiàn)光的透光性及高導(dǎo)電性的材料形成。作為這種材料，例如可以使用銦錫氧化物(Indium TinOxide,即ITO)、包含氧化硅的銦錫氧化物 (ITSO)、有機(jī)銦、有機(jī)錫、氧化鋅(ZnO)等。接著，通過(guò)蝕刻導(dǎo)電膜114和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118，形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a、第 二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b、電連接于第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a的源電極層116a和電連接于第二 雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b的漏電極層116b (參照?qǐng)D2D)。此時(shí)，取決于蝕刻條件，有時(shí)在蝕刻導(dǎo)電 膜114和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118的同時(shí)，硅層112也被蝕刻而減少厚度。這里，示出在蝕刻導(dǎo)電 膜114和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118的同時(shí)，硅層112也被蝕刻而減少厚度的情況。在上述步驟中，硅層112用作在蝕刻導(dǎo)電膜114和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118時(shí)抑制氧化 物半導(dǎo)體層108被蝕刻的溝道保護(hù)層(溝道停止層)。如上所述，通過(guò)接觸于氧化物半導(dǎo)體層108地設(shè)置硅層112，能夠抑制氫等元素?zé)o 意地從外部混入到氧化物半導(dǎo)體層108。通過(guò)上述工序，能夠制造晶體管120。然后，還可以覆蓋晶體管120地形成保護(hù)絕緣層。例如，使用CVD法或?yàn)R射法等并 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(hù)絕緣層，即可。另外，在圖2A至2D的工序中，優(yōu)選的是，在形成氧化物半導(dǎo)體層108之后，在氮?dú)?氛中或大氣氣氛中進(jìn)行100°c以上且600°C以下，典型為200°C以上且400°C以下的熱處理。 例如，可以在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行350°C的熱處理1小時(shí)。通過(guò)進(jìn)行該熱處理，發(fā)生島狀氧化物半 導(dǎo)體層108的原子級(jí)的重新排列，而能夠釋放阻擋氧化物半導(dǎo)體層108中的載流子的遷移 的應(yīng)變，因此是重要的。另外，只要是在形成氧化物半導(dǎo)體層106之后進(jìn)行熱處理，就對(duì)進(jìn)行熱處理的時(shí) 序沒(méi)有特別的限制，而可以在形成硅層Iio之后、在形成島狀硅層112之后、在形成導(dǎo)電膜 114之后、在形成源電極層116a及漏電極層116b之后或在形成保護(hù)絕緣層之后進(jìn)行熱處 理。另外，根據(jù)熱處理的條件等，有時(shí)會(huì)有氧化物半導(dǎo)體層108與硅層112的很薄混合層 (如硅的氧化物等)形成在氧化物半導(dǎo)體層108與硅層112的界面的情況。然后，通過(guò)形成各種電極和布線(xiàn)，完成具備晶體管120的半導(dǎo)體裝置。注意，在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)DIA和IB進(jìn)行了說(shuō)明，但是本實(shí)施方式所示的晶體 管的結(jié)構(gòu)不局限于圖IA和1B。在圖IA和IB中，雖然示出氧化物半導(dǎo)體層108通過(guò)增大其長(zhǎng)度(Lc)而在溝道長(zhǎng) 度方向上跨越柵電極102的端部的情況，但是如圖3A和3B所示的晶體管121那樣，還可以 采用通過(guò)減小氧化物半導(dǎo)體層108的長(zhǎng)度(Lc)而將整個(gè)氧化物半導(dǎo)體層108配置在柵電 極102上的結(jié)構(gòu)。另外，在圖3A和3B中，圖3A是俯視圖，而圖3B是沿圖3A的Al-Bl線(xiàn)的 截面圖。另外，在圖IA和IB及圖3A和3B的結(jié)構(gòu)中，還可以在重疊于氧化物半導(dǎo)體層108 的區(qū)域中將源電極層116a及漏電極層116b的寬度(Wd)設(shè)定為大于氧化物半導(dǎo)體層108的 寬度(Wc)(參照?qǐng)D4A和4B)。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，在圖4A和4B中分別示出的晶體管122 及晶體管123有如下優(yōu)點(diǎn)因?yàn)槟軌蛴稍措姌O層116a及漏電極層116b覆蓋不接觸于硅層 112的氧化物半導(dǎo)體層108的區(qū)域，所以能夠保護(hù)氧化物半導(dǎo)體層108來(lái)提高可靠性。另夕卜，能夠增大氧化物半導(dǎo)體層108與源電極層116a及漏電極層116b的接觸面積，以降低氧 化物半導(dǎo)體層108與源電極層116a及漏電極層116b的接觸電阻。另外，氧化物半導(dǎo)體層108的長(zhǎng)度(Lc)是指溝道長(zhǎng)度方向上的氧化物半導(dǎo)體層108的長(zhǎng)度。另外，氧化物半導(dǎo)體層108的寬度(Wc)、源電極層116a及漏電極層116b的寬 度(Wd)分別是指溝道寬度方向上的氧化物半導(dǎo)體層108的長(zhǎng)度和溝道寬度方向上的源電 極層116a及漏電極層116b的長(zhǎng)度。另外，溝道長(zhǎng)度方向是指與在晶體管120中載流子遷 移的方向大致平行的方向(連接源電極層116a和漏電極層116b的方向)，而溝道寬度方向 是指與溝道長(zhǎng)度方向大致垂直的方向。另外，圖IA和IB示出氧化物半導(dǎo)體層108和硅層112的端面大致一致的情況，但 是不局限于此。例如，如圖5A和5B所示的晶體管124那樣，還可以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層 108的端部(端面)地設(shè)置硅層112。在此情況下，可以使用如下方法在圖2A中，在柵極 絕緣層104上形成氧化物半導(dǎo)體層106，然后進(jìn)行蝕刻以形成島形氧化物半導(dǎo)體層108，并 且在該島形氧化物半導(dǎo)體層108上層疊形成硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117。另外，在圖5A 和5B中，圖5A是俯視圖，而圖5B是沿圖5A的Al-Bl線(xiàn)的截面圖。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照

與上述實(shí)施方式1不同的晶體管的制造方法及結(jié) 構(gòu)。首先，參照?qǐng)D6A至6E說(shuō)明晶體管的制造方法。另外，本實(shí)施方式所示的制造工序 (能夠應(yīng)用的材料等)的大多部分與上述實(shí)施方式1相同。因此，以下，省略重復(fù)部分的說(shuō) 明，而詳細(xì)說(shuō)明不同的部分。首先，在襯底100上形成柵電極102，接著在該柵電極102上依次層疊形成柵極絕 緣層104、氧化物半導(dǎo)體層106和硅層110 (參照?qǐng)D6A)。接著，通過(guò)蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106和硅層110，形成島形氧化物半導(dǎo)體層108和 島形硅層112 (參照?qǐng)D6B)。這里，示出使用抗蝕劑掩模171蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106和硅 層110的情況。因此，島形氧化物半導(dǎo)體層108和硅層112的端面大致一致。接著，在硅層112上形成抗蝕劑掩模172之后，通過(guò)以該抗蝕劑掩模172作為掩模 將雜質(zhì)元素添加到硅層112，來(lái)在硅層112中形成低電阻率的雜質(zhì)區(qū)域119a及119b (參照 圖 6C)。例如，通過(guò)使用離子摻雜法或離子注入法將磷、砷等添加到硅層112，形成呈現(xiàn)η 型的雜質(zhì)區(qū)域119a及119b，其中間夾著本征區(qū)域。作為一個(gè)例子，使雜質(zhì)區(qū)域119a及119b 含有在1 X 1017atoms/cm3以上且1 X 1022atoms/cm3以下的范圍內(nèi)的磷。接著，覆蓋硅層112地形成導(dǎo)電膜114(參照?qǐng)D6D)。接著，通過(guò)蝕刻導(dǎo)電膜114，形成源電極層116a及漏電極層116b (參照?qǐng)D6E)。此 時(shí)，取決于蝕刻條件，有時(shí)在蝕刻導(dǎo)電膜114的同時(shí)，硅層112也被蝕刻而減少厚度。這里， 示出在蝕刻導(dǎo)電膜114的同時(shí)，硅層112也被蝕刻而減少厚度的情況。在上述工序中，硅層112用作在蝕刻導(dǎo)電膜114時(shí)抑制氧化物半導(dǎo)體層108被蝕 刻的溝道保護(hù)層(溝道停止層)。通過(guò)上述工序，能夠制造圖7A和7B所示的晶體管130。另外，如上述圖7C所示的晶體管131那樣，還可以只對(duì)硅層112的上一側(cè)選擇性地添加雜質(zhì)元素，以在硅層112的表面一側(cè)設(shè)置呈現(xiàn)η型的雜質(zhì)區(qū)域119a及119b。另外，在圖7A至7C中，圖7A是俯視圖，而 圖7B和7C是沿圖7A的Al-Bl線(xiàn)的截面圖。在形成晶體管130或晶體管131之后，還可以覆蓋該晶體管130或晶體管131地 形成保護(hù)絕緣層。另外，在圖6A至6E的工序中，還可以在形成氧化物半導(dǎo)體層108之后在 氮?dú)夥罩谢虼髿鈿夥罩羞M(jìn)行熱處理。另外，優(yōu)選的是，在將雜質(zhì)元素添加到硅層112之后， 進(jìn)行用來(lái)引起激活的熱處理。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，參照

作為具有上述實(shí)施方式1和2所示的晶體管的半 導(dǎo)體裝置的使用方式的一例的顯示裝置的制造工序。另外，本實(shí)施方式所示的制造工序 (能夠應(yīng)用的材料等)的大多部分與上述實(shí)施方式1相同。因此，以下，省略重復(fù)部分的說(shuō) 明，而詳細(xì)說(shuō)明不同的部分。另外，在以下說(shuō)明中，圖8A至8C、圖9至9C是截面圖，而圖10 至圖13是俯視圖。首先，在具有絕緣表面的襯底100上形成布線(xiàn)及電極(包括柵電極102的柵極 布線(xiàn)、電容布線(xiàn)308、第一端子321)，然后，依次層疊形成柵極絕緣層104、氧化物半導(dǎo)體層 106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117(參照?qǐng)D8A和圖10)。電容布線(xiàn)308、第一端子321可以使用與柵電極102相同的材料同時(shí)形成。接著，通過(guò)蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117，形成島形氧化 物半導(dǎo)體層108、島形硅層112和島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層118 (參照?qǐng)D8B、圖11)。這里，示出使 用抗蝕劑掩模蝕刻氧化物半導(dǎo)體層106、硅層110和雜質(zhì)半導(dǎo)體層117的情況。因此，島形 氧化物半導(dǎo)體層108、硅層112和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118的端面大致一致。接下來(lái)，在柵極絕緣層104中形成接觸孔313使得第一端子321被暴露。此后，形 成導(dǎo)電膜114，以覆蓋柵極絕緣層104、氧化物半導(dǎo)體層108和硅層112 (參照?qǐng)D8C)。由此， 通過(guò)接觸孔313電連接導(dǎo)電膜114和第一端子321。接著，通過(guò)蝕刻導(dǎo)電膜114和雜質(zhì)半導(dǎo)體層118，來(lái)形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a、 第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b、電連接于第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層118a的源電極層116a和電連接于第 二雜質(zhì)半導(dǎo)體層118b的漏電極層116b(參照?qǐng)D9A和圖12)。此時(shí)，硅層112用作氧化物半 導(dǎo)體層108的溝道保護(hù)層。第二端子322可以與源極布線(xiàn)(包括源電極層116a的源極布線(xiàn))電連接。另外， 連接電極320可以與第一端子321直接連接。通過(guò)上述步驟，能夠制造晶體管160。此后，優(yōu)選在200°C以上且600°C以下、典型在300°C以上且500°C以下執(zhí)行熱處 理。例如，在350°C下在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行1小時(shí)熱處理。通過(guò)該熱處理，引起構(gòu)成氧化物半導(dǎo) 體層108的In-Ga-Zn-O類(lèi)非單晶膜的原子級(jí)的重新排列。該熱處理(也包括光退火)是 有效的，因?yàn)樵摕崽幚砟軌蚪獬巫?，這種形變會(huì)打斷載流子的遷移。另外，上述熱處理在 時(shí)序上沒(méi)有特定限制，只要在形成氧化物半導(dǎo)體層106之后執(zhí)行熱處理即可。例如，熱處理 也可以在形成像素電極之后進(jìn)行。接著，形成覆蓋晶體管160的保護(hù)絕緣層340，并且對(duì)該保護(hù)絕緣層340選擇性地進(jìn)行蝕刻，以形成到達(dá)漏電極層116b的接觸孔325、到達(dá)連接電極320的接觸孔326以及到 達(dá)第二端子322的接觸孔327 (參照?qǐng)D9B)。接著，形成電連接到漏電極層116b的透明導(dǎo)電層310、電連接到連接電極320的透 明導(dǎo)電層328以及電連接到第二端子322的透明導(dǎo)電層329(參照?qǐng)D9C、圖13)。透明導(dǎo)電層310用作像素電極，并且透明導(dǎo)電層328和透明導(dǎo)電層329用作用于與FPC的連接的電極或者布線(xiàn)。更具體地，可以將形成在連接電極320上的透明導(dǎo)電層328 用于用作柵極布線(xiàn)的輸入端子的連接用端子電極，并且將形成在第二端子322上的透明導(dǎo) 電層329用于用作源極布線(xiàn)的輸入端子的連接用端子電極。此外，可以通過(guò)利用電容布線(xiàn)308、柵極絕緣層104、保護(hù)絕緣層340以及透明導(dǎo)電 層310，來(lái)形成存儲(chǔ)電容器。在此情況下，電容布線(xiàn)308和透明導(dǎo)電層310用作電極，并且柵 極絕緣層104和保護(hù)絕緣層340用作電介質(zhì)。透明導(dǎo)電層310、328、329可以通過(guò)利用濺射法或真空蒸鍍法等并且使用氧化銦 (In2O3)、氧化銦氧化錫合金(In2O3-SnO2,簡(jiǎn)稱(chēng)為ΙΤ0)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)等來(lái) 形成。例如，可以在形成透明導(dǎo)電膜之后，在該透明導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，利用蝕刻來(lái) 去除不需要的部分，以形成透明導(dǎo)電層310、328、329。通過(guò)上述工序，能夠完成底柵型的η溝道型薄膜晶體管、存儲(chǔ)電容器等元件。另 夕卜，這些元件被配置成矩陣狀，以對(duì)應(yīng)于各個(gè)像素，由此能夠制造有源矩陣型顯示裝置。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，示出液晶顯示裝置的例子作為具有薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。 首先，參照?qǐng)D14Α1、14Α2、14Β說(shuō)明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的液晶顯示面板的外觀(guān)及 截面。圖14Α1和14Α2是一種面板的俯視圖，其中利用密封劑4005將形成在第一襯底4001 上的包含氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管4010、4011及液晶元件4013密封在第一襯底4001 與第二襯底4006之間。圖14Β相當(dāng)于沿圖14Α1和14Α2的M-N線(xiàn)的截面圖。以圍繞在第一襯底4001上設(shè)置的像素部4002和掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004的方式設(shè) 置有密封劑4005。另外，在像素部4002和掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。因 此，像素部4002和掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004與液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封劑4005 和第二襯底4006密封。此外，在與第一襯底4001上的由密封劑4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū) 域中安裝有信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4003，該信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4003使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo) 體膜形成在另行準(zhǔn)備的襯底上。注意，對(duì)另行形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒(méi)有特別的限制，而可以采用COG方法、 引線(xiàn)鍵合方法或TAB方法等。圖14A1是通過(guò)COG方法安裝信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4003的例子， 而圖14A2是通過(guò)TAB方法安裝信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004包括多個(gè)薄 膜晶體管。在圖14B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004 所包括的薄膜晶體管4011。在薄膜晶體管4010、4011上設(shè)置有絕緣層4020、4021。薄膜晶體管4010、4011可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，薄 膜晶體管4010、4011是η溝道型薄膜晶體管。此外，液晶元件4013所具有的像素電極層4030與薄膜晶體管4010電連接。而且，液晶元件4013的對(duì)置電極層4031形成在第二襯底4006上。像素電極層4030、對(duì)置電極層4031和液晶層4008重疊的部分相當(dāng)于液晶元件4013。另外，像素電極層4030、對(duì)置 電極層4031分別設(shè)置有用作取向膜的絕緣層4032、4033，且隔著絕緣層4032、4033夾有液 晶層4008。作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用玻璃、金屬(一般為不銹鋼)、陶瓷、 塑料。作為塑料,可以使用FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics，即纖維增強(qiáng)塑料)板、 PVF(聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹(shù)脂薄膜。另外，也可以采用具有由PVF薄膜或聚 酯薄膜夾有鋁箔的結(jié)構(gòu)的薄片。此外，柱狀間隔物4035通過(guò)對(duì)絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而獲得，并且它是為控制 像素電極層4030和對(duì)置電極層4031之間的距離(單元間隙)而設(shè)置的。另外，還可以使 用球狀間隔物。另外，對(duì)置電極層4031電連接到設(shè)置在與薄膜晶體管4010同一襯底上的 共同電位線(xiàn)。對(duì)置電極層4031和共同電位線(xiàn)由共同連接部分相互電連接，其間夾著配置在 一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電粒子。另外，在密封劑4005中含有導(dǎo)電粒子。另外，還可以使用不使用取向膜的顯示藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相的一種，是指當(dāng) 對(duì)膽留相液晶進(jìn)行升溫時(shí)即將從膽留相轉(zhuǎn)變到均質(zhì)相之前出現(xiàn)的相。由于藍(lán)相只出現(xiàn)在 較窄的溫度范圍內(nèi)，所以為了改善溫度范圍而將混合有5重量％以上的手性試劑的液晶組 成物用于液晶層4008。包含顯示藍(lán)相的液晶和手性試劑的液晶組成物的響應(yīng)速度短，即為 10μ s至100 μ s，并且由于其具有光學(xué)各向同性而不需要取向處理，從而視角依賴(lài)小。另外，本實(shí)施方式的液晶顯示裝置為透射型液晶顯示裝置的例子，然而，本實(shí)施方 式所述的液晶顯示裝置可以被應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置和半透射型液晶顯示裝置。另外，在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了這樣的液晶顯示裝置的例子，其中將偏振片配置在 比襯底更靠外側(cè)的位置(可見(jiàn)一側(cè))，且色彩層和用于顯示元件的電極層配置在比襯底更 靠?jī)?nèi)側(cè)的位置，然而，偏振片也可以被配置在比襯底更靠?jī)?nèi)側(cè)的位置。另外，偏振片和色彩 層的疊層結(jié)構(gòu)不局限于本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，而根據(jù)偏振片及色彩層的材料或制造工序條件 適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，即可。此外，還可以設(shè)置用作黑矩陣的遮光膜。另外，在本實(shí)施方式中，使用用作保護(hù)膜或平坦化絕緣膜的絕緣層(絕緣層4020、 絕緣層4021)覆蓋薄膜晶體管，以降低薄膜晶體管的表面凹凸并提高薄膜晶體管的可靠 性。另外，因?yàn)楸Ｗo(hù)膜用于防止懸浮在大氣中的有機(jī)物、金屬物、水蒸氣等的污染雜質(zhì)的侵 入，所以?xún)?yōu)選采用致密的膜。通過(guò)利用濺射法并且使用氧化硅膜、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來(lái)形成保護(hù)膜，即 可。在本實(shí)施方式中，示出通過(guò)濺射法形成保護(hù)膜的例子，但是沒(méi)有特別的限制，而可以使 用各種方法形成保護(hù)膜。這里，形成疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層4020作為保護(hù)膜。這里，使用濺射法形成氧化硅膜 作為絕緣層4020的第一層。當(dāng)使用氧化硅膜作為保護(hù)膜，有防止在用作源電極層及漏電極 層的鋁膜中產(chǎn)生小丘的效果。此外，形成絕緣層作為保護(hù)膜的第二層。這里，使用濺射法形成氮化硅膜作為絕緣 層4020的第二層。通過(guò)作為保護(hù)膜使用氮化硅膜，能夠抑制鈉等的可動(dòng)離子侵入到半導(dǎo)體 區(qū)中而改變TFT的電特性。另外，也可以在形成保護(hù)膜之后進(jìn)行對(duì)半導(dǎo)體層的退火(200°C以上且400°C以下)。另外，形成絕緣層4021作為平坦化絕緣膜。作為絕緣層4021，可以使用具有耐 熱性的有機(jī)材料如聚酰亞胺、丙烯酸樹(shù)脂、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、環(huán)氧等。另外，除了上述有 機(jī)材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)、硅氧烷類(lèi)樹(shù)脂、PSG(磷硅玻璃)、 BPSG(硼磷硅玻璃)等。另外，也可以通過(guò)層疊多個(gè)由這些材料形成的絕緣膜，來(lái)形成絕緣 層 4021。另外，硅氧烷類(lèi)樹(shù)脂相當(dāng)于以硅氧烷類(lèi)材料作為起始材料而形成的包含Si-O-Si 鍵的樹(shù)脂。硅氧烷類(lèi)樹(shù)脂也可以使用有機(jī)基(例如烷基或芳基)或氟基作為取代基。另外， 有機(jī)基還可以具有氟基。對(duì)絕緣層4021的形成方法沒(méi)有特別的限制，而可以根據(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(jī)、簾涂機(jī)、 刮刀涂布機(jī)等。在使用材料液形成絕緣層4021的情況下，也可以在進(jìn)行焙燒的工序中同時(shí) 進(jìn)行對(duì)半導(dǎo)體層的退火(200°C以上且400°C以下)。通過(guò)兼作絕緣層4021的焙燒工序和對(duì) 半導(dǎo)體層的退火，能夠高效地制造半導(dǎo)體裝置。作為像素電極層4030、對(duì)置電極層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ΙΤ0)、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(chēng)為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物來(lái)形成像素 電極層4030、對(duì)置電極層4031。使用導(dǎo)電組成物來(lái)形成的像素電極的當(dāng)其波長(zhǎng)為550nm 時(shí)的透光率優(yōu)選為70%以上。另外，導(dǎo)電組成物所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為 0. 1 Ω · cm 以下。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類(lèi)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、或者上述材料中的兩種以上的共 聚物等。另外，供給給另外形成的信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4004或像素部 4002的各種信號(hào)及電位是從FPC4018供給的。在本實(shí)施方式中，連接端子電極4015由與液晶元件4013所具有的像素電極層 4030相同的導(dǎo)電膜形成，并且端子電極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。連接端子電極4015通過(guò)各向異性導(dǎo)電膜4019與FPC4018所具有的端子電連接。此外，雖然在圖14Α1、14Α2和14Β中示出另行形成信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4003并將它安 裝到第一襯底4001的實(shí)例，但是本實(shí)施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng) 電路而安裝，又可以?xún)H另行形成信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的一部分或掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路的一部分而安裝。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式5在本實(shí)施方式中，示出電子紙作為具有晶體管的半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子。圖18示出有源矩陣型電子紙作為半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子?？梢耘c上述實(shí)施方式1至3所示的薄膜晶體管同樣地制造用于半導(dǎo)體裝置的薄膜晶體管581。
圖18的電子紙是采用旋轉(zhuǎn)球顯示方式的顯示裝置的例子。旋轉(zhuǎn)球顯示方式是指 一種方法，其中將一個(gè)半球表面為黑色而另一個(gè)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，并且在第一電極層及第二電極層之間產(chǎn) 生電位差來(lái)控制球形粒子的方向，以進(jìn)行顯示。設(shè)置在襯底580上的薄膜晶體管581是底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管，并且源電極層或漏電極層通過(guò)形成在絕緣層583、584、585中的接觸孔與第一電極層587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?chē)ǔ錆M(mǎn)了液體的空洞594，并且球形粒子589的周?chē)O(shè)置有樹(shù)脂等的 填充材料595 (參照?qǐng)D18)。在圖18中，第一電極層587相當(dāng)于像素電極，而第二電極層588 相當(dāng)于共同電極。第二電極層588電連接到設(shè)置在與薄膜晶體管581同一襯底上的共同電 位線(xiàn)。通過(guò)利用上述實(shí)施方式所示的共同連接部，可以使設(shè)置在襯底596上的第二電極層 588通過(guò)配置在一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電粒子與共同電位線(xiàn)電連接。此外，還可以使用電泳元件，而不是旋轉(zhuǎn)球。在此情況下，使用直徑為ΙΟμπι至 200 μ m左右的微膠囊，該微膠囊封入有透明液體、帶正電的白色微粒和帶負(fù)電的黑色微粒。 在提供在第一電極層與第二電極層之間的微膠囊中，當(dāng)由第一電極層和第二電極層施加電 場(chǎng)時(shí)，白色微粒和黑色微粒各自移動(dòng)至相反端，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，通常被稱(chēng)為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件更高 的反射率，從而不需要輔助燈，功耗低，并且在昏暗的地方也能辨別顯示部分。另外，即使不 給顯示部供應(yīng)電源，也能夠保持顯示過(guò)一次的圖像，因此，即使使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝 置(也簡(jiǎn)單地稱(chēng)為顯示裝置或具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠(yuǎn)離電子波源，也能夠保存顯 示過(guò)的圖像。如上所述，能夠制造可靠性高的電子紙作為半導(dǎo)體裝置。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，示出發(fā)光顯示裝置作為具有晶體管的半導(dǎo)體裝置的例子。在此 使用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件而示出顯示裝置所具有的顯示元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元 件是根據(jù)發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)化合物而區(qū)分的。一般，前者稱(chēng)為有機(jī)EL元件而 后者稱(chēng)為無(wú)機(jī)EL元件。在有機(jī)EL元件中，通過(guò)對(duì)發(fā)光元件施加電壓，來(lái)自一對(duì)電極的電子及空穴分別注 入到包含發(fā)光有機(jī)化合物的層中，由此電流流通。然后，這些載流子(電子和空穴)復(fù)合引 起該發(fā)光有機(jī)化合物形成激發(fā)態(tài)，并且從該激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)發(fā)光。由于這種機(jī)理，這種發(fā) 光元件被稱(chēng)為電流激發(fā)型發(fā)光元件。無(wú)機(jī)EL元件按照元件結(jié)構(gòu)而分類(lèi)為分散型無(wú)機(jī)EL元件和薄膜型無(wú)機(jī)EL元件。分 散型無(wú)機(jī)EL元件包括將發(fā)光材料顆粒分散在粘合劑中的發(fā)光層，并且其發(fā)光機(jī)理是利用 施主能級(jí)和受主能級(jí)的施主_受主復(fù)合型發(fā)光。薄膜型無(wú)機(jī)EL元件是將發(fā)光層夾在電介 質(zhì)層之間，并將它夾在電極之間的結(jié)構(gòu)，其發(fā)光機(jī)理是利用金屬離子內(nèi)殼層電子躍遷的定 域型發(fā)光。以下，參照?qǐng)D15A和15B說(shuō)明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的一個(gè)方式的發(fā)光顯示面板(也 稱(chēng)為發(fā)光面板)的外觀(guān)及截面。圖15A是一種面板的俯視圖，其中使用密封劑4505將形成在第一襯底4501上的薄膜晶體管4509、4510及發(fā)光元件4511密封在第一襯底4501與第二襯底4506之間，而圖15B是沿圖15A的H-I線(xiàn)的截面圖。這里，以有機(jī)EL元件作為發(fā)光 元件進(jìn)行說(shuō)明。以圍繞設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃 描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b的方式設(shè)置有密封劑4505。此外，在像素部4502、信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng) 電路4503a、4503b及掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b上設(shè)置有第二襯底4506。因此，像素部 4502、信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b、以及掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b與填充材料4507 — 起由第一襯底4501、密封劑4505和第二襯底4506密封。像這樣，優(yōu)選使用氣密性高且漏氣 少的保護(hù)薄膜(貼合薄膜、紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂薄膜等)或覆蓋材料進(jìn)行封裝(封入)。此外，設(shè)置在第一襯底4501上的像素部4502、信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃 描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖15B中，例示包括在像素部4502中 的薄膜晶體管4510和包括在信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a中的薄膜晶體管4509。薄膜晶體管4509、4510可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，薄 膜晶體管4509、4510是η溝道型薄膜晶體管。此外，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，發(fā)光元件4511的 結(jié)構(gòu)是由第一電極層4517、場(chǎng)致發(fā)光層4512、第二電極層4513構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)，但是不局 限于本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)。可以根據(jù)從發(fā)光元件4511發(fā)光的方向等而適當(dāng)?shù)馗淖儼l(fā)光 元件4511的結(jié)構(gòu)。使用有機(jī)樹(shù)脂膜、無(wú)機(jī)絕緣膜或有機(jī)聚硅氧烷形成隔離墻4520。特別優(yōu)選的是，使 用感光材料，在第一電極層4517上形成開(kāi)口部，并將該開(kāi)口部的側(cè)壁形成為具有連續(xù)的曲 率的傾斜面。場(chǎng)致發(fā)光層4512既可以由單層構(gòu)成，又可以由多個(gè)層的疊層構(gòu)成。也可以在第二電極層4513及隔離墻4520上形成保護(hù)膜，以防止氧、氫、水分、二氧 化碳等侵入到發(fā)光元件4511中。作為保護(hù)膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜等。另外，供給到信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b、掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b、或像 素部4502的各種信號(hào)及電位是從FPC4518a、4518b供給的。在本實(shí)施方式中，連接端子電極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，并且端子電極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(guò)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的光的取出方向的第二襯底4506需要具有透光性。在這種 情況下，使用透光材料，如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸樹(shù)脂膜。另外，作為填充材料4507除了氮或氬等惰性的氣體之外，還可以使用紫外線(xiàn)固化 樹(shù)脂或熱固化樹(shù)脂，即可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸樹(shù)脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù) 脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。另外，如果需要，也可以在發(fā)光元件的射出表面上適當(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(λ/4板，λ/2板)、濾色片等的光學(xué)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(jìn)行防眩處理，以由表面的凹凸使反射光漫射而降低眩光。信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路而安裝。此外，也可以另外 僅形成信號(hào)線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路或其一部分、或者掃描線(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路或其一部分而安裝，本實(shí)施方式 不局限于圖15A和15B所示的結(jié)構(gòu)。通過(guò)上述工序，能夠制造可靠性高的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)作為半導(dǎo)體裝置。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。實(shí)施方式7上述實(shí)施方式所示的具備晶體管的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(也包 括游戲機(jī))。作為電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱(chēng)為電視或電視接收機(jī))；用于計(jì) 算機(jī)等的監(jiān)視器；數(shù)碼相機(jī)；數(shù)碼攝像機(jī)；數(shù)碼相框；移動(dòng)電話(huà)機(jī)(也稱(chēng)為移動(dòng)電話(huà)、移動(dòng) 電話(huà)裝置)；便攜式游戲機(jī)；便攜式信息終端；聲音再現(xiàn)裝置；彈珠機(jī)等的大型游戲機(jī)等。圖16A示出電視裝置9600的一個(gè)例子。在電視裝置9600中，框體9601嵌入有顯 示部9603。能夠由顯示部9603顯示圖像。此外，在此示出利用支架9605支撐框體9601的 結(jié)構(gòu)。可以通過(guò)利用框體9601所具備的操作開(kāi)關(guān)、另外提供的遙控操作機(jī)9610進(jìn)行電 視裝置9600的操作。通過(guò)利用遙控操作機(jī)9610所具備的操作鍵9609，可以進(jìn)行頻道和音 量的操作，并可以對(duì)在顯示部9603上顯示的圖像進(jìn)行操作。此外，也可以采用在遙控操作 機(jī)9610中設(shè)置顯示從該遙控操作機(jī)9610輸出的信息的顯示部9607的結(jié)構(gòu)。注意，電視裝置9600采用具備接收機(jī)及調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)?？梢岳媒邮諜C(jī)來(lái) 接收通常的電視廣播。另外，當(dāng)通過(guò)調(diào)制解調(diào)器將電視裝置9600有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)地連接到通信 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可以進(jìn)行單向(從發(fā)射者到接收者)或者雙向(發(fā)送者和接收者之間或接收者之 間)的信息通信。圖16B示出數(shù)碼相框9700的一個(gè)例子。例如，在數(shù)碼相框9700中，框體9701嵌 入有顯示部9703。顯示部9703可以顯示各種圖像，例如通過(guò)顯示使用數(shù)碼相機(jī)等拍攝的圖 像數(shù)據(jù)，可以發(fā)揮與一般的相框同樣的功能。注意，數(shù)碼相框9700采用具備操作部、外部連接用端子(USB端子、可以與USB電 纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄媒體插入部等的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)也可以嵌入到與顯示 部同一個(gè)面，但是通過(guò)將它們?cè)O(shè)置在側(cè)面或背面上來(lái)提高設(shè)計(jì)性，所以是優(yōu)選的。例如，可 以對(duì)數(shù)碼相框的記錄媒體插入部插入儲(chǔ)存有由數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器并提取 圖像數(shù)據(jù)，然后可以將所提取的圖像數(shù)據(jù)顯示于顯示部9703。另外，數(shù)碼相框9700可以采用能夠無(wú)線(xiàn)地發(fā)送并接收信息的結(jié)構(gòu)。也可以采用以 無(wú)線(xiàn)的方式提取所希望的圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示的結(jié)構(gòu)。圖17A示出一種便攜式游戲機(jī)，其由框體9881和框體9891的兩個(gè)框體構(gòu)成，并且 通過(guò)連接部9893連接為能夠開(kāi)閉。框體9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯 示部9883。另外，圖17A所示的便攜式游戲機(jī)還具備揚(yáng)聲器部9884、記錄媒體插入部9886、 LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888 (包括測(cè)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(dòng)數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、 時(shí)間、硬度、電場(chǎng)、電流、電壓、電力、輻射線(xiàn)、流量、濕度、傾斜度、振動(dòng)、氣味或紅外線(xiàn))以及麥克風(fēng)9889)等。不用說(shuō)，便攜式游戲機(jī)的結(jié)構(gòu)不限于以上所述結(jié)構(gòu)。便攜式游戲機(jī)可以具有適當(dāng)?shù)嘏渲昧祟~外的附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)，而只要至少配置了半導(dǎo)體裝置即可。圖17A所 示的便攜式游戲機(jī)具有如下功能讀出存儲(chǔ)在記錄媒體中的程序或數(shù)據(jù)并將它們顯示于顯 示部；通過(guò)與其他便攜式游戲機(jī)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)信息共享。另外，圖17A所示的便攜式 游戲機(jī)的功能不局限于此，而可以具有各種功能。圖17B示出大型游戲機(jī)的一種的投幣機(jī)9900的一例。在投幣機(jī)9900的框體9901 中安裝有顯示部9903。另外，投幣機(jī)9900還具備如起動(dòng)桿或停止開(kāi)關(guān)等的操作單元、投幣 孔、揚(yáng)聲器等。當(dāng)然，投幣機(jī)9900的結(jié)構(gòu)不局限于此，而還可以具有適當(dāng)?shù)嘏渲昧祟~外的附 屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)，只要至少配置了半導(dǎo)體裝置即可。本實(shí)施方式可以與另一實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。本說(shuō)明書(shū)根據(jù)2009年2月13日在日本專(zhuān)利局受理的日本專(zhuān)利申請(qǐng)編號(hào) 2009-030968而制作，所述申請(qǐng)內(nèi)容包括在本說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
一種晶體管，包括柵電極；所述柵電極上的柵極絕緣層；所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層，該氧化物半導(dǎo)體層重疊于所述柵電極；所述氧化物半導(dǎo)體層上且接觸于所述氧化物半導(dǎo)體層的硅層；所述硅層上的第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層；所述硅層上的第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層；電連接于所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層；以及電連接于所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層的漏電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層及所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體 層為添加有雜質(zhì)元素的硅層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包含銦、鋅和鎵中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管，其中所述氧化物半導(dǎo)體層的端面被所述硅層覆蓋。
5.一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管。
6.一種晶體管，包括 柵電極；所述柵電極上的柵極絕緣層；所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層，該氧化物半導(dǎo)體層重疊于所述柵電極； 所述氧化物半導(dǎo)體層上且接觸于所述氧化物半導(dǎo)體層的硅層，該硅層包含本征區(qū)域和 第一雜質(zhì)區(qū)域及第二雜質(zhì)區(qū)域，其中該第一雜質(zhì)區(qū)域及第二雜質(zhì)區(qū)域設(shè)置為在該第一雜質(zhì) 區(qū)域及第二雜質(zhì)區(qū)域之間夾有所述本征區(qū)域而相離； 電連接于所述第一雜質(zhì)區(qū)域的源電極層；以及 電連接于所述第二雜質(zhì)區(qū)域的漏電極層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其中所述氧化物半導(dǎo)體層包含銦、鋅和鎵中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管，其中所述氧化物半導(dǎo)體層的端面被所述硅層覆蓋。
9.一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的晶體管。
10.一種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層； 在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成硅層； 在所述硅層上形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層；蝕刻所述氧化物半導(dǎo)體層、所述硅層和所述雜質(zhì)半導(dǎo)體層，以在重疊于所述柵電極的 區(qū)域中形成島形氧化物半導(dǎo)體層、島形硅層和島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層； 覆蓋所述島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層地形成導(dǎo)電膜；以及蝕刻所述導(dǎo)電膜和所述島形雜質(zhì)半導(dǎo)體層，以形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層、第二雜質(zhì)半導(dǎo) 體層、電連接于所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層和電連接于所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體層的漏電極層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶體管的制造方法，其中所述硅層使用DC濺射裝置而形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶體管的制造方法，其中在氬氣氛中形成所述硅層。
13.一種晶體管的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成柵電極；在所述柵電極上形成柵極絕緣層； 在所述柵極絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層； 在所述氧化物半導(dǎo)體層上形成硅層； 在所述硅層上形成抗蝕劑掩模；使用所述抗蝕劑掩模將雜質(zhì)元素添加到所述硅層，以在所述硅層中形成第一雜質(zhì)區(qū)域 及第二雜質(zhì)區(qū)域；在所述硅層上形成導(dǎo)電膜；以及蝕刻所述導(dǎo)電膜，以形成電連接于所述第一雜質(zhì)區(qū)域的源電極層和電連接于所述第二 雜質(zhì)區(qū)域的漏電極層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶體管的制造方法，其中所述硅層使用DC濺射裝置而形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的晶體管的制造方法，其中在氬氣氛中形成所述硅層。
全文摘要
本發(fā)明的名稱(chēng)為晶體管、具有該晶體管的半導(dǎo)體裝置及它們的制造方法。本發(fā)明的一個(gè)方式的目的之一在于在具有氧化物半導(dǎo)體層的晶體管或具有該晶體管的半導(dǎo)體裝置中抑制電特性的退化。在將氧化物半導(dǎo)體用作溝道層的晶體管中，接觸于氧化物半導(dǎo)體層的表面地設(shè)置硅層，而且在該硅層上形成雜質(zhì)半導(dǎo)體層，并且設(shè)置電連接于該雜質(zhì)半導(dǎo)體層的源電極層及漏電極層。
文檔編號(hào)H01L21/34GK101840937SQ201010130038
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者鄉(xiāng)戶(hù)宏充, 坂田淳一郎, 島津貴志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所