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，其中安裝有以液晶顯示面板為代表的電光裝 置、具有有機發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置作為部件。注意，在本說明書中，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，并且電光裝置、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。氧化銦是較普遍的材料并且用于液晶顯示 器等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?；衔锇雽?dǎo)體是指兩種以上的原子結(jié)合而成的半導(dǎo)體。通常， 金屬氧化物成為絕緣體。但是，已知根據(jù)構(gòu)成金屬氧化物的元素的組合，而成為半導(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。 已公開將由這種金屬氧化物構(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 件1至4、非專利文件1)。另外，已知金屬氧化物不僅有一元氧化物而且還有多元氧化物。例如，具有同系化 合物(homologous compound)的InGaO3(ZnO)m(m 自然數(shù))為公知的材料(非專利文件2 至4)。并且，已經(jīng)確認可以將像上述那樣的In-Ga-Zn類氧化物應(yīng)用于薄膜晶體管的溝 道層(專利文件5、非專利文件5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、光器件的技術(shù)受到關(guān)注。例如，專利文件6及專利文件7公開作為氧化物半導(dǎo)體膜使 用氧化鋅、In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體來制造薄膜晶體管，并且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 1]M. W. Prins, K. 0. Grosse-Holz, G. Muller, J. F. Μ. Cillessen, J. B.Giesbers, R. P. Weening, and R. M. Wolf, " Aferroelectric transparent thin-film transistor “(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17 June 1996， Vol. 68p. 3650-3652
[2]Μ. Nakamura,N. Kimizuka,and Τ. Mohri, “ ThePhase Relations in the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System at 13500C" (In2O3-Ga2ZnO4-ZnO 類在 1350°C 時的相位 關(guān)系)，J. Solid StateChem.，1991，Vol. 93，p. 298-315[非專禾丨J 文獻 3]N. 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 類的 In2O3(ZnO)m(m = 3,4, and 5)， InGaO3 (ZnO) 3，and Ga2O3 (ZnO)m (m = 7，8，9，and 16)) ,J. Solid StateChem.，1995，Vol. 116， p.170-178[非專利文獻4]中村真佐樹、君塚昇、毛利尚彥、磯部光正，“* 口辦^相、 InFeO3 (ZnO)m(m:自然數(shù))i同型化合物 合成杉J“結(jié)晶構(gòu)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 STATE PHYSICS)，1993，Vol. 28，No. 5，p.317-327[非專禾Ij 文 M 5] K. 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.1269-1272[ # 專禾Ij 文 ^ 6] K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, " Room-temperature fabrication oftransparent flexible thin-film transistors using amorphous oxidesemiconductors“(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. 432p. 488-49
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種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。實現(xiàn)如下薄膜晶體管為了實現(xiàn)非晶氧化物半導(dǎo)體層，而使用包含氧化硅或氧氮 化硅的氧化物半導(dǎo)體層。通過典型地使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下的氧化硅，優(yōu)選 使用包含 . 5wt%以上且12. 5wt%以下的氧化硅的氧化物半導(dǎo)體靶材進行成膜，使氧化物 半導(dǎo)體層含有阻擋晶化的氧化硅(SiOx),實現(xiàn)以其柵電壓為盡量近于OV的正閾值電壓形成 溝道的薄膜晶體管。本說明書所公開的本發(fā)明的一種方式是半導(dǎo)體裝置，包括絕緣表面上的柵電極；包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層；柵電極和氧化物半導(dǎo)體層之間的絕緣層；包含氧化硅 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)使用退化 (degenerate)的氧化物半導(dǎo)體材料或氧氮化物材料。作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層，采用Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Ga-Zn-O類氧 化物半導(dǎo)體、In-Sn-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、Ga-Sn-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-O類氧化物 半導(dǎo)體、Sn-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O類氧化物半導(dǎo)體或者Ga-Zn-O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， 而在源電極層及漏電極層和上述包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層之間形成源區(qū)及漏區(qū)。
此外，為了形成歐姆接觸，而在氧化物半導(dǎo)體層和源電極層(或漏電極層)之間意 圖性地設(shè)置其載流子濃度高于氧化物半導(dǎo)體層的源區(qū)及漏區(qū)(緩沖層)。注意，源區(qū)及漏區(qū) 具有η型導(dǎo)電型，而也可以被稱為η+區(qū)。此外，在將源區(qū)及漏區(qū)稱為η+區(qū)(N+型區(qū))的情 況下，相對于該η+區(qū)而可以將用作溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層稱為i型區(qū)(I型區(qū))。通 過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)，形成NI結(jié)，可以實現(xiàn)具備如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置具有5μπι以 下的短溝道長度以及高電場效應(yīng)遷移率。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)(也稱為N+型區(qū)、η+層或者緩沖層)，優(yōu)選使用退化的氧化 物半導(dǎo)體。此外，退化的氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選具有透光性。作為氧化物半導(dǎo)體層，使用Zn-O 類氧化物半導(dǎo)體、In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O類氧化 物半導(dǎo)體、In-Sn-O類氧化物半導(dǎo)體、Al-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、或者Ga-Zn-O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Zn-O類非單晶膜，即Zn-O-N類非單晶膜(也稱 為ZnON膜)、或者包含氮的In-Ga-Zn-O類非單晶膜，即In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜(也稱為 IGZON膜)。此外，源區(qū)及漏區(qū)也可以使用Ga-Zn-O類非單晶膜、或者包含氮的Ga-Zn-O類 非單晶膜，即Ga-Zn-0-N類非單晶膜。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)也可以使用Al-Zn-O類非單晶 膜、或者包含氮的Al-Zn-O類非單晶膜，即Al-Zn-O-N類非單晶膜。注意，Ga-Zn-O類氧化 物半導(dǎo)體或者Ga-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鎵優(yōu)選為以上且10襯％以下，并 且Al-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或者Al-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鋁優(yōu)選為以上 且10wt%以下。此外，也可以使用包含氮的Zn-O-N類非單晶膜、包含氮的Sn-Zn-O-N類非 單晶膜。

源電極層及漏電極層使用選自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。此外，也可以使用氧化銦錫、包含氧化硅的氧化銦錫、包 含鋁的氧化鋅(AZO =Aluminium doped Zinc Oxide)或者包含鎵的氧化鋅(GZO =Gallium doped Zinc Oxide)。注意，包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層通過使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下的 氧化硅的氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法來形成。特別地，在氧化物半導(dǎo)體層和源電極層(或者漏電極層)之間意圖性地設(shè)置其載 流子濃度高于氧化物半導(dǎo)體層的源區(qū)及漏區(qū)(緩沖層)的情況下，有如下可能性緩沖層也 由于在形成等離子體時發(fā)生的電荷充電(electric charge)而受到損傷，因此電阻變大，從 而不能發(fā)揮作為緩沖層的功能。此外，還有如下問題氧化物半導(dǎo)體層與水分、氫離子、0H_(也寫為OH基)等起反 應(yīng)，而其特性變化，或者其可靠性降低。于是，在形成平坦性良好的樹脂層作為覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的第一保護絕緣膜之 后，通過利用濺射法、等離子體CVD法以低功率條件在樹脂層上形成第二保護絕緣膜。如 此，通過層疊不同的保護絕緣膜，可以實現(xiàn)對氧化物半導(dǎo)體層的等離子體損傷少且密封性 能非常高，并且具有長期可靠性的半導(dǎo)體裝置。再者，氧化物半導(dǎo)體層的上方由第二柵電極覆蓋，該第二柵電極具有阻擋水分、氫 離子、OH-等的功能。此外，在使用具有遮光性的導(dǎo)電膜作為第二柵電極的情況下，有如下 效果該第二柵電極防止因氧化物半導(dǎo)體的光感度導(dǎo)致的薄膜晶體管的電特性的變動而得 到穩(wěn)定化。
此外，用來實現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的一種方式是半導(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；通過使用包含2. 5wt%以上且 20wt%以下的氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法在絕緣層上形成包含氧化硅的氧 化物半導(dǎo)體層；在包含氮的氣氛下通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法在包含氧化硅 的氧化物半導(dǎo)體層上形成氧氮化物層。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，使包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層的一部分露出，以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，而可以制造底柵型薄膜晶體管、底接觸型 薄膜晶體管或者頂柵型薄膜晶體管。本發(fā)明的一種方式是頂柵型薄膜晶體管的制造方法，包括如下步驟通過使用包 含2. 5wt%以上且20wt%以下的氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法在絕緣表面上 形成氧化物半導(dǎo)體層；在包含氮的氣氛下通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法在包含 氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層上形成氧氮化物層；形成覆蓋氧氮化物層的絕緣層；在絕緣層上 形成柵電極。在上述各制造方法中，氧氮化物層是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而設(shè)置在源電極層及漏電極層與上述包含氧化硅的氧化物半 導(dǎo)體層之間的源區(qū)及漏區(qū)。此外，氧化物半導(dǎo)體層在形成該氧化物半導(dǎo)體層后的過程中形成等離子體時包含 等離子體中的離子，具體地說，氫基等的情況下有可能其暴露于等離子體的表面受到損傷。 另外，氧化物半導(dǎo)體層也有可能在形成該氧化物半導(dǎo)體層后的過程中形成等離子體時由于 電荷充電而受到損傷。特別地，在氧化物半導(dǎo)體層和源電極層(或者漏電極層)之間意圖性地設(shè)置其載 流子濃度高于氧化物半導(dǎo)體層的緩沖層(源區(qū)及漏區(qū))的情況下，有如下可能性緩沖層也 由于在形成等離子體時發(fā)生的電荷充電而受到損傷，因此電阻變大，從而不能發(fā)揮作為緩 沖層的功能。此外，還有如下可能性氧化物半導(dǎo)體層與水分、氫離子、OH-等起反應(yīng)，而其特性 變化，或者其可靠性降低。于是，在形成平坦性良好的樹脂層作為覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的第一保護絕緣膜之 后，通過利用濺射法、等離子體CVD法以低功率條件在樹脂層上形成第二保護絕緣膜。如 此，通過層疊不同的保護絕緣膜，可以實現(xiàn)對氧化物半導(dǎo)體層的等離子體損傷少且密封性 能非常高，并且具有長期可靠性的半導(dǎo)體裝置。再者，氧化物半導(dǎo)體層的上方由第二柵電極覆蓋，該第二柵電極具有阻擋水分、氫 離子、OH-等的功能。此外，在使用具有遮光性的導(dǎo)電膜作為第二柵電極的情況下，有如下 效果該第二柵電極防止因氧化物半導(dǎo)體的光感度導(dǎo)致的薄膜晶體管的電特性的變動而得 到穩(wěn)定化。此外，優(yōu)選在玻璃襯底等絕緣表面上形成基底膜，例如設(shè)置氮化硅膜、或者氮氧化 硅膜。在此情況下，當(dāng)進行選擇性的蝕刻以使第一柵電極具有所希望的俯視形狀時，這些膜 能夠用作防止玻璃襯底受到蝕刻的蝕刻停止層。此外，基底膜具有阻擋水分、氫離子、OH-等的功能。如此，通過以圍繞氧化物半導(dǎo)體層的上下及周圍的方式設(shè)置具有阻擋水分、氫離 子、OH-等的功能的膜，可以實現(xiàn)密封性能非常高，并且具有長期可靠性的半導(dǎo)體裝置。在本說明書中，上、下、側(cè)等表示方向的用語是指以將器件配置在襯底表面上的情 況為標(biāo)準(zhǔn)的方向。本發(fā)明實現(xiàn)具備使用包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層并且具有優(yōu)良的電特性的薄 膜晶體管的半導(dǎo)體裝置。


圖IA至IC是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖2A和2B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖3是示出本發(fā)明的一種方式的截面
圖4是示出本發(fā)明的一種方式的俯視圖；圖5A1至5B2是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖6是示出本發(fā)明的一種方式的俯視圖；圖7是示出ZnO的單晶結(jié)構(gòu)的模型圖；圖8A至8E是示出各模型的徑向分布函數(shù)g(r)的圖表；圖9A至9D是示出各模型的徑向分布函數(shù)g(r)的圖表；圖IOA至IOE是示出各模型的XRD分析模擬結(jié)果的圖表；圖IlA至IlD是示出各模型的XRD分析模擬結(jié)果的圖表；圖12A至12E是示出本發(fā)明的一種方式的工序截面圖；圖13A和13B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖14A和14B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖15A和15B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖16A和16B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖及俯視圖；圖17A和17B是示出本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的方框圖；圖18是說明本發(fā)明的一種方式的信號線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖19是說明本發(fā)明的一種方式的信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖；圖20是說明本發(fā)明的一種方式的信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖；圖21是說明本發(fā)明的一種方式的移位寄存器的結(jié)構(gòu)的一例的圖；圖22是說明圖21所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖；圖23是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的像素等效電路的圖；圖24A至24C是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖25A和25B是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖及截面圖；圖26A1至26B是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖及截面圖；圖27是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖28A和28B是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖及電子設(shè)備的外觀 圖；圖29A和29B是示出本發(fā)明的一種方式的電子設(shè)備的圖；圖30A和30B是示出本發(fā)明的一種方式的電子設(shè)備的圖3IA和3IB是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖；圖32A至32D是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖；圖33A和33B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖；圖34A和34B是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖；圖35A至35D是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖；圖36A至36D是示出本發(fā)明的一種方式的截面圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。但是，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，就是本發(fā)明不局限于以下說明，而其方式及詳細內(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以下所示的實施方式所記 載的內(nèi)容中。實施方式1在本實施方式中，參照圖IA至IC而說明使用包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層的薄 膜晶體管的一例。圖IA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。此外，圖IB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IA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的包含氧化 硅的氧化物半導(dǎo)體層103。此外，還設(shè)置與包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103的一部分重疊 的源電極層及漏電極層105a、源電極層及漏電極層105b，并且在包含氧化硅的氧化物半導(dǎo) 體層103的一部分與源電極層及漏電極層105a、105b之間具有源區(qū)及漏區(qū)104a、104b。注 意，如圖IC所示，也可以在襯底100上設(shè)置用作基底絕緣膜的絕緣膜107。絕緣膜107也可 以由氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等的單層或疊層 形成。柵電極層101可以通過使用鋁、銅、鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、釹、鈧等金屬材料；以這些 金屬材料為成分的合金材料；或者以這些金屬材料為成分的氮化物的單層或疊層來形成。 雖然優(yōu)選使用鋁或銅等低電阻導(dǎo)電材料形成，但是該低電阻導(dǎo)電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)、在銅層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)、層疊 有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)選采用層疊有鎢層或氮化鎢層、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)。柵極絕緣層102通過利用等離子體CVD法或濺射法來形成。柵極絕緣層102可 以通過利用CVD法或濺射法等并且使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層或者氮氧化硅層 的單層或疊層來形成。另外，作為柵極絕緣層102，也可以通過使用有機硅烷氣體的CVD法 形成氧化硅層。柵極絕緣層102可以為單層或者層疊兩層以上而成的疊層。例如，通過使用氮化硅膜、或者氮氧化硅膜形成接觸于襯底100的柵極絕緣層，提高襯底100和柵極絕 緣層的緊密力，并且，在作為襯底100而使用玻璃襯底的情況下，可以防止來自襯底的雜質(zhì) 擴散到半導(dǎo)體層中，并且還可以防止柵電極層的氧化。就是說，在可以防止薄膜剝離(film peeling)的同時，可以提高后面形成的晶體管的電特性。作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103，可以使用Zn-O類非單晶膜、In-Ga-Zn-O 類非單晶膜、In-Sn-Zn-O 類、Ga-Sn-Zn-O 類、In-Zn-O 類、Sn-Zn-O 類、In-Sn-O 類、Ga-Zn-O 類氧化物半導(dǎo)體。 包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103通過使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下、優(yōu) 選為7. 5wt%以上且12. 5wt%以下的氧化硅的氧化物半導(dǎo)體靶材來形成。在本實施方式 中，包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103通過使用包含IOwt%的氧化硅的氧化物半導(dǎo)體靶材 (ZnO)的濺射法來形成。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b，優(yōu)選使用退化的氧化物半導(dǎo)體。退 化的氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選具有透光性。另外，使用不包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層，例如， Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O 類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O類氧化物半導(dǎo)體、Al-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、或者Ga-Zn-O類氧 化物半導(dǎo)體。此外，源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b也可以使用包含氮的Zn-O類非 單晶膜，即Zn-O-N類非單晶膜(也稱為ZnON膜)；包含氮的In-Ga-Zn-O類非單晶膜，即 In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜(也稱為IGZON膜)。此外，源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b 也可以使用Ga-Zn-O類非單晶膜、或者包含氮的Ga-Zn-O類非單晶膜，即Ga-Zn-O-N類非單 晶膜。此外，源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b也可以使用Al-Zn-O類非單晶膜、或者包含 氮的Al-Zn-O類非單晶膜，即Al-Zn-O-N類非單晶膜。注意，Al-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或者 Al-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鋁優(yōu)選為以上且10wt%以下，并且Ga-Zn-O類氧 化物半導(dǎo)體或者Ga-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鎵優(yōu)選為以上且10wt%以下。 此外，也可以使用包含氮的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、源區(qū)及漏區(qū)104b，使用如下材料在包含 氮氣體的氣氛下通過使用包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)的濺射法來形成包含鋅 的氧氮化物膜后進行加熱處理而得到的氧氮化物材料。源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b不包含Si，此處與包含氧化硅的氧化物半導(dǎo) 體層103大不相同。此外，至于源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b具有如下情況在當(dāng)形 成源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b之后進行加熱處理時包含晶粒；剛在形成源區(qū)及漏區(qū) 104a、源區(qū)及漏區(qū)104b之后包含晶粒。另一方面，至于包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103， 通過使該氧化物半導(dǎo)體層103包含氧化硅來提高膜的晶化溫度，所以例如即使在使源區(qū)及 漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b的一部分晶化的溫度下進行加熱處理，也可以使包含氧化硅的 氧化物半導(dǎo)體層103維持非晶狀態(tài)。注意，源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b也被寫為η+ 區(qū)、緩沖層。此外，為了形成歐姆接觸，而在氧化物半導(dǎo)體層和源電極層(或漏電極層)之間意 圖性地設(shè)置其載流子濃度高于氧化物半導(dǎo)體層的源區(qū)及漏區(qū)(緩沖層)。注意，源區(qū)及漏區(qū) 具有η型導(dǎo)電型，而也可以被稱為η+區(qū)。此外，在將源區(qū)及漏區(qū)稱為η+區(qū)(N+型區(qū))的情 況下，相對于該η+區(qū)而可以將用作溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體層稱為i型區(qū)(I型區(qū))。通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)，形成NI結(jié)，可以實現(xiàn)具備如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置具有5μπι以 下的短溝道長度以及高電場效應(yīng)遷移率。源電極層及漏電極層105a、105b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。此外，也可以使用氧化銦錫(ITO=Indium Tin Oxide)、包含氧化硅的氧化銦錫、包含鋁的氧化鋅(AZO =Aluminium doped ZincOxide)或者 包含鎵的氧化鋅(GZO :Gallium doped Zinc Oxide)。通過對氧化鋅添加少量(例如為幾 wt% )的Al203、Ga203等成為三價離子的元素，可以謀求實現(xiàn)低電阻化。通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b，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105a、105b的接觸電阻。從而，通過設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū) 104b，可以實現(xiàn)電特性優(yōu)良的薄膜晶體管160。此外，也可以形成接觸于包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103以及源電極層及漏電 極層105a、105b并且覆蓋它們的保護絕緣層。另外，保護絕緣層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。雖然在本實施方式中說明使用包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的一 例，但是也可以使用包含氧氮化硅的氧化物半導(dǎo)體層。實施方式2在本實施方式中，參照圖2A和2B而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。此外，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103，在氧化 物半導(dǎo)體層103上設(shè)置有源電極層及漏電極層105a、105b。另外，在包含氧化硅的氧化物半 導(dǎo)體層103的一部分與源電極層及漏電極層105a、源電極層及漏電極層105b之間具有源區(qū) 及漏區(qū)104a、源區(qū)及漏區(qū)104b。另外，也可以形成覆蓋氧化物半導(dǎo)體層103、源電極層及漏 電極層105a、源電極層及漏電極層105b的保護絕緣層。在本實施方式中，在柵極絕緣層102上層疊包含氧化硅的氧化物半導(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， 在包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103中的用作溝道的區(qū)域上不形成第二氧化物半導(dǎo)體層， 因為通過蝕刻去除該區(qū)域上的第二氧化物半導(dǎo)體層。注意，第二氧化物半導(dǎo)體層(或氧氮 化物層)用作緩沖層、n+區(qū)、源區(qū)及漏區(qū)。在圖2A中，將第二氧化物半導(dǎo)體層圖示為源區(qū)及 漏區(qū) 104a、104b。另外，在本實施方式中，使用以2. 5wt%以上且20wt%以下的比率，優(yōu)選以 7. 5wt%以上且12. 5襯％以下的比率包含氧化硅(SiO2)的包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶 材來形成包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103。通過使氧化物半導(dǎo)體包含氧化硅，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，可以抑制該氧 化物半導(dǎo)體膜的晶化。利用經(jīng)典分子動力學(xué)模擬檢查當(dāng)使包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體，所謂ZnO包含SiO2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。通過對各原子應(yīng)用經(jīng)典力學(xué)法則 (classical dynamic law)，并且以數(shù)值的方式解答牛頓運動方程，可以決定論性地追蹤各 原子的運動(時間演化(time evolution)) 0以下說明計算模型和計算條件。另外，在本計算中使用Born-Mayer-Huggins勢。計算模型是896個原子的ZnO單晶結(jié)構(gòu)(參照圖7)。在該結(jié)構(gòu)中，將Zn取代為 Si及0。考慮到各原子的電荷(Zn:+2，0:-2，Si :+4)，而由兩個Si和一個0取代三個Zn。 取代量由下面的算式定義，并且制造以取代量為2. 5wt%,4. 9wt%,7. 6wt%U0. Owt 12. 5wt%U5. 0wt%,20. Owt%的結(jié)構(gòu)。將由Si及0取代Zn的結(jié)構(gòu)稱為ZnO取代結(jié)構(gòu)。
由Si或O取代Zn后的結(jié)構(gòu)的質(zhì)量通過在350°C的溫度下，以一定的壓力(Iatm)，進行400pSeC間(時步長度為 0. 2fSecX200萬步(step))的經(jīng)典分子動力學(xué)模擬，來進行結(jié)構(gòu)緩和。并且，求出這些八個 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)是指表示在離一個原子距離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1。圖8A至8E及圖9A至9D分別表示通過對上述八個計算模型進行400pSeC間的經(jīng) 典分子動力學(xué)模擬而得到的各計算模型的徑向分布函數(shù)g(r)。當(dāng)在圖8A至8E及圖9A至9D中比較各計算模型的徑向分布函數(shù)g(r)時，可以知 道如下事實在單晶模型(參照圖8A)中，并且在取代量為2.5襯％至7.6襯％ (參照圖8B 至8D)中，也在長距離中具有峰值，并且具有長程序列。還可以知道如下事實當(dāng)取代量為 10襯％以上(參照圖8E及圖9A至9D)時，在0. 6nm以上時沒有峰值，而沒有長程序列。據(jù) 此，可以認為當(dāng)取代量為10wt%以上時成為非晶化。接著，圖10A至10E及圖IlA至IlD示出對通過對八個計算模型進行400pSeC間 的經(jīng)典分子動力學(xué)模擬而得到的各計算模型的最終結(jié)構(gòu)進行XRD分析模擬而得到的結(jié)果。 注意，用于計算的X射線的波長為0. 154138nm(Cu Κα)。圖10Α示出ZnO單晶結(jié)構(gòu)的結(jié)果。當(dāng)在圖10Α至10Ε及圖IlA至IlD中比較各計算模型的XRD分析模擬的結(jié)果時， 可以認為與ZnO單晶結(jié)構(gòu)相比，取代量從2. 5wt% (參照圖10B)越增加，峰值的強度越減 弱。據(jù)此，可以認為在取代量為2. 5襯％時，開始單晶結(jié)構(gòu)的整體上的崩潰，并且開始非晶 化。此外，可以認為在取代量為7.6wt%以下(參照圖10C、圖10D)時有峰值，并且在取代 量為IOwt %以上(參照圖10E及圖IlA至11D)時峰值很寬。據(jù)此，可以認為在取代量為 IOwt %以上時大體上完全非晶化。上述計算結(jié)果表示通過使ZnO包含SiO2，容易產(chǎn)生ZnO的非晶化。實際上，通過 濺射法而得到的包含SiO2的ZnO薄膜在剛成膜之后是非晶半導(dǎo)體膜。根據(jù)這些計算結(jié)果， 可以知道如下事實通過包含SiO2,即使進行熱處理也阻礙ZnO的晶化，而可以維持非晶結(jié)構(gòu)。此外，作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層103，除了 Zn-O類非單晶膜以外，還可以使用 In-Ga-Zn-O 類非單晶膜、In-Sn-Zn-O 類、Ga-Sn-Zn-O 類、In-Zn-O 類、Sn-Zn-O 類、 In-Sn-O類、Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，優(yōu)選使用退化的氧化物半導(dǎo)體。退化的氧化 物半導(dǎo)體優(yōu)選具有透光性。另外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，也可以使用不包含氧化硅 的氧化物半導(dǎo)體層，例如，Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Zn-O類 氧化物半導(dǎo)體、Sn-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O類氧化物半導(dǎo)體、Al-Zn-O類氧化物半 導(dǎo)體、或者Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體。此外，源區(qū)及漏區(qū)104a、104b也可以使用包含氮的 In-Ga-Zn-O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Ga-Zn-O類非單晶膜、或者包含氮的Ga-Zn-O類非單晶膜， 即Ga-Zn-O-N類非單晶膜。此外，作為源區(qū)及漏區(qū)104a、104b，也可以使用Al-Zn-O類非單 晶膜、或者包含氮的Al-Zn-O類非單晶膜，即Al-Zn-O-N類非單晶膜。注意，Al-Zn-O類氧 化物半導(dǎo)體或者Al-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鋁優(yōu)選為以上且10wt%以下， 并且Ga-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或者Ga-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體所包含的鎵優(yōu)選為以 上且10wt%以下。此外，也可以使用包含氮的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 氛下通過使用包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)的濺射法來形成Zn-O-N類非單晶 膜后進行加熱處理而得到的氧氮化物材料。此外，源電極層及漏電極層105a、105b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。此外，也可以使用氧化銦 錫(ITO=Indium Tin Oxide)、包含氧化硅(SiOx)的氧化銦錫、包含鋁的氧化鋅(ΑΖ0 Aluminiumdoped Zinc Oxide)或者包含鎵的氧化鋅(GZO =Gallium doped ZincOxide)。另外，參照圖3而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100上設(shè)置柵電極層101。作為具有絕緣表面的襯底 100，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 金屬材料或以這些金屬材料為主要成分的合金材料，并且以單層或疊層形成柵電極層101。 注意，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。注 意，也可以在襯底100上設(shè)置用作基底絕緣膜的絕緣膜。絕緣膜也可以通過使用氮化硅膜、 氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氮化鋁膜、氧氮化鋁膜、氮氧化鋁膜等的單層或疊層來形成。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有鉬層的雙 層疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的雙 層結(jié)構(gòu)；或者層疊有氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。另外，也有在包含Ca的銅層上層疊有成 為阻擋層的包含Ca的氧化銅層的疊層；在包含Mg的銅層上層疊有成為阻擋層的包含Mg的 氧化銅層的疊層。另外，作為三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊有鎢層或氮化鎢層、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IOOnm厚的氧化硅膜。當(dāng)然，柵極絕緣層102不局限于氧化硅膜，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之后形成在其上方的氧化物半導(dǎo)體。接著，在柵極絕緣層102上形成包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體膜。在此，使用以 10wt%的比率包含氧化硅(SiO2)的包含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)體包含氧化硅，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)體膜包含氧化硅，在形成氧化物半導(dǎo)體膜之后的過程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，在包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法形成不包含氧化硅的氧氮化 物膜。在此，在包含氮氣體的氣氛下通過使用包含Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)的 濺射法來形成Zn-O-N類非單晶膜。作為濺射法，有作為濺射電源而使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法、以及以脈 沖方式施加偏壓的脈沖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 既可以在同一反應(yīng)室中層疊形成不同材料的膜，又可以在同一反應(yīng)室中使多種材料同時放 電而進行成膜。此外，有如下濺射裝置在反應(yīng)室內(nèi)具備磁鐵機構(gòu)并且用于磁控管濺射法；不使 用輝光放電而使用利用微波來產(chǎn)生的等離子體并且用于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；當(dāng)進行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Zn-O-N類非單晶膜(氧氮化物膜)選擇 性地進行蝕刻，并且使用同一掩模對包含氧化硅的Zn-O類非單晶膜(氧化物半導(dǎo)體膜)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)動電路部中形成其柵電極層直接接 觸于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，也可以之后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Zn-O-N類非單晶膜(氧氮化物層)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，在之后的工序中進行200°C至600°C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單質(zhì)時有耐熱性低且 容易腐蝕等問題，所以組合Al與耐熱導(dǎo)電材料而使用。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。此外，還可以使用氧 化銦錫(ITO=Indium Tin Oxide)、包含氧化硅(SiOx)的氧化銦錫、包含鋁的氧化鋅(AZO) 或者包含鎵的氧化鋅(GZO)。通過對氧化鋅添加沙量(例如為幾)的A1203、Ga2O3等 成為三價離子的元素，可以謀求實現(xiàn)低電阻化。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膜上層疊的包含Nd的鋁(Al-Nd)膜、在其上形成的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，并且在驅(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)電膜而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Zn-O-N類非單晶膜進行蝕刻來形成第一緩沖層(源區(qū)及漏區(qū)104a)、第二緩沖 層(源區(qū)及漏區(qū)104b)。在該蝕刻工序中，包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體膜的露出區(qū)的一部分 也被蝕刻，而成為包含氧化硅的氧化物半導(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。注意，第二端子122與源極布線(包括源電極層及漏電極層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氧化硅的氧化物半導(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，雖然在本實施方式中未圖示，但是經(jīng)過與上述工序相同的工 序來使驅(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200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理(還包括光退火)。 在此，放置在爐中，在氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含 氧化硅的Zn-O類非單晶膜的原子級的重新排列。另外，因為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層 103包含氧化硅，所以可以防止該熱處理中的晶化并保持非晶結(jié)構(gòu)。注意，進行熱處理的時 序只要是形成Zn-O-N類非單晶膜后，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。接著，去除抗蝕劑掩模，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 成到達源電極層及漏電極層105b的接觸孔。另外，通過此時的蝕刻來形成到達第二端子 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。通過作為材料而使用氧化銦(In2O3)、氧化銦錫(In2O3-SnO2、縮寫為ΙΤ0)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種材料的蝕刻處理。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(In2O3-ZnO),以便改善蝕刻加工性。也 可以使用AZO、GZO。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的透明導(dǎo)電膜128、129殘留。 透明導(dǎo)電膜128、129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和像素電極層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)置包括與源電極或漏電極相同的材料的電極，使用該 電極、電容布線、它們之間的用作電介質(zhì)的柵極絕緣層102來形成存儲電容器，并且使該電 極和像素電極電連接。 接著，去除抗蝕劑掩模。圖3示出該階段的截面圖。注意，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A1-A2的截面圖及圖4中的沿線B1-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)、端子部 的截面結(jié)構(gòu)。此外，圖5A1和圖5A2分別圖示出這階段的柵極布線端子部的截面圖及俯視圖。圖 5A1相當(dāng)于沿著圖5A2中的線C1-C2的截面圖。在圖5A1中，形成在保護絕緣膜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5A1中，在端子部中，使 用與柵極布線相同的材料形成的第一端子151隔著柵極絕緣層152重疊于使用與源極布線 相同的材料形成的連接電極153，并且利用透明導(dǎo)電膜155實現(xiàn)導(dǎo)通。另外，圖5B1及圖5B2分別示出源極布線端子部的截面圖及俯視圖。此外，圖5B1 相當(dāng)于沿圖5B2中的D1-D2線的截面圖。在圖5B1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5B1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。電極156不與第二端子150電連接，并且通過將電極156設(shè)定為與第二 端子150不同的電位，例如浮動狀態(tài)、GND、0V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)像素密度而設(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，即可。
通過上述工序，可以完成包括具有包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管 170、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GND、0V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，并且在像素電極和相鄰的像素的柵極布線之間夾 持保護絕緣膜及柵極絕緣層來形成存儲電容器。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，進行對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，并且該光學(xué)調(diào)制作 為顯示圖案而被觀察者確認。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，所以有發(fā)生余像 或動態(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，有被稱為所謂的插黑的 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，還有被稱為所謂的倍速驅(qū)動的驅(qū)動技術(shù)，該倍速驅(qū)動是指通過將通常的垂 直同步頻率(vertical synchronizing frequency)設(shè)定為1. 5倍以上，優(yōu)選設(shè)定為2倍以 上來改善動態(tài)圖像特性的技術(shù)。另外，為了改善液晶顯示裝置的動態(tài)圖像的特性，還有如下驅(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光源等來構(gòu)成面光源，并且將構(gòu)成面光源的 各光源獨立地在一個幀期間內(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)制的切換時序同步實現(xiàn)。由于該驅(qū)動技術(shù)可以將LED部分地關(guān)閉(turn off)，所以 尤其是當(dāng)是顯示于一個畫面上的黑色顯示區(qū)域的比率高的映像時，可以謀求實現(xiàn)耗電量的 降低。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，根據(jù)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。注意，多級灰度掩模是指能夠進行三級曝光水平，即曝光部分、中間曝光部分以及 未曝光部分的掩模，并且是透過的光具有多種強度的曝光掩模。通過進行一次的曝光及顯 影工序，可以形成具有多種(典型為兩種)膜厚度的區(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、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%，并且在不 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)半透過部的材料而調(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(膜厚度為IOOnm)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、包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體膜380、氧氮化物膜381以及導(dǎo)電膜383。在本實施 方式中，作為包含氧化硅的氧化物半導(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Zn-O類、Sn-Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，作為包含氧化硅的氧化物 半導(dǎo)體膜380，使用利用濺射法而得到的Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。此外，作為氧氮化物膜 381，使用不包含氧化硅的Zn-O-N類的氧氮化物材料。接著，在柵極絕緣層352、包含氧化硅的氧化物半導(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種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，對包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體膜380、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，可以形成受到構(gòu)圖的包含 氧化硅的氧化物半導(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，掩模的面積縮小，并且膜厚度變薄。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 形成包含氧化硅的氧化物半導(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，包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層353僅有一部分被蝕刻，而 成為具有槽部(凹部)以及其一部分被蝕刻而露出的端部的氧化物半導(dǎo)體層。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的端部與包含氧化硅的氧 化物半導(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氧化硅的氧化物半導(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、氧化物 半導(dǎo)體層及導(dǎo)電層的材料而蝕刻速度不同，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，在包含氧的氣氛下進行200°C至600°C的加熱(參照圖12E)。包含氧化硅的 氧化物半導(dǎo)體層353包含阻礙晶化的氧化硅，即使進行200°C至600°C的加熱也可以保持非 晶狀態(tài)。通過上述工序，可以制造具有包含氧化硅的氧化物半導(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種(典型的是兩 種)膜厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模，可以減少抗蝕劑掩模數(shù)，從而可以謀求實現(xiàn)工序的簡化 以及低成本化。再者，如本實施方式所示，由于通過不將銦及鎵用于包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體 層或者氧氮化物層，可以降低氧化物半導(dǎo)體靶材的價格，因此可以謀求實現(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，參照圖13A及圖13B而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，并且沿圖中的虛線Z1-Z2切斷的截面圖相當(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)置包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403。在本實施方式中，作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403，使用利用濺射法而得到 的Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403，使 用不包含銦的氧化物半導(dǎo)體，典型地使用Zn-O類、Ga-Sn-Zn-O類、Ga-Zn-O類、Sn-Zn-O類、 Ga-Sn-O類的氧化物半導(dǎo)體。接著，在包含氧化硅的氧化物半導(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氧化硅的氧化物半導(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，來形成溝道保護層418。接著，在溝道保護層418及包含氧化硅的氧化物半導(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-O-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-O類非單晶膜，即Zn-O-N類非單晶膜。接著，在源區(qū)及漏區(qū)406a、406b上分別形成第一布線409、第二布線410。作為第 一布線409及第二布線410，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。此外，也可以使用氧化銦錫(ITO=Indium Tin Oxide)、 包含鋁的氧化鋅(AZO =Aluminium doped Zinc Oxide)或者包含鎵的氧化鋅(GZO =Gallium doped Zinc Oxide)。通過對氧化鋅添加少量(例如為幾wt%)的Al203、Ga203等成為三價 離子的元素，可以謀求實現(xiàn)低電阻化。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與包含氧 化硅的氧化物半導(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200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此放置在爐 中，在大氣氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含氧化硅的氧化 物半導(dǎo)體層403的原子級的重新排列。借助于該熱處理而解除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而包含在包含 氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403中的氧化硅阻擋包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403的晶化， 因此可以使包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403的大部分維持非晶狀態(tài)。此外，只要是形成 包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層403后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制，而例如也 可以在形成像素電極之后進行。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，參照圖14A和14B而說明使用兩個η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η 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η溝道型TFT的閾值電壓是正的情況下，將該TFT定義為增強型 晶體管，而在η溝道型TFT的閾值電壓是負的情況下，將該TFT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14Α示出驅(qū)動電路的反相器電路的截面結(jié)構(gòu)。在圖14Α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、第二布線750以及第三布線751上形成源區(qū)及漏區(qū)755a、755b、756a、756b。在本實施方式中，源區(qū)及漏區(qū)755a、755b、756a、756b是不包含氧化硅 的Zn-O-N類非單晶膜。另外，源區(qū)及漏區(qū)755a、755b、756a、756b也可以使用包含氮的 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)置包含氧化硅的第一氧化物半導(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 氧化硅的第二氧化物半導(dǎo)體層747。在本實施方式中，作為包含氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體層745及包含氧化硅的第 二氧化物半導(dǎo)體層747，使用利用濺射法而得到的Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。作為包含氧化 硅的第一氧化物半導(dǎo)體層745及包含氧化硅的第二氧化物半導(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-O類、In-Zn-O類、In-Sn-O類、Sn-Zn-O類、Zn-O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重疊的包含氧化硅的第一氧化物半導(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重疊的包含氧化硅的第二氧化物半導(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，電連接到包含氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體層745和包含氧化硅的 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，可以謀求實現(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切 斷的截面相當(dāng)于圖14A。如本實施方式所示，鎵不被使用于氧化物半導(dǎo)體層，所以不使用作為制造成本高 的材料的鎵。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，參照圖15A及圖15B而說明頂柵型薄膜晶體管330的一例。此 夕卜，圖15B是薄膜晶體管的俯視圖的一例，并且沿圖中的虛線P1-P2切斷的截面圖相當(dāng)于圖 15A。在圖15A中，通過在襯底300上層疊導(dǎo)電膜和氧氮化膜并進行蝕刻，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。注意，第一布線309和第二 布線310用作源電極或漏電極。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地形成包含氧化硅 (SiOx)的氧化物半導(dǎo)體層305。在本實施方式中，作為包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層305， 使用包含氧化硅的Zn-O類的氧化物半導(dǎo)體。接著，形成覆蓋第二氧化物半導(dǎo)體層305、第一布線309以及第二布線310的柵極 絕緣層303。接著，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此放置在爐 中，并且在大氣氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行包含氧化硅的 氧化物半導(dǎo)體層305的原子級的重新排列。由于通過該熱處理而解除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上的與包含氧化硅的氧化物半導(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，參照圖16A及圖16B而說明頂柵型薄膜晶體管630的一例。此 夕卜，圖16B是薄膜晶體管的俯視圖的一例，而沿圖中的虛線R1-R2切斷的截面圖相當(dāng)于圖 16A。在圖16A中，在襯底600上形成包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層605。在本實施方式 中，作為氧化物半導(dǎo)體層605，使用包含氧化硅的Zn-O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 區(qū)及漏區(qū)606a、606b是Ga-Zn-O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-O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用作源電極或漏電極。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200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此，放置在 爐中，并且在大氣氣氛下以350°C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。由于通過該熱處理而解除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圖31A是使用其上下由兩個柵電極夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截面 圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路的 薄膜晶體管的制造方法的一例。首先，在具有絕緣表面的襯底10上設(shè)置第一柵電極層11。具有絕緣表面的襯底 10可以使用如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻璃等用于電子工業(yè)的玻璃襯底(也稱為“無堿玻璃襯底”)、具有能夠承受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底 等。在襯底10為母板玻璃的情況下，襯底的尺寸可以采用第一代(320mmX400mm)、第二 代(400mmX500mm)、第三代(550mmX650mm)、第四代(680mmX880mm 或 730mmX920mm)、 第五代(1000mmX 1200mm 或 IlOOmmX 1250mm)、第六代(1500mmX 1800mm)、第七 代(1900mmX 2200mm)、第八代(2160mmX 2460mm)、第九代(2400mmX 2800mm 或 2450mmX3050mm)、第十代(2950mmX3400mm)等。此外，作為第一柵電極層11，可以使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等金屬材料 或以這些金屬材料為成分的合金材料的單層或疊層形成。在襯底10的整個表面上形成導(dǎo) 電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分，以形成 布線及電極(包括第一柵電極層11的柵極布線、電容布線、以及端子電極等)。在本實施方 式中，使用膜厚度為IOOnm的鎢的單層。在第一柵電極層11具有疊層結(jié)構(gòu)的情況下，例如，優(yōu)選采用在鋁層上層疊有鉬 層的雙層疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭 層的雙層結(jié)構(gòu)；層疊有氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。另外，也有在包含Ca的銅層上層疊有成為阻擋層的包含Ca的氧化銅層的疊層；在包含Mg的銅層上層疊有成為阻擋層的包含Mg 的氧化銅層的疊層。另外，作為三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊有鎢層或氮化鎢層、鋁和硅 的合金層或鋁和鈦的合金層、氮化鈦層或鈦層的結(jié)構(gòu)。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，形成覆蓋第一柵電極層11上的柵極絕緣層13。柵 極絕緣層13通過濺射法、PCVD法等來形成且其膜厚度為50nm至400nm。柵極絕緣層13通 過使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、氧化鉭等無機絕緣膜的單層或疊層 來形成。作為柵極絕緣層13，也可以通過使用有機硅烷氣體的CVD法形成氧化硅層。作為 有機硅烷氣體，可以使用正硅酸乙酯(TE0S 化學(xué)式為Si (OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS 化學(xué) 式為Si (CH3) 4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷 (HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)、三(二甲氨基)硅烷(SiH (N (CH3) 2)3)等含硅化合物。在本實施方式中，對高密度等離子體裝置的反應(yīng)室引入作為材料氣體的甲硅烷氣 體(SiH4)、一氧化二氮(N2O),在IOPa至30Pa的壓力下產(chǎn)生高密度等離子體，以在第一柵電 極層11上形成膜厚度為IOOnm的柵極絕緣層13。在本實施方式中，高密度等離子體裝置是 指能夠?qū)崿F(xiàn)lXlO^/cm3以上的等離子體密度的裝置。例如，施加3kW至6kW的微波電力產(chǎn) 生等離子體，而形成絕緣膜。當(dāng)形成絕緣膜時，將引入到反應(yīng)室中的甲硅烷氣體(SiH4)和 一氧化二氮(N2O)的流量比設(shè)定為1 10至1 200的范圍內(nèi)。另外，作為引入到反應(yīng)室 中的稀有氣體，可以使用氦、氬、氪、氙等，其中優(yōu)選使用廉價的氬。另外，因為使用高密度等離子體裝置而得到的柵極絕緣層13可以具有一定膜厚 度，所以優(yōu)越于臺階覆蓋性。另外，可以細致地控制由高密度等離子體裝置得到的絕緣膜的
膜厚度。使用高密度等離子體裝置而得到的絕緣膜與使用現(xiàn)有的平行平板型PCVD裝置而 得到的絕緣膜不同得多，并且，在使用相同的蝕刻劑比較蝕刻速度的情況下，使用高密度等 離子體裝置而得到的絕緣膜的蝕刻速度比使用現(xiàn)有的平行平板型PCVD裝置而得到的絕緣 膜的蝕刻速度慢10%以上或20%以上，從而可以說使用高密度等離子體裝置而得到的絕 緣膜是細致的膜。
接著，在柵極絕緣層13上形成氧化物半導(dǎo)體膜。氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度至少為 30nm以上，優(yōu)選為60nm以上且150nm以下。在本實施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體膜，形成第
一Zn-O類非單晶膜。使用直徑為8英寸的包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)，將襯 底和靶材之間的距離設(shè)定為170mm，將壓力設(shè)定為0. 4Pa，將直流(DC)電源設(shè)定為0. 5kW，并 且在氬或氧氣氛下，進行成膜。注意，當(dāng)使用脈沖直流(DC)電源時，可以減輕塵土，并且膜 厚度的分布成為均勻，所以是很優(yōu)選。注意，在使用大面積的玻璃襯底的情況下，將一個大靶材材料貼在一個大底板 (backing plate)是不容易進行的，并且是很貴價，因此將靶材材料分割并鍵合到一個底 板。對靶材來說，將靶材材料貼在底板(用來貼合靶材材料的襯底)，并且受到真空包裝。 當(dāng)形成第一 Zn-O類非單晶膜時，為了得到良好的薄膜晶體管的電特性，而優(yōu)選盡量不接觸 于大氣的水分等地將貼合有靶材材料的底板設(shè)置在濺射裝置中。不局限于設(shè)置在濺射裝置 中的情況，而當(dāng)制造靶材時、當(dāng)將靶材材料鍵合到底板時、直到進行真空包裝的期間中，優(yōu) 選盡量不使靶材材料接觸于大氣的水分等。在通過濺射法形成Zn-O類氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，也可以對包含Zn的氧化物 半導(dǎo)體靶材添加氧化硅等絕緣雜質(zhì)。通過使氧化物半導(dǎo)體包含絕緣雜質(zhì)，容易使所形成的 氧化物半導(dǎo)體非晶化。此外，在氧化物半導(dǎo)體層在后面的過程中受到熱處理的情況下，可以 抑制由于該熱處理而晶化。接著，不暴露于大氣地通過濺射法來形成成為其電阻低于第一 Zn-O類非單晶膜 的氧化物半導(dǎo)體膜(在本實施方式中，是第二 Zn-O類非單晶膜)的膜。在本實施方式中， 在包含氮氣體的氣氛下通過濺射法使用包含Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)，來形成包 含鋅的氧氮化物膜。該氧氮化物膜通過后面進行的熱處理而成為其電阻低于第一 Zn-O類 非單晶膜的氧化物半導(dǎo)體膜。接著，進行光刻工序，在第二 Zn-O類非單晶膜上形成抗蝕劑掩模，蝕刻第一及第
二Zn-O類非單晶膜。注意，在此的蝕刻不局限于濕蝕刻，而也可以采用干蝕刻。接著，在去除抗蝕劑掩模后，在第一及第二 Zn-O類非單晶膜上通過濺射法、真空 蒸鍍法形成由金屬材料構(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，在進行200°C 至600°C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 質(zhì)時有耐熱性低并且容易腐蝕等問題，所以組合Al與耐熱導(dǎo)電材料而形成使用。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。在此，作為導(dǎo)電膜，采用層疊Al膜和Ti膜而得到的導(dǎo)電膜。此外，導(dǎo)電膜也可以 采用鈦膜的單層結(jié)構(gòu)。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 上層疊的包含Nd的鋁(Al-Nd)膜、以及在其上形成的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，在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分， 以形成源電極層及漏電極層15a、15b。作為此時的蝕刻方法，采用濕蝕刻或者干蝕刻。在此， 通過使用作為反應(yīng)氣體的SiCl4、Cl2和BCl3的混合氣體的干蝕刻，蝕刻層疊有Al膜和Ti膜的導(dǎo)電膜，以形成源電極層及漏電極層15a、15b。此外，通過在此的蝕刻，使用相同的抗蝕劑掩模，選擇性地蝕刻第二 Zn-O類非單晶膜，以形成源區(qū)及漏區(qū)14a、14b，并且第一 Zn-O 類非單晶膜的一部分露出。再者，通過使用相同的抗蝕劑掩模的上述蝕刻工序，露出的第一 Zn-O類非單晶膜 受到選擇性的蝕刻，而成為具有其膜厚度薄于重疊于源電極層及漏電極層15a、15b的區(qū)域 的區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層16。因為以相同的工序進行對源電極層及漏電極層15a和15b、 源區(qū)及漏區(qū)14a和14b、露出的第一 Zn-O類非單晶膜的蝕刻，所以如圖IA所示，源電極層及 漏電極層15a和15b以及源區(qū)及漏區(qū)14a和14b的端部一致，而成為連續(xù)結(jié)構(gòu)。注意，不局 限于以相同的工序進行對源電極層及漏電極層15a和15b、源區(qū)及漏區(qū)14a和14b、露出的 第一 Zn-O類非單晶膜的蝕刻，而也可以以多個蝕刻工序進行。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進 行熱處理。在此放置在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該 熱處理，進行第一 Zn-O類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而解除阻礙載流 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，進行第二 Zn-O類非 單晶膜的低電阻化，以形成電阻低的源區(qū)及漏區(qū)14a、14b。注意，只要是形成第二 Zn-O類非 單晶膜后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。接著，以膜厚度為0. 5 μ m至3 μ m的范圍形成覆蓋源電極層及漏電極層15a和 15b、以及具有膜厚度薄的區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層16的樹脂層17。作為用于樹脂層17的感 光性或者非感光性的有機材料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、抗蝕 齊U、苯并環(huán)丁烯、或者這些的疊層等。在此，為了削減工序數(shù)，而通過涂布法形成感光性的聚 酰亞胺。通過曝光、顯影及焙燒，來形成其表面平坦且其膜厚度為1.5μπι的由聚酰亞胺構(gòu) 成的樹脂層17。樹脂層17在后面進行的第二保護絕緣層的形成時用作保護具有膜厚度薄 的區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層16及源區(qū)及漏區(qū)14a、14b避免受到等離子體損傷的第一保護絕 緣層。此外，樹脂層17以接觸的方式覆蓋露出的氧化物半導(dǎo)體層16的膜厚度薄的區(qū)域，并 且用作阻擋對氧化物半導(dǎo)體層16的水分、氫等的侵入的第一保護絕緣層。作為樹脂層，可 以得到?jīng)]有針孔的膜，并且可以得到與表面凹凸無關(guān)地形成具有平坦表面的膜，所以優(yōu)越 于臺階覆蓋性。此外，也可以在形成樹脂層17之前對露出的氧化物半導(dǎo)體層16的膜厚度薄的區(qū) 域進行氧自由基處理。通過進行氧自由基處理，可以進行氧化物半導(dǎo)體層的露出表面附近 的改性，得到氧過剩區(qū)域。既可利用包含氧的氣體通過等離子體產(chǎn)生裝置供給氧自由基，又 可通過臭氧產(chǎn)生裝置供給氧自由基。通過將所供給的氧自由基或氧照射到薄膜，可以對薄 膜進行表面改性。此外，不局限于氧自由基處理，而也可以進行氬和氧的自由基處理。氬和 氧的自由基處理是指引入氬氣體和氧氣體而產(chǎn)生等離子體以對薄膜進行表面改性的處理。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。作為 使用高密度等離子體裝置而得到的第二保護絕緣層18，可以得到比使用PCVD法而得到的 膜細致的膜。作為第二保護絕緣層18，使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、或者氮氧化硅膜，并且阻 擋水分、氫離子、OH-等。在本實施方式中，使用PCVD法，將硅烷氣體的流量設(shè)定為35sCCm，將氨(NH3)的流量設(shè)定為300sCCm，將氫氣體的流量設(shè)定為SOOsccm，將壓力設(shè)定為60Pa，將 RF電力功率設(shè)定為300W，將電源頻率設(shè)定為13. 56MHz，進行成膜，以形成其膜厚度為200nm 的氮化硅膜。這些膜發(fā)揮阻擋水分、氫離子、OH-等的效果。在此情況下，當(dāng)對第二柵電極 進行為了得到所希望的俯視形狀的選擇性的蝕刻時，可以使第二保護絕緣膜用作蝕刻停止 層。此外，在此情況下，第一保護絕緣膜及第二保護絕緣膜也用作第二柵極絕緣層。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，氧化物半導(dǎo)體層的膜厚度薄的區(qū)域是重疊于第一柵電極及 第二柵電極的溝道形成區(qū)。在氧化物半導(dǎo)體層的膜厚度薄的區(qū)域中，第二柵電極一側(cè)的區(qū) 域被稱為背溝道。當(dāng)使用包括水分、氫離子、OH—等的等離子體形成接觸于該背溝道的膜時， 蓄積電荷，對緩沖層中的氧缺少型的缺陷的部分侵入等離子體的負電荷、或者0H—，而有可 能不形成想要意圖性地形成的NI結(jié)。當(dāng)在氧化物半導(dǎo)體層中氧缺乏時，在層中增加容易與 負電荷結(jié)合的Zn，并且當(dāng)對其部分侵入等離子體的負電荷時，緩沖層(N+型區(qū))變化為N型 區(qū)域、以及N—區(qū)、I型區(qū)，從而消失設(shè)置在緩沖層的界面的NI結(jié)。由于該原因，而有可能消 失耗盡層，并且薄膜晶體管的Vg-Id特性成為不穩(wěn)定的值。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。當(dāng)對第二柵電極 層19進行為了得到所希望的俯視形狀的選擇性的蝕刻時，可以使第二保護絕緣層18用作 蝕刻停止層。

作為形成在第二保護絕緣層18上的導(dǎo)電層，可以使用金屬材料(選自鋁(Al)、銅 (Cu)、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)。因為這些膜具有遮光性，所以可以遮光對氧化物半導(dǎo)體層的光。在圖31A中，截面的第二柵電極層19的寬度大于第一柵電極層11并且大于氧化 物半導(dǎo)體層的寬度。使第二柵電極層19的寬度大于氧化物半導(dǎo)體層的寬度并且將第二柵 電極層19的形狀成為覆蓋氧化物半導(dǎo)體層的俯視形狀的形狀，以進行遮光，是很有用的。 因為氧化物半導(dǎo)體層16的膜厚度薄的區(qū)域不由源電極或漏電極覆蓋，所以有可能由于光 照射而改變薄膜晶體管的電特性。因為通過濺射法而形成的Zn-O類非單晶膜在波長為 450nm以下具有光感度，所以設(shè)置用作遮斷波長為450nm以下的光的遮光層的第二柵電極 層19是很有用的。此外，作為形成在第二保護絕緣層18上的導(dǎo)電層，也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(以下，稱為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。在使用具 有透光性的導(dǎo)電材料的情況下，通過使用與像素電極相同的材料，可以以與在形成第二柵 電極時相同的光掩模形成像素電極。通過使用相同的材料形成第二柵電極和像素電極，可 以削減工序數(shù)。此外，在第二柵電極使用具有透光性的導(dǎo)電材料的情況下，優(yōu)選將用來遮光 具有其膜厚度薄的區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層16的遮光層以重疊的方式另行設(shè)置在氧化物半 導(dǎo)體層16的上方的其膜厚度薄的區(qū)域的位置。作為遮光層，使用至少在400nm至450nm的 波長區(qū)域中示出大約低于50%的透光率、優(yōu)選為低于20%的透光率的材料。例如，作為遮 光層的材料，可以使用鉻、氮化鈦等金屬膜、或者黑色樹脂。在為了遮斷光而使用黑色樹脂 的情況下，光越強，黑色樹脂的膜厚度需要越厚，所以在需要薄的黑色樹脂的情況下，優(yōu)選 使用遮光性高且可以進行精細的蝕刻加工及薄膜化的金屬膜。
通過上述工序，可以得到圖31A所示的薄膜晶體管20。此外，雖然在上述工序中，示出將通常的光掩模用于光刻工序的例子，但是當(dāng)使用 通過使用多級灰度掩模的光刻工序而形成的具有多種(典型為兩種)膜厚度的區(qū)域的抗蝕 劑掩模時，可以減少抗蝕劑掩模數(shù)，所以可以謀求實現(xiàn)工序的簡化、低成本化。此外，當(dāng)為了使第二柵電極層19的電位成為與第一柵電極層11相同的電位而進 行電連接時，在第二保護絕緣層18上形成第二柵電極層19之前進行光刻工序，在第二保護 絕緣層18上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分，以形成到達第一柵電極層11的 開口。注意，當(dāng)使第二柵電極層19的電位成為與第一柵電極層11不同的電位時，不需要形成用來電連接第二柵電極層19和第一柵電極層11的開口。此外，圖31B示出其一部分與圖31A不同的結(jié)構(gòu)。在圖31B中，除了與圖31A不同 的部分以外，使用相同的附圖標(biāo)記而進行說明。圖31B是以與圖31A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的一例。如圖31B所示，薄膜晶體管21的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。圖31A的薄 膜晶體管20的第二柵極絕緣層是由樹脂層17和第二保護絕緣層18構(gòu)成的疊層，但是薄膜 晶體管21的第二柵極絕緣層僅由樹脂層17構(gòu)成。在將第二柵電極層19設(shè)置在樹脂層17 和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化 物半導(dǎo)體層16的等離子體損傷的效果。此外，圖31B示出在第一柵電極層11和襯底10之間設(shè)置基底絕緣層12的例子。 當(dāng)作為基底絕緣層12而使用其膜厚度為50nm至200nm的氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、或者氮 化硅膜等時，可以阻擋來自玻璃襯底的雜質(zhì)例如鈉等擴散并侵入后面形成在上方的氧化物 半導(dǎo)體中。此外，在設(shè)置基底絕緣層12的情況下，可以防止由于在形成第一柵電極層11時 的蝕刻工序而襯底10受到蝕刻。此外，雖然上述結(jié)構(gòu)示出作為反交錯型結(jié)構(gòu)的一種的溝道蝕刻型的例子，但是對 薄膜晶體管結(jié)構(gòu)沒有特別的限制。例如，薄膜晶體管結(jié)構(gòu)也可以為底接觸結(jié)構(gòu)。在底接觸結(jié) 構(gòu)中，因為在對導(dǎo)電膜進行選擇性的蝕刻來形成源電極或漏電極后形成氧化物半導(dǎo)體層， 所以與溝道蝕刻型的TFT的氧化物半導(dǎo)體層相比，形成氧化物半導(dǎo)體后的工序數(shù)少，并且 使氧化物半導(dǎo)體層暴露于等離子體的次數(shù)也少。暴露于等離子體的次數(shù)越少，可以越降低 對氧化物半導(dǎo)體層的等離子體損傷。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圖32A是使用其上下由兩個柵電極夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截面 圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路的 薄膜晶體管的制造方法的一例。注意，直到在具有絕緣表面的襯底10上形成第一柵電極層11并且形成覆蓋第一 柵電極層11的柵極絕緣層13的工序與實施方式8同一，所以在此省略詳細說明，并且使用 同一附圖標(biāo)記說明與圖31A同一的部分。
接著，在柵極絕緣層13上通過濺射法、真空蒸鍍法形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電 膜。在本實施方式中，通過濺射法來形成由Ti膜、包含Nd的鋁膜、Ti膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。 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。此外，導(dǎo)電膜也可以采用雙層結(jié)構(gòu)，即也可以在鋁膜上層疊鈦膜。此外，導(dǎo)電膜也可以采用包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、鈦膜的單層結(jié)構(gòu)。接著，通過濺射法不暴露于大氣地形成電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜(緩沖層)。只要 是其電阻低于后面形成的氧化物半導(dǎo)體膜26的材料膜，就對緩沖層沒有特別的限制。作為 緩沖層，在包含氮氣體的氣氛下通過使用包含Zn(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)的濺射 法在導(dǎo)電膜上形成包含鋅的氧氮化物膜。在本實施方式中，使用氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)， 將Ar流量設(shè)定為72sCCm，將氧流量設(shè)定為3sCCm，將電力功率設(shè)定為3. 2kw，將壓力設(shè)定為 0. 16Pa，以形成其膜厚度為IOnm的膜。注意，為了減少對緩沖層的等離子體損傷，也可以將 電力功率降低為lkw，以進行成膜。濺射法具有如下方法作為濺射用電源使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法以及 以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。RF濺射法主要用于形成絕緣膜，并且DC濺射法主 要用于形成金屬膜。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 既可以在同一反應(yīng)室中層疊形成不同材料的膜，又可以在同一反應(yīng)室中使多種材料同時放 電而進行成膜。此外，有如下濺射裝置在反應(yīng)室內(nèi)具備磁鐵機構(gòu)并且用于磁控管濺射法；不使 用輝光放電而使用利用微波來產(chǎn)生的等離子體并且用于ECR濺射法此外，作為使用濺射法的成膜方法，還有在成膜中使靶材物質(zhì)和濺射氣體成分起 化學(xué)反應(yīng)，以形成它們的化合物薄膜的反應(yīng)濺射法、在成膜中也對襯底施加電壓的偏壓濺 射法。靶材通過將靶材材料貼在底板(用來貼合靶材材料的襯底)來制造，但是當(dāng)將靶 材材料貼在底板時，也可以將靶材材料分割并鍵合到一個底板。將四個靶材材料貼在一個 底板的情況被稱為四分割。此外，將九個靶材材料貼在一個底板的情況被稱為九分割。對 靶材材料的分割數(shù)沒有特別的限制。當(dāng)將靶材材料分割時，可以緩和當(dāng)貼在底板時的靶材 材料的彎曲。這種分割的靶材材料特別優(yōu)選用于當(dāng)在大面積襯底上形成上述薄膜時伴隨此 而大型化的靶材材料。當(dāng)然，也可以將一個靶材材料貼在一個底板。接著，進行光刻工序，在緩沖層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分， 以形成源電極層及漏電極層25a、25b。在源電極層及漏電極層25a、25b上留下具有相同的 俯視形狀的緩沖層。然后，去除抗蝕劑掩模。接著，形成其膜厚度為5nm至200nm的氧化物半導(dǎo)體膜。在本實施方式中，利用使 用包含氧化硅(SiOx)的包含Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(ZnO)的濺射法，將Ar流量設(shè) 定為50SCCm，將氧流量設(shè)定為20SCCm，將電力功率設(shè)定為lkw，將壓力設(shè)定為0. 22Pa,以形 成其膜厚度為50nm的膜。此外，優(yōu)選在形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，進行用來去除附著在源電極層及漏電極 層25a、25b以及柵極絕緣層的表面上的塵土等的等離子體處理。作為等離子體處理，例如 進行引入氬氣體并利用RF電源來產(chǎn)生等離子體的反濺射，對露出的源電極層及漏電極層25a、25b以及柵極絕緣層進行等離子體處理。接著，進行光刻工序，在氧化物半導(dǎo)體膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分，以形成氧化物半導(dǎo)體層26。此外，通過使用相同的抗蝕劑掩模對緩沖層進行選擇性 的蝕刻，來形成源區(qū)及漏區(qū)24a、24b。接著，去除抗蝕劑掩模，然后優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行 熱處理。在此放置在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱 處理，進行Zn-O類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而解除阻礙載流子遷移 的應(yīng)變，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。接著，以膜厚度為0. 5 μ m至3 μ m的范圍形成覆蓋源電極層及漏電極層25a和 25b、以及氧化物半導(dǎo)體層26的樹脂層17。作為用于樹脂層17的感光性或者非感光性的有 機材料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺_酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或者這
些的疊層等。注意，形成樹脂層17后的工序與實施方式8同一，所以在此示出簡短的描述。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。通過上述工序，可以得到圖32A所示的薄膜晶體管22。此外，圖32B示出其一部分與圖32A不同的結(jié)構(gòu)。在圖32B中，除了與圖32A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖32B是以與圖32A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖32B所示，薄膜晶體管23的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與樹 脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。此外，圖32C示出其一部分與圖32A不同的結(jié)構(gòu)。在圖32C中，除了與圖32A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖32C是源區(qū)及漏區(qū)27a、27b和源電極層及漏電極層28a、28b的上下位置關(guān)系與 圖32A不同的例子。在源電極層及漏電極層28a、28b的下方設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)27a、27b，并且 源電極層及漏電極層28a、28b發(fā)揮減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的效果。就是說，作為用來減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的阻擋層，在源區(qū) 及漏區(qū)27a、27b上形成三層(源電極層及漏電極層28a、28b、樹脂層17、第二柵電極層19)， 從而進一步減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷。在圖32C所示的薄膜晶體管29中，接觸于柵極絕緣層13上地形成電阻低的氧化 物半導(dǎo)體膜，在其上形成導(dǎo)電膜，然后使用當(dāng)對導(dǎo)電膜進行選擇性的蝕刻時使用的抗蝕劑 掩模相同的掩模，對電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜進行蝕刻。從而，通過對電阻低的氧化物半導(dǎo) 體膜進行蝕刻而形成的源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的俯視形狀與形成在該源區(qū)及漏區(qū)27a、27b上的源電極層及漏電極層28a、28b的俯視形狀大致相同。此外，源電極層及漏電極層28a、28b 的頂面及側(cè)面接觸于氧化物半導(dǎo)體層26地形成。此外，圖32D示出其一部分與圖32C不同的結(jié)構(gòu)。在圖32D中，除了與圖32C不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖32D是以與圖32C的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的順序形成這些層的例子。如圖32D所示，薄膜晶體管30的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與樹 脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。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圖33A是使用其上下由兩個柵電極夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截面 圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路的 薄膜晶體管的制造方法的一例。注意，直到在具有絕緣表面的襯底10上形成第一柵電極層11并形成覆蓋第一柵 電極層11的柵極絕緣層13并且形成氧化物半導(dǎo)體膜的工序與實施方式8同一，所以在此 省略詳細說明，并且使用同一附圖標(biāo)記說明與圖31A同一部分。在本實施方式中，形成在柵極絕緣層13上的氧化物半導(dǎo)體膜通過使用包含5wt% 以上且50wt%以下、優(yōu)選為IOwt %以上且30襯％以下的氧化硅的Zn-O類氧化物半導(dǎo)體靶 材來形成，并且使Zn-O類氧化物半導(dǎo)體膜包含阻擋晶化的氧化硅(SiOx (X > 0))。接著，通過濺射法不暴露于大氣地在Zn-O類氧化物半導(dǎo)體膜上形成溝道保護膜。 作為溝道保護膜的材料，可以使用無機材料(氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、或者氮氧 化硅膜等)。注意，氧氮化硅膜是指當(dāng)通過盧瑟福背散射光譜學(xué)法(RBS =Rutherford Backscattering Spectrometry)及氧前方散身寸法(HFS :Hydrogen Forward Scattering)測 量時在其組成上氧含量多于氮含量的膜。此外，氮氧化硅膜是指當(dāng)通過RBS及HFS測量時 在其組成上氮含量多于氧含量的膜。接著，進行光刻工序，在溝道保護膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部 分，以形成溝道保護層43。注意，第一柵電極層11的寬度大于溝道保護層43的寬度(溝道 長度方向上的寬度)。此外，溝道保護層43的材料不局限于無機絕緣材料，而也可以使用通過濺射法而 得到的非晶半導(dǎo)體膜或其化合物、典型為非晶硅膜。此外，用于溝道保護層的非晶硅膜的化 合物是指通過濺射法而形成的包含硼等P型雜質(zhì)元素的P型非晶硅膜、或者通過濺射法而 形成的包含磷等η型雜質(zhì)元素的η型非晶硅膜。尤其是，在作為溝道保護層43而使用ρ型 非晶硅膜的情況下，有如下效果降低在截止時的漏電流，并且消除在接觸于P型非晶硅膜 地設(shè)置的氧化物半導(dǎo)體層的背溝道中產(chǎn)生的載流子(電子)。此外，在作為溝道保護層43 而使用非晶硅膜的情況下，非晶硅膜具有阻擋水分、氫離子、OH-等的功能。此外，非晶硅膜 也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體的光的入射的遮光層。
在本實施方式中，作為溝道保護層43，使用通過使用包含硼的靶材的濺射法而得到的包含硼的非晶硅膜。此外，包含硼的非晶硅膜以低功率條件或者襯底溫度為低于200°C 的條件形成。因為溝道保護層43接觸于Zn-O類非單晶膜地形成，所以優(yōu)選盡量減少在形 成溝道保護層43時及在蝕刻時的對Zn-O類非單晶膜的損傷。接著，通過濺射法在Zn-O類非單晶膜及溝道保護層43上形成其電阻低于Zn-O類 非單晶膜的氧化物半導(dǎo)體膜(在本實施方式中，是In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜)。在本實施 方式中，在包含氮氣體的氣氛下，通過使用包含In (銦)、Ga (鎵)及Zn (鋅)的氧化物半導(dǎo) 體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)的濺射法，來形成包含銦、鎵及鋅的氧氮化物 膜。通過后面對該氧氮化物膜進行熱處理，該氧氮化物膜成為電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜。接著，進行光刻工序，在In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜上形成抗蝕劑掩模，對Zn-O類 非單晶膜及In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜進行蝕刻。在蝕刻后，由Zn-O類非單晶膜構(gòu)成的氧 化物半導(dǎo)體層44的側(cè)面露出。注意，在此的蝕刻不局限于濕蝕刻，而也可以使用干蝕刻。接著，在去除抗蝕劑掩模后，通過濺射法或真空蒸鍍法在In-Ga-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，在進行200°C至 600°C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。接著，進行光刻工序，在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分， 以形成源電極層及漏電極層36a、36b。在該蝕刻中，溝道保護層43用作氧化物半導(dǎo)體層44 的蝕刻停止層，所以氧化物半導(dǎo)體層44不受到蝕刻。此外，通過在此的蝕刻，使用相同的抗 蝕劑掩模，對In-Ga-Zn-O-N類非單晶膜進行選擇性的蝕刻，以形成源區(qū)及漏區(qū)35a、35b。接著，接觸于氧化物半導(dǎo)體層44的溝道形成區(qū)上地設(shè)置溝道保護層43，所以可以 防止在工序中氧化物半導(dǎo)體層44的溝道形成區(qū)所受到的損傷(蝕刻中的等離子體或蝕刻 材料所導(dǎo)致的膜減少、氧化等)。由此，可以提高薄膜晶體管31的可靠性。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進 行熱處理。在此放置在爐中，在氮氣氛或包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處 理。接著，以膜厚度為0. 5 μ m至3 μ m的范圍形成覆蓋源電極層及漏電極層36a和 36b、以及溝道保護層43的樹脂層17。作為用于樹脂層17的感光性或者非感光性的有機材 料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或者這些的
置層等。注意，形成樹脂層17后的工序與實施方式8同樣，所以在此示出簡短的描述。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。通過上述工序，可以得到圖33A所示的薄膜晶體管31。注意，在薄膜晶體管31中， 由溝道保護層43、樹脂層17和第二保護絕緣層18構(gòu)成的疊層用作第二柵極絕緣層。此外，通過使第二柵電極層19的寬度大于第一柵電極層11的寬度，可以從第二柵電極層19將柵電壓施加到氧化物半導(dǎo)體層44的整體。再者，如果寄生電容不成問題的話，第二柵電極層可以在驅(qū)動電路中覆蓋多個薄膜晶體管，并且該第二柵電極層的面積與驅(qū)動 電路的面積大致相同或其以上。此外，如果寄生電容成問題的話，就優(yōu)選在圖33A的結(jié)構(gòu)中使第一柵電極層11的 寬度小于第二柵電極層19的寬度，縮小該第一柵電極層11的重疊于源電極層及漏電極層 的面積，以降低寄生電容。再者，也可以通過使第一柵電極層11的寬度大于溝道保護層43 的寬度并且使第二柵電極層19的寬度小于溝道保護層43的寬度，不使該第二柵電極層19 重疊于源電極層及漏電極層，以進一步降低寄生電容。此外，圖33B示出其一部分與圖33A不同的結(jié)構(gòu)。在圖33B中，除了與圖33A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖33B是以與圖33A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖33B所示，薄膜晶體管32的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與樹 脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層44的等離子體損傷的效果。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11圖34A是使用其上下由兩個柵電極層夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截 面圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路 的薄膜晶體管的一例。注意，除了接觸于氧化物半導(dǎo)體層16地設(shè)置有非晶硅膜的點以外，與實施方式8 同一，所以在此省略詳細說明，而使用同一附圖標(biāo)記說明與圖31A同一部分。直到以源電極 層及漏電極層15a、15b為掩模進行一部分的蝕刻來在氧化物半導(dǎo)體層16中形成其膜厚度 薄的部分的工序與實施方式8同一。根據(jù)實施方式8，形成具有其膜厚度薄于重疊于源電極層及漏電極層15a、15b的 區(qū)域的區(qū)域的氧化物半導(dǎo)體層16。接著，在去除抗蝕劑掩模后，通過濺射法來形成非晶半導(dǎo)體膜或其化合物、典型為 非晶硅膜。注意，非晶硅膜的化合物是指通過濺射法而形成的包含硼等P型雜質(zhì)元素的P 型非晶硅膜、或者通過濺射法而形成的包含磷等η型雜質(zhì)元素的η型非晶硅膜。但是，為了盡量降低對氧化物半導(dǎo)體層16的損傷，而將成膜條件設(shè)定為低功率條 件或者襯底溫度為低于200°C的條件。在本實施方式中，將襯底溫度設(shè)定為室溫，并且將電 力功率設(shè)定為lkW，以形成非晶硅膜。此外，也可以在形成非晶硅膜之前對露出的氧化物半導(dǎo)體層16的膜厚度薄的區(qū) 域進行氧自由基處理。通過進行氧自由基處理，可以進行氧化物半導(dǎo)體層的露出表面附近 的改性，得到氧過剩區(qū)域。當(dāng)在通過進行氧自由基處理而成為氧過剩區(qū)域的區(qū)域中形成非 晶硅膜時，在界面形成SiOx(X > 0)的薄膜，從而可以謀求實現(xiàn)截止電流的降低。既可利用包含氧的氣體通過等離子體產(chǎn)生裝置供給氧自由基，又可通過臭氧產(chǎn)生 裝置供給氧自由基。通過將所供給的氧自由基或氧照射到薄膜，可以對薄膜進行表面改性。此外，不局限于氧自由基處理，而也可以進行氬和氧的自由基處理。氬和氧的自由基處理是 指引入氬氣體和氧氣體而產(chǎn)生等離子體以對薄膜進行表面改性的處理。接著，進行光刻工序，在非晶硅膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分，以形成溝道保護層41。注意，雖然在本實施方式中示出對非晶硅膜進行選擇性的蝕刻的 例子，但是沒有特別的限制，為了減少光掩模數(shù)及工序數(shù)，而不需要進行在此的光刻工序。 溝道保護層41可以用作阻擋水分、氫離子、OH-等的層間膜。此外，由非晶硅膜構(gòu)成的溝道 保護層41也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體層的光的入射的遮光層。接著，以膜厚度為0. 5 μ m至3 μ m的范圍形成覆蓋源電極層及漏電極層15a和 15b、以及溝道保護層41的樹脂層17。作為用于樹脂層17的感光性或者非感光性的有機材 料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或者這些的
置層等。注意，形成樹脂層17后的工序與實施方式8同一，所以在此示出簡短的描述。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。通過上述工序，可以得到圖34A所示的薄膜晶體管31。此外，由非晶硅膜構(gòu)成的溝道保護層41也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體層的光的入 射的遮光層。雖然在本實施方式中示出作為溝道保護層41而使用非晶硅膜的例子，但是在 作為溝道保護層41而使用ρ型非晶硅膜的情況下，有如下效果降低在截止時的漏電流，并 且消除在接觸于P型非晶硅膜地設(shè)置的氧化物半導(dǎo)體層的背溝道中產(chǎn)生的載流子(電子)。此外，圖34B示出其一部分與圖34A不同的結(jié)構(gòu)。在圖34B中，除了與圖34A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖34B是以與圖34A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖34B所示，薄膜晶體管32的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與溝 道保護層41及樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層16的等離子體損傷的效果。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圖35A是使用其上下由兩個柵電極層夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截 面圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路 的薄膜晶體管的一例。注意，除了接觸于氧化物半導(dǎo)體層26地設(shè)置有非晶硅膜的點以外，與實施方式9 同一，所以在此省略詳細說明，而使用同一附圖標(biāo)記說明與圖32A同一部分。直到在柵極絕 緣層13上以一部分接觸的方式形成氧化物半導(dǎo)體膜的工序與實施方式9同一。根據(jù)實施方式9，形成氧化物半導(dǎo)體膜，然后通過濺射法不暴露于大氣地形成非晶半導(dǎo)體膜或其化合物、典型為非晶硅膜。注意，非晶硅膜的化合物是指通過濺射法而形成含包硼等P型雜質(zhì)元素的P型非晶硅膜、或者通過濺射法而形成的包含磷等η型雜質(zhì)元素 的η型非晶硅膜。但是，為了盡量降低對氧化物半導(dǎo)體層26的損傷，而將成膜條件設(shè)定為低功率條 件或者襯底溫度為低于200°C的條件。在本實施方式中，將襯底溫度設(shè)定為室溫，并且將電 力功率設(shè)定為lkW，以形成包含硼的非晶硅膜。此外，也可以在形成包含硼的非晶硅膜之前對露出的氧化物半導(dǎo)體膜進行氧自由 基處理。通過進行氧自由基處理，可以進行氧化物半導(dǎo)體膜的表面附近的改性，得到氧過剩 區(qū)域。當(dāng)在通過進行氧自由基處理而成為氧過剩區(qū)域的區(qū)域中形成非晶硅膜時，在界面形 成SiOx(X > 0)的薄膜，從而可以謀求實現(xiàn)截止電流的降低。既可利用包含氧的氣體通過等離子體產(chǎn)生裝置供給氧自由基，又可通過臭氧產(chǎn)生 裝置供給氧自由基。通過將所供給的氧自由基或氧照射到薄膜，可以對薄膜進行表面改性。 此外，不局限于氧自由基處理，而也可以進行氬和氧的自由基處理。氬和氧的自由基處理是 指引入氬氣體和氧氣體而產(chǎn)生等離子體以對薄膜進行表面改性的處理。接著，進行光刻工序，在包含硼的非晶硅膜上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需 要的部分，以形成溝道保護層42。溝道保護層42可以用作阻擋水分、氫離子、OH-等的層間 膜。此外，由非晶硅膜構(gòu)成的溝道保護層42也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體層的光的入射的遮 光層。此外，使用相同的抗蝕劑掩模，去除氧化物半導(dǎo)體膜的不需要的部分，以形成氧化物 半導(dǎo)體層26。再者，使用相同的掩模，對緩沖層進行選擇性的蝕刻，以形成源區(qū)及漏區(qū)24a、 24b。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進 行熱處理。在此放置在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。接著，以膜厚度為0.5μπι至3μπι的范圍形成覆蓋源電極層及漏電極層25a和 25b、以及氧化物半導(dǎo)體層26的樹脂層17。作為用于樹脂層17的感光性或者非感光性的有 機材料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或者這 些的疊層等。注意，形成樹脂層17后的工序與實施方式9同一，所以在此示出簡短的描述。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。通過上述工序，可以得到圖35A所示的薄膜晶體管33。此外，圖35B示出其一部分與圖35A不同的結(jié)構(gòu)。在圖35B中，除了與圖35A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖35B是以與圖35A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖35B所示，薄膜晶體管34的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與溝 道保護層42及樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。此外，圖35C示出其一部分與圖35A不同的結(jié)構(gòu)。在圖35C中，除了與圖35A不同的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖35C是源區(qū)及漏區(qū)27a、27b和源電極層及漏電極層28a、28b的上下位置關(guān)系與 圖35A不同的例子。在源電極層及漏電極層28a、28b的下方設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)27a、27b，并且 源電極層及漏電極層28a、28b發(fā)揮減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的效果。就是說，作為用來減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的阻擋層，在源區(qū) 及漏區(qū)27a、27b上形成四層(源電極層及漏電極層28a、28b、溝道保護層42、樹脂層17、第 二柵電極層19)，從而進一步減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷。在圖35C所示的薄膜晶體管35中，接觸于柵極絕緣層13上地形成電阻低的氧化 物半導(dǎo)體膜，在其上形成導(dǎo)電膜，然后使用當(dāng)對導(dǎo)電膜進行選擇性的蝕刻時使用的抗蝕劑 掩模相同的掩模，對電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜進行蝕刻。從而，通過對電阻低的氧化物半導(dǎo) 體膜進行蝕刻而形成的源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的俯視形狀與形成在該源區(qū)及漏區(qū)27a、27b上 的源電極層及漏電極層28a、28b的俯視形狀大致相同。此外，源電極層及漏電極層28a、28b 的頂面及側(cè)面接觸于氧化物半導(dǎo)體層26地形成。此外，圖35D示出其一部分與圖35C不同的結(jié)構(gòu)。在圖35D中，除了與圖35C不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖35D是以與圖35C的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖35D所示，薄膜晶體管36的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與溝 道保護層42及樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。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13圖36A是使用其上下由兩個柵電極層夾住的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的截 面圖的一例。在本實施方式中，示出在具有絕緣表面的襯底上設(shè)置用于像素部及驅(qū)動電路 的薄膜晶體管的一例。注意，除了接觸于氧化物半導(dǎo)體層26地設(shè)置有非晶硅膜的點以外，與實施方式9 同一，所以在此省略詳細說明，而使用同一附圖標(biāo)記說明與圖32A同一部分。直到形成氧化 物半導(dǎo)體層26的工序與實施方式9同一。根據(jù)實施方式9，形成氧化物半導(dǎo)體層26，然后通過濺射法形成非晶半導(dǎo)體膜或 其化合物、典型為非晶硅膜作為接觸于氧化物半導(dǎo)體層26上的溝道保護層43。注意，非晶 硅膜的化合物是指通過濺射法而形成的包含硼等P型雜質(zhì)元素的P型非晶硅膜、或者通過 濺射法而形成的包含磷等η型雜質(zhì)元素的η型非晶硅膜。但是，為了盡量降低對氧化物半導(dǎo)體層26的損傷，而將成膜條件設(shè)定為低功率條 件或者襯底溫度為低于200°C的條件。在本實施方式中，將襯底溫度設(shè)定為室溫，并且將電 力功率設(shè)定為lkW，以形成包含硼的非晶硅膜。
此外，也可以在形成包含硼的非晶硅膜之前對露出的氧化物半導(dǎo)體層進行氧自由 基處理。通過進行氧自由基處理，可以進行氧化物半導(dǎo)體層的表面附近的改性，得到氧過剩 區(qū)域。當(dāng)在通過進行氧自由基處理而成為氧過剩區(qū)域的區(qū)域中形成非晶硅膜時，在界面形 成SiOx(X > 0)的薄膜，從而可以謀求實現(xiàn)截止電流的降低。既可利用包含氧的氣體通過等離子體產(chǎn)生裝置供給氧自由基，又可通過臭氧產(chǎn)生 裝置供給氧自由基。通過將所供給的氧自由基或氧照射到薄膜，可以對薄膜進行表面改性。 此外，不局限于氧自由基處理，而也可以進行氬和氧的自由基處理。氬和氧的自由基處理是 指引入氬氣體和氧氣體而產(chǎn)生等離子體以對薄膜進行表面改性的處理。溝道保護層43可以用作阻擋水分、氫離子、OH-等的層間膜。此外，由非晶硅膜構(gòu)成的溝道保護層43也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體層的光的入射的遮光層。接著，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此，放置在 爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。接著，以膜厚度為0. 5 μ m至3 μ m的范圍形成覆蓋溝道保護層43的樹脂層17。作 為用于樹脂層17的感光性或者非感光性的有機材料，使用聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、 聚酰亞胺_酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯、或者這些的疊層等。注意，形成樹脂層17后的工序與實施方式9同一，所以在此示出簡短的描述。接著，在樹脂層17上通過PCVD法或者濺射法以低功率條件(或者低襯底溫度(低 于200°C、優(yōu)選為室溫至100°C ))形成其膜厚度為50nm至400nm的范圍的第二保護絕緣層 18。此外，也可以以低功率條件利用高密度等離子體裝置來形成第二保護絕緣層18。接著，在形成導(dǎo)電層后，進行光刻工序，在導(dǎo)電層上形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去 除不需要的部分，以形成布線及電極(包括第二柵電極層19的布線等)。通過上述工序，可以得到圖36A所示的薄膜晶體管37。此外，圖36B示出其一部分與圖36A不同的結(jié)構(gòu)。在圖36B中，除了與圖36A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖36B是以與圖36A的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖36B所示，薄膜晶體管38的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與溝 道保護層43及樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。此外，圖36C示出其一部分與圖36A不同的結(jié)構(gòu)。在圖36C中，除了與圖36A不同 的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖36C是源區(qū)及漏區(qū)27a、27b和源電極層及漏電極層28a、28b的上下位置關(guān)系與 圖36A不同的例子。在源電極層及漏電極層28a、28b的下方設(shè)置源區(qū)及漏區(qū)27a、27b，并且 源電極層及漏電極層28a、28b發(fā)揮減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的效果。就是說，作為用來減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷的阻擋層，在源區(qū) 及漏區(qū)27a、27b上形成四層(源電極層及漏電極層28a、28b、溝道保護層43、樹脂層17、第 二柵電極層19)，從而進一步減少對源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的等離子體損傷。在圖36C所示的薄膜晶體管39中，接觸于柵極絕緣層13上地形成電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜，在其上形成導(dǎo)電膜，然后使用當(dāng)對導(dǎo)電膜進行選擇性的蝕刻時使用的抗蝕劑 掩模相同的掩模，對電阻低的氧化物半導(dǎo)體膜進行蝕刻。從而，通過對電阻低的氧化物半導(dǎo) 體膜進行蝕刻而形成的源區(qū)及漏區(qū)27a、27b的俯視形狀與形成在該源區(qū)及漏區(qū)27a、27b上 的源電極層及漏電極層28a、28b的俯視形狀大致相同。此外，源電極層及漏電極層28a、28b 的頂面及側(cè)面接觸于氧化物半導(dǎo)體層26地形成。此外，圖36D示出其一部分與圖36C不同的結(jié)構(gòu)。在圖36D中，除了與圖36C不同的部分以外，使用同一附圖標(biāo)記而進行說明。圖36D是以與圖36C的第二柵電極層19和第二保護絕緣層18的形成順序不同的 順序形成這些層的例子。如圖36D所示，薄膜晶體管40的第二柵電極層19以接觸于作為第一保護絕緣膜 的樹脂層17上的方式形成，并且設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間。在將第二柵 電極層19設(shè)置在樹脂層17和第二保護絕緣層18之間的情況下，該第二柵電極層19與溝 道保護層43及樹脂層17 —起發(fā)揮減少對氧化物半導(dǎo)體層26的等離子體損傷的效果。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14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驅(qū)動電路的 一部分及配置在像素部中的薄膜晶體管的例子。根據(jù)實施方式2而形成配置在像素部中的薄膜晶體管，其中，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)而使用添加有氮的氧化物半導(dǎo)體。此 夕卜，因為薄膜晶體管是η溝道型TFT，所以將驅(qū)動電路中的可以由η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17Α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17Α 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η溝道型TFT，參照圖18而說明由η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_Μ ；第 一布線5611 ；第二布線5612 ；第三布線5613 ；以及布線5621_1至5621_Μ。開關(guān)群5602_1 至5602_Μ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。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中的任一個)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-Ι、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5602_1 至 5602_M。接著，參照圖19的時序圖而說明圖18所示的信號線驅(qū)動電路的工作。注意，圖19 的時序圖示出在選擇第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。注意，圖19的時序圖示出第J列布線5621_J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-Ι、信號線Sj、信號線Sj+Ι的情 況。注意，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。注意，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-Ι，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5621J的視頻信號輸入到信 號線Sj+Ι。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-I、DataJ、Data_j+l。如圖19所示，在第一子選擇期間Tl中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，并且第二薄 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DataJ-I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，并且第一薄膜晶體管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，并且第一薄膜晶體管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將視頻信號分別輸入到多個信號線，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，一個子選擇期間變短。從而，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Τ2、第三子選擇期間Τ3。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-Ι、信號線Sj、信號線Sj+Ι。在第一子選擇期間Tl中，第 一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，并且第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此 時，輸入到布線5621_J的DataJ-I通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-I。在第 二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b導(dǎo)通，并且第一薄膜晶體管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，并且第一薄膜晶體管 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，因為應(yīng)用圖20的時序圖的圖18的信號線驅(qū)動電路通過在子選擇期間之前 提供預(yù)充電選擇期間，可以對信號線進行預(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，而省略對于同 一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 夕卜，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的像素的晶體管的柵電極。而且，由于需 要將一條線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及圖22而說明用于掃描線驅(qū)動電路的一部分的移位寄存器的一種方 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_n)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中的任一個)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)器中它連接到第三布線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57011的圖22所示的第一布線5501連接到第一布線5711，并 且第η級觸發(fā)器5701η的圖22所示的第二布線5502連接到第六布線5716。注意，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。 注意，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η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，可以說，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)相 當(dāng)于圖14Α所示的結(jié)構(gòu)。在此示出所有薄膜晶體管是增強型η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η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。注意，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分為節(jié)點5544。注意，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，當(dāng)利用多個掃描線驅(qū)動電路向同一掃 描線輸出信號時，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 控制對被選擇了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，使像素成為發(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)視頻信號而分別驅(qū)動各子像素，來進行灰度顯示。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，來進行灰度顯示。因為發(fā)光元件的響應(yīng)速度比液晶元件等快，所以與液晶元件相比適合于時間灰度 法。具體地，在采用時間灰度法進行顯示的情況下，將一個幀期間分割為多個子幀期間。然 后，根據(jù)視頻信號，在各子幀期間中使像素的發(fā)光元件成為發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。通過將一個 幀期間分割為多個子幀期間，可以利用視頻信號控制在一個幀期間中像素實際上發(fā)光的期 間的總長度，并可以顯示灰度。注意，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，并使用第二掃描線驅(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，又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η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、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低；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。注意，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，從而可以將其膜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為電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、 塑料、布、紙等的表面上。另外，還可以通過使用濾色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這些微囊夾在兩個電 極之間，來完成有源矩陣型顯示裝置，并且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)使用添加有氮的氧化物半導(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 一種或這些材料的復(fù)合材料即可。通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的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I5在本實施方式中，示出作為半導(dǎo)體裝置的發(fā)光顯示裝置的一例。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，電子及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，通過使這些載流子(電子及空穴)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，得到發(fā)光。根據(jù)這種機理，而 這種發(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示出作為半導(dǎo)體裝置的例子的可以應(yīng)用數(shù)字時間灰度驅(qū)動的像素結(jié)構(gòu)的一 例。對可以應(yīng)用數(shù)字時間灰度驅(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η溝道型晶體管的例子，該η溝道型晶體管將包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體層(典型的是Zn-0類非單晶膜)用于溝道形成區(qū)，并且作為源區(qū)及漏區(qū)而使用添加有 氮的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，并且將該連接部分用作共同連接部，即可。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。另夕卜， 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，并且作為低電源電位例如可以設(shè)定為GND、0V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，使發(fā)光元件6404產(chǎn)生電流以使發(fā)光元件6404發(fā)光，而以高電 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)定高電 源電位和低電源電位。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。也可以在溝道區(qū)與柵電極之間形成驅(qū)動晶體管6402的柵極電容。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的柵極輸入使 驅(qū)動晶體管6402充分導(dǎo)通或截止的視頻信號。就是說，使驅(qū)動晶體管6402在線性區(qū)中工 作。由于使驅(qū)動晶體管6402在線性區(qū)中工作，因此將比電源線6407的電壓高的電壓施加 到驅(qū)動晶體管6402的柵極。注意，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。此外，當(dāng)進行模擬灰度驅(qū)動而代替數(shù)字時間灰度驅(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的正向電壓是指在得到所希 望的亮度時的電壓，至少包括正向閾值電壓。注意，通過輸入使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū) 中工作的視頻信號，可以在發(fā)光元件6404中產(chǎn)生電流。為了使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū) 中工作，而將電源線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所示的像素追加開 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而說明發(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至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)使用添加有氮的氧化物半導(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而說明頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖24A示出在驅(qū)動TFT的TFT7001是n型，并且從發(fā)光元件7002發(fā)射的光穿過到 陽極7005 —側(cè)的情況下的像素的截面圖。在TFT7001中，作為半導(dǎo)體層使用添加有氧化硅 的Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用添加有氮的Zn-0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，并且在陰極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)低并且反射光的導(dǎo)電 膜，就可以使用各種材料。例如，優(yōu)選使用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。注意，不需要設(shè)置所有這些層。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IT0)、氧化銦鋅、添加有氧化硅的氧化銦錫等。由陰極7003及陽極7005夾住發(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而說明底部發(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)體層使用添加有氧化硅的In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及 漏區(qū)使用添加有氮的In-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。在圖24B中，發(fā)光元件7012的陰極7013 與驅(qū)動TFT的TFT7011電連接，并且在陰極7013上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7014、陽極7015。 注意，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，至于陰極7013，只要是功函數(shù)低的導(dǎo)電材料，就可以使 用各種材料。但是，將其膜厚度設(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，發(fā)光層7014可以由單層或 多層的疊層構(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) 電材料來形成。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夾住發(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而說明雙面發(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，并且在陰極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)體層使用添加有氧化硅 的Zn-0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū)及漏區(qū)使用添加有氮的Zn-0類氧化物半導(dǎo)體。與 圖24A的情況同樣，至于陰極7023，只要是功函數(shù)低的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但 是，將其膜厚度設(shè)定為透過光的程度。例如，可以將膜厚度為20nm的A1用作陰極7023。而 且，與圖24A同樣，發(fā)光層7024可以由單層或多層的疊層構(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)電材料來形成。
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，雖然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而說明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的一種方式的發(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，其中利用密封劑將形成在 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的方式設(shè)置有密封劑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、密封劑4505和第二襯底4506密封。像這樣，為了不暴露于大氣，而優(yōu)選由 氣密性高且漏氣少的保護薄膜(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使用添加有氧化硅的Zn_0類氧化物半導(dǎo)體，并且作為源區(qū) 及漏區(qū)使用添加有氮的Zn-0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。此外，附圖標(biāo)記4511相當(dāng)于發(fā)光元件，并且發(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的源電極層及漏電極層電連接。注意，雖然發(fā)光元 件4511的結(jié)構(gòu)為由第一電極層4517、電致發(fā)光層4512和第二電極層4513構(gòu)成的疊層結(jié) 構(gòu)，但是不局限于本實施方式所示的結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)從發(fā)光元件4511取出的光的方向等而 適當(dāng)?shù)馗淖儼l(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，而可以在第二電極層 4513以及分隔壁4520上形成保護膜?？梢孕纬傻枘?、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通過各向異性導(dǎo)電膜4519電連接到FPC4518a所具有的端子。位于取出來自發(fā)光元件4511的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、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)、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。在本實施方式中，作為填料，使用氮。另外，若有需要，則也可以在發(fā)光元件的發(fā)射面上適當(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(X/4片、X/2片)、濾色片等的光學(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，該處理可以利用表面的 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，也可以另行 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，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的發(fā)光顯示裝置(顯示面 板)。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16制造將包含氧化硅(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)使用添加有氮的氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管，然后將該薄膜晶體管用于驅(qū)動電路、以及 像素部，可以制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，將使用薄膜晶體管的驅(qū)動電路的一 部分或全部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種 方式的元件襯底，并且該元件襯底在多個像素中分別具備用來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。注意，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，液晶顯示裝置包括安裝有連接器諸如FPC(Flexible Printed Circuit ；柔性印刷電路)、TAB(TapeAutomated Bonding ；載帶自動鍵合)膠帶或TCP (Tape CarrierPackage ；載帶封裝)的模塊；將印刷線路板設(shè)置于TAB膠帶或TCP端部的模塊；通 過C0G(Chip On Glass;玻璃上芯片)方式將IC(集成電路)直接安裝到顯示元件上的模 塊。參照圖26A1至26B而說明相當(dāng)于液晶顯示裝置的一種方式的液晶顯示面板的外 觀及截面。圖26A1和26A2是一種面板的俯視圖，其中利用密封劑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) 置有密封劑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、密封劑4005 和第二襯底4006密封。在本實施方式中，對液晶層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1msec以下，可以實現(xiàn)高速響應(yīng)。作為顯示藍相的液晶材料包括液晶及手性試劑。 手性試劑用于使液晶取向為螺旋結(jié)構(gòu)并顯示出藍相。例如，將混合有5襯％以上的手性試劑 的液晶材料用于液晶層，即可。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 膜形成在另行準(zhǔn)備的襯底上。注意，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，其中，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，對另行形成的驅(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， 并且圖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。在薄膜晶體管4010、4011上設(shè)置有絕緣層4020、4021。作為薄 膜晶體管4010、4011，可以應(yīng)用將包含氧化硅(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)使用添加有氮的氧化物半導(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，并且像素電 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，可以應(yīng)用 在IPS(In Plane Switching ；平面內(nèi)切換)模式中使用的電極結(jié)構(gòu)、在FFS(Fringe Field Switching ；邊緣場切換)模式中使用的電極結(jié)構(gòu)。注意，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。注意，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-ReinforcedPlastics ；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得到的柱狀間隔物， 并且它是為控制液晶層4008的膜厚度(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。根據(jù)偏振片的材料及制造工序條 件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定設(shè)置偏振片的位置即可。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。遮光層優(yōu)選覆蓋薄膜晶體管4010、4011地設(shè)置。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，可以進一步提高對比度的提高、薄膜晶體管的穩(wěn)定化的效果。通過設(shè)置遮光層4034，可以降低入射到薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的光的強度，并且 可以得到防止因氧化物半導(dǎo)體的光敏度而導(dǎo)致的薄膜晶體管的電特性變動來實現(xiàn)穩(wěn)定化 的效果。可以采用利用用作薄膜晶體管的保護膜的絕緣層4020進行覆蓋的結(jié)構(gòu)，但是沒 有特別的限制。另外，因為保護膜是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)的侵入的，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來形成保護膜， 即可。此外，當(dāng)作為平坦化絕緣膜還形成透光絕緣層時，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(low-k材料)、硅氧烷類樹脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷 硅玻璃)等。注意，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。對層疊的絕緣層的形成方法沒有特別的限制，而可以根據(jù)其材料利用濺射法、S0G 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、幕涂機、 刮刀涂布機等。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(200°C至400°C )。通過同時進行絕緣層的焙燒工序和半導(dǎo)體層的退火，可 以有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IT0)、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)電組成物來形成像素 電極層4030、共同電極層4031。此外，供給到另行形成的信號線驅(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而發(fā)生損壞，所以優(yōu)選對于柵極線或源極 線，而在同一襯底上設(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26A1至26B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至26B中示出另行形成信號線驅(qū)動電路4003并將它安裝到第一襯底4001的例子，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又 可以另行僅形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。圖27是液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)的一例，利用密封劑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，在背光燈部配置發(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，并且在元件襯底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，并且設(shè)置在電路襯底2612上的LED控制電 路2912通過柔性線路板2609與元件襯底2600的布線電路部2608連接，并且還組裝有控 制電路、電源電路等的外部電路。在本實施方式中示出利用該LED控制電路2912個別使LED發(fā)光的場序制方式的 液晶顯示裝置的例子，但是沒有特別的限制，也可以作為背光燈的光源使用冷陰極管或白 色LED，并設(shè)置濾色片。此外，雖然在本實施方式中示出在IPS模式中使用的電極結(jié)構(gòu)的例子，但是沒 有特別的限制，可以使用TN(扭曲向列；TwistedNematic)模式、MVA(多象限垂直配向； Multi-domain VerticalAlign ment) If PVA( H ^ IX (n| M ；Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱排列微胞；Axially Symmetric aligned Micro-cell)模 式、0CB(光學(xué)補償彎曲；Optical Compensated Birefringence)模式、FLC(鐵電性液晶； Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC(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17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?？梢耘c實施方式2所示的將包含氧化硅 (Si0x)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)使用添加有氮的氧化物半導(dǎo) 體的薄膜晶體管同樣地制造用于配置在半導(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白色而另一半球表面為黑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 利用源電極層及漏電極層與第一電極層587在形成于絕緣層585中的開口中接觸并電連 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及白色區(qū)590b，其周圍包括充滿液體的空洞594，并且球形粒子589的周圍填充 有樹脂等的填料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。此外，還可以使用電泳元件而代替扭轉(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、帶正電的白色微粒以及帶負電的黑色微粒。對設(shè)置在第一電 極層和第二電極層之間的微囊來說，當(dāng)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可以辨別顯示部。此外，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，當(dāng)使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(簡單地稱為 顯示裝置，或具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠離電波發(fā)射源時，也可以儲存顯示過的圖像。通過實施方式2所示的工序來制造將包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形 成區(qū)并作為源區(qū)及漏區(qū)使用添加有氮的氧化物半導(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)用于電子書閱讀器(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。框體2701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?？蝮w2701組裝有顯示部2705，并且框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705 及顯示部2707的結(jié)構(gòu)既可以是顯示連續(xù)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)，例如可以在右邊的顯示部(圖28B中的顯示部2705)上顯 示文章，并且在左邊的顯示部(圖28B中的顯示部2707)上顯示圖像。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也可以具有作為電子詞 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18包括將包含氧化硅(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) 使用添加有氮的氧化物半導(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(也 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、數(shù)碼相機或數(shù)碼攝像機等影像拍攝裝置、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9600的一例。在電視裝置9600中，框體組裝有顯示部9603。 利用顯示部9603可以顯示映像。此外，在此示出固定在墻上以支撐框體的背面的結(jié)構(gòu)。
可以通過利用框體9601所具備的操作開關(guān)、另行提供的遙控操作機9610進行電 視裝置9600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、音量 的操作，并可以對顯示在顯示部9603上的映像進行操作。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)。注意，電視裝置9600采用具備接收機、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)，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ifi^[曰o圖29B示出一種便攜式游戲機，它由框體9881和框體9891的兩個框體構(gòu)成，并且 通過聯(lián)結(jié)部9893聯(lián)結(jié)為能夠開閉?？蝮w9881組裝有顯示部9882，并且框體9891組裝有顯 示部9883。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)，而只要采用至少具備半導(dǎo) 體裝置的結(jié)構(gòu)就可以，而可以采用適當(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儲存在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)并將它顯示在顯示部上；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的一例。移動電話機1000除了組裝在框體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1000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來打電話或制作電子郵件等。顯示部1002的畫面主要有三種模式。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種模式混合的 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，并進行顯示在畫面上的文字的輸入操作，即可。在此情況下，優(yōu)選的是，在 顯示部1002的畫面的大部分上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、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。 此外，還可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類而切換畫面模式。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，并且當(dāng)顯示在顯示部 上的圖像信號為文字數(shù)據(jù)時，將畫面模式切換成輸入模式。此外，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例。圖30B的移動電話機包括在框體9411中具有顯 示部9412以及操作按鈕9413的顯示裝置9410 ；以及在框體9401中具有操作按鈕9402、外 部輸入端子9403、麥克風(fēng)9404、揚聲器9405以及在接電話時發(fā)光的發(fā)光部9406的通信裝 置9400，并且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可以在箭頭 所指的兩個方向上裝卸。因此，可以將顯示裝置9410和通信裝置9400的短軸互相連接，或 將顯示裝置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收發(fā)，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3月26日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2009-077386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；包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層；所述柵電極和所述包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層之間的絕緣層；以及所述包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層與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)包括退化的氧化物半導(dǎo)體材料或退化的氧氮化物材料。
2..根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述退化的氧化物半導(dǎo)體材料透過光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述包含氧化硅的氧化物半導(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，所述包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層通過 使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下的氧化硅的氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法來形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述半導(dǎo)體裝置是選自由電子書、電視裝 置、游戲機以及電話機構(gòu)成的組中的一種。
6.一種半導(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；通過使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下的氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射 法在所述絕緣層上形成包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層；以及在包含氮的氣氛下使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材在所述包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層 上形成氧氮化物層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6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，以使所述包含氧化硅的氧 化物半導(dǎo)體層的一部分露出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置是選自由電 子書、電視裝置、游戲機以及電話機構(gòu)成的組中的一種。
9.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟通過使用包含2. 5wt%以上且20wt%以下的氧化硅的第一氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射 法在絕緣表面上形成氧化物半導(dǎo)體層；在包含氮的氣氛下通過使用第二氧化物半導(dǎo)體靶材的濺射法在所述包含氧化硅的氧 化物半導(dǎo)體層上形成氧氮化物層；形成覆蓋所述氧氮化物層的絕緣層；以及 在所述絕緣層上形成柵電極。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述半導(dǎo)體裝置是選自由電 子書、電視裝置、游戲機以及電話機構(gòu)成的組中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。本發(fā)明的一種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。半導(dǎo)體裝置，包括絕緣表面上的柵電極；包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層；柵電極和氧化物半導(dǎo)體層之間的絕緣層；包含氧化硅的氧化物半導(dǎo)體層與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)使用退化的氧化物半導(dǎo)體材料或氧氮化物材料。
文檔編號H01L29/786GK101847661SQ20101014989
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者佐佐木俊成, 坂田淳一郎, 大原宏樹, 山崎舜平, 岸田英幸 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所