專利名稱：半導(dǎo)體裝置及該半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置、使用該半導(dǎo)體裝置的顯示裝置 及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
多樣地存在的金屬氧化物被使用于各種各樣的用途。氧化銦是公知材料，它用作 在液晶顯示器等中所需要的具有透光性的電極材料。在金屬氧化物中存在呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物。作為呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬 氧化物，例如有氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等。已知將這種呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化 物用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管(專利文獻(xiàn)1至4、非專利文獻(xiàn)1)。另外，作為金屬氧化物，不僅已知一元氧化物，而且還已知多元氧化物。例如，具有 同系化合物(homologous compound)的InGa03(Zn0)m(m為自然數(shù))是作為包含In、Ga及 Zn的多元氧化物半導(dǎo)體而已知的(非專利文獻(xiàn)2至4)。并且，已確認(rèn)了可以將如上所述的由In-Ga-Zn類氧化物構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體應(yīng) 用于薄膜晶體管的溝道層(專利文獻(xiàn)5、非專利文獻(xiàn)5及6)?，F(xiàn)有的設(shè)置在有源矩陣型液晶顯示器的各像素中的薄膜晶體管(TFT)使用非晶 硅或多晶硅，但是使用如上所述的金屬氧化物半導(dǎo)體而代替這些硅材料來(lái)制造薄膜晶體管 的技術(shù)引人注目。例如，在專利文獻(xiàn)6及專利文獻(xiàn)7中公開(kāi)作為金屬氧化物半導(dǎo)體膜而使 用氧化鋅、In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體來(lái)制造薄膜晶體管，并將該薄膜晶體管用作圖像顯 示裝置的開(kāi)關(guān)元件等的技術(shù)。[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)昭60-198861號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)平8-264794號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本PCT國(guó)際申請(qǐng)翻譯平11-505377號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2000-150900號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2004-103957號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)6]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2007-123861號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)7]日本專利申請(qǐng)公開(kāi)2007-96055號(hào)公報(bào)[非專利文獻(xiàn) 1]M. ff. Prins, K. 0. Grosse-Holz, G. Muller, J. F. M. Cillessen, J. B. Giesbers, R. P. Weening, and R. M. Wolf, "A ferroelectrictransparent thin-film transistor”(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17 June 1996， Vol. 68p. 3650-3652[2]M. Nakamura, N. Kimizuka, and T. Mohri, "ThePhase Relations in the In203-Ga2Zn04_Zn0 System at 1350°C ”(In203-Ga2Zn04_Zn0 類在 1350°C 時(shí)的相位關(guān) 系)，J.Solid State Chem.，1991，Vol. 93，p.298-315[非專禾lj 文獻(xiàn) 3]N. Kimizuka, M. Isobe, and M. Nakamura, "Syntheses and Single-Crystal Data of Homologous Compounds, ln203 (ZnO)m(m = 3,4, and 5),
4InGa03 (ZnO) 3, and Ga203 (ZnO) m (m = 7,8,9, and 16) in the In203-ZnGa204_Zn0 System” (同系物的合成和單晶數(shù)據(jù)，In203-ZnGa204_Zn0 類的 ln203 (ZnO)m(m = 3,4, and 5), InGaOg(ZnO)3, and Ga203(ZnO)m(m = 7,8,9, and 16)), J. Solid State Chem. ,1995， Vol. 116，p.170-178[非專利文獻(xiàn)4]中村真佐樹(shù)、君塚昇、毛利尚彥、磯部光正，^口力 1相、In Fe03(Zn0)ffl(m 自然數(shù))i子O同型化合物O合成杉J: t/結(jié)晶構(gòu)造”(同系物、銦鐵鋅氧化 物(InFeOjZnO)」(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[ 禾Utj^ 5]K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, T. Kamiya, M. Hirano, and H. Hosono, "Thin-film transistor fabricated in single-crystal1inetransparent 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[非專利文獻(xiàn)6]K. Nomura,H. Ohta, A. Takagi，T. Kamiya,M. Hirano, and H. Hosono, “Room-temperature fabrication of transparentflexible thin-film transistors using amorphous oxide 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. 432p. 488-49
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種方式的課題在于提供一種使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管，其 中，降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層之間的接觸電阻，以使其電特性穩(wěn)定。此 外，本發(fā)明的一種方式的課題在于提供一種該薄膜晶體管的制造方法。此外，本發(fā)明的一種 方式的課題在于提供一種具有該薄膜晶體管的顯示裝置。本發(fā)明的一種方式為了解決上述課題，而在使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管 中，在氧化物半導(dǎo)體層上形成具有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層，以使氧化物半導(dǎo)體層與 源電極層及漏電極層接觸而中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)。此外，本發(fā)明的另一種方式為了 解決上述課題，而通過(guò)在大氣中加熱氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層，來(lái)形成高電阻區(qū)。本發(fā)明的一種方式是一種半導(dǎo)體裝置，包括柵電極層；柵電極層上的柵極絕緣 層；柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層；氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層；以及緩沖層上的源電 極層及漏電極層，其中，緩沖層具有低電阻區(qū)及高電阻區(qū)，并且，該低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于 氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率且該低電阻區(qū)由源電極層及漏電極層覆蓋，并且，高電阻區(qū)的導(dǎo) 電率低于低電阻區(qū)的導(dǎo)電率且該高電阻區(qū)的一部分露出，并且，氧化物半導(dǎo)體層與源電極 層及漏電極層電連接而中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)。注意，作為緩沖層，優(yōu)選使用由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的非單晶膜。此外，作為緩沖層， 優(yōu)選使用由包含氮的氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的非單晶膜。此外，高電阻區(qū)的端部也可以與源電 極層或漏電極層重疊。此外，柵電極層的在溝道方向上的寬度也可以小于氧化物半導(dǎo)體層 的在溝道方向上的寬度。本發(fā)明的另一種方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟在襯底上形 成柵電極層；在柵電極層上形成柵極絕緣層；在柵極絕緣層上通過(guò)濺射法形成第一氧化物 半導(dǎo)體膜；在大氣氣氛下對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理；在第一氧化物半導(dǎo)體膜上通過(guò)濺射法形成第二氧化物半導(dǎo)體膜；在氮?dú)夥障聦?duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理；對(duì)第 一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，以形成氧化物半導(dǎo)體層及緩沖層；在 氧化物半導(dǎo)體層及緩沖層上形成導(dǎo)電膜；對(duì)導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，以形成源電極層及漏電極層； 在大氣氣氛下對(duì)緩沖層進(jìn)行熱處理；在緩沖層的由源電極層及漏電極層覆蓋的部分中形成 其導(dǎo)電率高于氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率的低電阻區(qū)；以及在緩沖層的露出部分中形成其導(dǎo) 電率低于低電阻區(qū)的導(dǎo)電率的高電阻區(qū)。此外，優(yōu)選在稀有氣體和氮?dú)怏w的氣氛下形成第二氧化物半導(dǎo)體膜。此外，優(yōu)選在 氮?dú)夥障逻M(jìn)行熱處理之前，對(duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行反濺射處理。注意，為了方便起見(jiàn)而附加第一、第二等序數(shù)詞，它們并不表示工序順序或疊層順 序。另外，它們?cè)诒菊f(shuō)明書(shū)中不表示用來(lái)特定發(fā)明的事項(xiàng)的固有名詞。注意，在本說(shuō)明書(shū)中，半導(dǎo)體裝置是指能夠通過(guò)利用半導(dǎo)體特性而工作的所有裝 置，因此電光學(xué)裝置、半導(dǎo)體電路及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。根據(jù)本發(fā)明的一種方式，在使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，在氧化物半導(dǎo) 體層上形成具有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層，并且使氧化物半導(dǎo)體層與源電極層及漏電 極層接觸而中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)，從而可以降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層及漏電 極層之間的接觸電阻，并且使電特性穩(wěn)定。此外，根據(jù)本發(fā)明的一種方式，在大氣中加熱氧 化物半導(dǎo)體層上的緩沖層，從而可以制造具有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層。通過(guò)將該薄膜晶體管使用于顯示裝置的像素部及驅(qū)動(dòng)電路部中，可以提供電特性 穩(wěn)定且可靠性高的顯示裝置。


圖1A和1B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖2A至2C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖3A至3C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖4A和4B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖5A和5B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖6A至6C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖8是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖9是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的圖；圖12A至12D是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖13A和13B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖14A至14C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖15A和15B是說(shuō)明半導(dǎo)體裝置的方框圖的圖；圖16是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的圖；圖17是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作的時(shí)序圖；圖18是說(shuō)明信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作的時(shí)序圖19是說(shuō)明移位寄存器的結(jié)構(gòu)的圖；圖20是說(shuō)明圖19所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖；圖21A1至21C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖22是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖23是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖24是說(shuō)明根據(jù)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25A至25C是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖26A和26B是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的圖；圖27A和27B是說(shuō)明電子紙的使用方式的例子的圖；圖28是示出電子書(shū)籍的一例的外觀圖；圖29A和29B是示出電視裝置及數(shù)碼相框的例子的外觀圖；圖30A和30B是示出游戲機(jī)的例子的外觀圖；圖31A和31B是示出移動(dòng)電話機(jī)的一例的外觀圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。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(gè)事實(shí)就是，本發(fā)明不局限于以下的說(shuō)明，而其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本 發(fā)明的宗旨及其范圍內(nèi)的情況下可以被變化為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解 釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。注意，在以下說(shuō)明的發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在 不同附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同部分或具有相同功能的部分，并且省略重復(fù)說(shuō) 明。實(shí)施方式1在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D1A和1B而說(shuō)明薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)。圖1A和1B示出本實(shí)施方式的底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管。圖1A是截面圖，圖1B是 平面圖。圖1A是圖1B中的沿線A1-A2的截面圖。在圖1A和1B所示的薄膜晶體管中，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)置有緩沖層106，在緩沖層106上設(shè)置有源電極層或漏電極層105a、 105b。緩沖層106具有低電阻區(qū)106a、低電阻區(qū)106b及高電阻區(qū)106c。低電阻區(qū)106a、 106b由源電極層或漏電極層105a、105b覆蓋。就是說(shuō)，氧化物半導(dǎo)體層103與源電極層及 漏電極層105a、105b電連接而中間夾著緩沖層106的低電阻區(qū)106a、106b。另一方面，作為 高電阻區(qū)106c，其端部與源電極層及漏電極層105a、105b重疊，并且其一部分不與源電極 層及漏電極層105a、105b重疊而露出。柵電極層101通過(guò)使用鋁、銅、鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、釹、鈧等的金屬材料、以這些金屬 材料為主要成分的合金材料、或以這些金屬材料為成分的氮化物以單層或疊層來(lái)形成。柵 電極層101優(yōu)選由鋁、銅等低電阻導(dǎo)電材料形成，然而，該低電阻導(dǎo)電材料有耐熱性較低或 容易腐蝕等問(wèn)題，所以優(yōu)選將低電阻導(dǎo)電材料與耐熱導(dǎo)電材料組合來(lái)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兩層的疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有鉬層的兩層的疊層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的 兩層的疊層結(jié)構(gòu)；層疊有氮化鈦層和鉬層的兩層的疊層結(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)。作為氧化物半導(dǎo)體層103，優(yōu)選采用由In-Ga-Zn-0類、In-Sn-Zn-0類、Ga-Sn-Zn-0 類、In-Zn-0 類、Sn-Zn-0 類、In-Sn-0 類、Ga-Zn-0 類、ln_0 類、Sn-0 類、或者 Zn_0 類氧化物 半導(dǎo)體構(gòu)成的非單晶膜。在本說(shuō)明書(shū)中，In-Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In、Ga及Zn的氧化物半 導(dǎo)體。另外，In-Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In、Sn及Zn的氧化物半導(dǎo)體。另 外，Ga-Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Ga、Sn及Zn的氧化物半導(dǎo)體。另外，In-Zn-0 類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In及Zn的氧化物半導(dǎo)體。另外，Sn-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體 是指至少包含Sn及Zn的氧化物半導(dǎo)體。另外，In-Sn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In 及Sn的氧化物半導(dǎo)體。另外，Ga-Zn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Ga及Zn的氧化物半 導(dǎo)體。另外，In-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In的氧化物半導(dǎo)體。另外，Sn-0類氧化物 半導(dǎo)體是指至少包含Sn的氧化物半導(dǎo)體。另外，Zn-0類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Zn的 氧化物半導(dǎo)體。另外，在上述氧化物半導(dǎo)體中，也可以包含選自Fe、Ni、Mn或Co中的一種或 多種金屬元素。作為氧化物半導(dǎo)體層103，優(yōu)選使用在氬等稀有氣體和氧氣體的氣氛下通過(guò)濺射 法來(lái)形成的氧化物半導(dǎo)體膜。通過(guò)使用該氧化物半導(dǎo)體膜，可以降低氧化物半導(dǎo)體層103 的導(dǎo)電率，并且可以降低截止電流。再者，優(yōu)選在大氣氣氛下對(duì)所形成的氧化物半導(dǎo)體膜 進(jìn)行熱處理。通過(guò)在大氣氣氛下對(duì)氧化物半導(dǎo)體進(jìn)行熱處理，可以降低氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo) 電率。從而，因?yàn)榭梢越档脱趸锇雽?dǎo)體層103的導(dǎo)電率，所以通過(guò)將氧化物半導(dǎo)體層103 使用于薄膜晶體管的激活層，可以降低截止電流。此時(shí)，優(yōu)選使大氣氣氛包含15vol%至 25vol %的氧氣體、75vol %至85vol %的氮?dú)怏w。另外，氧化物半導(dǎo)體層103至少包括非晶成分，并且有時(shí)在非晶結(jié)構(gòu)中包括晶粒 (納米晶體)。晶粒(納米晶體)的直徑為lnm至lOnm，典型為2nm至4nm左右。注意，通 過(guò)X射線衍射(XRD :X-raydiffracti0n)的分析對(duì)晶體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將氧化物半導(dǎo)體層103的膜厚度設(shè)定為lOnm至300nm，優(yōu)選為20nm至lOOnm。此外，也可以使氧化物半導(dǎo)體層103包含絕緣氧化物。在此，作為絕緣氧化物，優(yōu) 選使用氧化硅。此外，也可以對(duì)絕緣氧化物添加氮。此時(shí)，優(yōu)選的是，氧化物半導(dǎo)體層103 通過(guò)濺射法來(lái)形成，并且作為靶材而使用包含0. 以上且30wt%以下、優(yōu)選為1襯％以 上且10wt%以下的Si02的靶材。通過(guò)使氧化物半導(dǎo)體層103包含像氧化硅那樣的絕緣氧化物，可以抑制該氧化物 半導(dǎo)體層103的晶化，而得到非晶結(jié)構(gòu)。通過(guò)抑制氧化物半導(dǎo)體層103的晶化而得到非晶 結(jié)構(gòu)，可以減少薄膜晶體管的特性的不均勻并且實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化。另外，通過(guò)包含像氧化硅那樣 的絕緣氧化物，即使進(jìn)行300°C至600°C的熱處理，也可以防止氧化物半導(dǎo)體層103的晶化 或微晶粒的生成。作為緩沖層106，與氧化物半導(dǎo)體層103同樣，可以使用由In-Ga-Zn-0類、 In-Sn-Zn-0 類、Ga-Sn-Zn-O 類、In-Zn-O 類、Sn-Zn-O 類、In-Sn-O 類、Ga-Zn-O 類、ln_0 類、Sn-0類或Zn-0類的氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的非單晶膜。再者，作為緩沖層106，優(yōu)選使用包含 氮的In-Ga-Zn-0-N類、Ga-Zn-0-N類、Zn-0-N類或Sn-Zn-0-N類的氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的非 單晶膜。此外，也可以使上述非單晶膜包含像氧化硅那樣的絕緣氧化物。在本說(shuō)明書(shū)中，In-Ga-Zn-0-N類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含In、Ga、Zn及N的氧 化物半導(dǎo)體。另外，Ga-Zn-0-N類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Ga、Zn及N的氧化物半導(dǎo)體。 另外，Zn-0-N類氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Zn及N的氧化物半導(dǎo)體。另外，Sn-Zn-0-N類 氧化物半導(dǎo)體是指至少包含Sn、Zn及N的氧化物半導(dǎo)體。緩沖層106具有用作源區(qū)或漏區(qū)的低電阻區(qū)106a、106b以及高電阻區(qū)106c。低電 阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電率高于氧化物半導(dǎo)體層103的導(dǎo)電率，并且高電阻區(qū)106c的導(dǎo)電率 低于低電阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電率。優(yōu)選的是，使用低電阻的上述氧化物半導(dǎo)體的非單晶膜形成緩沖層106，并且形 成源電極層及漏電極層105a、105b,然后，在大氣氣氛下進(jìn)行加熱處理，而謀求實(shí)現(xiàn)緩沖層 106的一部分的高電阻化，以形成高電阻區(qū)106c。在此，在緩沖層106的高電阻區(qū)106c以外 的部分中相對(duì)性地形成低電阻區(qū)106a、106b。注意，通過(guò)在氬等稀有氣體和氮?dú)怏w的氣氛下 利用濺射法形成用于緩沖層106的氧化物半導(dǎo)體膜，可以提高低電阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電 率。再者，通過(guò)對(duì)所形成的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行反濺射處理及/或氮?dú)夥障碌募訜崽幚?，?以進(jìn)一步提高低電阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電率。在此，優(yōu)選使氮?dú)夥瞻?0vol %至lOOvol % 的氮?dú)怏w、0vol%至20vol%的氬等稀有氣體。此外，緩沖層106的低電阻區(qū)106a、106b也可以采用其導(dǎo)電率從緩沖層106的表 面到內(nèi)部階段性或連續(xù)性地變化的結(jié)構(gòu)。另外，緩沖層106至少包括非晶成分，并且有時(shí)在非晶結(jié)構(gòu)中包括晶粒(納米晶 體)。晶粒(納米晶體)的直徑為lnm至lOnm，典型為2nm至4nm左右。注意，通過(guò)X射線 衍射(XRD X-ray diffraction)的分析對(duì)晶體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。將使用于緩沖層106的氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度設(shè)定為5nm至20nm。當(dāng)然，在膜 包括晶粒的情況下，所包括的晶粒的尺寸不超過(guò)膜厚度。通過(guò)在氧化物半導(dǎo)體層103上形成具有低電阻區(qū)106a、106b及高電阻區(qū)106c的 緩沖層106，可以使氧化物半導(dǎo)體層103與源電極層及漏電極層105a、105b接觸而中間夾著 低電阻區(qū)106a、106b。由此，可以在氧化物半導(dǎo)體層103與源電極層及漏電極層105a、105b 之間形成歐姆接觸，降低接觸電阻，來(lái)使薄膜晶體管的電特性穩(wěn)定。此外，通過(guò)在低電阻區(qū) 106a和106b之間設(shè)置高電阻區(qū)106c，可以降低流過(guò)在低電阻區(qū)106a和106b之間的截止 電流。此外，通過(guò)設(shè)置緩沖層106，可以防止在通過(guò)蝕刻形成源電極層及漏電極層之際，在氧 化物半導(dǎo)體層103中發(fā)生等離子體損傷所導(dǎo)致的氧缺陷，而發(fā)生剩余的載流子。源電極層及漏電極層105a、105b可以使用鋁、銅、鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、釹、鈧等的金 屬材料、以這些金屬材料為主要成分的合金材料或以這些金屬材料為成分的氮化物。源電 極層及漏電極層105a、105b優(yōu)選由鋁、銅等低電阻導(dǎo)電材料形成，然而，該低電阻導(dǎo)電材料 有耐熱性較低或容易腐蝕等問(wèn)題，所以優(yōu)選將低電阻導(dǎo)電材料與耐熱導(dǎo)電材料組合來(lái)使 用。作為耐熱導(dǎo)電材料，使用鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、釹、鈧等。例如，作為源電極層及漏電極層105a、105b，優(yōu)選采用如下三層結(jié)構(gòu)作為第一及 第三導(dǎo)電層而使用耐熱導(dǎo)電材料的鈦，并且作為第二導(dǎo)電層而使用低電阻的包含釹的鋁合金。通過(guò)使源電極層及漏電極層105a、105b具有這種結(jié)構(gòu)，可以在有效地利用鋁的低電阻 性的同時(shí)，降低小丘的發(fā)生。注意，不局限于此，而源電極層及漏電極層105a、105b可以具 有單層結(jié)構(gòu)、兩層結(jié)構(gòu)、四層以上的結(jié)構(gòu)。此外，雖然在圖1A及1B所示的反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管中，柵電極層101的在溝 道方向上的寬度小于氧化物半導(dǎo)體層103的在溝道方向上的寬度，但是本實(shí)施方式所示的 薄膜晶體管不局限于此。如圖13A及13B所示，也可以使用其在溝道方向上的寬度大于氧 化物半導(dǎo)體層103的在溝道方向上的寬度的柵電極層201。注意，圖13A是圖13B中的沿線 A1-A2的截面圖。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以利用柵電極層201來(lái)遮光氧化物半導(dǎo)體層103。 因此，可以謀求實(shí)現(xiàn)薄膜晶體管的可靠性的提高。注意，圖13A及13B所示的薄膜晶體管， 除了柵電極層201以外，使用與圖1A及1B所示的薄膜晶體管相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖 1A及1B所示的薄膜晶體管對(duì)應(yīng)的部分。通過(guò)采用如上所述的結(jié)構(gòu)，在使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，在氧化物半 導(dǎo)體層上形成具有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層，并且使氧化物半導(dǎo)體層與源電極層及漏 電極層接觸而中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)，可以降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極 層之間的接觸電阻，來(lái)使電特性穩(wěn)定。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式2在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D2A至圖11而說(shuō)明包括實(shí)施方式1所示的薄膜晶體管的 顯示裝置的制造工序。圖2A至圖6C是截面圖，圖7至圖11是平面圖。圖2A至圖6C相當(dāng) 于圖7至圖11中的沿線A1-A2、B1-B2的截面圖。首先，準(zhǔn)備襯底100。襯底100除了可以使用通過(guò)熔融法或浮法制造的無(wú)堿玻璃 襯底如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等、以及陶瓷襯底之外，還可以使 用具有可承受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。此外，還可以使用在不銹鋼 合金等金屬襯底的表面上設(shè)置有絕緣膜的襯底。襯底100的尺寸可以采用320mmX 400mm、 370mmX 470mm、550mmX 650mm、600mmX 720mm、680mmX 880mm、730mmX 920mm、 lOOOmmX 1200mm、1 lOOmmX 1250mm、1150mmX 1300mm、1500mmX 1800mm、1900mmX 2200mm、 2160mm X 2460mm、2400mm X 2800mm、或 2850mm X 3050mm 等。另外，還可以在襯底100上形成絕緣膜作為基底膜。作為基底膜，可以通過(guò)CVD法 或?yàn)R射法等來(lái)形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜的單層或疊層。在作為 襯底100而使用如玻璃襯底等的含有可動(dòng)離子的襯底的情況下，通過(guò)使用氮化硅膜、氮氧 化硅膜等的含有氮的膜作為基底膜，可以防止可動(dòng)離子進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層中。接著，通過(guò)濺射法或真空蒸鍍法在襯底100的整個(gè)面上形成用來(lái)形成包括柵電極 層101的柵極布線、電容布線108以及第一端子121的導(dǎo)電膜。接著，進(jìn)行光刻工序，形成 抗蝕劑掩模，利用蝕刻去除不需要的部分來(lái)形成布線及電極(包括柵電極層101的柵極布 線、電容布線108以及第一端子121)。此時(shí)，為了防止臺(tái)階狀的發(fā)生，而優(yōu)選以至少將柵電 極層101的端部形成為錐形形狀的方式進(jìn)行蝕刻。圖2A示出這階段的截面圖。注意，這階 段的平面圖相當(dāng)于圖7。包括柵電極層101的柵極布線、電容布線108、端子部的第一端子121可以使用實(shí)施方式1所示的導(dǎo)電材料的單層或疊層來(lái)形成。在此，也可以形成柵電極層101以使其在溝道方向上的寬度大于在后面的工序中 制造的氧化物半導(dǎo)體層103的在溝道方向上的寬度。通過(guò)如此形成柵電極層101，可以形成 圖13A及13B所示的薄膜晶體管。在圖13A及13B所示的薄膜晶體管中，可以利用柵電極 層201遮光氧化物半導(dǎo)體層103。接著，在柵電極層101、電容布線108以及第一端子121的整個(gè)面上形成柵極絕緣 層102。通過(guò)CVD法或?yàn)R射法等，以50nm至250nm的膜厚度形成柵極絕緣層102。例如，通過(guò)CVD法或?yàn)R射法并使用氧化硅膜來(lái)形成lOOnm厚的柵極絕緣層102。當(dāng) 然，柵極絕緣層102不局限于這種氧化硅膜，也可以使用氧氮化硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅 膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等其他絕緣膜來(lái)形成由這些材料構(gòu)成的單層或疊層結(jié)構(gòu)。此外，作為柵極絕緣層102，也可以采用使用有機(jī)硅烷氣體的CVD法形成氧化硅 層。作為有機(jī)硅烷氣體，可以使用含硅化合物諸如正硅酸乙酯(TE0S:化學(xué)式Si(0C2H5)4)、 四甲基硅烷(TMS:化學(xué)式Si(CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷 (0MCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(0C2H5) 3)、三(二甲氨基)硅烷 (SiH(N(CH3)2)3)等。此外，作為柵極絕緣層102，也可以使用鋁、釔或鉿的氧化物、氮化物、氧氮化物、氮 氧化物中的一種或者包含上述物質(zhì)中的至少兩種以上的化合物。注意，在本說(shuō)明書(shū)中，氧氮化物是指作為其組成氧原子的數(shù)量多于氮原子的數(shù)量 的物質(zhì)，且氮氧化物是指作為其組成氮原子的數(shù)量多于氧原子的數(shù)量的物質(zhì)。例如，氧氮 化硅膜是指如下膜作為其組成，氧原子的數(shù)量比氮原子的數(shù)量多，并且當(dāng)使用盧瑟福背散 射光譜學(xué)法(RBS Rutherford Backscattering Spectrometry)以及氫前方散射法(HFS Hydrogen Forward Scattering)測(cè)量時(shí)，作為濃度范圍，包含 50atoms % 至 70atoms % 的 氧、0. 5&101118%至 15atoms% 的氮、25&101118%至 35atoms% 的硅、0. 1&101118%至 10atoms% 的氫。此外，氮氧化硅膜是指如下膜作為其組成，氮原子的數(shù)量比氧原子的數(shù)量多，并且 當(dāng)使用RBS及HFS測(cè)量時(shí)，作為濃度范圍，包含5&丨0!118%至30atoms%的氧、2(^丨01118%至 55atoms% >25atoms%M 35atoms%的硅、lOatoms%至 30atoms%的氫。但是，當(dāng)將構(gòu) 成氧氮化硅或氮氧化硅的原子總量設(shè)定為100atomS%時(shí)，氮、氧、硅及氫的含有比率在上述 范圍內(nèi)。注意，優(yōu)選的是，在形成用來(lái)形成氧化物半導(dǎo)體層103的氧化物半導(dǎo)體膜之前，進(jìn) 行對(duì)設(shè)置有襯底100的反應(yīng)室內(nèi)引入氬氣體來(lái)產(chǎn)生等離子體的反濺射，以去除附著到柵極 絕緣層的表面的在成膜時(shí)發(fā)生的粉狀物質(zhì)(也稱為微粒、塵埃)。此外，通過(guò)進(jìn)行反濺射，也 可以提高柵極絕緣層102的表面的平坦性。反濺射是指不對(duì)靶材一側(cè)施加電壓而使用RF電 源在氬氣氛下對(duì)襯底一側(cè)施加電壓來(lái)在襯底附近形成等離子體以進(jìn)行表面改性的方法。注 意，也可以使用氮、氦等而代替氬氣氛。此外，也可以在對(duì)氬氣氛添加氧、N20等的氣氛下進(jìn) 行。此外，也可以在對(duì)氬氣氛添加C12、CF4等的氣氛下進(jìn)行。在反濺射處理之后，通過(guò)不暴 露于大氣地形成第一氧化物半導(dǎo)體膜111，可以防止在柵絕緣層102和氧化物半導(dǎo)體層103 的界面上附著塵?；蛩?。接著，在氬等稀有氣體和氧氣體的氣氛下通過(guò)濺射法在柵極絕緣層102上形成用 來(lái)形成氧化物半導(dǎo)體層103的第一氧化物半導(dǎo)體膜111?；蛘?，也可以不使用氧氣體而只在氬等稀有氣體的氣氛下進(jìn)行成膜。作為第一氧化物半導(dǎo)體膜111，可以使用實(shí)施方式1所 示的用來(lái)形成氧化物半導(dǎo)體層103的氧化物半導(dǎo)體。例如，作為具體條件例子，使用直徑為 8英寸的包含In、Ga以及Zn的氧化物半導(dǎo)體靶材(ln203 Ga203 ZnO = 1 1 1)，將 襯底和靶材之間的距離設(shè)定為60mm，將壓力設(shè)定為0. 4Pa，將直流(DC)電源設(shè)定為0. 5kff, 將成膜氣體的流量比設(shè)定為Ar 02 = 30 15 (seem)，將成膜溫度設(shè)定為室溫，進(jìn)行濺射 成膜。另外，可以在包括ln203的直徑為8英寸的圓盤(pán)上布置顆粒狀的Ga203和ZnO作為靶 材。注意，當(dāng)使用脈沖直流(DC)電源時(shí)，可以減少在成膜時(shí)發(fā)生的粉狀物質(zhì)(也稱為微粒、 塵埃)，并且膜厚度分布也變得均勻，所以是優(yōu)選的。此外，將第一氧化物半導(dǎo)體膜111的膜 厚度設(shè)定為10nm至300nm，優(yōu)選為20nm至lOOnm。此外，此時(shí)，也可以使靶材包含絕緣氧化物，以使第一氧化物半導(dǎo)體膜111包含絕 緣氧化物。在此，作為絕緣氧化物，優(yōu)選采用氧化硅。此外，也可以對(duì)絕緣氧化物添加氮。當(dāng) 形成第一氧化物半導(dǎo)體膜111時(shí)，優(yōu)選使用包含0. 以上且30wt%以下，優(yōu)選為 以上且10wt%以下的Si02的氧化物半導(dǎo)體靶材。通過(guò)使第一氧化物半導(dǎo)體膜111包含像氧化硅那樣的絕緣氧化物，容易使所成膜 的氧化物半導(dǎo)體非晶化。再者，通過(guò)包含像氧化硅那樣的絕緣氧化物，可以抑制在后面的工 序中對(duì)氧化物半導(dǎo)體進(jìn)行熱處理時(shí)氧化物半導(dǎo)體層103晶化。第一氧化物半導(dǎo)體膜111的成膜既可以使用與前面進(jìn)行反濺射的反應(yīng)室同一個(gè) 反應(yīng)室，又可以使用與前面進(jìn)行反濺射的反應(yīng)室不同的反應(yīng)室。作為濺射法，有作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法，還有以脈沖 方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。RF濺射法主要用于絕緣膜的形成，且DC濺射法主要用于 金屬膜的形成。此外，有利用在反應(yīng)室內(nèi)具備磁石機(jī)構(gòu)的磁控管濺射法的濺射裝置、利用不使用 輝光放電而利用使用微波來(lái)產(chǎn)生的等離子體的ECR濺射法的濺射裝置。此外，作為利用濺射法的成膜方法，有在成膜時(shí)使靶材物質(zhì)和濺射氣體成分起化 學(xué)反應(yīng)來(lái)形成它們的化合物薄膜的反應(yīng)濺射法、在成膜時(shí)也對(duì)襯底施加電壓的偏壓濺射法。接著，在大氣氣氛下，對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體膜111進(jìn)行熱處理。熱處理以200°C以 上且600°C以下，優(yōu)選以250°C以上且500°C以下進(jìn)行。將襯底100放置在爐中，例如，在大 氣氣氛下，以350°C進(jìn)行一個(gè)小時(shí)左右的熱處理。通過(guò)在大氣氣氛下對(duì)氧化物半導(dǎo)體進(jìn)行熱 處理，可以降低氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率。從而，因?yàn)榭梢越档偷谝谎趸锇雽?dǎo)體膜111(氧 化物半導(dǎo)體層103)的導(dǎo)電率，所以通過(guò)將氧化物半導(dǎo)體層103使用于薄膜晶體管的激活 層，可以降低截止電流。此外，通過(guò)在后面的工序中形成緩沖層106時(shí)，在氮?dú)夥障录訜峋?沖層106，來(lái)提高緩沖層106的導(dǎo)電率。此時(shí)，第一氧化物半導(dǎo)體膜111的導(dǎo)電率也同樣地 提高，但是通過(guò)預(yù)先在大氣氣氛下對(duì)第一氧化物半導(dǎo)體膜111進(jìn)行熱處理，可以抑制第一 氧化物半導(dǎo)體膜111的導(dǎo)電率的提高。在此，大氣氣氛優(yōu)選包含15vol%至25vol%的氧氣 體、75vol%至85vol%的氮?dú)怏w。注意，圖2B示出這階段的截面圖。接著，在氬等稀有氣體的氣氛下通過(guò)濺射法在第一氧化物半導(dǎo)體膜111上形成用 來(lái)形成緩沖層106的第二氧化物半導(dǎo)體膜113。再者，優(yōu)選在氬等稀有氣體和氮?dú)怏w的氣 氛下通過(guò)濺射法形成第二氧化物半導(dǎo)體膜113。由此，可以提高緩沖層106的導(dǎo)電率。此外，也可以在氬等稀有氣體的流量比率高于氧氣體的流量比率的氬等稀有氣體和氧氣體的 氣氛下進(jìn)行成膜。作為第二氧化物半導(dǎo)體膜113，可以使用實(shí)施方式1所示的用來(lái)形成緩 沖層106的氧化物半導(dǎo)體。例如，作為具體條件例子，使用直徑為8英寸的包含In、Ga以 及Zn的氧化物半導(dǎo)體靶材(ln203 Ga203 ZnO = 1 1 1)，將襯底和靶材之間的距離 設(shè)定為60mm，將壓力設(shè)定為0. 4Pa，將直流(DC)電源設(shè)定為0. 5kW，將成膜氣體的流量比設(shè) 定為Ar N2 = 35 5 (seem)，將成膜溫度設(shè)定為室溫，進(jìn)行濺射成膜。另外，可以在包括 ln203的直徑為8英寸的圓盤(pán)上布置顆粒狀的Ga203和ZnO作為靶材。注意，當(dāng)使用脈沖直流 (DC)電源時(shí)，可以減少在成膜時(shí)發(fā)生的粉狀物質(zhì)(也稱為微粒、塵埃)，并且膜厚度分布也 變得均勻，所以是優(yōu)選的。此外，將第二氧化物半導(dǎo)體膜113的膜厚度設(shè)定為5nm至20nm。此外，與第一氧化物半導(dǎo)體膜111同樣，也可以使靶材包含絕緣氧化物，以使第二 氧化物半導(dǎo)體膜113包含絕緣氧化物。在此，作為絕緣氧化物，優(yōu)選采用氧化硅。此外，也 可以對(duì)絕緣氧化物添加氮。第二氧化物半導(dǎo)體膜113的成膜既可以使用與前面進(jìn)行第一氧化物半導(dǎo)體膜111 的成膜的反應(yīng)室同一個(gè)反應(yīng)室，又可以使用與前面進(jìn)行第一氧化物半導(dǎo)體膜111的成膜的 反應(yīng)室不同的反應(yīng)室。此外，第二氧化物半導(dǎo)體膜113的成膜可以使用與第一氧化物半導(dǎo) 體膜111的成膜同一個(gè)濺射裝置。此外，優(yōu)選對(duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜113進(jìn)行反濺射處理。通過(guò)對(duì)第二氧化物半導(dǎo) 體膜113進(jìn)行反濺射處理，可以提高導(dǎo)電率。例如，以0. 6Pa的壓力對(duì)設(shè)置有襯底100的反 應(yīng)室內(nèi)引入氣體流量為50sCCm左右的氬氣體，以進(jìn)行反濺射處理三分鐘左右。在此，因?yàn)?反濺射處理強(qiáng)烈地作用到第二氧化物半導(dǎo)體膜113的表面，所以有時(shí)第二氧化物半導(dǎo)體膜 113成為其導(dǎo)電率從其表面到內(nèi)部階段性或連續(xù)性地變化的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選不使襯底100暴露于大氣地進(jìn)行從第二氧化物半導(dǎo)體膜113的成膜到反濺射 處理。注意，反濺射處理既可以使用與前面進(jìn)行第二氧化物半導(dǎo)體膜113的成膜的反應(yīng)室 同一個(gè)反應(yīng)室，又可以使用與前面進(jìn)行第二氧化物半導(dǎo)體膜113的成膜的反應(yīng)室不同的反 應(yīng)室。此外，反濺射處理也可以在下面進(jìn)行的氮?dú)夥障碌臒崽幚砗筮M(jìn)行。注意，圖2C示出 這階段的截面圖。第二氧化物半導(dǎo)體膜113中的虛線以上的部分表示反濺射處理的痕跡。接著，在氮?dú)夥障?，?duì)第二氧化物半導(dǎo)體膜113進(jìn)行熱處理。熱處理以200°C以上 且600°C以下，優(yōu)選以250°C以上且500°C以下進(jìn)行。將襯底100放置在爐中，例如，在氮?dú)?氛下，以350°C進(jìn)行一個(gè)小時(shí)左右的熱處理。通過(guò)在氮?dú)夥障聦?duì)氧化物半導(dǎo)體進(jìn)行熱處理， 可以提高氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率。從而，因?yàn)榭梢蕴岣叩诙趸锇雽?dǎo)體膜113(緩沖層 106)的導(dǎo)電率，所以可以形成緩沖層106的低電阻區(qū)106a、106b。此時(shí)，因?yàn)榈谝谎趸锇?導(dǎo)體膜111如上所述在大氣氣氛下受到熱處理，所以可以抑制導(dǎo)電率的提高。此時(shí)，氮?dú)夥?優(yōu)選包含80vol%至100vol%的氮?dú)怏w、0vol%至20vol%的氬氣體等稀有氣體。此外，因 為在氮?dú)夥障碌臒崽幚韽牡诙趸锇雽?dǎo)體膜113的表面向內(nèi)部進(jìn)行，所以有時(shí)第二氧化 物半導(dǎo)體膜113成為其導(dǎo)電率從其表面到內(nèi)部階段性或連續(xù)性地變化的結(jié)構(gòu)。尤其是，在 氮?dú)夥障碌臒崽幚淼臅r(shí)間不足夠時(shí)，有時(shí)第二氧化物半導(dǎo)體膜113的表面的導(dǎo)電率和其內(nèi) 部的導(dǎo)電率的差距很明顯。注意，圖3A示出這階段的截面圖。接著，進(jìn)行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，蝕刻第一氧化物半導(dǎo)體膜111及第二氧化 物半導(dǎo)體膜113。在蝕刻中，作為蝕刻劑，可以使用酸類蝕刻液。在此，通過(guò)使用磷酸、醋酸、硝酸及純水的混合液(稱為混酸鋁)的濕蝕刻，去除不需要的部分來(lái)將第一氧化物半導(dǎo)體 膜111及第二氧化物半導(dǎo)體膜113加工為島狀，以形成氧化物半導(dǎo)體層103及緩沖層106。 通過(guò)將氧化物半導(dǎo)體層103及緩沖層106的端部蝕刻為錐形形狀，可以防止由于臺(tái)階形狀 產(chǎn)生的布線斷開(kāi)。此外，此時(shí)的蝕刻不局限于濕蝕刻，而也可以利用干蝕刻。作為用于干蝕刻的 蝕刻裝置，可以使用利用反應(yīng)離子蝕刻法(Reactive IonEtching ；RIE法)的蝕刻裝 置；利用 ECR (Electron Cyclotron Resonance ；電子回旋共振)或 I CP (Inductively Coupled Plasma;感應(yīng)耦合等離子體)等的高密度等離子體源的干蝕刻裝置。另外，作為 與ICP蝕刻裝置相比容易得到在較大面積上的均勻放電的干蝕刻裝置，有ECCP (Enhanced Capacitively Coupled Plasma 增大電容耦合等離子體)模式的蝕刻裝置，在該ECCP模式 的蝕刻裝置中，使上部電極接地，使13. 56MHz的高頻電源連接到下部電極，并且使3. 2MHz 的低頻電源連接到下部電極。該ECCP模式的蝕刻裝置例如在作為襯底而使用第十代的一 邊超過(guò)3m的尺寸的襯底的情況下可以對(duì)該襯底進(jìn)行處理。圖3B示出這階段的截面圖。注 意，這階段的平面圖相當(dāng)于圖8。接著，進(jìn)行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，通過(guò)蝕刻去除柵極絕緣層102的不需要的 部分，以形成到達(dá)與柵電極層101相同材料的布線或電極層的接觸孔。為實(shí)現(xiàn)與后面形成 的導(dǎo)電膜之間的直接連接，而設(shè)置該接觸孔。例如，在如下情況下形成接觸孔形成如下薄 膜晶體管，即在驅(qū)動(dòng)電路部中，其柵電極層直接接觸于源電極層或漏電極層；形成與端子部 的柵極布線電連接的端子。接著，通過(guò)濺射法或真空蒸鍍法在氧化物半導(dǎo)體層103、緩沖層106及柵極絕緣層 102上形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電膜112。圖3C示出這階段的截面圖。作為導(dǎo)電膜112的材料，可以使用由實(shí)施方式1所示的導(dǎo)電材料構(gòu)成的單層或疊 層。例如，作為導(dǎo)電膜112，也可以采用如下結(jié)構(gòu)第一導(dǎo)電層及第三導(dǎo)電層由作為耐熱導(dǎo) 電材料的鈦構(gòu)成，并且第二導(dǎo)電層由包含釹的鋁合金構(gòu)成。通過(guò)使導(dǎo)電膜112具有這種結(jié) 構(gòu)，可以在有效地利用鋁的低電阻性的同時(shí)，降低小丘的發(fā)生。接著，進(jìn)行光刻工序，形成抗蝕劑掩模131，通過(guò)蝕刻去除不需要的部分，以形成 源電極層或漏電極層105a、105b以及連接電極120。作為此時(shí)的蝕刻方法，使用濕蝕刻或 干蝕刻。例如，在作為導(dǎo)電膜112而使用如下導(dǎo)電膜的情況下，可以將過(guò)氧化氫溶液、加熱 鹽酸或包含氟化銨的硝酸水溶液用作蝕刻劑來(lái)進(jìn)行濕蝕刻作為第一導(dǎo)電層及第三導(dǎo)電 層而使用鈦，并且作為第二導(dǎo)電層而使用包含釹的鋁合金的導(dǎo)電膜。例如，可以通過(guò)使用 KSMF-240(日本關(guān)東化學(xué)公司制造)，以一次對(duì)由第一導(dǎo)電層至第三導(dǎo)電層構(gòu)成的導(dǎo)電膜 112進(jìn)行蝕刻。在該蝕刻工序中，有時(shí)緩沖層106的露出部分的一部分也受到蝕刻。圖4A 示出這階段的截面圖。注意，在圖4A中，利用濕蝕刻，所以蝕刻各向同性地進(jìn)行，結(jié)果源電 極層或漏電極層105a、105b的端部比抗蝕劑掩模131縮退。另外，在該光刻工序中，在端子部中殘留與源電極層或漏電極層105a、105b相同 材料的第二端子122。注意，第二端子122電連接到源極布線(包括源電極層或漏電極層 105a、105b的源極布線)。另外，在端子部中，連接電極120通過(guò)形成在柵極絕緣膜中的接觸孔直接連接到 端子部的第一端子121。注意，雖然在此未圖示，但是經(jīng)過(guò)與上述工序相同的工序，驅(qū)動(dòng)電路
14的薄膜晶體管的源極布線或漏極布線與柵電極直接連接。在上述光刻工序中，在將氧化物半導(dǎo)體層103及緩沖層106蝕刻為島狀的工序和 形成源電極層或漏電極層105a、105b的工序中需要使用兩個(gè)掩模。但是，在使用由多級(jí)灰 度(高級(jí)灰度)掩模形成的具有多種(代表為兩種)膜厚度的區(qū)域的抗蝕劑掩模的情況下， 可以縮減抗蝕劑掩模數(shù)量，所以可以謀求實(shí)現(xiàn)工序簡(jiǎn)化和低成本化。使用圖6A至6C而說(shuō) 明使用多級(jí)灰度掩模的光刻工序。首先，從圖3A的狀態(tài)開(kāi)始，在第二氧化物半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜112。接著，通過(guò) 使用使透過(guò)的光具有多種強(qiáng)度的多級(jí)灰度(高級(jí)灰度)掩模的曝光，如圖6A所示，在導(dǎo)電 膜112上形成具有多種膜厚度不同的區(qū)域的抗蝕劑掩模132?？刮g劑掩模132在重疊于柵 電極層101的一部分的區(qū)域中具有膜厚度薄的區(qū)域。接著，使用抗蝕劑掩模132，對(duì)第一氧 化物半導(dǎo)體膜111、第二氧化物半導(dǎo)體膜113及導(dǎo)電膜112進(jìn)行蝕刻來(lái)將它們加工為島狀， 以形成氧化物半導(dǎo)體層103、緩沖層106、導(dǎo)電層115及第二端子124。這階段的截面圖相當(dāng) 于圖6A。然后，對(duì)抗蝕劑掩模132進(jìn)行灰化，形成抗蝕劑掩模131。如圖6B所示，抗蝕劑掩 模131由于灰化而其面積縮小，且其膜厚度減薄，并且膜厚度薄的區(qū)域的抗蝕劑被去除。最后，使用抗蝕劑掩模131，對(duì)導(dǎo)電層115及第二端子124進(jìn)行蝕刻，以形成源電極 層或漏電極層105a、105b及第二端子122。由于抗蝕劑掩模131縮小，因此氧化物半導(dǎo)體層 103、緩沖層106、源電極層或漏電極層105a、105b及第二端子122的端部也被蝕刻。因此， 在使用多級(jí)灰度掩模時(shí)，氧化物半導(dǎo)體層103及緩沖層106的在溝道方向上的寬度成為與 源電極層或漏電極層的在溝道方向上的寬度同樣大。此外，在第二端子122的下部形成由 第一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜構(gòu)成的層。這階段的截面圖相當(dāng)于圖6C。注 意，對(duì)第一端子121來(lái)說(shuō)，在后面的工序中形成保護(hù)絕緣層107后，對(duì)柵極絕緣層102及保 護(hù)絕緣層107進(jìn)行蝕刻來(lái)形成接觸孔，形成透明導(dǎo)電膜，以使第一端子121連接到FPC。接著，在大氣氣氛下對(duì)緩沖層106進(jìn)行熱處理，以形成高電阻區(qū)106c。以200°C以 上且600°C以下，優(yōu)選以250°C以上且500°C以下進(jìn)行熱處理。將襯底100放置在爐中，例 如，在大氣氣氛下以350°C進(jìn)行一個(gè)小時(shí)的熱處理。通過(guò)在大氣氣氛下對(duì)氧化物半導(dǎo)體進(jìn) 行熱處理，可以降低氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率。因此，在不重疊于源電極層及漏電極層105a、 105b的緩沖層106的露出部分中形成高電阻區(qū)106c。注意，高電阻區(qū)106c也可以在其端 部中重疊于源電極層及漏電極層105a、105b。此外，緩沖層106的由源電極層及漏電極層 105a、105b覆蓋的部分相對(duì)性地形成其電阻相對(duì)性地低于高電阻區(qū)106c的低電阻區(qū)106a、 106b。在此，低電阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電率高于氧化物半導(dǎo)體層103的導(dǎo)電率，且高電阻區(qū) 106c的導(dǎo)電率低于低電阻區(qū)106a、106b的導(dǎo)電率。此外，優(yōu)選使大氣氣氛包含15vol%至 25vol %的氧氣體、75vol %至85vol %的氮?dú)怏w。如此，通過(guò)在氧化物半導(dǎo)體層103上形成具有低電阻區(qū)106a、106b及高電阻區(qū) 106c的緩沖層106，可以使氧化物半導(dǎo)體層103與源電極層或漏電極層105a、105b接觸而 中間夾著低電阻區(qū)106a、106b。由此，在氧化物半導(dǎo)體層103和源電極層或漏電極層105a、 105b之間形成歐姆接觸，降低接觸電阻，來(lái)使薄膜晶體管的電特性穩(wěn)定。此外，通過(guò)在低電 阻區(qū)106a和106b之間設(shè)置高電阻區(qū)106c，可以降低流過(guò)在低電阻區(qū)106a和106b之間的 截止電流。
此外，通過(guò)該熱處理，進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層103的原子級(jí)的重新排列，而可以提高 將氧化物半導(dǎo)體層103用作激活層的薄膜晶體管的電特性。通過(guò)上述工序，可以制造如下薄膜晶體管170 將氧化物半導(dǎo)體層103用作溝道形 成區(qū)，并且在氧化物半導(dǎo)體層103上形成有具有低電阻區(qū)106a、106b及高電阻區(qū)106c的緩 沖層106。圖4B示出這階段的截面圖。注意，這階段的平面圖相當(dāng)于圖9。接著，形成覆蓋薄膜晶體管170的保護(hù)絕緣層107。作為保護(hù)絕緣層107，可以使 用利用濺射法等而得到的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧化鉭膜等。接著，進(jìn)行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，對(duì)保護(hù)絕緣層107進(jìn)行蝕刻，以形成到達(dá) 源電極層或漏電極層105b的接觸孔125。此外，通過(guò)在此的蝕刻，也形成到達(dá)第二端子122 的接觸孔127、到達(dá)連接電極120的接觸孔126。圖5A示出這階段的截面圖。接著，在去除抗蝕劑掩模之后，形成透明導(dǎo)電膜。作為透明導(dǎo)電膜的材料，通過(guò)濺 射法或真空蒸鍍法等來(lái)形成氧化銦(ln203)、氧化銦氧化錫合金(In203-Sn02，縮寫(xiě)為IT0) 等。使用鹽酸類的溶液對(duì)這些材料進(jìn)行蝕刻處理。然而，由于對(duì)IT0的蝕刻特別容易產(chǎn)生 殘?jiān)?，因此也可以使用氧化銦氧化鋅合金(In203-Zn0)，以便改善蝕刻加工性。接著，進(jìn)行光刻工序，形成抗蝕劑掩模，通過(guò)蝕刻去除不需要的部分，以形成像素 電極層110。此外，在該光刻工序中，以電容部中的柵極絕緣層102及保護(hù)絕緣層107為電介質(zhì) 并使用電容布線108和像素電極層110形成存儲(chǔ)電容器。此外，在該光刻工序中，使用抗蝕劑掩模覆蓋第一端子121及第二端子122，以殘 留形成在端子部的透明導(dǎo)電膜128、129。透明導(dǎo)電膜128、129成為用來(lái)與FPC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連接用端子電極。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連接用端子電極。接著，去除抗蝕劑掩模。圖5B示出這階段的截面圖。另外，這階段的平面圖相當(dāng) 于圖10。此外，圖12A1和12A2分別示出這階段的柵極布線端子部的平面圖及截面圖。圖 12A1相當(dāng)于沿著圖12A2中的線C1-C2的截面圖。在圖12A1中，形成在保護(hù)絕緣層154上 的透明導(dǎo)電膜155是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖12A1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和使用與源極布線相同的材料形成的連 接電極153隔著柵極絕緣層152互相重疊，并且互相直接接觸以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。另外，連接電極 153與透明導(dǎo)電膜155通過(guò)設(shè)置在保護(hù)絕緣層154中的接觸孔直接接觸以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。另外，圖12B1及12B2分別示出源極布線端子部的平面圖及截面圖。此外，圖12B1 相當(dāng)于沿著圖12B2中的線D1-D2的截面圖。在圖12B1中，形成在保護(hù)絕緣層154上的透 明導(dǎo)電膜155是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖12B1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重疊于與源極布線電連接的第二 端子150的下方。電極156不與第二端子150電連接，并且當(dāng)將電極156設(shè)定為與第二端 子150不同的電位，例如浮動(dòng)狀態(tài)、GND、0V等時(shí)，可以形成用于對(duì)雜波的措施的電容器或用 于對(duì)靜電的措施的電容器。此外，第二端子150隔著保護(hù)絕緣層154與透明導(dǎo)電膜155電 連接。
根據(jù)像素密度而設(shè)置多個(gè)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(gè)具有與柵極布線相同的電位的第一端子、多個(gè)具有與源極布線相同的電位的 第二端子、多個(gè)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，而 實(shí)施者適當(dāng)?shù)貨Q定各端子的數(shù)量，即可。像這樣，可以完成包括底柵型的n溝道型薄膜晶體管的薄膜晶體管170的像素薄 膜晶體管部、存儲(chǔ)電容器。而且，通過(guò)對(duì)應(yīng)于每一個(gè)像素而將薄膜晶體管和存儲(chǔ)電容器配置 為矩陣狀來(lái)構(gòu)成像素部，可以形成用來(lái)制造有源矩陣型顯示裝置的一個(gè)襯底。在本說(shuō)明書(shū) 中，為方便起見(jiàn)而將這種襯底稱為有源矩陣襯底。當(dāng)制造有源矩陣型液晶顯示裝置時(shí)，在有源矩陣襯底和設(shè)置有對(duì)置電極的對(duì)置襯 底之間設(shè)置液晶層，以固定有源矩陣襯底和對(duì)置襯底。另外，在有源矩陣襯底上設(shè)置與設(shè)置 在對(duì)置襯底上的對(duì)置電極電連接的共同電極，并且在端子部中設(shè)置與共同電極電連接的第 四端子。該第四端子是用來(lái)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(shí)施方式不局限于圖10的像素結(jié)構(gòu)。圖11示出與圖10不同的平面圖的 例子。圖11示出一例，其中，不設(shè)置電容布線，并且中間夾著保護(hù)絕緣層及柵極絕緣層而重 疊像素電極層與相鄰的像素的柵極布線來(lái)形成存儲(chǔ)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。注意，在圖11中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)說(shuō)明與圖10相 同的部分。在有源矩陣型液晶顯示裝置中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)配置為矩陣狀的像素電極，在畫(huà)面上形 成顯示圖案。詳細(xì)地說(shuō)，通過(guò)對(duì)被選擇了的像素電極和對(duì)應(yīng)于該像素電極的對(duì)置電極之間 施加電壓，進(jìn)行配置在像素電極和對(duì)置電極之間的液晶層的光學(xué)調(diào)制，并且該光學(xué)調(diào)制被 觀察者識(shí)別為顯示圖案。當(dāng)液晶顯示裝置顯示動(dòng)態(tài)圖像時(shí)，由于液晶分子本身的響應(yīng)慢，所以有產(chǎn)生余象 或動(dòng)態(tài)圖像模糊的問(wèn)題。有一種稱為所謂黑插入的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在該驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，為了改善液 晶顯示裝置的動(dòng)態(tài)圖像特性，而在每隔一幀進(jìn)行整個(gè)畫(huà)面的黑顯示。此外，還有稱為所謂倍速驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，在該驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，通過(guò)將垂直同步頻率 設(shè)定為通常的1. 5倍以上，優(yōu)選設(shè)定為通常的2倍以上來(lái)改善動(dòng)態(tài)圖像的特性。另外，還有如下驅(qū)動(dòng)技術(shù)為了改善液晶顯示裝置的動(dòng)態(tài)圖像的特性，而作為背光 燈使用多個(gè)LED (發(fā)光二極管)光源或多個(gè)EL光源等來(lái)構(gòu)成面光源，并使構(gòu)成面光源的各 光源獨(dú)立地在一個(gè)幀期間內(nèi)進(jìn)行間歇發(fā)光驅(qū)動(dòng)。作為面光源，可以使用三種以上的LED或 白色發(fā)光的LED。由于可以獨(dú)立地控制多個(gè)LED，因此也可以按照液晶層的光學(xué)調(diào)制的切換 時(shí)序而使LED的發(fā)光時(shí)序同步。因?yàn)樵谠擈?qū)動(dòng)技術(shù)中可以部分地關(guān)斷LED，所以尤其是在進(jìn) 行一個(gè)畫(huà)面中的黑色顯示區(qū)所占的比率高的圖像顯示的情況下，可以謀求得到耗電量的降 低效果。通過(guò)組合這些驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以比現(xiàn)有的液晶顯示裝置進(jìn)一步改善液晶顯示裝置的 動(dòng)態(tài)圖像特性等的顯示特性。由于根據(jù)本實(shí)施方式而得到的n溝道型晶體管將氧化物半導(dǎo)體層用于溝道形成 區(qū)并具有良好的動(dòng)態(tài)特性，因此可以組合這些驅(qū)動(dòng)技術(shù)。此外，在制造發(fā)光顯示裝置的情況下，將有機(jī)發(fā)光元件的一方電極(也稱為陰極) 設(shè)定為低電源電位，例如GND、0V等，所以在端子部中設(shè)置用來(lái)將陰極設(shè)定為低電源電位，
17例如GND、0V等的第四端子。此外，在制造發(fā)光顯示裝置的情況下，除了源極布線及柵極布 線之外還設(shè)置電源供給線。由此，在端子部中設(shè)置與電源供給線電連接的第五端子。如上所述，在使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，在氧化物半導(dǎo)體層上形成具 有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層，并且使氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層接觸而 中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)，以降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層之間的接觸電 阻，可以使電特性穩(wěn)定。此外，通過(guò)在大氣中加熱氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層，可以制造具 有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層。通過(guò)將該薄膜晶體管用于顯示裝置的像素部及驅(qū)動(dòng)電路部，可以提供電特性穩(wěn)定 且可靠性高的顯示裝置。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式3在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D14A和14B而說(shuō)明使用兩個(gè)實(shí)施方式1所示的底柵型薄 膜晶體管的倒相電路。使用倒相電路、電容器、電阻器等來(lái)構(gòu)成用來(lái)驅(qū)動(dòng)像素部的驅(qū)動(dòng)電路。在組合兩個(gè) n溝道型TFT來(lái)形成倒相電路的情況下，有組合增強(qiáng)型晶體管和耗盡型晶體管來(lái)形成倒相 電路的情況(以下稱為EDM0S電路)以及使用兩個(gè)增強(qiáng)型TFT來(lái)形成倒相電路的情況(以 下稱為EEM0S電路)。注意，在n溝道型TFT的閾值電壓是正的情況下，定義為增強(qiáng)型晶體 管，并且在n溝道型TFT的閾值電壓是負(fù)的情況下，定義為耗盡型晶體管。在本說(shuō)明書(shū)中按 照該定義進(jìn)行描述。將像素部和驅(qū)動(dòng)電路形成在同一個(gè)襯底上，并且在像素部中，使用配置為矩陣狀 的增強(qiáng)型晶體管切換對(duì)像素電極的電壓施加的導(dǎo)通截止。在該配置于像素部中的增強(qiáng)型晶 體管中，使用氧化物半導(dǎo)體。圖14A示出驅(qū)動(dòng)電路的倒相電路的截面結(jié)構(gòu)。注意，在圖14A中，作為第一薄膜晶 體管430a及第二薄膜晶體管430b，使用圖1A和1B所示的結(jié)構(gòu)的反交錯(cuò)型薄膜晶體管。但 是，本實(shí)施方式所示的可以用于倒相電路的薄膜晶體管不局限于該結(jié)構(gòu)。在圖14A所示的第一薄膜晶體管430a中，在襯底400上設(shè)置有第一柵電極層 401a,在第一柵電極層401a上設(shè)置有柵極絕緣層402，在柵極絕緣層402上設(shè)置有第一氧化 物半導(dǎo)體層403a，在第一氧化物半導(dǎo)體層403a上設(shè)置有第一緩沖層404，在第一緩沖層404 上設(shè)置有第一布線405a及第二布線405b。第一緩沖層404具有低電阻區(qū)404a、404b及高 電阻區(qū)404c，并且第一氧化物半導(dǎo)體層403a與第一布線405a及第二布線405b電連接而中 間夾著低電阻區(qū)404a、404b。與此同樣，在第二薄膜晶體管430b中，在襯底400上設(shè)置有第 二柵電極層401b，在第二柵電極層401b上設(shè)置有柵極絕緣層402，在柵極絕緣層402上設(shè) 置有第二氧化物半導(dǎo)體層403b，在第二氧化物半導(dǎo)體層403b上設(shè)置有第二緩沖層406，在 第二緩沖層406上設(shè)置有第二布線405b及第三布線405c。第二緩沖層406具有低電阻區(qū) 406a、406b及高電阻區(qū)406c，并且第二氧化物半導(dǎo)體層403b與第二布線405b及第三布線 405c電連接而中間夾著低電阻區(qū)406a、406b。在此，第二布線405b通過(guò)形成在柵極絕緣層 402中的接觸孔414直接連接到第二柵電極層401b。注意，關(guān)于各部分的結(jié)構(gòu)、材料，參照 實(shí)施方式1所示的薄膜晶體管。
第一布線405a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(fù)電壓VDL的電源線(負(fù)電源線)。第三布線405c是被施加正電壓VDD的電源線 (正電源線)。如圖14A所示，電連接到第一緩沖層404和第二緩沖層406的雙方的第二布線 405b通過(guò)形成在柵極絕緣層402中的接觸孔414與第二薄膜晶體管430b的第二柵電極層 401b直接連接。通過(guò)直接連接，可以得到良好的接觸并降低接觸電阻。此外，因?yàn)榭梢栽?用來(lái)形成高電阻區(qū)404c、406c的大氣氣氛下的熱處理之前，使第二布線405b和第二柵電極 層401b直接連接，所以可以不受到大氣氣氛下的熱處理的影響地得到良好的接觸。此外， 與隔著其他導(dǎo)電膜，例如透明導(dǎo)電膜連接第二柵電極層40 lb和第二布線405b的情況相比， 可以謀求實(shí)現(xiàn)接觸孔數(shù)的減少及由此所導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電路的占有面積的縮小。此外，圖14C示出驅(qū)動(dòng)電路的倒相電路的平面圖。在圖14C中，沿著虛線Z1-Z2而 切斷的截面相當(dāng)于圖14A。另外，圖14B示出EDM0S電路的等效電路。圖14A及圖14C所示的電路連接相當(dāng)于 圖14B，并且示出第一薄膜晶體管430a是增強(qiáng)型n溝道型晶體管，且第二薄膜晶體管430b 是耗盡型n溝道型晶體管的例子。作為在同一個(gè)襯底上制造增強(qiáng)型n溝道型晶體管和耗盡型n溝道型晶體管的方 法，例如使用不同的材料、不同的成膜條件而制造第一緩沖層404和第一氧化物半導(dǎo)體層 403a、第二緩沖層406和第二氧化物半導(dǎo)體層403b。此外，也可以在氧化物半導(dǎo)體層的上下 設(shè)置柵電極控制閾值，并且使一個(gè)TFT成為常開(kāi)啟狀態(tài)并使另一個(gè)TFT成為常關(guān)閉狀態(tài)的 方式對(duì)柵電極施加電壓，以構(gòu)成EDM0S電路。另外，不局限于EDM0S電路，而通過(guò)作為第一薄膜晶體管430a及第二薄膜晶體管 430b而采用增強(qiáng)型n溝道型晶體管，可以制造EEM0S電路。在此情況下，使第三布線405c 和第二柵電極層401b連接，而代替使第二布線405b和第二柵電極層401b連接。在本實(shí)施方式所使用的薄膜晶體管中，在氧化物半導(dǎo)體層上形成具有高電阻區(qū)及 低電阻區(qū)的緩沖層，并且使氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層接觸而中間夾著緩沖層 的低電阻區(qū)，以降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層之間的接觸電阻，可以使電特 性穩(wěn)定。因此，可以提高本實(shí)施方式所示的倒相電路的電路特性。通過(guò)將本實(shí)施方式所示的倒相電路用于驅(qū)動(dòng)電路部，可以提供電特性穩(wěn)定且可靠 性高的顯示裝置。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式4在本實(shí)施方式中，以下說(shuō)明一例，其中，在半導(dǎo)體裝置的一例的顯示裝置中，在同 一個(gè)襯底上至少制造驅(qū)動(dòng)電路的一部分和配置于像素部中的薄膜晶體管。根據(jù)實(shí)施方式2而形成配置于像素部中的薄膜晶體管。此外，因?yàn)閷?shí)施方式1至 實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管是n溝道型TFT，所以將驅(qū)動(dòng)電路中的可以由n溝道型TFT構(gòu) 成的驅(qū)動(dòng)電路的一部分形成在與像素部中的薄膜晶體管同一個(gè)襯底上。圖15A示出半導(dǎo)體裝置的一例的有源矩陣型液晶顯示裝置的方框圖的一例。圖 15A所示的顯示裝置在襯底5300上包括具有多個(gè)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(dòng)電路5302 ；以及控制對(duì)被選擇了的像素的視頻信號(hào)輸入的信號(hào)線 驅(qū)動(dòng)電路5303。像素部5301通過(guò)從信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路5303在列方向上延伸地配置的多個(gè)信號(hào)線 Sl-Sm(未圖示)與信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路5303連接，并通過(guò)從掃描線驅(qū)動(dòng)電路5302在行方向上 延伸地配置的多個(gè)掃描線Gl-Gn(未圖示)與掃描線驅(qū)動(dòng)電路5302連接，并且具有對(duì)應(yīng)于 信號(hào)線Sl-Sm以及掃描線Gl-Gn而配置為矩陣狀的多個(gè)像素(未圖示)。并且，各像素與信 號(hào)線Sj (信號(hào)線Sl-Sm中的任一個(gè))、掃描線Gi (掃描線Gl-Gn中的任一個(gè))連接。此外，實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管是n溝道型TFT，并且參照?qǐng)D16 而說(shuō)明由n溝道型TFT構(gòu)成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。圖16所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)器IC5601 ；開(kāi)關(guān)群5602_1至5602_M ；第 一布線5611 ；第二布線5612 ；第三布線5613 ；以及布線5621_1至5621_M。開(kāi)關(guān)群5602_1 至5602_M分別包括第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b以及第三薄膜晶體管 5603c。驅(qū)動(dòng)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(kāi)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(duì)應(yīng)于開(kāi)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(guò)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(gè)信號(hào)線(信號(hào)線Sm-2、信號(hào)線Sm-1、信號(hào)線Sm(m = 3M))。例 如，第J列的布線5621_J (布線5621_1至布線5621_M中的任一個(gè))通過(guò)開(kāi)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(hào) 線Sj-2、信號(hào)線Sj-1、信號(hào)線Sj (j = 3J)。注意，對(duì)第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613分別輸入信號(hào)。注意，驅(qū)動(dòng)器IC5601優(yōu)選使用單晶半導(dǎo)體形成。再者，開(kāi)關(guān)群5602_1至5602_M 優(yōu)選形成在與像素部同一個(gè)襯底上。因此，優(yōu)選通過(guò)FPC等而連接驅(qū)動(dòng)器IC5601和開(kāi)關(guān)群 5602_1至5602_M?；蛘?，也可以在與像素部同一個(gè)襯底上通過(guò)貼合等而設(shè)置單晶半導(dǎo)體 層，來(lái)形成驅(qū)動(dòng)器IC5601。接著，參照?qǐng)D17的時(shí)序圖而說(shuō)明圖16所示的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的工作。注意，圖17 的時(shí)序圖示出在選擇第i行掃描線Gi時(shí)的時(shí)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T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3。而且，圖16的信號(hào) 線驅(qū)動(dòng)電路在其他行的掃描線被選擇的情況下也進(jìn)行與圖17相同的工作。注意，圖17的時(shí)序圖示出第J列的布線5621_J通過(guò)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(hào)線Sj_2、信號(hào)線Sj_l、信號(hào)線Sj的 情況。注意，圖17的時(shí)序圖示出第i行掃描線Gi被選擇的時(shí)序、第一薄膜晶體管5603a 的導(dǎo)通 截止的時(shí)序5703a、第二薄膜晶體管5603b的導(dǎo)通 截止的時(shí)序5703b、第三薄膜 晶體管5603c的導(dǎo)通 截止的時(shí)序5703c及輸入到第J列布線5621_J的信號(hào)5721_J。注意，在第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中，對(duì)布線 5621_1至布線5621_M分別輸入不同的視頻信號(hào)。例如，在第一子選擇期間T1中輸入到布 線5621_J的視頻信號(hào)輸入到信號(hào)線Sj-2，在第二子選擇期間T2中輸入到布線5621_J的視頻信號(hào)輸入到信號(hào)線Sj-1，在第三子選擇期間T3中輸入到布線5621J的視頻信號(hào)輸入到 信號(hào)線Sj。再者，在第一子選擇期間T1、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(hào)分別為Data_j-2、Data_j_l、Data_j。如圖17所示，在第一子選擇期間T1中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，第二薄膜晶 體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-2通過(guò)第 一薄膜晶體管5603a輸入到信號(hào)線Sj-2。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b 導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的 Data_j-1通過(guò)第二薄膜晶體管5603b輸入到信號(hào)線Sj_l。在第三子選擇期間T3中，第三 薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時(shí)，輸入 到布線5621_J的DataJ通過(guò)第三薄膜晶體管5603c輸入到信號(hào)線Sj。據(jù)此，圖16的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)將一個(gè)柵極選擇期間分割為三個(gè)，可以在一個(gè) 柵極選擇期間中從一個(gè)布線5621將視頻信號(hào)輸入到三個(gè)信號(hào)線。從而，圖16的信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路可以將形成有驅(qū)動(dòng)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(hào)線 數(shù)的大約1/3。通過(guò)將連接數(shù)設(shè)定為大約1/3，可以提高圖16的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的可靠性、 成品率等。注意，只要可以如圖17所示，將一個(gè)柵極選擇期間分割為多個(gè)子選擇期間，并在 多個(gè)子選擇期間的每一個(gè)中從某一個(gè)布線向多個(gè)信號(hào)線的每一個(gè)分別輸入視頻信號(hào)，就對(duì) 薄膜晶體管的配置、數(shù)量及驅(qū)動(dòng)方法等沒(méi)有限制。例如，當(dāng)在三個(gè)以上的子選擇期間的每一個(gè)中從一個(gè)布線將視頻信號(hào)分別輸入到 三個(gè)以上的信號(hào)線時(shí)，追加薄膜晶體管及用來(lái)控制薄膜晶體管的布線，即可。但是，當(dāng)將一 個(gè)柵極選擇期間分割為四個(gè)以上的子選擇期間時(shí)，一個(gè)子選擇期間變短。從而，優(yōu)選將一個(gè) 柵極選擇期間分割為兩個(gè)或三個(gè)子選擇期間。作為另一例，也可以如圖18的時(shí)序圖所示，將一個(gè)選擇期間分割為預(yù)充電期間 Tp、第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2、第三子選擇期間T3。再者，圖18的時(shí)序圖示出 選擇第i行掃描線Gi的時(shí)序、第一薄膜晶體管5603a的導(dǎo)通 截止的時(shí)序5803a、第二薄 膜晶體管5603b的導(dǎo)通 截止的時(shí)序5803b、第三薄膜晶體管5603c的導(dǎo)通 截止的時(shí)序 5803c以及輸入到第J列布線5621_J的信號(hào)5821_J。如圖18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(shí)，輸入 到布線5621_J的預(yù)充電電壓Vp通過(guò)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(hào)線Sj-2、信號(hào)線Sj-1、信號(hào)線Sj。在第一子選擇期間T1 中，第一薄膜晶體管5603a導(dǎo)通，第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此 時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-2通過(guò)第一薄膜晶體管5603a輸入到信號(hào)線Sj-2。在第 二子選擇期間T2中，第二薄膜晶體管5603b導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體 管5603c截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的DataJ-l通過(guò)第二薄膜晶體管5603b輸入到信 號(hào)線Sj-1。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜晶體管5603c導(dǎo)通，第一薄膜晶體管5603a 及第二薄膜晶體管5603b截止。此時(shí)，輸入到布線5621_J的Data_j通過(guò)第三薄膜晶體管 5603c輸入到信號(hào)線Sj。據(jù)此，因?yàn)閼?yīng)用了圖18的時(shí)序圖的圖16的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)在子選擇期間之 前提供預(yù)充電選擇期間可以對(duì)信號(hào)線進(jìn)行預(yù)充電，所以可以高速地進(jìn)行對(duì)像素的視頻信號(hào)
21的寫(xiě)入。注意，在圖18中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖17相同的部分，而省略對(duì)于相 同部分或具有相同功能的部分的詳細(xì)說(shuō)明。此外，說(shuō)明掃描線驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動(dòng)電路包括移位寄存器、緩沖器。此 外，根據(jù)情況，還可以包括電平轉(zhuǎn)移器。在掃描線驅(qū)動(dòng)電路中，通過(guò)對(duì)移位寄存器輸入時(shí)鐘 信號(hào)(CLK)及起始脈沖信號(hào)(SP)，生成選擇信號(hào)。所生成的選擇信號(hào)在緩沖器中被緩沖放 大，并被供給到對(duì)應(yīng)的掃描線。掃描線連接有一行的像素的晶體管的柵電極。而且，由于需 要使一行的像素的晶體管同時(shí)導(dǎo)通，因此使用能夠產(chǎn)生大電流的緩沖器。參照?qǐng)D19和圖20而說(shuō)明用于掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分的移位寄存器的一種方 式。圖19示出移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)。圖19所示的移位寄存器由多個(gè)觸發(fā)器5701_1 至5701_n構(gòu)成。此外，輸入第一時(shí)鐘信號(hào)、第二時(shí)鐘信號(hào)、起始脈沖信號(hào)、復(fù)位信號(hào)來(lái)進(jìn)行工作。說(shuō)明圖19的移位寄存器的連接關(guān)系。第一級(jí)觸發(fā)器5701_1連接到第一布線5711、 第二布線5712、第四布線5714、第五布線5715、第七布線5717_1及第七布線5717_2。另 外，第二級(jí)觸發(fā)器5701_2連接到第三布線5713、第四布線5714、第五布線5715、第七布線 5717_1、第七布線5717_2及第七布線5717_3。與此同樣，第i級(jí)觸發(fā)器5701_i (觸發(fā)器5701_1至5701_n中的任一個(gè))連接到第 二布線5712或第三布線5713的一方、第四布線5714、第五布線5715、第七布線5717」_1、 第七布線5717」及第七布線5717」+1。在此，在i為奇數(shù)的情況下，第i級(jí)觸發(fā)器5701_ i連接到第二布線5712，并且在i為偶數(shù)的情況下，第i級(jí)觸發(fā)器5701」連接到第三布線 5713。另外，第n級(jí)觸發(fā)器5701_n連接到第二布線5712或第三布線5713的一方、第四 布線5714、第五布線5715、第七布線5717_n-l、第七布線5717_n及第六布線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(hào)線、第二信號(hào)線、第三信號(hào)線、第四信號(hào)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，使用圖20而說(shuō)明圖19所示的觸發(fā)器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖20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n溝道型晶體管，并且當(dāng)柵 源間電壓(Vgs)超過(guò)閾值電壓(Vth)時(shí)成 為導(dǎo)通狀態(tài)。另外，圖20所示的觸發(fā)器包括第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503、第四 布線5504、第五布線5505及第六布線5506。雖然在此示出所有薄膜晶體管是增強(qiáng)型n溝道型晶體管的例子，但是沒(méi)有特別的 限制，而例如即使使用耗盡型n溝道型晶體管也可以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路。接著，下面示出圖20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，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 第二電極的連接部為節(jié)點(diǎn)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的柵電極以及第 八薄膜晶體管5578的第二電極的連接部為節(jié)點(diǎn)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(hào)線、第二信號(hào)線、第三信號(hào)線、第四信號(hào)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。在第i級(jí)觸發(fā)器5701」中，圖20中的第一布線5501和圖19中的第七布線5717_ i_l連接。另外，圖20中的第二布線5502和圖19中的第七布線5717」+1連接。另外，圖 20中的第三布線5503和第七布線5717」連接。而且，圖20中的第六布線5506和第五布 線5715連接。在i為奇數(shù)的情況下，圖20中的第四布線5504連接到圖19中的第二布線5712， 并且在i為偶數(shù)的情況下，圖20中的第四布線5504連接到圖19中的第三布線5713。另 外，圖20中的第五布線5505和圖19中的第四布線5714連接。但是，在第一級(jí)觸發(fā)器5701_1中，圖20中的第一布線5501連接到圖19中的第一 布線5711。另外，在第n級(jí)觸發(fā)器5701_n中，圖20中的第二布線5502連接到圖19中的第六布線5716。此外，也可以僅使用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的n溝道型TFT制造信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路及掃描線驅(qū)動(dòng)電路。因?yàn)閷?shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的n溝道型TFT的晶體管遷 移率大，所以可以提高驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)頻率。另外，實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的n溝道 型TFT通過(guò)利用以In-Ga-Zn-0類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層，減少寄生電容，因此 頻率特性(稱為f特性)高。例如，因?yàn)榭梢允褂脤?shí)施方式1至實(shí)施方式3所例示的n溝 道型TFT的掃描線驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行高速工作，所以可以實(shí)現(xiàn)幀頻率的提高、黑畫(huà)面插入。再者，通過(guò)增大掃描線驅(qū)動(dòng)電路的晶體管的溝道寬度，或配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電 路等，可以實(shí)現(xiàn)更高的幀頻率。在配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路的情況下，通過(guò)將用來(lái)驅(qū)動(dòng)偶數(shù) 行的掃描線的掃描線驅(qū)動(dòng)電路配置在一側(cè)，并將用來(lái)驅(qū)動(dòng)奇數(shù)行的掃描線的掃描線驅(qū)動(dòng)電 路配置在其相反一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)幀頻率的提高。此外，當(dāng)使用多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路對(duì)同一個(gè) 掃描線輸出信號(hào)時(shí)，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，由于至少 在一個(gè)像素中配置多個(gè)薄膜晶體管，所以優(yōu)選配置多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路。圖15B示出有源 矩陣型發(fā)光顯示裝置的方框圖的一例。圖15B所示的發(fā)光顯示裝置在襯底5400上包括具有多個(gè)具備顯示元件的像素的 像素部5401 ；分別選擇各像素的第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路5402及第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路5404 ； 以及控制對(duì)被選擇了的像素的視頻信號(hào)的輸入的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路5403。在輸入到圖15B所示的發(fā)光顯示裝置的像素的視頻信號(hào)為數(shù)字方式的情況下，通 過(guò)切換晶體管的導(dǎo)通和截止，像素成為發(fā)光或非發(fā)光狀態(tài)。因此，可以采用面積灰度法或時(shí) 間灰度法進(jìn)行灰度顯示。面積灰度法是一種驅(qū)動(dòng)法，其中通過(guò)將一個(gè)像素分割為多個(gè)子像 素并根據(jù)視頻信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)各子像素，來(lái)進(jìn)行灰度顯示。此外，時(shí)間灰度法是一種驅(qū)動(dòng)法， 其中通過(guò)控制像素發(fā)光的期間，來(lái)進(jìn)行灰度顯示。因?yàn)榘l(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(shí)間灰度 法。具體而言，在采用時(shí)間灰度法進(jìn)行顯示的情況下，將一個(gè)幀期間分割為多個(gè)子幀期間。 然后，根據(jù)視頻信號(hào)，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(guò)將一 個(gè)幀期間分割為多個(gè)子幀期間，可以利用視頻信號(hào)控制在一個(gè)幀期間中像素實(shí)際上發(fā)光的 期間的總長(zhǎng)度，并顯示灰度。注意，圖15B所示的發(fā)光顯示裝置示出一種例子，其中當(dāng)在一個(gè)像素中配置兩個(gè) 開(kāi)關(guān)TFT時(shí)，使用第一掃描線驅(qū)動(dòng)電路5402生成輸入到一方的開(kāi)關(guān)TFT的柵極布線的第一 掃描線的信號(hào)，并且使用第二掃描線驅(qū)動(dòng)電路5404生成輸入到另一方的開(kāi)關(guān)TFT的柵極布 線的第二掃描線的信號(hào)。但是，也可以使用一個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路生成輸入到第一掃描線的 信號(hào)和輸入到第二掃描線的信號(hào)。此外，例如根據(jù)一個(gè)像素所具有的開(kāi)關(guān)TFT的數(shù)量，而可 能會(huì)在各像素中設(shè)置多個(gè)用來(lái)控制開(kāi)關(guān)元件的工作的掃描線。在此情況下，既可以使用一 個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路生成輸入到多個(gè)掃描線的所有信號(hào)，又可以使用多個(gè)掃描線驅(qū)動(dòng)電路生 成輸入到多個(gè)掃描線的所有信號(hào)。此外，在發(fā)光顯示裝置中，也可以將驅(qū)動(dòng)電路中的可以由n溝道型TFT構(gòu)成的驅(qū)動(dòng) 電路的一部分形成在與像素部的薄膜晶體管同一個(gè)襯底上。另外，也可以僅使用實(shí)施方式 1至實(shí)施方式3所示的n溝道型TFT制造信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路及掃描線驅(qū)動(dòng)電路。
通過(guò)上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的電特性穩(wěn)定且可靠性高的顯示裝置。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式5制造實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管，并且將該薄膜晶體管用于像素 部及驅(qū)動(dòng)電路，從而可以制造具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(也稱為顯示裝置)。此外，通過(guò) 將使用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的一部分或全部一體形成在 與像素部同一個(gè)襯底上，可以形成系統(tǒng)型面板(system-on-panel)。顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元 件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。在發(fā)光元件的范疇內(nèi)包括利用電流或電壓控制亮 度的元件，具體而言，包括無(wú)機(jī)EL(Electro Luminescence ；電致發(fā)光)元件、有機(jī)EL元件 等。此外，也可以應(yīng)用電子墨水等的對(duì)比度因電作用而變化的顯示媒體。此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和該面板安裝有包括控制器的IC等 的模塊。再者，顯示裝置涉及一種元件襯底，該元件襯底相當(dāng)于制造該顯示裝置的過(guò)程中的 顯示元件完成之前的一種方式，并且它在多個(gè)像素中分別具備用來(lái)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(guò)蝕刻形成像素電極之前的狀態(tài)，而可以采用任何形式。注意，本說(shuō)明書(shū)中的顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置、光源(包括照明裝 置)。另外，顯示裝置還包括安裝有連接器，諸如FPC(Flexible Printed Circuit ；柔性印刷 電路)、TAB(Tape AutomatedBonding ；載帶自動(dòng)鍵合)膠帶或 TCP (Tape Carrier Package ； 載帶封裝)的模塊；將印刷線路板設(shè)置于TAB膠帶或TCP的端部的模塊；通過(guò)COG (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的模塊。在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D21A1至21B而說(shuō)明相當(dāng)于半導(dǎo)體裝置的一種方式的液晶 顯示面板的外觀及截面。圖21A1和21A2是一種面板的平面圖，其中，利用密封材料4005 將形成在第一襯底4001上的實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的使用以In-Ga-Zn-0類非單晶 膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層的電特性穩(wěn)定且可靠性高的薄膜晶體管4010、4011及液晶元 件4013密封在第一襯底4001和第二襯底4006之間。圖21B相當(dāng)于沿著圖21A1和21A2 的線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(dòng)電路4004的方式設(shè) 置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路4004與液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封材料 4005和第二襯底4006密封。此外，在第一襯底4001上的與由密封材料4005圍繞的區(qū)域不 同的區(qū)域中安裝有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003，該信號(hào)線驅(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C0G方法、 引線鍵合方法或TAB方法等。圖21A1是通過(guò)C0G方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003的例子， 并且圖21A2是通過(guò)TAB方法安裝信號(hào)線驅(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和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004包括多個(gè)薄 膜晶體管。在圖21B中例示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(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。作為薄膜晶體管4010、4011，可以應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的使用以 In-Ga-Zn-0類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層的電特性穩(wěn)定且可靠性高的薄膜晶體管。 在本實(shí)施方式中，薄膜晶體管4010、4011是n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。注意，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，并且隔著絕緣層4032、4033夾有 液晶層4008。注意，作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用玻璃、金屬(典型的是不銹 鋼)、陶瓷、塑料。作為塑料，可以使用FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics ；玻璃纖維增 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。此外，還可以使用具有將 鋁箔夾在PVF薄膜之間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(guò)對(duì)絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而得到的柱狀間隔物， 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。 注意，還可以使用球狀間隔物。另外，對(duì)置電極層4031與設(shè)置在與薄膜晶體管4010同一個(gè) 襯底上的共同電位線電連接。使用共同連接部，可以通過(guò)配置在一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電性粒 子而電連接對(duì)置電極層4031和共同電位線。此外，將導(dǎo)電性粒子包含在密封材料4005中。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) 使膽甾相液晶的溫度上升時(shí)即將從膽甾相轉(zhuǎn)變到各向同性相之前出現(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襯％以上的手性試劑的液晶 組成物用于液晶層4008。包括顯示藍(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lOy s至100y s，由于該液晶組成物具有光學(xué)各向同性而不需要取向處理，并且視角依 賴性小。注意，雖然本實(shí)施方式示出透過(guò)型液晶顯示裝置的例子，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 方式也可以應(yīng)用于反射型液晶顯示裝置及半透過(guò)型液晶顯示裝置。另外，雖然在本實(shí)施方式的液晶顯示裝置中示出在襯底的外側(cè)(可見(jiàn)一側(cè))設(shè)置 偏振片，并在內(nèi)側(cè)依次設(shè)置著色層、用于顯示元件的電極層的例子，但是也可以在襯底的內(nèi) 側(cè)設(shè)置偏振片。另外，偏振片和著色層的疊層結(jié)構(gòu)也不局限于本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，而根據(jù)偏 振片及著色層的材料、制造工序條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定即可。另外，還可以設(shè)置用作黑底的遮光 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)覆蓋在實(shí)施方式1至實(shí)施方式3中得到的薄膜晶體管，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。注意，因?yàn)楸Ｗo(hù)膜是用來(lái)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)的侵入的，所以優(yōu)選采用致密的膜。利用濺射法并使用氧 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 膜的單層或疊層而形成保護(hù)膜即可。雖然在本實(shí)施方式中示出利用濺射法形成保護(hù)膜的例 子，但是并不局限于此，而使用各種方法形成保護(hù)膜即可。作為保護(hù)膜，形成具有疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層4020。在此，作為絕緣層4020的第一層，
26利用濺射法形成氧化硅膜。當(dāng)作為保護(hù)膜而使用氧化硅膜時(shí)，有防止用作源電極層及漏電 極層的鋁膜的小丘的效果。再者，作為保護(hù)膜的第二層，形成絕緣層。在此，作為絕緣層4020的第二層，利用 濺射法形成氮化硅膜。當(dāng)使用氮化硅膜作為保護(hù)膜時(shí)，可以抑制鈉等的可動(dòng)離子侵入到半 導(dǎo)體區(qū)域中而使TFT的電特性變化。另外，也可以在形成保護(hù)膜之后進(jìn)行對(duì)氧化物半導(dǎo)體層的退火(300°C至400°C )。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)氧樹(shù)脂(epoxy)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。注意，硅氧烷類樹(shù)脂相當(dāng)于以硅氧烷類材料為起始材料而形成的包括Si-0-Si鍵 的樹(shù)脂。硅氧烷類樹(shù)脂可以使用有機(jī)基團(tuán)(例如烷基或芳基)或氟基團(tuán)作為取代基。另外， 有機(jī)基也可以具有氟基團(tuán)。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、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、幕涂、刮刀 涂布等。在使用材料液形成絕緣層4021的情況下，也可以在進(jìn)行烘烤的工序中同時(shí)進(jìn)行對(duì) 氧化物半導(dǎo)體層的退火(300°C至400°C )。通過(guò)同時(shí)進(jìn)行絕緣層4021的焙燒工序和對(duì)氧化 物半導(dǎo)體層的退火，可以有效地制造半導(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)電組成物形成像 素電極層4030、對(duì)置電極層4031。使用導(dǎo)電組成物形成的像素電極的薄層電阻優(yōu)選為 10000 Q / □以下，并且其波長(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. cm以下。作為導(dǎo)電高分子，可以使用所謂的Ji電子共軛類導(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，供給到另行形成的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004及像素部 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電連接到FPC4018所具有的端子。此外，雖然在圖21A1至21B中示出另行形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4003并將它安裝到 第一襯底4001的例子，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驅(qū)動(dòng)電路 而安裝，又可以另行僅形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分而安裝。圖22示出使用應(yīng)用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的TFT而制造的TFT襯底2600來(lái)構(gòu)成液晶顯示模塊作為半導(dǎo)體裝置的一例。圖22是液晶顯示模塊的一例，利用密封材料2602固定TFT襯底2600和對(duì)置襯底 2601，并在其間設(shè)置包括TFT等的像素部2603、包括液晶層的顯示元件2604、著色層2605， 以形成顯示區(qū)。在進(jìn)行彩色顯示時(shí)需要著色層2605，并且當(dāng)采用RGB方式時(shí)，對(duì)應(yīng)于各像 素而設(shè)置有分別對(duì)應(yīng)于紅色、綠色、藍(lán)色的著色層。在TFT襯底2600和對(duì)置襯底2601的外 側(cè)配置有偏振片2606、偏振片2607、擴(kuò)散板2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構(gòu) 成，且電路襯底2612利用柔性線路板2609與TFT襯底2600的布線電路部2608連接，并且 組裝有控制電路、電源電路等的外部電路。此外，也可以以在偏振片和液晶層之間具有相位 差板的狀態(tài)層疊。液晶顯示模塊可以采用TN(扭曲向列；Twisted Nematic)模式、IPS (平面內(nèi)轉(zhuǎn)換； In-Plane-Switching)模式、FFS(邊緣電場(chǎng)轉(zhuǎn)換；Fringe Field Switching)模式、MVA(多 疇垂直取向；Multi-domain VerticalAlignment)模式、PVA (垂直取向構(gòu)型；Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對(duì)稱排列微胞；Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(光學(xué)補(bǔ)償雙折射；Optically Compensated Birefringence)模 式、FLC(鐵電性液晶；Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC(反鐵電性液晶； AntiFerroelectric Liquid Crystal)模式等。通過(guò)上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的電特性穩(wěn)定且可靠性高的液晶顯示面 板。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式6在本實(shí)施方式中，作為應(yīng)用了實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管的半導(dǎo) 體裝置而示出電子紙的例子。在圖23中，作為半導(dǎo)體裝置的例子而示出有源矩陣型電子紙。作為用于半導(dǎo)體裝 置的薄膜晶體管581，可以應(yīng)用實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管。圖23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，其中將分別涂成白色和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，并使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。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 且與第一電極層587利用源電極層或漏電極層在形成于絕緣層583、584、585中的開(kāi)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、白色區(qū)590b，且該黑色區(qū)590a、白色區(qū)590b的周?chē)ǔ錆M了液體 的空洞594，并且球形粒子589的周?chē)畛溆袠?shù)脂等的填料595 (參照?qǐng)D23)。在本實(shí)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同一個(gè)襯底上的共同電位線電連接?？梢允褂脤?shí)施方式2所示 的共同連接部并通過(guò)配置在一對(duì)襯底之間的導(dǎo)電性粒子來(lái)電連接第二電極層588和共同 電位線。此外，還可以使用電泳元件而代替旋轉(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、帶正電的白色微粒和帶負(fù)電的黑色微粒。作為設(shè)置在第一電 極層和第二電極層之間的微囊，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 色微粒向相反方向移動(dòng)，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，一般稱為電子紙。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，電泳顯示元件的耗電量低，并且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不 對(duì)顯示部供應(yīng)電源，也能夠保持顯示過(guò)一次的圖像。從而，即使使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝 置(簡(jiǎn)單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠(yuǎn)離電波發(fā)信源，也能夠儲(chǔ) 存顯示過(guò)的圖像。如此，電泳顯示元件是利用所謂的介電泳效應(yīng)(dielectrophoreticeffect)的顯 示元件。在該介電泳效應(yīng)中，介電常數(shù)高的物質(zhì)移動(dòng)到高電場(chǎng)區(qū)。使用電泳顯示元件的電 泳顯示裝置不需要液晶顯示裝置所需的偏振片，從而其膜厚度、重量減少。將在溶劑中分散有上述微囊的溶液稱為電子墨水，并且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(guò)使用濾色片、具有色素的粒子來(lái)進(jìn)行彩色顯
7J\ o此外，通過(guò)在有源矩陣襯底上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置多個(gè)上述微囊，使得微囊?jiàn)A在兩個(gè)電極 之間，就完成有源矩陣型顯示裝置，并且，當(dāng)對(duì)微囊施加電場(chǎng)時(shí)可以進(jìn)行顯示。例如，可以使 用利用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3的薄膜晶體管來(lái)得到的有源矩陣襯底。此外，作為微囊中的微粒，使用選自導(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(guò)上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的電特性穩(wěn)定且可靠性高的電子紙。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式7在本實(shí)施方式中，作為應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管的半導(dǎo)體 裝置，示出發(fā)光顯示裝置的例子。在此，通過(guò)使用利用電致發(fā)光的發(fā)光元件，來(lái)示出顯示裝 置所具有的顯示元件。根據(jù)其發(fā)光材料是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)化合物來(lái)區(qū)分利用電致發(fā)光 的發(fā)光元件，一般來(lái)說(shuō)，前者稱為有機(jī)EL元件，而后者稱為無(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，電子和空穴從一對(duì)電極分別注入到 包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，以使電流流過(guò)。然后，由于這些載流子(電子和空穴)的復(fù)合， 發(fā)光有機(jī)化合物形成激發(fā)態(tài)，并且當(dāng)該激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，得到發(fā)光。根據(jù)這種機(jī)制，而 該發(fā)光元件稱為電流激勵(lì)型發(fā)光元件。根據(jù)其元件的結(jié)構(gòu)，將無(wú)機(jī)EL元件分類為分散型無(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(jī)制 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元件具有利用電介 質(zhì)層夾住發(fā)光層并利用電極夾住由電介質(zhì)層夾住的發(fā)光層的結(jié)構(gòu)，并且其發(fā)光機(jī)制是利用 金屬離子的內(nèi)殼層電子躍遷的局部發(fā)光。注意，在此使用有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件而進(jìn)行 說(shuō)明。圖24是作為應(yīng)用本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的例子而示出能夠應(yīng)用數(shù)字時(shí)
29間灰度驅(qū)動(dòng)的像素結(jié)構(gòu)的一例的圖。對(duì)能夠應(yīng)用數(shù)字時(shí)間灰度驅(qū)動(dòng)的像素的結(jié)構(gòu)及像素的工作進(jìn)行說(shuō)明。在此，示出 在一個(gè)像素中使用兩個(gè)n溝道型晶體管的例子，該n溝道型晶體管將實(shí)施方式1或?qū)嵤┓?式2所示的以In-Ga-Zn-0類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層用作溝道形成區(qū)。像素6400包括開(kāi)關(guān)晶體管6401、驅(qū)動(dòng)晶體管6402、發(fā)光元件6404以及電容元件 6403。在開(kāi)關(guān)晶體管6401中，柵極連接到掃描線6406，第一電極(源電極及漏電極中的一 方)連接到信號(hào)線6405，第二電極(源電極及漏電極中的另一方)連接到驅(qū)動(dòng)晶體管6402 的柵極。在驅(qū)動(dòng)晶體管6402中，柵極通過(guò)電容元件6403連接到電源線6407，第一電極連接 到電源線6407，第二電極連接到發(fā)光元件6404的第一電極(像素電極)。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與形成在同一個(gè)襯底上的共同電位線電 連接，并且將該連接部分設(shè)定為共同連接部，即可。此外，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。注意， 低電源電位是指以設(shè)定于電源線6407的高電源電位為基準(zhǔn)滿足低電源電位<高電源電位 的電位，作為低電源電位而例如可以設(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，使電流流過(guò)發(fā)光元件6404以使發(fā)光元件6404發(fā)光，所以以使高 電源電位與低電源電位的電位差成為發(fā)光元件6404的正向閾值電壓以上的方式分別設(shè)定 各電位。注意 ，還可以使用驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極電容器而代替電容元件6403以省略電 容元件6403。也可以在溝道區(qū)與柵電極之間形成驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極電容器。這里，在采用電壓輸入電壓驅(qū)動(dòng)方式的情況下，對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極輸入使 驅(qū)動(dòng)晶體管6402充分成為導(dǎo)通或截止的兩種狀態(tài)的視頻信號(hào)。就是說(shuō)，驅(qū)動(dòng)晶體管6402 在線性區(qū)工作。由于驅(qū)動(dòng)晶體管6402在線性區(qū)工作，因此將比電源線6407的電壓高的電 壓施加到驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極。注意，對(duì)信號(hào)線6405施加(電源線電壓+驅(qū)動(dòng)晶體管 6402的Vth)以上的電壓。此外，當(dāng)進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)而代替數(shù)字時(shí)間灰度驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)使信號(hào)的輸入不同， 可以使用與圖24相同的像素結(jié)構(gòu)。當(dāng)進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極施加(發(fā)光元件6404的正向 電壓+驅(qū)動(dòng)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(shí)的電壓，至少包括正向閾值電壓。注意，通過(guò)輸入使驅(qū)動(dòng)晶體管6402工作在飽 和區(qū)中的視頻信號(hào)，可以使電流流過(guò)發(fā)光元件6404。為了使驅(qū)動(dòng)晶體管6402工作在飽和區(qū) 域中，而使電源線6407的電位高于驅(qū)動(dòng)晶體管6402的柵極電位。當(dāng)視頻信號(hào)為模擬時(shí)，可 以使對(duì)應(yīng)于視頻信號(hào)的電流流過(guò)發(fā)光元件6404，以進(jìn)行模擬灰度驅(qū)動(dòng)。此外，圖24所示的像素結(jié)構(gòu)不局限于此。例如，也可以對(duì)圖24的像素還追加開(kāi)關(guān)、 電阻元件、電容元件、晶體管、邏輯電路等。接著，參照?qǐng)D25A至25C而說(shuō)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在此，以驅(qū)動(dòng)TFT是n型的情 況為例子來(lái)說(shuō)明像素的截面結(jié)構(gòu)。圖25A、25B和25C的用于半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)TFT7001、 7011、7021可以與實(shí)施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管同樣地制造，它們是使用以 In-Ga-Zn-0類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層的電特性穩(wěn)定且可靠性高的薄膜晶體管。發(fā)光元件的陽(yáng)極及陰極中之至少一方是透明以取出發(fā)光，即可。而且，有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，即在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件，并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。本發(fā)明的像素結(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?qǐng)D25A而說(shuō)明頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖25A示出當(dāng)驅(qū)動(dòng)TFT7001是n型并且從發(fā)光元件7002發(fā)射的光穿過(guò)陽(yáng)極7005 一側(cè)時(shí)的像素的截面圖。在圖25A中，發(fā)光元件7002的陰極7003和驅(qū)動(dòng)TFT7001電連接， 并且在陰極7003上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7004、陽(yáng)極7005。作為陰極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)選采用&、41、1%48311^等。而且， 發(fā)光層7004可以由單層或多個(gè)層的疊層構(gòu)成。在由多個(gè)層構(gòu)成時(shí)，在陰極7003上按順序 層疊電子注入層、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)置所有的 這些層。使用具有透過(guò)光的透光性的導(dǎo)電材料形成陽(yáng)極7005，例如也可以使用具有透光性 的導(dǎo)電膜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。由陰極7003及陽(yáng)極7005夾著發(fā)光層7004的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7002。在圖25A 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(yáng)極7005 —側(cè)。接著，參照?qǐng)D25B而說(shuō)明底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖25B示出當(dāng)驅(qū)動(dòng)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)時(shí)的像素的截面圖。在圖25B 中，在與驅(qū)動(dòng)TFT7011電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7017上形成有發(fā)光元件7012的陰極 7013，并且在陰極7013上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7014、陽(yáng)極7015。注意，在陽(yáng)極7015具有透 光性的情況下，也可以覆蓋陽(yáng)極上地形成有用來(lái)反射光或遮蔽光的屏蔽膜7016。與圖25A 的情況同樣，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(guò)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25A同樣，發(fā)光層7014可以由單層或多個(gè)層的疊層構(gòu)成。陽(yáng)極 7015不需要透過(guò)光，但是可以與圖25A同樣地使用具有透光性的導(dǎo)電材料形成。并且，雖然 屏蔽膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限于金屬膜。例如，也可以使用添加 有黑色的顏料的樹(shù)脂等。由陰極7013及陽(yáng)極7015夾著發(fā)光層7014的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7012。在圖25B 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?qǐng)D25C而說(shuō)明雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖25C中，在與驅(qū)動(dòng)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(yáng)極7025。與圖25A的情況同樣，作為陰極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(guò)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25A同樣，發(fā)光層7024可以由單層或 多個(gè)層的疊層構(gòu)成。陽(yáng)極7025可以與圖25A同樣地使用具有透過(guò)光的透光性的導(dǎo)電材料 形成。陰極7023、發(fā)光層7024和陽(yáng)極7025重疊的部分相當(dāng)于發(fā)光元件7022。在圖25C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(yáng)極7025 —側(cè)和陰極7023 一側(cè)的雙方。注意，雖然在此描述了有機(jī)EL元件作為發(fā)光元件，但是也可以設(shè)置無(wú)機(jī)EL元件作為發(fā)光元件。注意，雖然在本實(shí)施方式中示出了控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的薄膜晶體管(驅(qū)動(dòng)TFT) 和發(fā)光元件電連接的例子，但是也可以采用在驅(qū)動(dòng)TFT和發(fā)光元件之間連接有電流控制 TFT的結(jié)構(gòu)。注意，本實(shí)施方式所示的半導(dǎo)體裝置不局限于圖25A至25C所示的結(jié)構(gòu)而可以根 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想進(jìn)行各種變形。接著，參照?qǐng)D26A和26B而說(shuō)明相當(dāng)于應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶 體管的半導(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26A 是一種面板的平面圖，其中利用密封材料將形成在第一襯底上的薄膜晶體管及發(fā)光元件密 封在第一襯底與第二襯底之間。圖26B相當(dāng)于沿著圖26A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(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃 描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b的方式設(shè)置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號(hào)線驅(qū) 動(dòng)電路4503a、4503b及掃描線驅(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)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b、以及掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b與填料4507 — 起由第一襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506密封。像這樣，優(yōu)選不暴露于外氣地使 用氣密性高且漏氣少的保護(hù)薄膜(貼合薄膜、紫外線固化樹(shù)脂薄膜等)、覆蓋材料來(lái)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)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃 描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b包括多個(gè)薄膜晶體管。在圖26B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)線驅(qū)動(dòng)電路4503a中的薄膜晶體管4509。作為薄膜晶體管4509、4510，可以應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的使用以 In-Ga-Zn-0類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體層的電特性穩(wěn)定且可靠性高的薄膜晶體管。 在本實(shí)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的源電極層或漏電極層電連接。注意，雖然發(fā)光元 件4511的結(jié)構(gòu)是第一電極層4517、電場(chǎng)發(fā)光層4512、第二電極層4513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)?？梢愿鶕?jù)從發(fā)光元件4511取出發(fā)光的方向等而適當(dāng)?shù)馗?變發(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)聚硅氧烷來(lái)形成分隔壁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 曲率而成的傾斜面。電場(chǎng)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及分隔壁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)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b、掃描線驅(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與FPC4518a所具有的端子電連接。位于取出來(lái)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(shù)脂 或熱固化樹(shù)脂?？梢允褂肞VC(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)。在本實(shí)施方式中，作為填料4507而 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(jìn)行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹 凸來(lái)擴(kuò)散反射光，從而可以降低眩光的處理。以在另行準(zhǔn)備的襯底上使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動(dòng)電路安裝 有信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路4503a、4503b及掃描線驅(qū)動(dòng)電路4504a、4504b。此外，也可以另行僅形成 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路或其一部分、或者掃描線驅(qū)動(dòng)電路或其一部分安裝。本實(shí)施方式不局限于 圖26A和26B的結(jié)構(gòu)。通過(guò)上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的電特性穩(wěn)定且可靠性高的發(fā)光顯示裝 置(顯示面板)O注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式8應(yīng)用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置可以用作電子紙。 電子紙可以用于顯示信息的所有領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如，可以將電子紙應(yīng)用于電子書(shū)籍 (電子書(shū))、招貼、電車(chē)等的交通工具的車(chē)廂廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖27A 和27B以及圖28示出電子設(shè)備的一例。圖27A示出使用電子紙而制造的招貼2631。在廣告媒體是紙印刷物的情況下用人 手進(jìn)行廣告的交換，但是如果使用電子紙，則可以在短時(shí)間內(nèi)可以改變廣告的顯示內(nèi)容。此 外，顯示不會(huì)打亂而可以得到穩(wěn)定的圖像。注意，招貼也可以采用以無(wú)線的方式收發(fā)信息的 結(jié)構(gòu)。此外，圖27B示出電車(chē)等的交通工具的車(chē)廂廣告2632。在廣告媒體是紙印刷物的 情況下用人手進(jìn)行廣告的交換，但是如果使用電子紙，則可以在短時(shí)間內(nèi)不需要許多人手 地改變廣告的顯示內(nèi)容。此外，顯示不會(huì)打亂而可以得到穩(wěn)定的圖像。注意，車(chē)廂廣告也可 以采用以無(wú)線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。另外，圖28示出電子書(shū)籍2700的一例。例如，電子書(shū)籍2700由兩個(gè)框體，即框體 2701及框體2703構(gòu)成?？蝮w2701及框體2703由軸部2711形成為一體，并且可以以該軸 部2711為軸進(jìn)行開(kāi)閉工作。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行如紙的書(shū)籍那樣的工作?？蝮w2701組裝有顯示部2705，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(huà)面的結(jié)構(gòu)，又可以是顯示不同的畫(huà)面的結(jié)構(gòu)。通過(guò) 采用顯示不同的畫(huà)面的結(jié)構(gòu)，例如可以在右邊的顯示部(圖28中的顯示部2705)上顯示文 章，并且在左邊的顯示部(圖28中的顯示部2707)上顯示圖像。
33
此外，在圖28中示出框體2701具備操作部等的例子。例如，框體2701具備電源 2721、操作鍵2723、揚(yáng)聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁(yè)。注意，也可以采用在與框 體的顯示部同一個(gè)面具備鍵盤(pán)、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(jī)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)、記錄媒體插入部等的結(jié)構(gòu)。再者，電子書(shū)籍2700也可以具有作為電子詞典的功 能。此外，電子書(shū)籍2700也可以采用以無(wú)線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)。還可以采用以無(wú) 線的方式從電子書(shū)籍服務(wù)器購(gòu)買(mǎi)所希望的書(shū)籍?dāng)?shù)據(jù)等，然后下載的結(jié)構(gòu)。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。實(shí)施方式9使用實(shí)施方式1至實(shí)施方式3所示的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于各種電 子設(shè)備(包括游戲機(jī))。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(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)電話機(jī)(也稱為移動(dòng) 電話、移動(dòng)電話裝置)、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29A示出電視裝置9600的一例。在電視裝置9600中，框體9601組裝有顯示部 9603。利用顯示部9603可以顯示圖像。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)、另行提供的遙控操作機(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、音量 的操作，并且可以對(duì)顯示于顯示部9603上的圖像進(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)、調(diào)制解調(diào)器等的結(jié)構(gòu)。通過(guò)利用接收機(jī)，可 以接收一般的電視廣播。再者，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無(wú)線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn) 行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間等)的信息
通{曰。圖29B示出數(shù)碼相框9700的一例。例如，在數(shù)碼相框9700中，框體9701組裝有 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)。這些構(gòu)件也可以組裝到與顯示 部同一個(gè)面，但是通過(guò)將它們?cè)O(shè)置到側(cè)面或背面來(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)，然后將所提取的圖像數(shù)據(jù)顯示于顯示部9703。此外，數(shù)碼相框9700既可以采用以無(wú)線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)，又可以采用以無(wú) 線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30A示出便攜式游戲機(jī)，它由框體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?？蝮w9881安裝有顯示部9882，并且框體9891安裝有顯示部9883。另外，圖30A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 (即，具有測(cè)定如下因素 的功能的單元力量、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、射線、流量、濕度、傾斜度、振動(dòng)、氣味或紅外 線)、以及麥克風(fēng)9889)等。當(dāng)然，便攜式游戲機(jī)的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，而只要是至少 具備根據(jù)本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)就可以，并且可以采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它 附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖30A所示的便攜式游戲機(jī)具有如下功能讀出儲(chǔ)存在記錄媒體中的程 序或數(shù)據(jù)并將它顯示在顯示部上；通過(guò)與其他便攜式游戲機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信而共享信息。注 意，圖30A所示的便攜式游戲機(jī)所具有的功能不局限于此，而可以具有各種各樣的功能。圖30B示出大型游戲機(jī)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)手柄或停止開(kāi)關(guān)等的操作單元、投幣口、 揚(yáng)聲器等。當(dāng)然，投幣機(jī)9900的結(jié)構(gòu)不局限于此，而只要是至少具備根據(jù)本發(fā)明的一種方 式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)就可以，并且可以采用適當(dāng)?shù)卦O(shè)置有其它附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖31A示出移動(dòng)電話機(jī)1000的一例。移動(dòng)電話機(jī)1000除了安裝在框體1001中的 顯示部1002之外還具備操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚(yáng)聲器1005、麥克風(fēng)1006等。圖31A所示的移動(dòng)電話機(jī)1000可以用人手指等觸摸顯示部1002來(lái)輸入信息。此 外，可以用人手指等觸摸顯示部1002來(lái)進(jìn)行打電話或制作電子郵件等的操作。顯示部1002的畫(huà)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(jìn)行顯示于畫(huà)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(huà)面的大多部分中顯示鍵盤(pán)或號(hào)碼按鈕。此外，通過(guò)在移動(dòng)電話機(jī)1000的內(nèi)部設(shè)置具有陀螺儀、加速度傳感器等檢測(cè)傾斜 度的傳感器的檢測(cè)裝置，判斷移動(dòng)電話機(jī)1000的方向(豎向還是橫向)，從而可以對(duì)顯示部 1002的畫(huà)面顯示進(jìn)行自動(dòng)切換。此外，通過(guò)觸摸顯示部1002或?qū)蝮w1001的操作按鈕1003進(jìn)行操作，切換畫(huà)面 模式。此外，還可以根據(jù)顯示于顯示部1002上的圖像種類而切換畫(huà)面模式。例如，當(dāng)顯示 于顯示部上的圖像信號(hào)為動(dòng)態(tài)圖像的數(shù)據(jù)時(shí)，將畫(huà)面模式切換成顯示模式，并且當(dāng)顯示于 顯示部上的圖像信號(hào)為文字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，將畫(huà)面模式切換成輸入模式。另外，當(dāng)在輸入模式中通過(guò)檢測(cè)出顯示部1002的光傳感器所檢測(cè)的信號(hào)得知在 一定期間中沒(méi)有顯示部1002的觸摸操作輸入時(shí)，也可以以將畫(huà)面模式從輸入模式切換成 顯示模式的方式進(jìn)行控制。還可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過(guò)用人手掌或手指觸摸顯示部 1002，拍攝掌紋、指紋等，從而可以進(jìn)行個(gè)人識(shí)別。此外，通過(guò)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(cè)用光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。圖31B也示出移動(dòng)電話機(jī)的一例。圖31B的移動(dòng)電話機(jī)包括顯示裝置9410和通 信裝置9400。顯示裝置9410具有包括顯示部9412和操作按鈕9413的框體9411。通信裝 置9400具有包括操作按鈕9402、外部輸入端子9403、麥克風(fēng)9404、揚(yáng)聲器9405、和在接電話時(shí)發(fā)光的發(fā)光部分9406的框體9401。具有顯示功能的顯示裝置9410可以在箭頭所示的 兩個(gè)方向上與具有電話功能的通信裝置9400之間進(jìn)行分離、連接。因此，既可以將顯示裝 置9410和通信裝置9400的短軸安裝在一起，又可以將顯示裝置9410和通信裝置9400的 長(zhǎng)軸安裝在一起。此外，當(dāng)只需要顯示功能時(shí)，從通信裝置9400分離顯示裝置9410，從而可 以單獨(dú)使用顯示裝置9410。通信裝置9400和顯示裝置9410可以通過(guò)無(wú)線通信或有線通信 交接圖像或輸入信息，并且它們分別具有可充電的電池。注意，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。[實(shí)施例1]在本實(shí)施例中，示出對(duì)在上述實(shí)施方式中作為氧化物半導(dǎo)體層及緩沖層而使用的 氧化物半導(dǎo)體的導(dǎo)電率進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果。在本實(shí)施例中，在玻璃襯底上形成In-Ga-Zn-0類非單晶膜(以下稱為IGZ0膜) 和In-Ga-Zn-0-N類非單晶膜(以下稱為IGZ0N膜)。該In-Ga-Zn-O類非單晶膜通過(guò)在氬 氣體和氧氣體氣氛下利用濺射法來(lái)形成，且In-Ga-Zn-0-N類非單晶膜通過(guò)在氬氣體和氮 氣體氣氛下利用濺射法來(lái)形成。對(duì)所形成的IGZ0膜和IGZ0N膜進(jìn)行多次的大氣氣氛下的 熱處理和氮?dú)夥障碌臒崽幚?，并且在每個(gè)熱處理后測(cè)量薄層電阻，以算出導(dǎo)電率。下面說(shuō)明 在本實(shí)施例中的各工序的詳細(xì)情況。首先，利用純水洗滌玻璃襯底。注意，作為玻璃襯底，使用Eagle2000 (商品名)(康 寧公司(Coming Inc.)制造的無(wú)堿玻璃)。接著，在玻璃襯底上分別形成IGZ0膜和IGZ0N 膜。使用包含以ln203 Ga203 ZnO = 1 1 1的比例包含它們的氧化物半導(dǎo)體作為 靶材，將襯底和靶材之間的距離設(shè)定為60mm，將壓力設(shè)定為0.4Pa，將直流(DC)電源設(shè)定為 0. 5kW，將膜厚度設(shè)定為50nm，將成膜氣體的流量比設(shè)定為Ar 02 = 30 15 (seem)，將成 膜溫度設(shè)定為室溫，以形成IGZ0膜。此外，將成膜氣體設(shè)定為Ar N2 = 35 5 (seem)，并 且關(guān)于其他條件與IGZ0膜的形成同樣地進(jìn)行IGZ0N膜的形成。注意，將IGZ0膜和IGZ0N 膜形成為其膜厚度成為大約50nm，并且關(guān)于它們的實(shí)際上的膜厚度，在進(jìn)行成膜后通過(guò)橢 偏儀(ellipsometer)來(lái)測(cè)量。接著，利用薄層電阻測(cè)量器，以測(cè)量IGZ0膜和IGZ0N膜的薄 層電阻值。注意，導(dǎo)電率可以根據(jù)薄層電阻值和膜厚度而得到。接著，對(duì)IGZ0膜和IGZ0N膜進(jìn)行反濺射處理，該反濺射處理的條件為如下Ar氣 體流量為50sCCm，壓力為0. 6Pa，直流(DC)電源為0. 2kW，且處理時(shí)間為3分鐘。在反濺射 處理后，測(cè)量IGZ0膜和IGZ0N膜的薄層電阻值，以得到導(dǎo)電率。接著，對(duì)IGZ0膜和IGZ0N膜反復(fù)進(jìn)行處理溫度為350°C且處理時(shí)間為1小時(shí)的大 氣氣氛下的熱處理(以下稱為大氣烘烤)及處理溫度和處理時(shí)間與大氣氣氛下的熱處理的 處理溫度和處理時(shí)間相同的氮?dú)夥障碌臒崽幚?以下稱為氮?dú)夂婵?。熱處理以工序A及 工序B的兩種方法進(jìn)行。在工序A中，在反濺射處理后，按大氣烘烤、氮?dú)夂婵?、大氣烘烤?氮?dú)夂婵镜捻樞蜻M(jìn)行熱處理，并且，在工序B中，在反濺射處理后，按氮?dú)夂婵?、大氣烘烤?氮?dú)夂婵镜捻樞蜻M(jìn)行熱處理。就是說(shuō)，工序B是省略工序A中的最初大氣烘烤的工序。表1
表 2 表1示出工序A中的IGZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率，并且表2示出工序B中的IGZ0 膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率。在表1和表2中，導(dǎo)電率的單位都是S/cm。此外，關(guān)于其薄層電阻 值高為不能由薄層電阻測(cè)量器測(cè)量程度的薄膜，將其導(dǎo)電率設(shè)定為<< 0. OlS/cm。根據(jù)表1、表2，在比較經(jīng)過(guò)同一個(gè)工序的IGZ0膜和IGZ0N膜時(shí)，IGZ0N膜的導(dǎo)電 率更高。此外，在進(jìn)行反濺射處理時(shí)，IGZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率提高。此外，在進(jìn)行大氣 烘烤時(shí)，IGZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率降低，而在進(jìn)行氮?dú)夂婵緯r(shí)，IGZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電 率提高。此外，在IGZ0膜和IGZ0N膜中，即使受到氮?dú)夂婵径岣咂鋵?dǎo)電率，在受到大氣烘 烤后其導(dǎo)電率也降低得低于測(cè)量下限。此外，在比較表1所示的工序A的第一次氮?dú)夂婵竞蟮腎GZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電 率和表2所示的工序B的第二次氮?dú)夂婵竞蟮腎GZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率時(shí)，雖然在工序 A、工序B中都由于大氣烘烤而導(dǎo)電率成為0. 01S/cm以下，但是后者的IGZ0膜和IGZ0N膜 的導(dǎo)電率都更高。據(jù)此，可以知道如下事實(shí)關(guān)于IGZ0膜和IGZ0N膜的導(dǎo)電率，如果成膜后 的最初熱處理的氣氛為大氣氣氛則低，而如果為氮?dú)夥談t高。再者，可以推測(cè)如下即使在 成膜后在不同的氣氛下進(jìn)行多次的熱處理，也根據(jù)在成膜后最初進(jìn)行熱處理時(shí)的氣氛，而 降低后面進(jìn)行的在不同的氣氛下的熱處理的效果。根據(jù)上述，在上述實(shí)施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體層，優(yōu)選使用在大氣氣氛下對(duì)在 氬氣體和氧氣體的氣氛下形成的In-Ga-Zn-0類非單晶膜進(jìn)行熱處理的膜。由此，可以降低 氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率，并且可以降低截止電流。此外，作為緩沖層，優(yōu)選使用在氮?dú)夥?下對(duì)在氬氣體和氮體的氣氛下形成的In-Ga-Zn-0-N類非單晶膜進(jìn)行熱處理的膜。由此，可 以提高緩沖層的低電阻區(qū)的導(dǎo)電率，在氧化物半導(dǎo)體層和源電極層或漏電極層之間形成歐 姆接觸，使薄膜晶體管的電特性穩(wěn)定。此外，通過(guò)在大氣氣氛下對(duì)由于在氮?dú)夥障碌臒崽幚矶岣咂鋵?dǎo)電率的緩沖層的一部分進(jìn)行加熱，可以降低導(dǎo)電率而形成高電阻區(qū)。此外，通過(guò) 在形成氧化物半導(dǎo)體層后，馬上在大氣氣氛下進(jìn)行熱處理，即使在后面的工序中在氮?dú)夥?下進(jìn)行熱處理，也可以抑制氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率的提高。此外，通過(guò)在形成氧化物半導(dǎo) 體層后在大氣氣氛下進(jìn)行熱處理，并且在形成緩沖層后在氮?dú)夥障逻M(jìn)行熱處理，即使在形 成薄膜晶體管后進(jìn)行熱處理，也可以將氧化物半導(dǎo)體層及緩沖層的低電阻區(qū)及高電阻區(qū)的 導(dǎo)電率保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。[主要元件符號(hào)說(shuō)明] 本說(shuō)明書(shū)根據(jù)2009年4月2日在日本利局受理的日本專利申請(qǐng)編號(hào)2009-090428 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
一種半導(dǎo)體裝置，包括柵電極層；所述柵電極層上的柵極絕緣層；所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層；所述氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層；以及所述緩沖層上的源電極層及漏電極層，其中，所述緩沖層具有低電阻區(qū)及高電阻區(qū)，所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于所述氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率和所述高電阻區(qū)的導(dǎo)電率，并且所述低電阻區(qū)由所述源電極層及所述漏電極層覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述緩沖層包括氮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述柵電極層的在溝道方向上的寬度小 于所述氧化物半導(dǎo)體層的在溝道方向上的寬度。
4.一種半導(dǎo)體裝置，包括 柵電極層；所述柵電極層上的柵極絕緣層； 所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層； 所述氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層；以及 所述緩沖層上的源電極層及漏電極層， 其中，所述緩沖層具有低電阻區(qū)及高電阻區(qū)，所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于所述氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率和所述高電阻區(qū)的導(dǎo)電率， 所述低電阻區(qū)由所述源電極層及所述漏電極層覆蓋， 并且，所述緩沖層是由氧化物半導(dǎo)體形成的非單晶膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述緩沖層包括氮。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述柵電極層的在溝道方向上的寬度小 于所述氧化物半導(dǎo)體層的在溝道方向上的寬度。
7.一種半導(dǎo)體裝置，包括 柵電極層；所述柵電極層上的柵極絕緣層； 所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層； 所述氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層；以及 所述緩沖層上的源電極層及漏電極層， 其中，所述緩沖層具有低電阻區(qū)及高電阻區(qū)，所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于所述氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率和所述高電阻區(qū)的導(dǎo)電率，所述低電阻區(qū)由所述源電極層及所述漏電極層覆蓋，并且，所述高電阻區(qū)的端部與所述源電極層或所述漏電極層重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述緩沖層包括氮。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述柵電極層的在溝道方向上的寬度小 于所述氧化物半導(dǎo)體層的在溝道方向上的寬度。
10.一種半導(dǎo)體裝置，包括柵電極層；所述柵電極層上的柵極絕緣層； 所述柵極絕緣層上的氧化物半導(dǎo)體層； 所述氧化物半導(dǎo)體層上的緩沖層；以及 所述緩沖層上的源電極層及漏電極層， 其中，所述緩沖層具有低電阻區(qū)及高電阻區(qū)，所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于所述氧化物半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率和所述高電阻區(qū)的導(dǎo)電率，所述低電阻區(qū)由所述源電極層及所述漏電極層覆蓋，所述緩沖層是由氧化物半導(dǎo)體形成的非單晶膜，并且，所述高電阻區(qū)的端部與所述源電極層或所述漏電極層重疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述緩沖層包括氮。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其中，所述柵電極層的在溝道方向上的寬度 小于所述氧化物半導(dǎo)體層的在溝道方向上的寬度。
13.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟 在襯底上形成柵電極層；在所述柵電極層上形成柵極絕緣層；在所述柵極絕緣層上通過(guò)濺射法形成第一氧化物半導(dǎo)體膜；在大氣氣氛下對(duì)所述第一氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理；在所述第一氧化物半導(dǎo)體膜上通過(guò)濺射法形成第二氧化物半導(dǎo)體膜；在氮?dú)夥障聦?duì)所述第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行熱處理；對(duì)所述第一氧化物半導(dǎo)體膜及所述第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行蝕刻，以形成氧化物半導(dǎo) 體層及緩沖層；在所述氧化物半導(dǎo)體層及所述緩沖層上形成導(dǎo)電膜； 對(duì)所述導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，以形成源電極層及漏電極層；以及 在大氣氣氛下對(duì)所述緩沖層的露出部分進(jìn)行熱處理，以形成低電阻區(qū)及高電阻區(qū)， 其中，由所述源電極層或所述漏電極層覆蓋的所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率高于所述氧化物 半導(dǎo)體層的導(dǎo)電率，并且，所述高電阻區(qū)的導(dǎo)電率低于所述低電阻區(qū)的導(dǎo)電率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，在稀有氣體和氮?dú)怏w的氣 氛下形成所述第二氧化物半導(dǎo)體膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，還包括如下步驟在所述氮?dú)夥?下的熱處理之前，對(duì)所述第二氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行反濺射處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，所述高電阻區(qū)的端部與所 述源電極層或所述漏電極層重疊。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體裝置及該半導(dǎo)體裝置的制造方法。本發(fā)明的目的在于提供一種使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管，其中，降低氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層之間的接觸電阻，以使其電特性穩(wěn)定。在使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，在氧化物半導(dǎo)體層上形成具有高電阻區(qū)及低電阻區(qū)的緩沖層，以使氧化物半導(dǎo)體層與源電極層或漏電極層接觸而中間夾著緩沖層的低電阻區(qū)。
文檔編號(hào)H01L29/786GK101859799SQ20101015969
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者淺野裕治, 肥塚純一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所