專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法。本發(fā)明特別涉及使用氧化物半導(dǎo)體的 半導(dǎo)體器件。此外，本發(fā)明還涉及具備該半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
以液晶顯示器(LCD)和EL顯示器為典型的平板顯示器(FPD)作為代替常規(guī)的CRT 的顯示器件引人注目。尤其是，安裝有有源矩陣驅(qū)動的大型液晶面板的大屏幕液晶電視的 開發(fā)對液晶面板的制造者已經(jīng)成為該致力進行的重要課題。此外，大屏幕的EL電視的開發(fā) 也在展開。在常規(guī)的液晶器件或場致發(fā)光顯示器件(以下稱作發(fā)光顯示器件或EL顯示器件) 中，使用結(jié)晶硅或非晶硅的薄膜晶體管(以下示為TFT)作為驅(qū)動每個像素的半導(dǎo)體元件。與使用非晶硅膜的TFT相比使用結(jié)晶硅膜的TFT的遷移率高二位以上(包括二 位)，從而當(dāng)用于掃描線驅(qū)動電路或信號線驅(qū)動電路等時可以期待高速動作，所述掃描線驅(qū) 動電路用于選擇發(fā)光顯示器件的像素，所述信號線驅(qū)動電路用于將視頻信號供給給被選擇 了的像素。然而，與將非晶硅用作半導(dǎo)體膜時相比，將結(jié)晶硅用作半導(dǎo)體膜時為了使半導(dǎo)體 膜結(jié)晶化而使步驟復(fù)雜化，從而具有一個難點，即成品率降低而且成本上升。此外，用于該 結(jié)晶化的加熱溫度為550°C或更高，不易使用熔點低的樹脂或塑料等的襯底。另一方面，將非晶硅用作半導(dǎo)體膜的TFT由于不進行高溫加熱，所以可以使用樹 脂襯底或塑料襯底，從而可以以低成本制造。然而，使用非晶硅的半導(dǎo)體膜形成溝道形成區(qū) 域的TFT的遷移率最大也只能得到0. 2至1. OcmVV · s左右，而且耗電量也高。此外，當(dāng)將非晶硅膜形成在襯底上時，一般使用等離子體CVD法。等離子體CVD法 當(dāng)?shù)矸e時需要在高真空下進行的加熱，有可能給在塑料襯底或襯底上的有機樹脂膜損傷。 此外，除了使用等離子體CVD法淀積非晶硅膜之外使用濺射法淀積時，也在非晶硅膜淀積 了之后被暴露在空氣中，則有可能在表面上形成很薄的絕緣膜。作為代替這種由硅構(gòu)成的半導(dǎo)體的材料，近年來，有將氧化鋅等氧化物半導(dǎo)體用 于溝道形成區(qū)域來形成TFT的報告(例如參見專利文獻1、非專利文獻1)。由于氧化物半 導(dǎo)體具有與由包括非晶硅的半導(dǎo)體構(gòu)成的TFT相同或比它高的遷移率，所以被謀求進一步 提高其特性。[專利文獻1]日本專利申請?zhí)亻_2000-150900號[非專利文獻 1]Elvira Μ· C. Fortunato 以及六名 Applied PhysicsLetters (應(yīng)用 物理快報)Vol. 85、No. 13、P 2541(2004)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件和其制造方法，該半導(dǎo)體 器件具有提高了特性的半導(dǎo)體元件。此外，另一方面，為了如液晶電視那樣以更廉價的工序制造大面積裝置，襯底的面積越來越大。然而，有一個問題，即因為襯底的大型化，容易受彎曲和扭曲的影響。此外，在 熱處理步驟中襯底被加熱到高溫度，就有一個問題，即扭曲和收縮導(dǎo)致襯底的尺寸的變化， 從而光刻步驟的對準的精度降低。由此，本發(fā)明的目的在于提供一種技術(shù)，該技術(shù)在用于半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體元件 的結(jié)晶化步驟中即使在單邊超過1米那樣的大型襯底上也可以以高成品率制造半導(dǎo)體器 件。如上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，該半導(dǎo)體器件 可以以比以前低成本且高生產(chǎn)率制造，并且具有進一步提高了特性的半導(dǎo)體元件。在本發(fā)明中使用化合物半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體，優(yōu)選使用氧化物半導(dǎo)體。作為氧化物 半導(dǎo)體，例如使用氧化鋅(ZnO)、氧化鈦(TiO2)、InGaO3(ZnO)5、氧化鎂鋅(MgxZrvxO)、氧化鎘 鋅(CdxZrvxO)、氧化鎘(CdO)或In-Ga-Zn-O之類的非晶氧化物半導(dǎo)體(a_IGZ0)等。本發(fā) 明旨在通過燈光快速退火(LRTA:lamp rapid thermalannealing，或簡單稱作燈加熱)加 熱鄰接于化合物半導(dǎo)體的柵極，選擇性地促進化合物半導(dǎo)體的結(jié)晶化，以制造使用至少在 溝道形成區(qū)域中包括促進了該結(jié)晶化的區(qū)域的化合物半導(dǎo)體的TFT。本發(fā)明之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、以及形成在 絕緣膜上的氧化物半導(dǎo)體膜，該氧化物半導(dǎo)體膜具有第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域和第二氧化物 半導(dǎo)體區(qū)域，并且在與柵極重疊的位置中被形成的第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域的結(jié)晶性比第二 氧化物半導(dǎo)體區(qū)域高。注意，結(jié)晶性表示結(jié)晶中的原子排列的規(guī)則性的程度。如果使用結(jié) 晶性良好(也稱為結(jié)晶性高、改善了結(jié)晶性)的氧化物半導(dǎo)體膜而制造TFT，其電特性則良 好。此外，本發(fā)明之一在襯底上具有柵極和氧化物半導(dǎo)體膜，該氧化物半導(dǎo)體膜在中 間夾著絕緣膜與柵極重疊的區(qū)域中包括一部分被結(jié)晶化了的區(qū)域。此外，本發(fā)明之一在襯底上具有柵極、氧化物半導(dǎo)體膜、以及導(dǎo)電膜，該導(dǎo)電膜提 供得與氧化物半導(dǎo)體膜接觸，該氧化物半導(dǎo)體膜在中間夾著絕緣膜與柵極重疊的區(qū)域中具 有一部分被結(jié)晶化了的區(qū)域。此外，本發(fā)明之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、以及形 成在絕緣膜上的氧化物半導(dǎo)體膜，該氧化物半導(dǎo)體膜至少在與柵極重疊的區(qū)域中被結(jié)晶 化。注意，被結(jié)晶化是指從非晶狀態(tài)生成結(jié)晶核或從生成了結(jié)晶核的狀態(tài)生長晶粒的情況。此外，本發(fā)明之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在 絕緣膜上的導(dǎo)電膜、以及形成在絕緣膜和導(dǎo)電膜上的氧化物半導(dǎo)體膜，該氧化物半導(dǎo)體膜 至少在與所述柵極重疊的區(qū)域中被結(jié)晶化。此外，本發(fā)明之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在 絕緣膜上的導(dǎo)電膜、以及形成在絕緣膜和導(dǎo)電膜上的氧化物半導(dǎo)體膜，其中柵極的對用于 結(jié)晶化的光源的反射率比導(dǎo)電膜低。注意，當(dāng)導(dǎo)電膜為具有遮光性的金屬膜等時采用對反 射率的比較。此外，本發(fā)明之一具有形成在襯底上的柵極、覆蓋柵極而被形成的絕緣膜、形成在 絕緣膜上的導(dǎo)電膜、以及形成在絕緣膜和導(dǎo)電膜上的氧化物半導(dǎo)體膜，其中柵極的熱吸收 率比導(dǎo)電膜高。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；在柵極上形成絕緣膜；以及在絕緣膜上形成氧化物半導(dǎo)體膜；并且對柵極進行LRTA，使與柵極重疊的氧化物半導(dǎo)體膜的一部分結(jié)晶 化。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；以及在絕緣膜上 形成氧化物半導(dǎo)體膜；并且通過對柵極進行LRTA，在氧化物半導(dǎo)體膜中形成第一氧化物半 導(dǎo)體區(qū)域和第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域，其中形成在與柵極重疊的位置中的第一氧化物半導(dǎo)體 區(qū)域的結(jié)晶性比所述第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域高。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；在柵極上形成絕緣膜；在絕緣膜上形成導(dǎo) 電膜；以及在絕緣膜和導(dǎo)電膜上形成氧化物半導(dǎo)體膜；并且通過對柵極進行LRTA，選擇性 地使氧化物半導(dǎo)體膜的一部分結(jié)晶化。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成 氧化物半導(dǎo)體膜；以及在氧化物半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜；并且通過對柵極進行LRTA，選擇 性地使氧化物半導(dǎo)體膜的一部分結(jié)晶化。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成 導(dǎo)電膜；以及在絕緣膜和導(dǎo)電膜上形成氧化物半導(dǎo)體膜；并且通過對柵極進行LRTA，在氧 化物半導(dǎo)體膜中形成第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域和第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域。此時，形成在與柵 極重疊的位置中的第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域的結(jié)晶性比第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域高。此外，本發(fā)明之一在襯底上形成柵極；覆蓋柵極地形成絕緣膜；在絕緣膜上形成 氧化物半導(dǎo)體膜；以及在氧化物半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜；并且通過對柵極進行燈加熱，在 氧化物半導(dǎo)體膜中形成第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域和第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域。此時形成在與柵 極重疊的位置中的第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域的結(jié)晶性比第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域高。上述導(dǎo)電膜由選自Al、Ti、Cu、Au、Ag、Mo、Ni、Ta、Zr、以及Co中的一種或多種元素 形成。上述氧化物半導(dǎo)體膜優(yōu)選至少包含氧化鋅(ZnO)。例如，InGaO3(ZnO)5、MgxZrvxO 或 CdxZrvxO0上述襯底為選自有機樹脂襯底、無機樹脂襯底、塑料襯底、以及玻璃襯底中的任何一種。上述氧化物半導(dǎo)體膜通過濺射法形成。在上述氧化物半導(dǎo)體膜中可以添加有氮。通過添加氮，在氧化物半導(dǎo)體膜呈現(xiàn)η 型的半導(dǎo)體特性的情況下，氮起受主雜質(zhì)作用。因此，可以控制使用添加有氮的氧化物半導(dǎo) 體膜而制造的晶體管的閾值電壓。本發(fā)明之一使用W、TaN、或Cr中的任何一種或者包含它們中的任何一種的合金作 為柵極。本發(fā)明之一通過輻射鹵燈的燈光而進行對氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化。本發(fā)明之一使用波長區(qū)域為800至2400nm的光作為燈光。而且，使用可見光或紅 外光區(qū)域的波長。本發(fā)明之一為具有上述半導(dǎo)體器件的液晶電視機或EL電視機。此外，在本發(fā)明中，可以代替LRTA輻射激光束來進行加熱處理，例如可以作為激 光束輻射紅外光激光束、可見光激光束、或紫外光激光束等來選擇性地改善氧化物半導(dǎo)體 膜的結(jié)晶性。或者，還可以在進行燈加熱的同時輻射激光束來選擇性地改善氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性。在使用激光輻照的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型的激光束(CW激光束)或脈 沖振蕩型的激光束(脈沖激光束)。在此可以使用的激光束為由如下激光器中的一種或多 種振蕩出來的激光束Ar激光器、Kr激光器、以及受激準分子激光器等的氣體激光器；將在 單晶的 YAG、YVO4、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、YA103、GdV04、或者多晶(陶瓷)的 YAG、Y2O3> YVO4, YA103、GdVO4中添加Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Ta之中的一種或多種作為摻雜物而獲得的 材料用作介質(zhì)的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti 藍寶石激光器；銅 蒸汽激光器；或者金蒸汽激光器。通過照射這種激光束的基波以及這種基波的第二高次諧 波至第四高次諧波的激光束，可以使其結(jié)晶性良好。注意，作為激光束優(yōu)選使用比氧化物半 導(dǎo)體膜的帶隙能極大的激光束。例如，可以使用由KrF、ArF, XeCl、或XeF的受激準分子激 光振蕩器發(fā)射的激光束。此外，在本發(fā)明中，半導(dǎo)體器件就是具有包括半導(dǎo)體元件(晶體管或二極管等) 的電路的器件，作為半導(dǎo)體器件可以舉出由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的集成電路、顯示器件、無線標 簽、IC標簽等。作為顯示器件，可以典型地舉出液晶顯示器件、發(fā)光器件、DMD(數(shù)字微鏡設(shè) 備)、PDP (等離子體顯示面板)、FED (場致發(fā)光器件)、以及電泳顯示器(電子紙)等的顯 示器件。此外，在本發(fā)明中，顯示器件就是使用顯示元件的器件，即圖像顯示裝置。此外，顯 示器件包括以下模塊在顯示面板上安裝有連接器如柔性印刷布線(FPC)、TAB(帶式自動 接合)膠帶或TCP (薄膜封裝)的模塊；在TAB膠帶或TCP的端部安裝有印刷布線板的模塊； 或在顯示元件上通過COG(玻璃上芯片)方式直接安裝有IC(集成電路)或CPU的模塊。注意，在本發(fā)明中，氧化物半導(dǎo)體膜至少在溝道形成區(qū)域中被結(jié)晶化，或者在該區(qū) 域中改善結(jié)晶性即可。此外，溝道形成區(qū)域不需要全部都被結(jié)晶化，至少在柵極一側(cè)的部分 被結(jié)晶化即可。注意，作為化合物半導(dǎo)體，除了氧化物半導(dǎo)體之外還可以使用氮化物半導(dǎo)體或碳 化物半導(dǎo)體。此外，還可以使用對可見光具有透光性的半導(dǎo)體。在本發(fā)明中，通過LRTA加熱柵極，使氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域中的結(jié)晶性 良好。其結(jié)果，由于氧化物半導(dǎo)體膜僅僅局部性地被加熱，所以襯底的大部分沒有被加熱， 以可以抑制襯底的收縮(縮小)或彎曲的同時進行結(jié)晶化步驟。因此，可以在使步驟簡單 化的同時制造具有提高了遷移率特性的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體器件。此外，在以下情況下，即在襯底上形成柵極；在柵極上形成用作柵極絕緣膜的絕緣 膜；在絕緣膜上形成對LRTA的光源的反射率比柵極高的布線；并且在布線上形成氧化物半 導(dǎo)體膜之后從襯底表面或背面進行LRTA，由于布線對LRTA的光源的反射率比柵極高，所以 比柵極被加熱得少。由此，可以使用低電阻的銅、鋁、銀等的熔點比較低的導(dǎo)電膜作為布線。 其結(jié)果，可以提供廉價的半導(dǎo)體器件。此外，氧化物半導(dǎo)體膜即使暴露于含氧的氣氛中也不像非晶硅膜那樣因為被氧化 在表面上沒有形成絕緣膜。因此，即使在形成膜之后暴露于空氣中，膜的變化也很少。此外，在使用ZnO作為氧化物半導(dǎo)體膜的情況下，可以將氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶 步驟中的熱處理溫度設(shè)定為350°C左右或更低。這是因為ZnO即使在350°C左右或更低的 熱處理溫度下也可以充分地促進結(jié)晶化的緣故。其結(jié)果，在使用樹脂襯底的情況下也可以 抑制襯底的收縮。
此外，由于使用對從燈發(fā)射的光的反射率低于源極布線和漏極布線的材料作為柵 極而進行燈加熱，所以利用從柵極傳導(dǎo)的熱量使至少ZnO的溝道形成區(qū)域中改善結(jié)晶性， 另一方面源極布線和漏極布線不容易被加熱，從而可以使用熔點比較低的材料作為源極布 線和漏極布線。例如，在使用Al作為源極布線和漏極布線的情況下，熱處理溫度可以為 350°C或更低，所以可以抑制Al擴散到半導(dǎo)體層中。如上所述，可以以低溫?zé)崽幚?350°C左右或更低)制造半導(dǎo)體器件，從而工序很 廉價。再者，由于氧化物半導(dǎo)體具有透光性，所以通過其源電極和漏極等由具有透光性 的導(dǎo)電膜形成，并且在其上形成像素電極，就可以提高像素部分的開口率。在使用氧化鋅作 為氧化物半導(dǎo)體的情況下，氧化鋅與銦錫氧化物(ITO)相比，資源豐富并且電阻低，所以通 過代替ITO使用氧化鋅作為像素電極，可以得到廉價的半導(dǎo)體器件。在將硅用于半導(dǎo)體膜的情況下，需要與溝道形成區(qū)域重疊地提供遮光膜，以便防 止光照射到溝道形成區(qū)域。其結(jié)果，在像素部分降低開口率。另一方面，在將氧化鋅用于氧 化物半導(dǎo)體膜的情況下，由于鋅有較豐富的資源，并且氧化鋅具有透光性，所以通過使用包 括具有透光性的銦錫氧化物(ITO)、由銦錫氧化物和氧化硅構(gòu)成的ITS0、有機銦、有機錫、 氧化鋅、氮化鈦等的透明導(dǎo)電材料形成源電極、漏極、以及像素電極，在透過型顯示面板中 可以實現(xiàn)開口率大的大型顯示。此外，可以有效地利用背光，而實現(xiàn)節(jié)電化。例如，通過將 顯示面板貼合在建筑物的窗戶上或汽車、火車、飛機等的擋風(fēng)玻璃上，還可以實現(xiàn)直接顯示 圖像或文字信息的抬頭顯示器。


圖IA和IB為說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的截面圖；圖2為說明本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶化的溫度依賴性的圖；圖3A至3C為說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的截面圖；圖4A至4H為說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的截面圖；圖5A至5C為說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的截面圖；圖6A至6F為說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的制造步驟的截面圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖8A至8F為表示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的方式的圖；圖9A至9F為說明根據(jù)本發(fā)明的顯示面板的像素電路及其工作結(jié)構(gòu)的圖；圖IOA至IOC為對根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動電路的安裝進行說明的圖；圖11為說明根據(jù)本發(fā)明的顯示模塊的圖；圖12A至12F為說明電子設(shè)備的一例的圖；圖13A和13B為根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖14A和14B為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的像素的電路圖和截面圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的截面圖；圖16為表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的元件襯底的一個方式的圖；圖17A和17B為表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件中的元件襯底的一個方式的圖；圖18A和18B為表示本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的框圖19A和19B為表示根據(jù)本發(fā)明的LRTA設(shè)備的結(jié)構(gòu)的圖；圖20為說明根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的一例的圖；圖21為說明根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備的一例的圖。
具體實施例方式下面，關(guān)于本發(fā)明的實施方式將參照附圖給予說明。但是，本發(fā)明可能通過多種不 同的方式來實施，所屬領(lǐng)域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內(nèi)容 可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍。例如，本實施方式和本實 施例可以適當(dāng)?shù)亟M合來實施本發(fā)明。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定在實施方式所記 載的內(nèi)容中。實施方式1在本實施方式中，將參照圖IA和IB說明TFT的制造步驟，所述TFT中將通過LRTA 改善了結(jié)晶性的氧化物半導(dǎo)體膜的一部分的區(qū)域用作溝道形成區(qū)域。首先，在襯底101上形成基底膜102。作為襯底101，可以使用聚對苯二甲酸乙二 醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、丙烯酸、以及聚酰亞胺等的塑料(合 成樹脂)或玻璃。作為基底膜102，使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜(SiOxNy) (x > y)或氮氧化 硅膜(SiNxOy) (x > y)等的絕緣膜的單層或疊層。通過濺射法或CVD法等形成基底膜102 即可。注意，雖然可以不提供，然而在本發(fā)明中優(yōu)選形成基底膜102。通過形成基底膜102， 可以抑制從形成在基底膜102上的電極或布線等產(chǎn)生的熱量傳遞到襯底101 —側(cè)。作為基 底膜102，例如可以使用膜厚度為10至400nm的氮氧化硅膜。隨后，在基底膜102上形成柵 極 103。通過濺射法形成膜厚度為100至200nm的柵極103即可。此外，可以使用選自鉭 (Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、以及鈮(Nb)等的元素、以上述元素為主要成分的合 金材料或化合物材料來形成柵極103。此外，柵極103還可以由以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多 晶硅為典型的半導(dǎo)體材料形成。接著，以50至500nm左右的膜厚度形成覆蓋柵極103的柵極絕緣膜104。作為柵 極絕緣膜104，通過濺射法或各種CVD法如等離子體CVD法等單獨或?qū)盈B形成含有硅的氧 化物或硅的氮化物的膜。具體地，以單層結(jié)構(gòu)形成含有氧化硅的膜(SiOx)、含有氧氮化硅的 膜(SiOxNy)、含有氮氧化硅的膜(SiNxOy),或者，適當(dāng)?shù)貙盈B上述膜來形成。此外，還可以通 過在含有氧、氮、或氧和氮的氣氛中對柵極103進行高密度等離子體處理，使柵極103的表 面氧化或氮化，以形成柵極絕緣膜。通過高密度等離子體處理而形成了的柵極絕緣膜優(yōu)異 于膜厚度和膜質(zhì)量等的均勻性并且可以形成致密的膜。作為含氧的氣氛，可以使用氧(O2)、 二氧化氮(NO2)或一氧化二氮(N2O)與稀有氣體的混合氣體；或者，氧(O2)、二氧化氮(NO2) 或一氧化二氮(N2O)與稀有氣體、以及氫(H2)的混合氣體。此外，作為含氮的氣氛，可以使 用氮(N2)或氨(NH3)與稀有氣體的混合氣體；或者，氮(N2)或氨(NH3)與稀有氣體、以及氫 (H2)的混合氣體。可以由高密度等離子體所生成的氧基(有時包括OH基)或氮基(有時 包括NH基)使柵極103的表面氧化或氮化。當(dāng)進行高密度等離子體處理形成柵極絕緣膜104時，以覆蓋柵極103地形成厚度為1至20nm，優(yōu)選為5至IOnm的絕緣膜。這種情況下的反應(yīng)是固相反應(yīng)，因此可以極度降 低該柵極絕緣膜104和柵極103之間的界面態(tài)密度。此外，由于柵極103直接被氧化或氮 化，所以可以使被形成的柵極絕緣膜104的厚度均勻。就是說，通過這里所示的高密度等離 子體處理使電極的表面固相氧化，可以形成具有良好均勻性和低界面態(tài)密度的絕緣膜。這 里，選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、以及鈮(Nb)等的元素、以上述元素為主 要成分的合金材料或化合物材料的氧化物用作柵極絕緣膜104。注意，柵極絕緣膜104可以僅僅使用通過高密度等離子體處理形成的絕緣膜，還 可以通過利用等離子體或熱反應(yīng)的CVD法層疊包含氧化硅、含氧的氮化硅、含氮的氧化硅 等的另一個絕緣膜中的至少一個。在哪一種情況下，當(dāng)將晶體管制成其具有的柵極絕緣膜 的一部分或全部包含通過高密度等離子體形成的絕緣膜時，可以減少特性的不均勻性。此外，柵極絕緣膜104可以使用與氧化物半導(dǎo)體膜的匹配性良好的氧化鋁 (Al2O3)、氮化鋁(AlN)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鋰(Li2O)、氧化鉀(K2O)、氧化鈉 (Na2O)、氧化銦(In2O3)、氧化釔(Y2O3)、鋯酸鈣(CaZrO3)或至少含有上述材料中的兩種的材 料，也可以單獨形成或者層疊兩層或更多層來形成。接著，在柵極絕緣膜104上膜厚度成為50至200nm地形成布線105。作為布線材 料，使用銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銅(Cu)、以及它們的合金等。只要比用于柵極103的材料 反射率高就可以用作布線材料，通過考慮到與柵極103的關(guān)系而適當(dāng)?shù)亟M合來使用。布線 可以層疊而形成，例如，可以采用從襯底一側(cè)層疊鋁和鈦的布線。鈦對使氧化物半導(dǎo)體膜和 鋁的電接觸特性良好很有效。鈦還具有抑制鋁擴散到氧化物半導(dǎo)體膜中的功能。此外，布 線還可以由透明導(dǎo)電膜形成，例如銦錫氧化物(ITO=Indium Tin Oxide)、含有氧化硅的銦 錫氧化物(ITSO)、銦鋅氧化物(IZO =Indium Zinc Oxide)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、 氧化鋅(ZnO)、添加有鋁的氧化鋅(AlZnO)、添加有鎵的氧化鋅(GaZnO)、氧化鋅(ZnO)等。 注意，作為布線105優(yōu)選使用對燈光的反射率比柵極103高或透光率比它高(或者，熱吸收 率比它低)的材料。接下來，在柵極絕緣膜104和布線105上形成氧化物半導(dǎo)體膜106。作為氧化物半 導(dǎo)體膜106可以使用如下狀態(tài)的氧化鋅(ZnO)，即非晶(非晶質(zhì)的)狀態(tài)、多晶狀態(tài)、或非 晶狀態(tài)和多晶狀態(tài)同時存在的微晶(也稱作微晶體)狀態(tài)，所述氧化鋅中添加有元素周期 表中第一族元素(例如，鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs))、第十三族元素(例如， 硼(B)、鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl))、第十四族元素(例如，碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、 鉛(Pb))、第十五族元素(例如，氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi))或第十七族元素 (例如，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I))等雜質(zhì)元素中的一種或多種，或者，還可以使用什 么雜質(zhì)元素都沒添加有的氧化鋅。此外，還可以使用氧化鈦(TiO2)、InGaO3(ZnO)5、氧化鎂鋅 (MgxZrvxO)、氧化鎘鋅(CdxZrvxO)、氧化鎘(CdO)、以及In-Ga-Zn-O之類的非晶氧化物半導(dǎo) 體(a-IGZO)中的任何一種。氧化物半導(dǎo)體膜106以25至200nm(優(yōu)選以30至150nm)的 厚度在0.4Pa的壓強下并且以Ar (氬)O2 = 50 5sCCm的流量的條件下通過濺射法淀 積，然后，使用稀釋到0. 05%的氫氟酸通過蝕刻來形成為所希望的圖形。與使用非晶硅膜的 半導(dǎo)體膜相比，氧化物半導(dǎo)體膜106由于不會被氧化并且不在高真空中也可以形成，從而 工序很廉價。此外，包含氧化鋅的氧化物半導(dǎo)體膜由于難受到等離子體的影響，所以還可以 使用等離子體CVD (也稱作PCVD或PECVD)法淀積。在CVD法的裝置中，等離子體CVD法的裝置尤其簡單，而且其生產(chǎn)率也高。接著，對襯底101的背面進行LRTA (圖1A)。LRTA以250至570°C (優(yōu)選以300至 4000C，更優(yōu)選以300至350°C )進行1分鐘至1小時，優(yōu)選進行10分鐘至30分鐘。通過來 自選自鹵素?zé)簟⒔饘冫u化物燈、氙弧燈、炭弧燈、高壓鈉燈、以及高壓汞燈中的一種或多種的 輻射進行LRTA。通過LRTA法可以以短時間進行熱處理，所以只要布線105的反射率或透過 率比柵極103高就可以使用熔點較低的材料。具有紅外光區(qū)域、可見光區(qū)域、紫外光區(qū)域等 的波長的光可以用于LRTA法。注意，可以使用激光束代替LRTA來進行加熱處理，例如，可以 使用紅外光激光、可見光激光、紫外光激光等作為激光束。此外，可以組合LRTA和激光束輻 照來選擇性地改善氧化物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性。在使用激光輻照的情況下，可以使用連續(xù)振 蕩型激光束(CW激光束)和脈沖振蕩型激光束(脈沖激光束)。作為這里可以使用的激光 束，可以使用由如下激光器的一種或多種振蕩的激光束氣體激光器如Ar激光器、Kr激光 器、受激準分子激光器等；以將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑 添加的單晶 YAG、YV04、鎂橄欖石(Ife2SiO4)、YA103、GdV04、或者多晶(陶瓷)YAG、Y2O3> YVO4, YA103、GdVO4作為介質(zhì)的激光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti 藍寶石激光 器；銅蒸汽激光器；或者金蒸汽激光器。通過照射上述激光束的基波以及該基波的第二至 第四高次諧波的激光束，可以使結(jié)晶性良好。注意，作為激光束優(yōu)選使用其能量比氧化物半 導(dǎo)體膜的帶隙大的激光束。例如可以使用由KrF、ArF、XeCl或XeF的受激準分子激光振蕩 器發(fā)射的激光束。此時，柵極103由與布線105相比對燈光的反射率低且吸收更大的熱量的材料形 成，從而柵極103加熱到比布線105更高的溫度。由此，柵極103周圍的氧化物半導(dǎo)體膜 106被加熱，以形成第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域108和第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域107，該第一氧化 物半導(dǎo)體膜107的結(jié)晶性比第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域108良好(參照圖1B)。這里，使用鹵素 燈對柵極103照射燈光使它加熱到約30(TC，并且利用其熱量使氧化物半導(dǎo)體膜106結(jié)晶化 來改善結(jié)晶性。此時，由于將對燈光的反射率或透過率比柵極103高的材料用于布線105， 所以即使在使氧化物半導(dǎo)體膜106結(jié)晶化，布線105的溫度也成為300°C或更低。這里，將用作氧化物半導(dǎo)體膜的ZnO的結(jié)晶性的熱處理溫度依賴性示出于圖2。 圖2示出在以下情況下測定了(002)面的X射線的強度的結(jié)果，即噴射流量為Ar O2 = 50 5 (sccm)的比例的成膜氣體的狀態(tài)(as-d印ο)；以200°C、300°C、350°C各個溫度加熱 1小時的情況。隨著熱處理溫度的上升，(002)面的強度高峰變大。由此，至少直到350°C， 熱處理溫度越高ZnO的結(jié)晶性也越高。一般來說，由于結(jié)晶性越進展遷移率越高，所以熱處 理優(yōu)選以350°C左右進行。注意，若襯底沒有閃爍等問題，就可以進行ZnO達到400°C左右 的熱處理。另一方面，在圖IA中，與形成有柵極103或布線105的區(qū)域相比，沒形成有柵極 103和布線105的區(qū)域，即層疊有襯底101、基底膜102、柵極絕緣膜104、以及氧化物半導(dǎo)體 膜106的區(qū)域中燈光容易透過，從而該區(qū)域不容易吸收熱量，其加熱溫度比布線105低。因 此，襯底101的大部分區(qū)域為350°C或更低，所以不容易產(chǎn)生收縮。注意，沒形成有柵極103 的區(qū)域越大，抑制襯底101收縮的效果越大。接著，通過在氧化物半導(dǎo)體膜106上形成層間絕緣膜、源電極、漏極、像素電極、發(fā) 光元件等結(jié)構(gòu)來形成半導(dǎo)體器件。
在本發(fā)明中，在使用ZnO作為半導(dǎo)體的情況下，由于可以以300°C左右的熱處理溫 度改善ZnO層的結(jié)晶性，所以與使用結(jié)晶硅膜作為半導(dǎo)體膜的情況相比，可以抑制熱處理 溫度。另外，由于使用透光性高的氧化物半導(dǎo)體膜并通過LRTA選擇性地加熱柵極，從而可 以抑制襯底的閃爍，而不使襯底的大部分被加熱。此外，由于將對燈光的反射率比柵極高的 材料用于布線，即使在將加熱布線的溫度抑制為350°C左右，也可以改善氧化物半導(dǎo)體膜的 結(jié)晶性。由此，可以使用熔點低的Al布線。此外，可以防止氧化物半導(dǎo)體膜中的氧氣擴散 在Al中而形成絕緣膜。Al布線很廉價且低電阻，從而可以以低成本并且良好生產(chǎn)率來制造 功能好的半導(dǎo)體器件。實施方式2在本實施方式中，將使用圖3A至3C說明與實施方式1不同的結(jié)構(gòu)。注意，至在襯 底301上形成基底膜302、柵極303、以及柵極絕緣膜304的步驟，參照實施方式1所示的至 在襯底101上形成基底膜102、柵極103、以及柵極絕緣膜104的步驟而進行。在柵極絕緣膜304上形成第一氧化物半導(dǎo)體膜305。作為氧化物半導(dǎo)體膜305可 以使用三種狀態(tài)的添加有元素周期表中第一族元素、第十三族元素、第十四族元素、第十五 族元素或第十七族元素等雜質(zhì)元素中的一種或多種的氧化鋅(ZnO)、或者什么雜質(zhì)元素都 沒有添加的氧化鋅，所述三種狀態(tài)如下非晶(非晶質(zhì))狀態(tài)；多晶狀態(tài)；以及非晶狀態(tài)和 多晶狀態(tài)同時存在的微晶(也稱作微晶體)狀態(tài)。此外，還可以使用InGaO3(ZnO)5、氧化鎂 鋅(MgxZrvxO)、氧化鎘鋅(CdxZrvxO)、氧化鎘(CdO)、或In-Ga-Zn-O之類的非晶氧化物半導(dǎo) 體(a-IGZO)中的任何一種。這里，通過濺射法以50至200nm(優(yōu)選以100至150nm)的厚 度形成第一氧化物半導(dǎo)體膜305。接下來，從襯底表面進行LRTA，以便使結(jié)晶性良好(圖3A)。LRTA以250至 5700C (優(yōu)選以300至400°C，更優(yōu)選以300至350°C )進行1分鐘至1小時，更優(yōu)選進行 10至30分鐘即可，并且通過從選自鹵素?zé)?、金屬鹵化物燈、氙弧燈、炭弧燈、高壓鈉燈、以及 高壓汞燈中的一種或多種的輻射來進行。在本實施方式中，在氧氣氛中進行30分鐘的燈加 熱，以便使柵極303達到約300°C，以使中間夾著柵極絕緣膜304與柵極303重疊的第一氧 化物半導(dǎo)體膜305的區(qū)域提高結(jié)晶性。因為第一氧化物半導(dǎo)體膜305具有透光性，所以通 過優(yōu)先加熱柵極303，第一氧化物半導(dǎo)體膜305的結(jié)晶性從柵極303的周圍向外側(cè)提高。于 是，如圖3B所示，第二氧化物半導(dǎo)體膜被形成，該第二氧化物半導(dǎo)體膜包括第二氧化物半 導(dǎo)體區(qū)域309以及比第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域309結(jié)晶性良好的第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域308。 注意，在圖3A中雖然從襯底301的表面一側(cè)進行燈加熱，然而還可以從襯底背面進行LRTA。 因為氧化物半導(dǎo)體膜305具有透光性，所以即使進行LRTA，襯底的大部分區(qū)域也不容易加 熱。由此，如果使用熔點低的樹脂等作為襯底，也可以抑制由襯底的縮小等導(dǎo)致的變形。注 意，還可以通過提高LRTA的輸出功率從襯底表面進行燈加熱，而直接改善氧化物半導(dǎo)體膜 表面附近的結(jié)晶性。此外，通過調(diào)節(jié)燈光的波長、柵極的反射率、以及氧化物半導(dǎo)體膜的膜 厚度，當(dāng)從襯底的表面進行燈加熱時，在柵極反射的燈光在氧化物半導(dǎo)體膜的柵極絕緣膜 304 一側(cè)的表面附近被吸收，使得與柵極重疊的氧化物半導(dǎo)體膜的柵極絕緣膜304 —側(cè)的 表面附近被優(yōu)先結(jié)晶化。此外，在使用玻璃襯底作為襯底的情況下，燈光利用從可見光至紅 外光的區(qū)域。這種波長區(qū)域的光不容易被玻璃襯底吸收，從而可以將玻璃襯底的加熱限度 抑制得最小。燈加熱可以多次進行。通過多次進行，可以在抑制襯底溫度的上升的同時以長時間加熱柵極。注意，還可以代替LRTA而照射激光束或紫外光，或者組合它們選擇性的改善氧化 物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性。在使用激光輻照的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型激光束(CW激光束) 和脈沖振蕩型激光束(脈沖激光束)。作為這里可以使用的激光束，可以使用由如下激光器 的一種或多種振蕩的激光束氣體激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器等；以 將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶YAG、YVO4、鎂橄 欖石(Mg2SiO4)、YA103、GdV04、或者多晶(陶瓷)YAG、Y2O3> YVO4, YA103、GdVO4 作為介質(zhì)的激 光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti 藍寶石激光器；銅蒸汽激光器；或者金 蒸汽激光器。通過照射上述激光束的基波以及該基波的第二至第四高次諧波的激光束，可 以使結(jié)晶性良好。注意，作為激光束優(yōu)選使用其能量比氧化物半導(dǎo)體膜的帶隙大的激光束。 例如可以使用由KrF、ArF, XeCl或XeF的受激準分子激光震蕩器發(fā)射的激光束。接著，通過濺射法在第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域308和第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域309上 按順序沉積Ti和Al，以形成Ti層和Al層。然后，通過使用光刻法和Cl2氣體對Ti和Al 層進行干蝕刻，形成成為源極布線和漏極布線的布線306和布線307 (圖3C)。在加速電壓 為1. 5kW、壓強為0. 4Pa的情況下使用Ar (流量為30sCCm)以10至200nm的膜厚度形成布 線306和307。注意，雖然層疊形成布線306和307，然而只要使用與氧化物半導(dǎo)體膜305的 匹配性好的材料，就可以單獨形成布線306和307。作為布線306和307可以適當(dāng)?shù)厥褂娩X (Al)、鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、 鉬(Pt)、鈦(Ti)、釹(Nd)等的金屬、上述金屬的合金或其金屬氮化物、銦錫氧化物(ITO)、銦 鋅氧化物(IZO)、包含氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、氧化銦(In2O3)、氧化錫(SnO2)、氧化鋅 (ZnO)、添加有鋁的氧化鋅(AlZnO)、或添加有鎵的氧化鋅(GaZnO)等的具有透光性的材料。之后，在氧化物半導(dǎo)體膜305、布線306、以及布線307上形成層間絕緣膜、布線、像 素電極、發(fā)光元件等的結(jié)構(gòu)，以制造半導(dǎo)體器件。在本實施方式中，在對氧化物半導(dǎo)體膜305進行LRTA來改善結(jié)晶性之后形成布 線。因此，布線306可以使用對燈光的反射率比柵極303低的材料并且其材料不局限于實 施方式1所述的材料，只要是與氧化物半導(dǎo)體膜305的匹配性好的材料即可。注意，通過LRTA的加熱在形成氧化物半導(dǎo)體膜305之后使它加工成所要求的形狀 之前或使它加工成所要求的形狀之后都可以進行。在本發(fā)明中，當(dāng)使用氧化鋅作為半導(dǎo)體膜時以300°C左右的熱處理溫度改善半導(dǎo) 體膜的結(jié)晶性，所以與使用結(jié)晶硅膜作為半導(dǎo)體膜的情況相比可以抑制熱處理溫度，從而 可以以低成本進行結(jié)晶化步驟。此外，本發(fā)明由于使用透光性高的氧化物半導(dǎo)體膜通過 LRTA選擇性的加熱柵極，所以襯底的大部分沒有被加熱，以可以抑制襯底的收縮。實施方式3將參照圖4A至5C說明本發(fā)明的實施方式。本實施方式為具有溝道保護型的薄膜 晶體管的半導(dǎo)體器件的例子。作為襯底400，使用由硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃等構(gòu)成的玻璃襯底、硅襯底、具 有耐熱性的塑料襯底或樹脂襯底。作為塑料襯底或樹脂襯底，可以使用聚對苯二甲酸乙二 醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、丙烯酸、聚酰亞胺等。此外，可以通 過CMP法等拋光襯底400的表面，以使它平坦化。還可以在襯底400上形成絕緣層。絕緣層通過CVD法、等離子體CVD法、濺射法、旋轉(zhuǎn)涂敷法等已知的方法使用含硅的氧化物材料、 氮化物材料的至少一種由單層或疊層形成?？梢圆恍纬稍摻^緣層，然而，該絕緣層具有遮斷 來自襯底400的污染物質(zhì)的效果以及抑制熱量傳到襯底的效果。在襯底400上形成導(dǎo)電膜401。導(dǎo)電膜401被加工成所要求的形狀，而成為柵極。 導(dǎo)電膜401優(yōu)選通過印刷法、電場電鍍法、蒸發(fā)沉積法等的方法使用對用于LRTA加熱的光 源的波長的反射率低(容易吸收熱量，即容易被加熱)的材料形成。通過使用反射率低的 材料，可以進行之后的加熱步驟。作為導(dǎo)電膜401，可以適當(dāng)?shù)厥褂媒饘偃珂u(W)、鉬(Mo)、 鋯(&)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈦(Ti)、釹 (Nd)等；它們的合金；或它們的金屬氮化物。此外，還可以層疊上述材料的多個層形成導(dǎo)電 膜401。典型地是，可以在襯底表面上形成氮化鉭膜，并且在其上層疊鎢膜。此外，還可以使 用在硅中添加賦予一個導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素的材料。例如，可以使用具有η型的硅膜等，該 硅膜包含如磷(P)等賦予η型的雜質(zhì)元素。導(dǎo)電膜401以10至200nm的膜厚度形成。在本實施方式中，通過濺射法使用鎢(W)形成膜厚度為150nm的導(dǎo)電膜401。使用光刻步驟在導(dǎo)電膜401上形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并且使用該掩模將導(dǎo)電 膜401加工成所要求的形狀，以形成柵極402 (參照圖4B)。接著，在柵極402上形成柵極絕緣膜403a和柵極絕緣膜403b，以形成兩層的疊層 結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，通過在保持真空狀態(tài)下改變反應(yīng)氣體，在同一容器內(nèi)且相同的溫度下，連續(xù) 疊層來形成絕緣層。當(dāng)在保持真空狀態(tài)下連續(xù)地形成時，可以防止要疊層的膜之間的界面 受到污染。柵極絕緣膜403a和柵極絕緣膜403b可以適當(dāng)?shù)厥褂醚趸?SiOx)、氮化硅 (SiNx)、氧氮化娃(SiOxNy) (x>y)、氮氧化硅(SiNxOy) (x>y)等。再者，可以使柵極402氧 化來形成氧化膜而代替柵極絕緣膜403a。注意，優(yōu)選使用氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiNxOy) (x > y)等形成柵極絕緣膜403a，以便防止雜質(zhì)等從襯底一側(cè)擴散。此外，優(yōu)選使用氧化硅 (SiOx)、氧氮化硅(SiOxNy) (χ > y)形成柵極絕緣膜403b。注意，為了以低成膜溫度形成柵 極漏電流少的致密的絕緣膜，優(yōu)選將氬等稀有氣體元素包含在反應(yīng)氣體中，以使它混入在 要形成的絕緣膜中。在本實施方式中，使用SiH4和NH3作為反應(yīng)氣體以50至140nm的膜厚 度由氮化硅膜形成柵極絕緣膜403a，并且使用SiH4和N2O作為反應(yīng)氣體以IOOnm的膜厚度 由氧化硅膜層疊形成柵極絕緣膜403b。注意，優(yōu)選將柵極絕緣膜403a和柵極絕緣膜403b 的膜厚度分別設(shè)定為50至lOOnm。此外，柵極絕緣膜403b可以由與之后要形成的氧化物半導(dǎo)體膜的匹配性良好的 氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)形成。在此情況下，通過使用絕緣性高的氧化硅、氮化硅、氧 氮化硅、氮氧化硅等作為柵極絕緣膜403a，并且使用與氧化物半導(dǎo)體膜的界面特性好的氧 化鋁或氮化鋁作為柵極絕緣膜403b，可以形成可靠性高的柵極絕緣膜。注意，還可以將柵極 絕緣膜形成為三層，并且將第三層作為使用氧化鋁或氮化鋁的柵極絕緣膜。接著，在柵極絕緣膜403b上形成氧化物半導(dǎo)體膜404。通過濺射法在流量為 Ar O2 = 50 5 (sccm)、壓強為0. 4Pa的情況下以IOOnm的膜厚度形成氧化物半導(dǎo)體膜 404。作為氧化物半導(dǎo)體膜404可以使用三種狀態(tài)的添加有元素周期表中第一族元素、 第十三族元素、第十四族元素、第十五族元素或第十七族元素等雜質(zhì)元素中的一種或多種的氧化鋅(ZnO)、或者什么雜質(zhì)元素都沒有添加的氧化鋅，所述三種狀態(tài)如下非晶(非晶 質(zhì))狀態(tài)；多晶狀態(tài)；以及非晶狀態(tài)和多晶狀態(tài)同時存在的微晶(也稱作微晶體)狀態(tài)。此 外，還可以使用氧化鈦(TiO2)、InGaO3(ZnO)5、氧化鎂鋅(MgxZrvxO)、氧化鎘鋅(CdxZrvxO)、氧 化鎘(CdO)、或In-Ga-Zn-O之類的非晶氧化物半導(dǎo)體(a_IGZ0)中的任何一種。注意，在將ZnO用作氧化物半導(dǎo)體膜404的情況下，優(yōu)選摻雜氮。ZnO本來呈現(xiàn)η 型半導(dǎo)體的性質(zhì)。通過添加氮，氮對ZnO起受主雜質(zhì)的作用，結(jié)果可以控制閾值電壓。接著，使用LRTA法從襯底400的表面或背面進行對氧化物半導(dǎo)體膜404的加熱 (圖4D)。LRTA通過從選自鹵素?zé)簟㈦?、金屬鹵化物燈、炭弧燈、高壓鈉燈、以及高壓汞燈 中的一種或多種的輻射來進行。LRTA以250至570°C (優(yōu)選以300至400°C，更優(yōu)選以300 至350°C )進行1分鐘至1小時，優(yōu)選進行10至30分鐘。在本實施方式，以鹵素?zé)魹楣庠?在氧氣氛中并且在300°C、30分鐘的條件下進行燈加熱。通過進行LRTA，以短時間選擇性地加熱柵極402，在形成在柵極402周圍的用虛線 所示的區(qū)域434中由加熱的熱量形成結(jié)晶性提高了的第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域。另一方面， 在用虛線所示的區(qū)域434之外的區(qū)域424中很少吸收燈光，從而該區(qū)域幾乎沒有被加熱，以 形成結(jié)晶性與第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域不同的第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域(圖4E)。因此，僅僅形 成有柵極402的區(qū)域被選擇性地加熱，而其它區(qū)域沒有被加熱，從而可以抑制襯底400的縮 小和彎曲。注意，通過提高LRTA的輸出功率從襯底表面進行燈加熱，而直接改善氧化物半 導(dǎo)體膜表面附近的結(jié)晶性。此外，還可以通過調(diào)節(jié)燈光的波長、柵極的反射率、以及氧化物 半導(dǎo)體膜的膜厚度，當(dāng)從襯底的表面進行燈加熱時，在柵極反射的燈光在氧化物半導(dǎo)體膜 的柵極絕緣膜403b —側(cè)的表面附近被吸收，以與柵極重疊的氧化物半導(dǎo)體膜的柵極絕緣 膜403b —側(cè)的表面附近被優(yōu)先結(jié)晶化。此外，在使用玻璃襯底作為襯底的情況下，燈光利 用從可見光至紅外光的區(qū)域。這種波長區(qū)域的光不容易被玻璃襯底吸收，從而可以將玻璃 襯底的加熱限度抑制得最小。注意，燈加熱可以多次進行。通過多次進行，可以在抑制襯底 溫度的上升的同時以長時間加熱柵極。注意，還可以代替LRTA而照射激光束或紫外光，或者組合它們選擇性的改善氧化 物半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性。在使用激光輻照的情況下，可以使用連續(xù)振蕩型激光束(CW激光束) 和脈沖振蕩型激光束(脈沖激光束)。作為這里可以使用的激光束，可以使用由如下激光器 的一種或多種振蕩的激光束氣體激光器如Ar激光器、Kr激光器、受激準分子激光器等；以 將Nd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶YAG、YVO4、鎂橄 欖石(Mg2SiO4)、YA103、GdV04、或者多晶(陶瓷)YAG、Y2O3> YVO4, YA103、GdVO4 作為介質(zhì)的激 光器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti 藍寶石激光器；銅蒸汽激光器；或者金 蒸汽激光器。通過照射上述激光束的基波以及該基波的第二至第四高次諧波的激光束，可 以使結(jié)晶性良好。注意，作為激光束優(yōu)選使用其能量比氧化物半導(dǎo)體膜的帶隙大的激光束。 例如可以使用由KrF、ArF, XeCl或XeF的受激準分子激光振蕩器發(fā)射的激光束。接著，在氧化物半導(dǎo)體膜404上形成保護膜405，并且在保護膜405上形成抗蝕劑 406 (參照圖4F)。將抗蝕劑406作為掩模通過光刻步驟將保護膜405加工成所要求的形狀， 以形成溝道保護膜407。作為溝道保護膜可以適當(dāng)?shù)厥褂醚趸?SiOx)、氮化硅(SiNx)、氧 氮化硅(SiOxNy) (x > y)、氮氧化硅(SiNxOy) (x > y)等。通過形成溝道保護膜407，當(dāng)形成 源極層和漏極層時可以防止溝道部的半導(dǎo)體層被蝕刻。在本實施方式中，形成氮化硅膜作為保護膜405，以形成溝道保護膜407 (參照圖4G)。接著，使用光刻步驟由抗蝕劑制作掩模408 (圖4H)，并且使用該掩模408對氧化 物半導(dǎo)體膜404進行蝕刻，以形成被加工成所要求的形狀的氧化物半導(dǎo)體膜409 (也稱作 島狀氧化物半導(dǎo)體膜)(圖5A)。注意，對蝕刻使用稀釋了的氫氟酸。之后，在氧化物半導(dǎo) 體膜409上形成第一導(dǎo)電膜411和第二導(dǎo)電膜412，并且使用光刻步驟由抗蝕劑形成掩模 413 (圖5B)。使用掩模413將第一導(dǎo)電膜411和第二導(dǎo)電膜412加工成所要求的形狀，形 成用作源電極或漏極的第一導(dǎo)電膜414a和414b以及第二導(dǎo)電膜415a和415b (圖5C)。作為掩?？梢允褂冒泄鈩┑氖袌錾箱N售的抗蝕劑材料，例如可以使用作為典 型的正性抗蝕劑的酚醛樹酯、作為感光劑的萘醌二疊氮化物、作為負性抗蝕劑的基托樹脂、 二苯基硅二醇、以及產(chǎn)酸劑等。使用任何材料，其表面張力和粘度該通過調(diào)整溶劑的濃度或 加界面激活劑等而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。此外，當(dāng)使用包含具有感光性的感光物質(zhì)的導(dǎo)電材料作為 導(dǎo)電膜時，即使不形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，也通過直接對導(dǎo)電膜照射激光束，并且由曝光 和蝕刻劑進行去除，而可以加工成所要求的形狀。在此情況下，可以不形成掩模，從而有步 驟簡單化的優(yōu)點。包含感光性物質(zhì)的導(dǎo)電材料可以包括諸如Ag、Au、Cu、Ni、Al和Pt等金屬或其合 金以及感光性樹脂，該感光樹脂由有機高分子樹脂、光重合起動劑、光重合單體或溶劑等構(gòu) 成。作為有機高分子樹脂，使用酚醛清漆樹脂、丙烯酸類共聚物、甲基丙烯酸類共聚物、纖維 素衍生物、環(huán)化橡膠類樹脂等。注意，在形成第一導(dǎo)電膜411之前，可以將例如由添加有鋁的氧化鋅(AlZnO)或添 加有鎵的氧化鋅(GaZnO)構(gòu)成的導(dǎo)電膜再一層形成在氧化物半導(dǎo)體膜404上而作為η型氧 化物半導(dǎo)體。通過形成由AlZnO或GaZnO構(gòu)成的導(dǎo)電膜，第一導(dǎo)電膜411和氧化物半導(dǎo)體 膜409的匹配性良好，以可以降低源電極和漏極的接觸電阻。此外，還可以采用在GaZnO上 形成Ti或在Ti上形成GaZnO的層疊結(jié)構(gòu)。此外，作為第一導(dǎo)電膜414a和414b以及第二導(dǎo)電膜415a和415b，可以適當(dāng)?shù)厥?用鋁(Al)、鎢(W)、鉬(Mo)、鋯(&)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈷 (Co)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鈦(Ti)、釹(Nd)等的金屬或其合金，或者其金屬氮化物。例如，可以 考慮如下組合第一導(dǎo)電膜為Ti，并且第二導(dǎo)電膜為Al ；第一導(dǎo)電膜為Ta，并且第二導(dǎo)電膜 為W ；第一導(dǎo)電膜為TaN，并且第二導(dǎo)電膜為Al ；第一導(dǎo)電膜為TaN，并且第二導(dǎo)電膜為Cu ； 以及第一導(dǎo)電膜為Ti，第二導(dǎo)電膜為Al，并且第三導(dǎo)電膜為Ti。第一層和第二層中的任一 個可以由AgPdCu合金形成。而且，也可以采用按順序?qū)盈BW、Al和Si的合金(Al-Si)、以 及TiN的三層結(jié)構(gòu)?？梢允褂玫u代替W，可以使用Al和Ti的合金膜(Al-Ti)代替Al 和Si的合金(Al-Si)，或者可以使用Ti代替TiN。為了改善耐熱性，鋁可以添加0.5至5 原子％的元素，諸如鈦、硅、鈧、釹和銅等。此外，作為形成第一導(dǎo)電膜411和第二導(dǎo)電膜412的導(dǎo)電材料，可以使用銦錫氧 化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、含有氧化硅的銦錫氧化物(ITSO)、氧化銦(In2O3)、氧化錫 (SnO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈦等的具有透光性的材料、以及適當(dāng)組合它們的材料。注意，在本實施方式中，在對氧化物半導(dǎo)體膜305進行LRTA使它改善其結(jié)晶性之 后，形成第一導(dǎo)電膜411和第二導(dǎo)電膜412。因此，第一導(dǎo)電膜411和第二導(dǎo)電膜412可以 由比柵極402對燈光的反射率低的材料形成，用作布線或電極的導(dǎo)電材料只要與氧化物半導(dǎo)體膜305的匹配性好，就不局限于實施方式1中舉出的材料。注意，在本實施方式中，蝕刻加工可以采用等離子體蝕刻(干蝕刻)或濕蝕刻的 任一種，然而當(dāng)處理大面積襯底時等離子體蝕刻更合適。作為蝕刻氣體，使用CF4、NF3、SF6、 CHF3等的氟類、以Cl2、BC13、SiCl4或CCl4等為典型的氯類氣體或者O2氣體，還可以適當(dāng)?shù)?添加He和Ar等的惰性氣體。此外，如果應(yīng)用大氣壓放電的蝕刻加工，就可以局部放電加工， 從而無須在襯底的整個面上形成掩模層。注意，在本實施方式的光刻步驟中，可以在涂敷抗蝕劑之前將膜厚度為幾nm左右 的絕緣膜形成在氧化物半導(dǎo)體膜的表面上。通過該步驟可以避免氧化物半導(dǎo)體膜和抗蝕劑 直接接觸，從而可以防止包含在抗蝕劑中的雜質(zhì)進入在氧化物半導(dǎo)體膜中。通過上述步驟可以制造溝道部分的半導(dǎo)體層沒有蝕刻的底柵型(也稱作反交錯 型)的薄膜晶體管。注意，在本實施方式中雖然制造了底柵型TFT，然而只要將中間夾著柵 極絕緣膜形成在提供在襯底上的氧化物半導(dǎo)體膜上的柵極通過LRTA加熱，并且可以改善 至少氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域的結(jié)晶性，就可以采用頂柵型TFT。本實施方式可以與實施方式1和2適當(dāng)?shù)亟M合。實施方式4將使用圖6A至6F對本發(fā)明的實施方式進行說明。本實施方式為在實施方式3中 具有溝道蝕刻型薄膜晶體管的半導(dǎo)體器件的例子。由此，對于相同的部分或具有相同功能 的部分省略其重復(fù)說明。在襯底600上形成柵極層602，并且覆蓋柵極層602地形成柵極絕緣膜603a和柵 極絕緣膜603b (參照圖6A)。在柵極絕緣膜603b上形成氧化物半導(dǎo)體膜，并且形成具有第 一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域604和第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域605的氧化物半導(dǎo)體膜，所述第一氧化 物半導(dǎo)體區(qū)域604為由虛線所示的區(qū)域并且通過從襯底表面進行LRTA提高其結(jié)晶性，所述 第二氧化物半導(dǎo)體區(qū)域605沒有比第一氧化物半導(dǎo)體區(qū)域604進行結(jié)晶化(參照圖6B)。 在氧化物半導(dǎo)體膜上提供掩模608 (圖6C)，使用光刻步驟將它加工成所要求的形狀，以形 成氧化物半導(dǎo)體膜609 (圖6D)。接著，形成第一導(dǎo)電膜611和第二導(dǎo)電膜612。然后形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模 613(參照圖6E)。在本實施方式中，通過濺射法形成分別包含鈦和鋁的導(dǎo)電膜作為第一導(dǎo) 電膜611和第二導(dǎo)電膜612。之后，通過光刻步驟通過掩模613將第一導(dǎo)電膜611和第二導(dǎo)電膜612加工成 所要求的形狀，以形成用作源極或漏極的第一導(dǎo)電膜615a、615b以及第二導(dǎo)電膜616a、 616b (圖 6F)。通過上述步驟可以制造溝道部分的一部分的半導(dǎo)體層被蝕刻的薄膜晶體管。注意，在本實施方式中，還可以再加在氧化物半導(dǎo)體膜和第一導(dǎo)電膜611之間提 供例如由摻雜有鋁的氧化鋅(AlZnO)或摻雜有鎵的氧化鋅(GaZnO)構(gòu)成的導(dǎo)電膜以作為η 型氧化物半導(dǎo)體。此外，還可以采用例如將Ti形成在GaZnO上或?qū)aZnO形成在Ti上的 疊層結(jié)構(gòu)。通過形成η型氧化物半導(dǎo)體膜，使成為源極以及漏極的第一導(dǎo)電膜611與氧化 物半導(dǎo)體膜的連接良好，從而可以降低接觸電阻。本實施方式可以與實施方式1至3適當(dāng)?shù)亟M合。實施方式5
將使用圖7對根據(jù)實施方式3或4形成的底柵型薄膜晶體管和像素電極彼此連接 的發(fā)光器件進行說明。注意，本實施方式的薄膜晶體管為溝道蝕刻型。圖7表示用于驅(qū)動電路的TFT的截面圖以及用于像素部分的TFT的截面圖。701 相當(dāng)于用于驅(qū)動電路的TFT的截面圖，702相當(dāng)于用于像素部分的TFT的截面圖，以及703 相當(dāng)于由該TFT 702供給電流的發(fā)光元件的截面圖。TFT 701和TFT 702為底柵型。驅(qū)動電路的TFT 701具有形成在襯底700上的柵極710、覆蓋柵極710的柵極絕緣 膜711、以及中間夾著柵極絕緣膜711與柵極710重疊并且含有氧化鋅的氧化物半導(dǎo)體膜 712。TFT 701還具有用作源極或漏極的第一導(dǎo)電膜713和第二導(dǎo)電膜714。注意，第一導(dǎo) 電膜713和第二導(dǎo)電膜714還用作布線層。在圖7中，柵極絕緣膜711由兩層絕緣膜形成，然而，本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。柵 極絕緣膜711還可以由單層或三層以上(包括三層)的絕緣膜形成。此外，第二導(dǎo)電膜714由鋁或含有鋁的合金形成。而且，一對第二導(dǎo)電膜714中間 夾著氧化物半導(dǎo)體膜712的溝道形成區(qū)域彼此相對。此外，第一導(dǎo)電膜713由鈦形成。第一導(dǎo)電膜713不必形成，然而如果提供，氧化 物半導(dǎo)體膜712與第二導(dǎo)電膜714的電接觸性更良好。此外，第一導(dǎo)電膜713還具有阻擋 層的功能，該阻擋層防止在氧化物半導(dǎo)體膜712中的氧擴散到第二導(dǎo)電膜中。其結(jié)果，可以 提高TFT的可靠性。注意，人們知道氧化物半導(dǎo)體膜即使對它沒做什么也呈現(xiàn)η型。因此， 還可以通過對溝道被形成的第一氧化物半導(dǎo)體膜添加賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)，控制其導(dǎo)電 類型，以便其導(dǎo)電類型盡可能接近I型(也稱作內(nèi)在型，該類型定義為具有相同數(shù)量的負電 荷和正電荷的導(dǎo)電類型)。像素部分的TFT 702具有形成在襯底700上的柵極720、覆蓋柵極720的柵極絕緣 膜711、以及中間夾著柵極絕緣膜711與柵極720重疊的氧化物半導(dǎo)體膜722。TFT 702還 具有用作源極或漏極的一對第一導(dǎo)電膜723以及第二導(dǎo)電膜724。此外，第二導(dǎo)電膜724由鋁或含鋁的合金形成。此外，一對第二導(dǎo)電膜724中間夾 著氧化物半導(dǎo)體膜722的溝道被形成的區(qū)域彼此相對。此外，第一導(dǎo)電膜723由鈦形成。第一導(dǎo)電膜723不必形成，然而如果提供，與氧 化物半導(dǎo)體膜722的電接觸性變得更良好。此外，第一導(dǎo)電膜723還具有阻擋層的功能，該 阻擋層防止在氧化物半導(dǎo)體膜722中的氧擴散到第二導(dǎo)電膜724中。結(jié)果，可以提高TFT 的可靠性。注意，人們知道氧化物半導(dǎo)體膜722即使對它沒做什么也呈現(xiàn)η型。因此，還可 以對溝道被形成的第一氧化物半導(dǎo)體膜添加賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)來控制其導(dǎo)電類型，以 便其導(dǎo)電類型盡可能接近I型。此外，覆蓋TFT 701和TFT 702地形成由絕緣膜構(gòu)成的第一鈍化膜740和第二鈍 化膜741?？梢酝ㄟ^等離子體CVD法或濺射法等薄膜形成法使用氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、 氧氮化硅、氧氮化鋁、或氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、含有氮的碳(CN)、以及其他絕緣材料形 成第一鈍化膜740和第二鈍化膜741。覆蓋TFT 701和TFT702的鈍化膜不限定于兩層，可 以為單層，還可以為三層或更多層。例如，第一鈍化膜740可以由氮化硅形成，第二鈍化膜 741可以由氧化硅形成。通過由氮化硅或氮氧化硅形成鈍化膜，可以防止來自外部的雜質(zhì)進 入半導(dǎo)體元件中，還可以防止TFT 701和TFT 702因為受水分等的影響而惡化。在本實施 方式中在相同的室內(nèi)替換氣體，連續(xù)形成第一鈍化膜740和第二鈍化膜741。
接著，第二導(dǎo)電膜724的一方連接到發(fā)光元件703的像素電極730。接著，選擇性地形成絕緣層729 (也稱作隔壁、提、提壩)。在像素電極730上具有 開口部分并且覆蓋第二鈍化膜741地形成絕緣層729。在本實施方式中，覆蓋整個表面地形 成絕緣層729，然后通過抗蝕劑等的掩模來蝕刻，以加工成所要求的形狀。絕緣層729可以由如下材料形成，即由氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化鋁、氮化 鋁、氧氮化鋁、以及其他無機絕緣材料；或硅氧烷類材料為起始材料而形成的硅、氧、氫構(gòu)成 的化合物中含有Si-O-Si鍵的無機硅氧烷；諸如甲基或苯基的有機基取代硅上的氫的有機 硅氧烷之類的絕緣材料。還可以使用丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等的感光性或非感光性材 料來形成。絕緣層729優(yōu)選具有曲率半徑連續(xù)改變的形狀，這樣可以提高在上面形成的場 致發(fā)光層731和相對電極732的被覆蓋性。接著，在像素電極730上接觸地形成場致發(fā)光層731。作為場致發(fā)光層731，分別 通過使用蒸發(fā)掩模的蒸發(fā)沉積法等選擇性地形成呈現(xiàn)紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)發(fā)光的 材料。呈現(xiàn)紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)發(fā)光的材料與彩色過濾器相同可以通過液滴噴射 法形成(低分子量或高分子量材料等)，并且此時不使用掩模也可以分別涂敷RGB，從而是 優(yōu)選的。注意，除了由RGB三種顏色的組合之外，還可以為加翡翠綠的四種顏色。此外，還 可以加朱紅。此外，還可以組合包括呈現(xiàn)白色發(fā)光的EL元件的像素。與該場致發(fā)光層731接觸地形成相對電極732。注意，發(fā)光元件703具有陽極和陰 極，其中任一方用作像素電極，另一方用作相對電極。這樣，完成使用發(fā)光元件并且具有顯 示功能的發(fā)光器件。在本發(fā)明中，由于氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域至少包括結(jié)晶化了的區(qū)域，所 以可以得到具有與使用非晶硅膜的TFT相比高的遷移率的TFT。此外，該TFT在結(jié)晶化步驟 的溫度比使用結(jié)晶硅膜的TFT低，所以工序很廉價。本實施方式可以與實施方式1至4適當(dāng)?shù)亟M合。實施方式6在本實施方式中，將使用圖13A至18B說明一種液晶顯示器件，該液晶顯示器件中 由應(yīng)用了本發(fā)明的底柵型薄膜晶體管構(gòu)成的半導(dǎo)體元件與像素電極彼此連接。注意，直到 形成第二鈍化膜741的步驟可以參照實施方式5進行，從而在此使用與圖7相同的符號，省 略其說明。如圖13A所示，在形成第二鈍化膜741之后，覆蓋該第二鈍化膜741地形成絕緣層 1329。接著，形成通過接觸孔分別連接到第二導(dǎo)電膜714和724的布線1371、1372、1373、 以及1374。第二導(dǎo)電膜724通過布線1374電連接到液晶元件1303的像素電極1330。在制 造透光型的液晶顯示面板的情況下，作為像素電極1330可以使用包含氧化鎢的銦氧化物、 包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、以及包含氧化鈦的銦錫氧化物等。當(dāng) 然，還可以使用銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、添加了氧化硅的銦錫氧化物(ITSO) 等。此外，在制造反射型顯示面板的情況下，作為具有反射性的金屬薄膜可以使用由鈦、鎢、 鎳、金、鉬、銀、鋁、鎂、鈣、鋰、以及它們的合金構(gòu)成的導(dǎo)電膜等。像素電極1330可以使用蒸 發(fā)沉積法、濺射法、CVD法、印刷法或液滴噴射法等來形成。此外，在像素電極1330上與它接觸地形成定向膜1331。另一方面，在中間夾著像素電極1330相對于第一襯底700的第二襯底1340下按順序?qū)盈B相對電極1341和定向膜 1342。在像素電極1330以及定向膜1331與相對電極1341以及定向膜1342之間提供有液 晶1343。像素電極1330、液晶1343、以及相對電極1341重疊的部分相當(dāng)于液晶元件1303。 注意，如圖13B所示，像素電極1330可以延長形成在TFT 702上。氧化物半導(dǎo)體膜對可見 光具有透光性，所以在使用包含具有透光性的銦錫氧化物(ITO)、由銦錫氧化物和氧化硅構(gòu) 成的ITS0、有機銦、有機錫、氧化鋅或氮化鈦等的透明導(dǎo)電膜作為第一導(dǎo)電膜713、723以及 第二導(dǎo)電膜714、724的情況下，可以提高像素部分的開口率。由間隔物1361控制在像素電極1330和相對電極1341之間的距離(盒間隙)。 在圖13A中，通過將提供在第一襯底700 —側(cè)的絕緣膜加工成所要求的形狀來形成間隔物 1361，然而還可以將另行準備的球狀間隔物分散在定向膜1331上控制盒間隙。1362相當(dāng)于 密封劑，可以由該密封劑1362將液晶1343密封在第一襯底700和第二襯底1340之間。在第一襯底700的未形成有TFT 701和TFT 702的一面提供有偏振光片1350。此 外，在第二襯底1340的與形成有相對電極1341的一面相反的表面上提供有偏振光片1351。 注意，在本發(fā)明的液晶顯示器件中，定向膜和偏振光片的數(shù)目和提供它們的位置不局限于 圖13A所示的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明改善了至少氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域中的結(jié)晶性，所以可以獲得具 有比使用非晶硅膜的TFT高的遷移率的TFT。此外，該TFT與使用結(jié)晶硅膜的TFT相比結(jié)晶 化步驟的溫度低，從而工序很廉價。再者，由于通過燈加熱選擇性地提高氧化物半導(dǎo)體膜的 結(jié)晶性，所以與使氧化物半導(dǎo)體膜的所有部分結(jié)晶化時相比可以縮短為了結(jié)晶化所需要的 時間。由此，可以提高成品率。此外，選擇性地并且短時間進行結(jié)晶化，所以不容易發(fā)生襯 底的收縮，從而可以使用樹脂襯底等熔點比較低的襯底。因此，可以以低成本制造TFT。此外，溝道形成區(qū)域不吸收可見光，所以不發(fā)生不需要的光載流子。由此，可以形 成優(yōu)異于耐光性的TFT。接著，對本發(fā)明的液晶顯示器件所具有的像素的別的結(jié)構(gòu)進行說明。圖14A表示 像素的電路圖的一個方式，圖14B表示對應(yīng)于圖14A的像素的截面結(jié)構(gòu)的一個方式。在圖14A和14B中，1501相當(dāng)于開關(guān)TFT，而1502相當(dāng)于液晶元件，所述開關(guān)TFT 用于控制向像素的視頻信號的輸入。具體而言，通過開關(guān)TFT 1501輸入到像素的視頻信號 的電勢被供給到液晶元件1502的像素電極。此外，1503相當(dāng)于用于在開關(guān)TFT 1501關(guān)斷 (OFF)時保持液晶元件1502的像素電極和相對電極之間的電壓的電容元件。具體而言，開關(guān)TFT 1501的柵極連接到掃描線G，其源極區(qū)域和漏極區(qū)域中的一 方連接到信號線S，而另一方連接到液晶元件1502的像素電極1504。電容元件1503所具 有的兩個電極中，一方連接到液晶元件1502的像素電極1504，并且一定的電勢，優(yōu)選與相 對電極相同的電勢供給給另一方。在圖14A和14B中采用了多柵結(jié)構(gòu)，其中開關(guān)TFT 1501串聯(lián)連接并且其柵極1510 相互連接的多個TFT具有公共的氧化物半導(dǎo)體膜1512。通過采用多柵結(jié)構(gòu)，可以減少開關(guān) TFT 1501的關(guān)斷電流。具體地說，在圖14A和14B中開關(guān)TFT 1501盡管具有以下結(jié)構(gòu)，即 其中兩個TFT相互串聯(lián)連接，但是還可以具有多柵結(jié)構(gòu)，其中三個或更多個TFT相互串聯(lián)連 接并且它們的柵極相互連接。此外，開關(guān)TFT并非必須具有多柵結(jié)構(gòu)，同樣可以使用包括單 一的柵極和溝道形成區(qū)域的一般的單柵結(jié)構(gòu)的TFT。
接著，對本發(fā)明的液晶顯示器件所具有的TFT進行說明，該TFT與圖13A至14B不 同。圖15中表示用于驅(qū)動電路的TFT的截面圖以及用于像素部分的TFT的截面圖。2301 相當(dāng)于用于驅(qū)動電路的TFT的截面圖，2302相當(dāng)于用于像素部分的開關(guān)TFT的截面圖，2303 相當(dāng)于液晶元件的截面圖。驅(qū)動電路的TFT 2301具有形成在襯底2300上的柵極2310、覆蓋柵極2310的柵 極絕緣膜2311、以及中間夾著柵極絕緣膜2311與柵極2310重疊的氧化物半導(dǎo)體膜2312， 而像素部分的TFT 2302具有形成在襯底2300上的柵極2320、覆蓋柵極2320的柵極絕緣 膜2311、以及中間夾著柵極絕緣膜2311與柵極2320重疊的氧化物半導(dǎo)體膜2322，所述氧 化物半導(dǎo)體膜2312和2322在溝道形成區(qū)域中至少具有結(jié)晶化了的區(qū)域。覆蓋氧化物半導(dǎo) 體膜2312和2322的溝道形成區(qū)域地形成由絕緣膜形成的溝道保護膜2390和2391。為了 防止在制造TFT 2301和2302的步驟中氧化物半導(dǎo)體膜2312和2322的溝道形成區(qū)域被蝕 刻而提供溝道保護膜2390和2391。TFT 2301和2302還具有用作源極或漏極的一對第一 導(dǎo)電膜2313和2323、以及第二導(dǎo)電膜2314和2324。注意，第一導(dǎo)電膜2313和2323以及 第二導(dǎo)電膜2314和2324還用作布線層。在圖15中，柵極絕緣膜2311由兩層絕緣膜形成，然而本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。柵 極絕緣膜2311還可以由單層或三層以上(包括三層)的絕緣膜形成。此外，第二導(dǎo)電膜2314和2324由鋁或含有鋁的合金形成。一對第二導(dǎo)電膜2314 和2324中間夾著氧化物半導(dǎo)體膜2322的溝道被形成的區(qū)域彼此相對。此外，第一導(dǎo)電膜2313和2323由鈦形成。第一導(dǎo)電膜2313和2323并非必須提 供，然而，如果提供，與氧化物半導(dǎo)體膜2312和2322的電接觸性就良好。此外，第一導(dǎo)電膜 2313和2323還具有防止在氧化物半導(dǎo)體膜2312和2322中的氧擴到在第二導(dǎo)電膜2314和 2324中的阻擋層的功能。結(jié)果，可以提高TFT的可靠性。注意，人們知道氧化物半導(dǎo)體膜 2312和2322即使對它沒做什么也呈現(xiàn)η型。因此，還可以通過對溝道被形成的氧化物半導(dǎo) 體膜添加賦予P型導(dǎo)電性的雜質(zhì)來控制其導(dǎo)電類型，以便其導(dǎo)電類型盡可能接近I型。此外，覆蓋TFT 2301和2302地形成由絕緣膜構(gòu)成的第一鈍化膜2380以及第二鈍 化膜2381?？梢酝ㄟ^等離子體CVD法或濺射法等薄膜形成法使用氮化硅、氧化硅、氮氧化 硅、氧氮化硅、氧氮化鋁、或氧化鋁、類金剛石碳(DLC)、含有氮的碳(CN)、以及其他絕緣材 料形成第一鈍化膜2380和第二鈍化膜2381。覆蓋TFT 2301和TFT2302的鈍化膜不限定 于兩層，可以為單層，也可以為三層或更多層。例如，第一鈍化膜2380可以由氮化硅形成， 第二鈍化膜2381可以由氧化硅形成。通過由氮化硅或氮氧化硅形成鈍化膜，可以防止來自 外部的雜質(zhì)進入半導(dǎo)體元件中，還可以防止TFT 2301和TFT 2302因為受水分等的影響而 惡化。在本實施方式中在相同的室內(nèi)替換氣體，連續(xù)形成第一鈍化膜2380和第二鈍化膜 2381。接著，覆蓋第二鈍化膜2381地形成絕緣層2329。然后形成通過接觸孔與第二導(dǎo)電 膜2314和2324分別連接的布線2371、2372、2373以及2374。第二導(dǎo)電膜2324通過布線 2374電連接到液晶元件2303的像素電極2330。此外，在像素電極2330上與它接觸地形成定向膜2331。另一方面，在中間夾著像 素電極2330相對于第一襯底2300的第二襯底2340上按順序?qū)盈B相對電極2341和定向膜 2342。在像素電極2330、定向膜2331與相對電極2341、定向膜2342之間提供有液晶2343。像素電極2330、液晶2343、以及相對電極2341重疊的部分相當(dāng)于液晶元件2303。注意，像 素電極可以延長形成在TFT上。在使用包含具有透光性的銦錫氧化物(ITO)、由銦錫氧化物 和氧化硅構(gòu)成的ITS0、有機銦、有機錫、氧化鋅或氮化鈦等的透明導(dǎo)電膜作為第一導(dǎo)電膜和 第二導(dǎo)電膜的情況下，可以提高像素部分的開口率。由間隔物2361控制在像素電極2330和相對電極2341之間的距離(盒間隙)。在 圖15中，通過將絕緣膜加工成所要求的形狀來形成間隔物2361，然而還可以將另行準備的 球狀間隔物分散在定向膜2331上來控制盒間隙。2362相當(dāng)于密封劑，可以由該密封劑2362 將液晶2343密封在第一襯底2300和第二襯底2340之間。在第一襯底2300的與形成有TFT 2301和TFT 2302的一面相反的表面上提供有 偏振光片2350。此外，在第二襯底2340的與形成有相對電極2341的一面相反的表面上提 供有偏振光片2351。注意，在本發(fā)明的液晶顯示器件中，定向膜和偏振光片的數(shù)目和提供它 們的位置不局限于圖15所示的結(jié)構(gòu)。接著，將表示用于本發(fā)明的液晶顯示器件的元件襯底的結(jié)構(gòu)。圖16示出了元件襯底的示例，在該示例中，另行只形成信號線驅(qū)動電路6013，該 信號線驅(qū)動電路6013連接到形成在第一襯底6011上的像素部分6012。像素部分6012和 掃描線驅(qū)動電路6014使用具有氧化物半導(dǎo)體膜的TFT形成，所述氧化物半導(dǎo)體膜至少在溝 道形成區(qū)域中包括結(jié)晶化了的區(qū)域。通過由呈現(xiàn)出比使用非晶硅膜的TFT更高的遷移率的 晶體管形成信號線驅(qū)動電路，可以穩(wěn)定信號線驅(qū)動電路的工作，該信號線驅(qū)動電路需要比 掃描線驅(qū)動電路更高的驅(qū)動頻率。應(yīng)當(dāng)指出，信號線驅(qū)動電路6013可以由使用單晶硅半導(dǎo) 體的晶體管、使用多晶半導(dǎo)體的TFT或者使用SOI的晶體管形成。通過FPC6015，向像素部 分6012、信號線驅(qū)動電路6013和掃描線驅(qū)動電路6014的每一個提供電源電勢和各種信號寸。注意，可以將信號線驅(qū)動電路和掃描線驅(qū)動電路集成地形成在與像素部分相同的 襯底上。而且，在另行形成驅(qū)動電路的情況中，在其上形成驅(qū)動電路的襯底不必附著于在 其上形成像素部分的襯底上，例如，也可以附著在FPC上。圖17A示出了元件襯底的示例， 在該示例中，另行只形成信號線驅(qū)動電路6023，該信號線驅(qū)動電路6023連接到形成在第一 襯底6021上的像素部分6022和掃描線驅(qū)動電路6024。像素部分6022和掃描線驅(qū)動電路 6024由使用氧化物半導(dǎo)體膜的TFT形成，所述氧化半導(dǎo)體膜至少在溝道形成區(qū)域中包括結(jié) 晶化了的區(qū)域。信號線驅(qū)動電路6023通過FPC 6025連接到像素部分6022。通過FPC 6025， 向每一個像素部分6022、信號線驅(qū)動電路6023和掃描線驅(qū)動電路6024提供電源電勢和各 種信號等。此外，可以通過使用具有氧化物半導(dǎo)體膜的TFT，僅將信號線驅(qū)動電路的一部分或 者掃描線驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部分相同的襯底上，而另行形成其剩余部分并且 電連接到像素部分，所述氧化物半導(dǎo)體膜至少在溝道形成區(qū)域包括結(jié)晶化了的區(qū)域。圖17B 示出了元件襯底的示例，在該示例中，將信號線驅(qū)動電路所具有的模擬開關(guān)6033a形成在 與像素部分6032以及掃描線驅(qū)動電路6034相同的第一襯底6031上，而將信號線驅(qū)動電路 所具有的移位寄存器6033b另行形成在不同襯底上并附著于襯底6031上。像素部分6032 和掃描線驅(qū)動電路6034由具有氧化物半導(dǎo)體膜的TFT形成，所述氧化物半導(dǎo)體膜至少在溝道形成區(qū)域包括結(jié)晶化了的區(qū)域。具有信號線驅(qū)動電路所具有的移位寄存器6033b通過 FPC 6035連接到像素部分6032。通過FPC 6035，向每一個像素部分6032、包括于信號線驅(qū) 動電路中的模擬開關(guān)6033a和移位寄存器6033b、以及掃描線驅(qū)動電路6034提供電源電勢 和各種信號等。如圖16至17B所示，本發(fā)明的液晶顯示器件可以使用具有氧化物半導(dǎo)體膜的TFT 在與像素部分相同的襯底上形成驅(qū)動電路的一部分或所有部分，所述氧化物半導(dǎo)體膜至少 在溝道形成區(qū)域包括結(jié)晶化了的區(qū)域。對另行形成的襯底的連接方法沒有特別的限制，可以使用COG(玻璃上芯片安裝) 法、引線鍵合法或TAB(帶式自動接合)法等。此外，只要可以電連接，連接點就不限于圖 18A和18B所示的位置。而且，控制器、CPU、存儲器等可以另行形成來連接。注意，本發(fā)明中使用的信號線驅(qū)動電路不限于僅包括移位寄存器和模擬開關(guān)的方 式。其可以既包括移位寄存器和模擬開關(guān)，還包括緩沖器、電平移位器和源極跟隨器等的其 他電路。此外，并非必需提供移位寄存器和模擬開關(guān)，例如，可以使用諸如解碼器電路的用 于選擇信號線的別的電路而替代移位寄存器，并且還可以使用閂鎖等而替代模擬開關(guān)。圖18A表示應(yīng)用本發(fā)明的液晶顯示器件的框圖。圖18A所示的液晶顯示器件包括 具有液晶元件的多個像素的像素部分801、選擇每個像素的掃描線驅(qū)動電路802和控制視 頻信號輸入到被選擇的像素的信號線驅(qū)動電路803。在圖18A中，信號線驅(qū)動電路803包括移位寄存器804和模擬開關(guān)805。時鐘信號 (CLK)和起始脈沖信號(SP)輸入到移位寄存器804。當(dāng)輸入時鐘信號(CLK)和起始脈沖信 號(SP)時，定時信號在移位寄存器804中產(chǎn)生并輸入到模擬開關(guān)805。另外，將視頻信號輸入到模擬開關(guān)805。根據(jù)輸入的定時信號，視頻信號在模擬開 關(guān)805中被采樣，并被提供給下一行信號線。接著，將說明掃描線驅(qū)動電路802的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動電路802包括移位寄存器 806和緩沖器807。在某些情況下，掃描線驅(qū)動電路802可包含電平移動器。通過將時鐘信 號(CLK)和起始脈沖信號(SP)輸入到移位寄存器806中，在掃描線驅(qū)動電路802中產(chǎn)生選 擇信號。所產(chǎn)生的選擇信號通過緩沖器807緩沖并放大，并且提供到對應(yīng)的掃描線。其中 一條線上的像素的晶體管的柵極連接到掃描線。因為必須使一條線上的像素的晶體管同時 接通，從而，使用能夠流過大電流的緩沖器807。全彩色液晶顯示器件中，在將對應(yīng)于R(紅)、G(綠)、B(藍)的視頻信號按順序 取樣而供給給對應(yīng)的信號線的情況下，用于連接移位寄存器804和模擬開關(guān)805的端子數(shù) 目相當(dāng)于用于連接模擬開關(guān)805和像素部分801的信號線的端子數(shù)目的三分之一左右。因 此，通過將模擬開關(guān)805形成在與像素部分801相同的襯底上，與將模擬開關(guān)805形成在與 像素部分801不同的襯底上時相比，可以減少用于連接另外形成的襯底的端子數(shù)目，并且 抑制連接不良的發(fā)生比率，以可以提高成品率。圖18B示出與圖18A不同的根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器件的框圖。在圖18B中，信 號線驅(qū)動電路813具有移位寄存器814、閂鎖A815、閂鎖B816、以及D/A轉(zhuǎn)換電路(以下稱 作DAC 817)。掃描線驅(qū)動電路812具有與圖18A的情況相同的結(jié)構(gòu)。移位寄存器814中輸入時鐘信號(CLK)和起始脈沖信號(SP)。當(dāng)輸入時鐘信號 (CLK)和起始脈沖信號(SP)時，在移位寄存器814中產(chǎn)生定時信號，然后按順序輸入到第一段閂鎖A 815中。與定時信號輸入到閂鎖A 815中同步，視頻信號按順序被寫入到閂鎖 A815中并被存儲。注意，在圖18B中雖然假定了視頻信號按順序?qū)懭氲介V鎖A 815中，但是 本發(fā)明并不限于這種結(jié)構(gòu)。也可以將具有多個級(stage)的閂鎖A 815分成幾個組，然后 給各組并行輸入視頻信號，即進行分區(qū)驅(qū)動。在這種情況下，組的數(shù)量被稱作分區(qū)的數(shù)量。 例如，如果在每四個級中將閂鎖分成組，就稱作使用四個分區(qū)進行分區(qū)驅(qū)動。向閂鎖A 815的所有級寫入視頻信號的周期被稱為行周期。實際上，有可能在上 述行周期加上水平回掃周期的周期包含在行周期。當(dāng)一個行周期結(jié)束時，向第二段的閂鎖B 816供給閂鎖信號(Latch Signal)。與 該閂鎖信號的輸入同步，存儲在閂鎖A 815中的視頻信號同時寫入并存儲在閂鎖B 816中。 在將視頻信號傳輸?shù)介V鎖B 816的閂鎖A 815中，與從移位寄存器814輸入的定時信號同 步，又一次按順序進行下一視頻信號的寫入。在第二行周期期間，寫入并存儲在閂鎖B 816 中的視頻信號輸入到DAC 817。DAC 817將被輸入的視頻信號從數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬，并將它供給給對應(yīng)的信號線。注意，示出于圖18A和18B的結(jié)構(gòu)為根據(jù)本實施方式的液晶顯示器件的一個方式， 所以信號線驅(qū)動電路和掃描線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)不局限于此。注意，圖16至圖18B可以應(yīng)用于發(fā)光器件和其他顯示器件，而不限定于根據(jù)本實 施方式的液晶顯示器件。注意，本實施方式可以與實施方式1至4適當(dāng)?shù)亟M合。實施例1在本實施例中，將使用圖8A至8F對用于在實施方式5說明的發(fā)光器件的發(fā)光元 件的方式進行說明。圖8A為將具有透光性且功函數(shù)大的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11并且將功函數(shù)小 的導(dǎo)電膜用作第二像素電極17的例子。第一像素電極11由透光性的氧化物導(dǎo)電材料形成， 典型地由以1至15原子％的濃度含有氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料形成。在其上提供含有發(fā) 光物質(zhì)的層16，其中層疊有空穴注入層或空穴傳輸層41、發(fā)光層42、電子傳輸層或電子注 入層43。第二像素電極17由第一電極層33和第二電極層34形成，所述第一電極層33包 含LiF或MgAg等堿金屬或堿土金屬的單質(zhì)、化合物或合金，所述第二電極層34由鋁等金屬 材料形成。具有該結(jié)構(gòu)的像素如圖中的箭頭所示那樣可以從第一像素電極U —側(cè)發(fā)射光。圖8B為將功函數(shù)大的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11并且將具有透光性且功函數(shù)小 的導(dǎo)電膜用作第二像素電極17的例子。第一像素電極11由第一電極層35和第二電極層 32的疊層結(jié)構(gòu)形成，所述第一電極層35由鋁和鈦等的金屬、或者該金屬以及以化學(xué)計量組 成比或更低的濃度含有氮的金屬材料形成，所述第二電極層32由以1至15原子％的濃度 含有氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料形成。在其上提供包含發(fā)光物質(zhì)的層16，其中層疊有空穴注 入層或空穴傳輸層41、發(fā)光層42、電子傳輸層或電子注入層43。第二像素電極17由第三電 極層33和第四電極層34形成，所述第三電極層33包含LiF或CaF等堿金屬或堿土金屬的 單質(zhì)、化合物或合金，所述第四電極層34由鋁等金屬材料形成。通過將第二電極中的任一 層都形成為IOOnm或更薄，使它成為能夠透光的狀態(tài)，如圖中的箭頭所示那樣可以從第二 像素電極17發(fā)射光。圖8E示出從雙方向、即從第一電極和第二電極發(fā)射光的例子。其中將具有透光性且功函數(shù)大的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11，并且將具有透光性且功函數(shù)小的導(dǎo)電膜用作第 二像素電極17。典型地，第一像素電極11由以1至15原子％的濃度含有氧化硅的氧化物 導(dǎo)電材料形成，而第二像素電極17由分別為IOOnm或更薄的第三電極層33和第四電極層 34形成，所述第三電極層33包含LiF或CaF等堿金屬或堿土金屬的單質(zhì)、化合物或合金，所 述第四電極層34由鋁等金屬材料形成。這樣，就可以如圖中的箭頭所示那樣從第一像素電 極11和第二像素電極17兩側(cè)發(fā)射光。圖8C為將具有透光性且功函數(shù)小的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11，并且將功函數(shù) 大的導(dǎo)電膜用作第二像素電極17的例子。其中示出了將電子傳輸層或電子注入層43、發(fā)光 層42、以及空穴注入層或空穴傳輸層41按順序?qū)盈B而形成包含發(fā)光物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。第二 像素電極17具有從包含發(fā)光物質(zhì)的層16 —側(cè)形成第二電極層32和第一電極層35的疊層 結(jié)構(gòu)，所述第二電極層32由以1至15原子％的濃度含有氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料形成，所 述第一電極層35由鋁和鈦等的金屬、或者該金屬以及以化學(xué)計量組成比或更低的濃度含 有氮的金屬材料形成。第一像素電極11由第三電極層33和第四電極層34形成，所述第三 電極層33包含LiF和CaF等堿金屬或堿土金屬的單質(zhì)、化合物或合金，所述第四電極層34 由鋁等金屬材料形成。通過將兩個層都形成為IOOnm或更薄，使它成為能夠透光的狀態(tài)，這 樣，就可以如圖中的箭頭所示那樣從第一像素電極11發(fā)射光。圖8D為將功函數(shù)小的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11、將具有透光性且功函數(shù)大的 導(dǎo)電膜用作第二像素電極17的例子。其中示出了將電子傳輸層或電子注入層43、發(fā)光層 42、以及空穴注入層或空穴傳輸層41按順序?qū)盈B而形成包含發(fā)光物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。第一像 素電極11具有與圖8A相同的結(jié)構(gòu)，其膜厚度形成為如下程度，即可以反射在包含發(fā)光物質(zhì) 的層中發(fā)光的光。第二像素電極17由以1至15原子％的濃度含有氧化硅的氧化物導(dǎo)電材 料構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，通過由作為無機物的金屬氧化物(典型為氧化鉬或氧化釩)形成空 穴注入層，當(dāng)形成第二電極層32時引入的氧被供給而提高空穴注入性，以可以降低驅(qū)動電 壓。此外，通過由具有透光性的導(dǎo)電膜形成第二像素電極17，如圖中的箭頭所示那樣可以從 第二像素電極17—側(cè)發(fā)射光。圖8F示出從雙方向、即從第一像素電極和第二像素電極發(fā)射光的例子，將具有透 光性且功函數(shù)小的導(dǎo)電膜用作第一像素電極11，將具有透光性且功函數(shù)大的導(dǎo)電膜用作第 二像素電極17。典型地，第一像素電極11由分別為IOOnm或更薄的第三電極層33和第四 電極層34形成，所述第三電極層包含LiF和CaF等堿金屬或堿土金屬的單質(zhì)、化合物或合 金，所述第四電極層由鋁等金屬材料形成。并且第二像素電極17由以1至15原子％的濃 度含有氧化硅的氧化物導(dǎo)電材料形成，即可。注意，如上所述，包含發(fā)光物質(zhì)的層16由含有有機化合物或無機化合物的電荷注 入傳輸物質(zhì)和發(fā)光材料形成，根據(jù)其分子數(shù)量包含選自低分子量有機化合物、中分子量有 機化合物(沒有升華性并且連接分子的長度為ΙΟμπι或更短的有機化合物，可以典型地舉 出樹枝狀聚合物、低聚物等)、高分子量有機化合物中的一種或多種的層，并且可以與電子 注入傳輸性或空穴注入傳輸性的無機化合物組合。在電荷注入傳輸物質(zhì)中，作為具有超高電子傳輸性的物質(zhì)，可以舉出具有喹啉 骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫=Alq3)、三(4-甲 基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫=Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]_喹啉)鈹(縮寫=BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚-鋁(縮寫B(tài)Alq)等。作為具有高空穴傳輸性的物質(zhì)，可以舉出芳香胺(亦即具有苯環(huán)-氮鍵)的化合 物，諸如4，4’_雙[N-(l-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫^-呢0)、4，4’-雙[N-(3-甲 基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫TPD)、4，4，，4”_三(N，N-二苯基-氨基)-三苯胺 (縮寫TDATA)、4，4，，4”_三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(縮寫=MTDATA)寸。在電荷注入傳輸物質(zhì)中，作為具有超高電子注入性的物質(zhì)，可以舉出氟化鋰 (LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)等的堿金屬或堿土金屬的化合物。此外，還有諸如Alq3 之類的具有高電子傳輸性的材料與諸如鎂(Mg)之類的堿土金屬的混合物。在電荷注入傳輸物質(zhì)中，作為具有高空穴注入性的物質(zhì)，可以舉出例如鉬氧化物 (MoOx)、釩氧化物(VOx)、釕氧化物(RuOx)、鎢氧化物(WOx)、錳氧化物(MnOx)之類的金屬氧化 物。此外，還可以舉出酞菁(縮寫=H2Pc)或酞菁銅(CuPc)等的酞菁化合物。發(fā)光層42可以具有以下結(jié)構(gòu)，即在各個像素中分別形成具有不同發(fā)光波段的發(fā) 光層，以使它進行彩色顯示。典型地形成對應(yīng)于R (紅色)、G (綠色)、以及B (藍色)各個顏 色的發(fā)光層。在此情況下，借助于在像素發(fā)光側(cè)提供透過其發(fā)光波段內(nèi)的光的濾色器(著 色層)，能夠改善彩色純度并防止像素部分成為鏡面(反射)。借助于提供濾色器(著色 層)，可以省略常規(guī)需要的圓偏振光片等，而且，能夠不損失從發(fā)光層發(fā)射的光。而且，能夠 降低傾斜地觀察像素部分(顯示屏面)的情況下出現(xiàn)的色調(diào)改變。存在著各種用來形成發(fā)光層42的發(fā)光材料。作為低分子類有機發(fā)光材料，能夠采 用4-亞甲基雙氰-2-甲基-6-[2-(l，l，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃 (縮寫=DCJT)、4_亞甲基雙氰-2-tert- 丁基-6-[2- (1，1，7，7-四甲基久洛尼定_9_基)乙 烯基]-4H-吡喃(縮寫山(1^)、吡啶醇、2，5-雙氰-1，4-雙[2-(10-甲氧基_1，1，7，7_四 甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯、N，N’ -二甲基喹吖啶酮(縮寫DMQd)、香豆素6、香豆 素545T、三(8-羥基喹啉)鋁(縮寫=Alq3)、9，9，-聯(lián)蒽基、9，10-二苯基蒽(縮寫DPA)、 9，10-雙(2-萘基)蒽(縮寫DNA)等。此外，還可以采用其它物質(zhì)。另一方面，高分子類有機發(fā)光材料具有比低分子類有機發(fā)光材料高的物理強度， 并且元件的耐用性高。由于能夠通過涂敷來制作，所以能夠比較容易地制作元件。采用高 分子類有機發(fā)光材料的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)基本上與采用低分子類有機發(fā)光材料的發(fā)光元件 的結(jié)構(gòu)相同，其中按順序?qū)盈B有陰極、包含發(fā)光物質(zhì)的層、以及陽極。但在用高分子類有機 發(fā)光材料形成包含發(fā)光物質(zhì)的層的情況下，難以像采用低分子類有機發(fā)光材料的情況那樣 形成層疊結(jié)構(gòu)，在很多情況下成為雙層結(jié)構(gòu)。具體地說，此結(jié)構(gòu)為按順序?qū)盈B陰極、發(fā)光層、 空穴傳輸層、以及陽極。由于發(fā)射的顏色依賴于發(fā)光層的材料，所以借助于選擇材料，能夠形成呈現(xiàn)所需 發(fā)光的發(fā)光元件。作為能夠用于發(fā)光層的高分子類發(fā)光材料，可以舉出聚亞乙烯對苯類材 料、聚對苯類材料、聚噻吩類材料、或聚芴類材料。作為聚亞乙烯聚對苯類材料，可以舉出聚(亞乙烯對苯)[PPV]的衍生物、聚(2， 5-二烷氧_1，4，亞乙烯苯)[R0-PPV]、聚(2-(2，-乙基-六氧)_5_甲氧基_1，4_亞乙烯 苯)[MEH-PPV]、聚(2- 二烷氧苯基)-1，4_亞乙烯苯)[ROPh-PPV]等。作為聚對苯類材料， 可以舉出聚對苯[PPP]的衍生物、聚(2，5-二烷氧-1，4-亞苯基)[肌^^ ]、聚(2，5_ 二六氧-1，4-亞苯基)等。作為聚噻吩類材料，可以舉出聚噻吩[PT]的衍生物、聚(3-烷基噻吩) [PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-環(huán)己基噻吩)[PCHT]、聚(3-環(huán)己基-4-甲基噻吩) [PCHMT]、聚(3，4-二環(huán)己基噻吩)[ 00111、聚[3-(4-辛苯基)-噻吩][Ρ0ΡΤ]、聚[3-(4-辛 苯基)-2，2_并噻吩][ΡΤ0ΡΤ]等。作為聚芴類材料，可以舉出聚芴[PF]的衍生物、聚(9， 9- 二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9- 二辛芴)[PD0F]等。通過將具有空穴傳輸性的高分子類有機發(fā)光材料夾在陽極與具有發(fā)光性的高分 子類有機發(fā)光材料之間，能夠提高從陽極的空穴注入性。通常，通過旋涂法涂敷與受主材料 一起溶解在水中的具有空穴傳輸性的高分子類有機發(fā)光材料。此外，因為不溶解于有機溶 劑，所以此材料能夠被層疊在上述的具有發(fā)光性的發(fā)光材料上。作為具有空穴傳輸性的高 分子類有機發(fā)光材料，可以舉出PEDOT與作為受主材料的樟腦磺酸(CSA)的混合物以及聚 苯胺[PANI]與作為受主材料的聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物等。發(fā)光層42能夠被形成為呈現(xiàn)單色或白色發(fā)光。在采用白色發(fā)光材料的情況下，通 過將透過特定波長光的濾色器(著色層)提供在像素的光發(fā)射一側(cè)，而能夠?qū)崿F(xiàn)彩色顯示。為了形成呈現(xiàn)白色發(fā)光的發(fā)光層，例如用蒸發(fā)沉積法來相繼淀積了 Alq3、部分地 添加了尼羅紅的Alq3 (尼羅紅是一種紅色發(fā)光顏料)、Alq3、p_EtTAZ、TPD (芳香雙胺)。在通 過利用旋涂的涂敷法形成發(fā)光層的情況下，優(yōu)選在涂敷發(fā)光材料之后使用真空加熱進行焙 燒。例如，將起空穴注入層作用的聚(乙烯二氧噻吩)/聚(磺化苯乙烯)溶液(PED0T/PSS) 涂敷在整個表面上并使它焙燒，然后將添加有發(fā)光中心顏料(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二 烯(TPB)、4_雙氰亞甲基-2-甲基-6-(ρ-二甲基氨-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCMl)、尼羅紅、 香豆素6等)的用作發(fā)光層的聚乙烯咔唑(PVK)溶液涂敷在整個表面上并使它焙燒，即可。發(fā)光層可以由單層組成。在此情況下，發(fā)光層可以由分散有具有電子傳輸性的1， 3，4_惡二唑衍生物(PBD)的具有空穴傳輸性的聚乙烯咔唑(PVK)組成。此外，借助于分散 作為電子傳輸劑的30重量％的？80以及分散適當(dāng)量的4種顏料(TPB、香豆素6、DCM1、以及 尼羅紅)，能夠得到白色發(fā)光。除了上述呈現(xiàn)白色發(fā)光的發(fā)光元件之外，借助于適當(dāng)?shù)剡x擇 發(fā)光層的材料，還能夠制造呈現(xiàn)紅色發(fā)光、綠色發(fā)光、或藍色發(fā)光的發(fā)光元件。注意，借助于將具有空穴傳輸性的高分子類有機發(fā)光材料夾在陽極與具有發(fā)光性 的高分子類有機發(fā)光材料之間，能夠改善從陽極的空穴注入性。通常，通過旋涂法等來涂敷 與受主材料一起溶解在水中的具有空穴傳輸性的高分子類有機發(fā)光材料。此外，因為不溶 解于有機溶劑，所以此材料能夠被層疊在具有發(fā)光性的有機發(fā)光材料上。作為具有空穴傳 輸性的高分子類有機發(fā)光材料，可以舉出PEDOT與作為受主材料的樟腦磺酸(CSA)的混合 物以及聚苯胺[PANI]與作為受主材料的聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物等。再者，除了單重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料之外，包括金屬絡(luò)合物等的三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光 材料也可以用于發(fā)光層42。例如，在具有紅色發(fā)光性的像素、具有綠色發(fā)光性的像素、以及 具有藍色發(fā)光性的像素中，亮度半衰壽命比較短的具有紅色發(fā)光性的像素由三重態(tài)激發(fā)的 發(fā)光材料形成，并且其它像素由單重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料形成。由于三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料 具有優(yōu)異的發(fā)光效率，所以為了得到相同的亮度所需的耗電量少。換言之，在將三重態(tài)激發(fā) 的發(fā)光材料應(yīng)用于紅色像素的情況下，發(fā)光元件要求更少量的電流，從而能夠提高可靠性。 為了降低耗電量，可以用三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料來形成具有紅色發(fā)光性的像素以及具有綠 色發(fā)光性的像素而用單重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料來形成具有藍色發(fā)光性的像素。借助于用三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料來形成人眼能見度高的綠色發(fā)光元件，能夠更降低耗電量。作為三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料的一個例子，有以金屬絡(luò)合物作為摻雜劑的材料，已 知有采用以第三過渡系元素的鉬作為中心金屬的金屬絡(luò)合物或以銥作為中心金屬的金屬 絡(luò)合物等。三重態(tài)激發(fā)的發(fā)光材料不局限于這些化合物，也可以采用這樣的化合物，即具有 上述結(jié)構(gòu)且作為中心金屬具有屬于元素周期表中第8至第10族的元素。形成包含發(fā)光物質(zhì)的層的上述物質(zhì)僅僅是一個例子，借助于適當(dāng)?shù)貙盈B空穴注入 傳輸層、空穴傳輸層、電子注入傳輸層、電子傳輸層、發(fā)光層、電子阻擋層或空穴阻擋層等具 有功能性的各種層，能夠形成發(fā)光元件。此外，還可以形成組合了這些各個層的混合層或混 合接合。發(fā)光層的層結(jié)構(gòu)能夠被改變，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)可以代替不具備有 特定的電子注入?yún)^(qū)域或發(fā)光區(qū)域，而具備專用于該目的的電極，或分散發(fā)光性的材料具備 的變形。實施例2在本實施例中，將參照圖9A至9F說明根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件的顯示面板的像素 電路及其工作結(jié)構(gòu)。在視頻信號為數(shù)字的顯示器件中，顯示面板的工作結(jié)構(gòu)被分成輸入在 像素中的視頻信號被電壓調(diào)節(jié)的工作以及輸入在像素中的視頻信號被電流調(diào)節(jié)的工作。 作為輸入在像素中的視頻信號被電壓調(diào)節(jié)的工作，有施加到發(fā)光元件的電壓恒定的工作 (CVCV)以及施加到發(fā)光元件的電流恒定的工作(CVCC)。此外，作為輸入在像素中的視頻信號被電流調(diào)節(jié)的工作，有施加到發(fā)光元件的電 壓恒定的工作(CCCV)以及施加到發(fā)光元件的電流恒定的工作(CCCC)。在本實施例中，參照 圖9A和9B來說明進行CVCV工作的像素。參照圖9C至9F來說明進行CVCC工作的像素。在圖9A和9B所示的像素中，沿列方向排列信號線3710和電源線3711，而沿行方 向排列掃描線3714。此像素具有開關(guān)TFT 3701 JgaTFT 3703、電容元件3702、以及發(fā)光 元件3705。開關(guān)TFT 3701和驅(qū)動TFT 3703當(dāng)接通(ON)時工作于線狀區(qū)域。此外，驅(qū)動TFT 3703用來控制是否將電壓施加到發(fā)光元件3705。根據(jù)制造步驟，兩種TFT優(yōu)選具有相同 的導(dǎo)電類型。在本實施例中，開關(guān)TFT 3701為η溝道型TFT，而驅(qū)動TFT 3703為ρ溝道型 TFT0作為驅(qū)動TFT 3703，不僅可以采用增強型，而且可以采用耗盡型的TFT。此外，驅(qū)動 TFT 3703的溝道寬度W與溝道長度L的比率(W/L)優(yōu)選為1至1000，但取決于TFT的遷移 率。W/L越大，TFT的電特性越提高。在圖9Α和9Β所示的像素中，開關(guān)TFT 3701用來控制視頻信號到像素的輸入。當(dāng) 開關(guān)TFT 3701接通時，視頻信號被輸入到像素中。然后，電容元件3702保持該視頻信號的 電壓。在圖9Α中的電源線3711是Vss且發(fā)光元件3705的相對電極是Vdd的情況下，亦 即在圖8C和8D的情況下，發(fā)光元件的相對電極是陽極，而且連接到驅(qū)動TFT 3703的電極 是陰極。在此情況下，可以抑制由驅(qū)動TFT 3703的特性不均勻性所造成的亮度不規(guī)則性。在圖9Α中的電源線3711是Vdd且發(fā)光元件3705的相對電極是Vss的情況下，亦 即在圖8Α和8Β的情況下，發(fā)光元件的相對電極是陰極，而且連接到驅(qū)動TFT 3703的電極 是陽極。在此情況下，通過將電壓高于Vdd的視頻信號輸入到信號線3710，該視頻信號的電 壓被保持在電容元件3702中，并且驅(qū)動TFT 3703工作于線狀區(qū)域，從而能夠改善由于TFT
29的特性不均勻性所造成的亮度不規(guī)則性。除了增加了 TFT 3706和掃描線3715之外，圖9B所示的像素具有與圖9A所示的 像素相同的像素結(jié)構(gòu)。TFT 3706的接通或關(guān)斷由另外提供的掃描線3715控制。當(dāng)TFT3706接通時，保持 在電容元件3702中的電荷被放電，驅(qū)動TFT 3703關(guān)斷。亦即，根據(jù)TFT 3706的配置，能夠 形成強迫電流在發(fā)光元件3705中停止流動的狀態(tài)。因此，TFT 3706能夠被稱為擦除TFT。 因此，與寫入周期開始的同時或緊隨寫入周期開始之后，能夠開始發(fā)光周期，而無須等待信 號在所有像素中的寫入。結(jié)果，能夠提高發(fā)光的占空比。在具有上述工作結(jié)構(gòu)的像素中，可以由工作于線狀區(qū)域的驅(qū)動TFT 3703來確定 發(fā)光元件3705的電流值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠抑制TFT特性的不均勻性。因此，借助于改 善發(fā)光元件由于TFT特性的不均勻性而造成的亮度不規(guī)則性，就能夠提供提高了圖像質(zhì)量 的顯示器件。接下來，參照圖9C至9F來說明進行CVCC工作的像素。通過在圖9A所示的像素 結(jié)構(gòu)中提供電源線3712和電流控制TFT 3704，來形成圖9C所示的像素。除了驅(qū)動TFT 3703的柵極連接到沿行方向配置的電源線3712之外，圖9E所示的 像素具有與圖9C所示的像素相同的結(jié)構(gòu)。亦即，圖9C和9E所示的兩種像素都具有相同的 等效電路圖。但在沿行方向配置電源線3712的情況下(圖9C)，以及在沿列方向配置電源 線3712的情況下(圖9E)，各個電源線由提供在不同層中的導(dǎo)電膜形成。這里，著眼于與驅(qū) 動TFT 3703的柵極連接的布線，為了表示這些布線是由不同的層形成的，分別使用圖9C和 9E來說明。開關(guān)TFT 3701工作于線狀區(qū)域，而驅(qū)動TFT 3703工作于飽和區(qū)域。此外，驅(qū)動 TFT 3703用來控制流過發(fā)光元件3705的電流值，而電流控制TFT 3704工作于飽和區(qū)域并 且用來控制電流對發(fā)光元件3705的供應(yīng)。除了擦除TFT 3706和掃描線3715增加到圖9C和9E所示的像素之外，圖9D和9F 所示的像素具有與圖9C和9E所示的像素相同的像素結(jié)構(gòu)。注意，圖9A和9B所示的像素也能夠進行CVCC工作。此外，具有圖9C至9F所示 工作結(jié)構(gòu)的像素，能夠像圖9A和9B那樣根據(jù)發(fā)光元件的電流流動方向適當(dāng)?shù)馗淖僔dd和 Vss0在具有上述結(jié)構(gòu)的像素中，由于電流控制TFT 3704工作于線狀區(qū)域，所以電流控 制TFT 3704的Vgs的稍許改變不影響到發(fā)光元件3705的電流值。亦即，可以根據(jù)工作于 飽和區(qū)域的驅(qū)動TFT 3703來確定發(fā)光元件3705的電流值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過改善發(fā)光 元件由于TFT特性的不均勻性而造成的亮度不規(guī)則性，能夠提供提高了圖像質(zhì)量的顯示器 件。注意，在此示出了提供電容元件3702的結(jié)構(gòu)，然而本發(fā)明不局限于此，柵極電容 等能夠補給保持視頻信號的電容時，可以不提供電容元件3702。一般認為，在增加像素密度的情況下，這種有源矩陣型顯示器件由于在各個像素 中提供了 TFT，而具有以低電壓進行驅(qū)動的優(yōu)點。在根據(jù)本發(fā)明的顯示器件中，屏幕顯示的驅(qū)動方法不受特別的限制，例如，可以采 用逐點驅(qū)動方法、逐行驅(qū)動方法、或逐面驅(qū)動方法。典型地采用逐行驅(qū)動方法，并可以適當(dāng)?shù)夭捎脮r分灰度驅(qū)動方法或區(qū)域灰度驅(qū)動方法。此外，輸入到顯示器件的源極線的視頻信 號可以是模擬信號或數(shù)字信號?？梢愿鶕?jù)視頻信號來適當(dāng)?shù)卦O(shè)計驅(qū)動電路等。實施例3在本實施例中，將使用圖IOA至IOC說明根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動電路的安裝方式。如圖IOA所示，將信號線驅(qū)動電路1402以及掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b安裝 在像素部分1401的周圍。在圖IOA中，通過使用已知的各向異性導(dǎo)電粘接劑和各向異性導(dǎo) 電薄膜的安裝方法、COG方式、引線鍵合法、以及使用焊接凸塊的回流處理等在襯底1400上 安裝集成IC芯片1405而作為信號線驅(qū)動電路1402以及掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b 等。這里使用COG方式。然后，通過FPC(柔性印刷電路)1406連接IC芯片和外部電路。此外，如圖IOB所示，當(dāng)使用氧化物半導(dǎo)體形成以TFT為典型的半導(dǎo)體元件時，有 這樣的情況，即在襯底上集成地形成像素部分1401以及掃描線驅(qū)動電路1403a和1403b 等，并且另外安裝信號線驅(qū)動電路1402等而作為IC芯片。在圖IOB中，通過COG方式在襯 底1400上安裝IC芯片1405而作為信號線驅(qū)動電路1402。然后，通過FPC 1406連接IC芯 片和外部電路。再者，如圖IOC所示，也可以通過TAB方式代替COG方式來安裝信號線驅(qū)動電路 1402等。然后，通過FPC 1406連接IC芯片和外部電路。在圖IOC中，通過TAB方式安裝信 號線驅(qū)動電路，然而，掃描線驅(qū)動電路也可以通過TAB方式安裝。當(dāng)通過TAB方式安裝IC芯片時，可以相對于襯底提供更大的像素部分，從而獲得 較窄的框架。雖然使用硅片形成IC芯片，然而，也可以提供將IC形成在玻璃襯底上的IC (以下 稱作驅(qū)動IC)而代替IC芯片。因為IC芯片由圓形硅片取得，所以其母板的形狀受到限制。 與此相反，驅(qū)動IC的母板是玻璃，其形狀沒有限制，從而可以提高生產(chǎn)率。因此，可以自由 設(shè)計驅(qū)動IC的形狀和尺寸。例如，當(dāng)形成長邊為15至80mm的驅(qū)動IC時，與安裝IC芯片 的情況相比，可以減少所需的驅(qū)動IC的數(shù)目。其結(jié)果，可以減少連接端子的數(shù)目，而可以提 高制造上的產(chǎn)品率。驅(qū)動IC可以使用形成在襯底上的結(jié)晶半導(dǎo)體形成，結(jié)晶半導(dǎo)體優(yōu)選通過輻射連 續(xù)振蕩型的激光束來形成。通過輻射連續(xù)振蕩型的激光束來獲得的半導(dǎo)體膜具有很少的晶 體缺陷，并具有大粒徑的晶粒。其結(jié)果，具有這種半導(dǎo)體膜的晶體管具有優(yōu)越的遷移率和響 應(yīng)速度，可以高速驅(qū)動。因此，該晶體管適合于驅(qū)動IC。此外，還可以使用本發(fā)明的至少在 溝道形成區(qū)域改善了結(jié)晶性的氧化物半導(dǎo)體膜形成驅(qū)動IC。實施例4在本實施例中，將描述根據(jù)本發(fā)明的顯示模塊。這里，將使用圖11說明液晶模塊 而作為顯示模塊的一個例子。襯底1601與相對襯底1602由密封劑1600粘接，在其之間提供像素部分1603和 液晶層1604以形成顯示區(qū)域。著色層1605用于進行彩色顯示。在RGB方式的情況下，與各個像素對應(yīng)地提供對 應(yīng)于紅、綠、藍各種顏色的著色層。在襯底1601和相對襯底1602的外側(cè)配置有偏振光片 1606和1607。另外，在偏振光片1606的表面上形成保護膜1616，以緩和來自外部的沖撞。提供在襯底1601上的連接端子1608，通過FPC 1609與布線襯底1610連接。在布線襯底1610上組合有外部電路1612諸如像素驅(qū)動電路(IC芯片、驅(qū)動IC等)、控制電路或 電源電路等。冷陰極管1613、反射板1614、以及光學(xué)薄膜1615都是背光單元，它們用作光源而 向液晶顯示面板投射光。液晶面板、光源、布線襯底、FPC等都通過擋板1617固定和保護。實施例5在本實施例中，作為根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備將參照附圖對電視裝置(也稱為電視 機或電視接收機)、數(shù)字相機、數(shù)字攝像機、移動電話機(也稱為移動電話或手機)、PDA等 便攜式信息終端、便攜式游戲機、計算機的監(jiān)視器、計算機、汽車音響等音響再生裝置、家庭 游戲機等具備記錄介質(zhì)的圖像再生裝置等進行說明。圖12A所示的便攜式信息終端包括主體9201、顯示部分9202等。通過使用本發(fā)明 之一的顯示器件，而可以便宜地提供便攜式信息終端。圖12B所示的數(shù)字攝像機包括顯示部分9701、9702等。通過使用本發(fā)明之一的顯 示器件，而可以便宜地提供數(shù)字攝像機。圖12C所示的便攜式終端包括主體9101、顯示部分9102等。實施方式1至5及實 施例1至4所示的半導(dǎo)體器件可以適用于顯示部分9102。通過使用本發(fā)明之一的顯示器 件，而可以便宜地提供便攜式終端。圖12D所示的便攜式電視裝置包括主體9301、顯示部分9302等。通過使用本發(fā)明 之一的顯示器件，而可以便宜地提供便攜式電視裝置。這種電視裝置可以廣泛地適用于搭 載在便攜式電話等的便攜式信息終端中的小型電視裝置、能搬運的中型電視裝置、或者大 型電視裝置(例如40英寸或更大)。圖12E所示的便攜式計算機包括主體9401、顯示部分9402等。通過使用本發(fā)明之 一的顯示器件，而可以便宜地提供便攜式計算機。圖12F所示的電視裝置包括主體9501、顯示部分9502等。通過使用本發(fā)明之一的 顯示器件，而可以便宜地提供電視裝置。上述中使用可充電電池的電子設(shè)備因為降低耗電量，所以可以延長電子設(shè)備的使 用時間，以可以節(jié)省充電可充電電池的工夫。實施例6在本實施例中，將使用圖19A和19B對用于本發(fā)明的LRTA設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行說明。在圖19A中，在玻璃襯底1901上形成有柵極1922、柵極絕緣膜1923a和1923b、以 及氧化物半導(dǎo)體膜1902。此外，在襯底下表面一側(cè)提供有紅外光燈1903并且在襯底上表面 一側(cè)提供有紫外光燈1904。與紫外光燈1904并列地配置第一紅外光輔助燈1905和第二紅 外光輔助燈1906。注意，也可以不提供第一紅外光輔助燈1905和第二紅外光輔助燈1906。在本實施例中采用了在紫外光燈1904的(對襯底的移動方向)前面和后面配置 第一紅外光輔助燈1905和第二紅外光輔助燈1906的結(jié)構(gòu)，然而也可以采用將它們僅僅配 置在一方的結(jié)構(gòu)。在如上所述的結(jié)構(gòu)中，各個燈(紅外光燈1903至第二紅外光輔助燈1906)向圖中 的箭頭方向移動，以掃描線狀光。在本實施例的結(jié)構(gòu)中，首先從第一紅外光輔助燈1905對 氧化物半導(dǎo)體膜1902中的虛線所示的區(qū)域1908照射紅外光，該區(qū)域被加熱，所述虛線所示 的區(qū)域1908中間夾著柵極絕緣膜1923a和1923b與柵極1922重疊。而且，還會隨著襯底的移動而向前方移動。當(dāng)對襯底進行燈輻照時移動各個燈，然而還可以使玻璃襯底1901移 動或使燈和襯底雙方移動。在輻射第一紅外光輔助燈1905之后，從襯底上表面一側(cè)輻射來自紫外光燈1904 的紫外光，并且從襯底下表面一側(cè)輻射來自紅外光燈1903的紅外光，以加熱氧化物半導(dǎo)體 膜1902的與柵極1922重疊的區(qū)域1908。在本實施例中，對該區(qū)域1908優(yōu)先進行氧化物半 導(dǎo)體膜1902的結(jié)晶化。被來自紫外光燈1904和紅外光燈1903的輻射加熱的區(qū)域1908被來自配置在紫 外光燈1904后面的第二紅外光輔助燈1906的紅外光加熱。為了進一步加熱促進了結(jié)晶化 的區(qū)域1908而進行從第二紅外光輔助燈1906的紅外光的輻射。如上所述，在氧化物半導(dǎo)體膜1902中的與柵極1922重疊的區(qū)域(在進行步驟中 成為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體膜的區(qū)域)1908看起來跟著襯底的移動向前面移動。圖19B示出了對于氧化物半導(dǎo)體膜1902的區(qū)域1908表示時間(Time)和溫度 (Temp.)的關(guān)系。如圖19B所示，隨著時間的經(jīng)過，首先處于前加熱(預(yù)加熱)的狀態(tài)，接著 繼續(xù)為主加熱(主要加熱)狀態(tài)、后加熱(后熱)狀態(tài)。圖19B明顯地顯示，在預(yù)加熱狀態(tài)中加熱到一定的溫度，該狀態(tài)起到緩和與之后 的主要加熱狀態(tài)的溫度梯度的作用。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體膜因為在主要加熱狀態(tài)中 急劇被加熱而存儲彎曲能級等。因此，第一紅外光輔助燈1905的輸出能級優(yōu)選設(shè)定為比紅外光燈1903的輸出能 級小。此時，實施者可以適當(dāng)?shù)貨Q定輸出能級使它形成什么樣的溫度梯度。接著，經(jīng)過預(yù)加熱狀態(tài)之后，從襯底下表面一側(cè)輻射紅外光，以處于膜表面溫度上 升到250至570°C的主要加熱狀態(tài)。在該狀態(tài)下，氧化物半導(dǎo)體膜1902中的區(qū)域1908具有 良好的結(jié)晶性。注意，同時輻射的紫外光因為有助于電子激發(fā)，所以不導(dǎo)致熱變化。在主要加熱狀態(tài)中獲得的改善了結(jié)晶性的區(qū)域1908由配置在紫外光燈1904后面 的第二紅外光輔助燈1906加熱。上述后加熱狀態(tài)起到防止在因為主要加熱狀態(tài)的快速冷 卻在失去熱平衡的狀態(tài)下結(jié)束結(jié)晶化的作用。這是為了使結(jié)晶化所需要的時間充裕而獲得 最穩(wěn)定的連接狀態(tài)。因此，第二紅外光輔助燈1906的輸出能級也優(yōu)選設(shè)定為比配置在襯底下表面的 紅外光燈1903低，并且形成漸漸降低溫度的溫度梯度地調(diào)節(jié)。通過具有上述結(jié)構(gòu)，由于與柵極重疊的氧化物半導(dǎo)體膜的一部分被加熱，所以可 以抑制襯底的收縮。此外，通過使各個燈或襯底移動地進行結(jié)晶化步驟，可以提高處理率。 此外，抑制因為急劇加熱氧化物半導(dǎo)體膜以及快速冷卻結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體膜而產(chǎn)生的應(yīng)力 彎曲和懸空鍵等的晶體缺陷，以可以得到具有優(yōu)異于結(jié)晶性的區(qū)域1908的氧化物半導(dǎo)體膜。此外，也可以通過沒有提供第一紅外光輔助燈1905和第二紅外光輔助燈1906地 進行照射加熱，而抑制對于襯底的熱量。注意，在本實施例中，對使用了線狀燈的LRTA設(shè)備的結(jié)構(gòu)進行說明，然而也可以 使用面狀燈進行結(jié)晶化步驟。實施例7在本實施例中，將參照圖20示出將根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件適用于電泳顯示器的例子。圖20所示的電泳顯示器包括主體2010、顯示圖像的像素部分2011、驅(qū)動IC 2012、 接收器2013、薄膜電池2014等?？梢允褂冒雽?dǎo)體部件而安裝驅(qū)動IC 2012和接收器2013 等。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可以用于像素部分2011和驅(qū)動IC 2012。注意，像素部分2011具 有層疊了排列有微膠囊和旋轉(zhuǎn)球(gyricon beads)等的顯示層以及控制該顯示層的驅(qū)動層 的結(jié)構(gòu)。顯示層和驅(qū)動層被夾在兩張塑料薄膜之間。這種電泳顯示器也稱作電子紙，該電泳顯示器非常薄并且具有柔軟性，所以可以 弄園成筒形，很優(yōu)異于攜帶。因此，可以自由地攜帶大平面的顯示介質(zhì)。此外，將本發(fā)明的 半導(dǎo)體器件用于像素部分2011等，所以可以提供廉價的顯示器件。作為本實施例的電泳顯示器可以考慮到各種各樣的形式，然而，本實施例的電泳 顯示器為如下器件，即在溶劑或溶質(zhì)中分散有多個包括具有正電荷的第一粒子以及具有負 電荷的第二粒子的微膠囊，并且通過對微膠囊施加電場使微膠囊中的粒子互相向反方向移 動，以僅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 有電場的情況下不移動。第一粒子的顏色和第二粒子的顏色不同(包括無色)。將微膠囊 分散到溶劑中的被稱作電子墨，該電子墨可以印刷到玻璃、塑料、布、紙等的表面上。此外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件使用對可見光具有透光性的氧化物半導(dǎo)體膜，并且 可以使用包含對可見光具有透光性的銦錫氧化物(ITO)、由銦錫氧化物和氧化硅構(gòu)成的 ITS0、有機銦、有機錫、氧化鋅、氧化鈦等的透明導(dǎo)電膜作為源電極和漏極等。如果對用于驅(qū) 動層的TFT使用常規(guī)的非晶硅或多晶硅，則需要與溝道形成區(qū)域重疊地提供遮光膜，以便 光不照射到溝道形成區(qū)域。然而，像本發(fā)明，通過使用對可見光具有透光性的氧化物半導(dǎo)體 膜、源電極和漏極來制造驅(qū)動層，可以得到雙面顯示的電泳顯示器。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件可以主要用作顯示靜態(tài)圖像的裝置，從例如用于像導(dǎo) 航系統(tǒng)、音響再現(xiàn)設(shè)備(汽車音響、音響組件等)、個人計算機、游戲機、便攜信息終端(移動 計算機、攜帶電話、便攜式游戲機、或電子書等)、到如冰箱、洗衣機、電飯煲、固定電話、真空 清潔器、體溫計等家庭電氣化產(chǎn)品，一直到大面積的信息顯示器如火車里的吊牌廣告、火車 站和機場的到達/出發(fā)指示牌等。實施例8在本實施例中，將參照圖21說明根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字音響播放器。圖21所示的數(shù)字音響播放器包括主體2110、顯示部分2111、存儲部分2112、操作 部分2113、以及耳機2114等。注意，可以使用頭戴式耳機或無線耳機而代替耳機2114。作 為顯示部分2111可以使用液晶或有機EL等。作為存儲部分2112使用存儲容量為20兆字 節(jié)(MB)至200千兆字節(jié)(GB)的閃存，并且操作操作部分2113，而可以存儲、再生圖像或聲
曰〈曰爾J O本發(fā)明的半導(dǎo)體器件所具有的TFT的氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域至少具有 結(jié)晶化了的區(qū)域，所以通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體器件提供在顯示部分2111中，可以提供價格 低而且性能好的數(shù)字音響播放器。再者，由于氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)域為透明而且 不吸收可見光，所以不產(chǎn)生不需要的光載流子。因此，在溝道形成區(qū)域中不產(chǎn)生由于光照射 的特性劣化，從而可以提供可靠性高的數(shù)字音響播放器。本實施例可以與實施方式1至6、實施例1至4任意組合。
本說明書根據(jù)2005年9月29日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2005-283782而制造，所申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟在襯底之上形成柵電極；在柵電極之上形成絕緣膜；在柵電極之上形成氧化物半導(dǎo)體膜，所述絕緣膜夾在氧化物半導(dǎo)體膜和柵電極之間；以250℃或更高的溫度加熱氧化物半導(dǎo)體膜；以及在加熱氧化物半導(dǎo)體膜之后對氧化物半導(dǎo)體膜進行圖形化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜包括本征半導(dǎo)體或?qū)嵸|(zhì)上本征的 半導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述本征半導(dǎo)體具有相同數(shù)量的負電荷和正電荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述本征半導(dǎo)體或所述實質(zhì)上本征的半導(dǎo)體添加有賦 予P型的雜質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱步驟進行1分鐘到1小時。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱步驟通過使用燈進行。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜的一部分通過加熱而結(jié)晶。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形成，并且 氧化物半導(dǎo)體膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜包括基于In-Ga-Zn-O的非晶氧化物 半導(dǎo)體。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在含氧的氣氛中加熱氧化物半導(dǎo)體膜。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中柵電極包括選自鉭、鎢、鈦、鉬、鉻、以及鈮中的一種。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過濺射在氧化物半導(dǎo)體膜上形成鈍化膜。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱步驟包括預(yù)加熱狀態(tài)和主加熱狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱步驟通過快速退火進行。
15.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟 在襯底之上形成柵電極；在柵電極之上形成第一絕緣膜； 在第一絕緣膜之上形成第二絕緣膜；在柵電極之上形成氧化物半導(dǎo)體膜，所述第一和第二絕緣膜夾在氧化物半導(dǎo)體膜和柵 電極之間；以250°C或更高的溫度加熱氧化物半導(dǎo)體膜；以及 通過濺射在氧化物半導(dǎo)體膜上形成鈍化膜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜包括本征半導(dǎo)體或?qū)嵸|(zhì)上本征 的半導(dǎo)體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述本征半導(dǎo)體具有相同數(shù)量的負電荷和正電荷。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述本征半導(dǎo)體或所述實質(zhì)上本征的半導(dǎo)體添加有 賦予P型的雜質(zhì)。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中加熱步驟進行1分鐘到1小時。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中加熱步驟通過使用燈進行。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜的一部分通過加熱而結(jié)晶。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而 形成。
23.如權(quán)利要求15所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜包括基于In-Ga-Zn-O的非晶氧化 物半導(dǎo)體。
24.如權(quán)利要求15所述的方法，其中在含氧的氣氛中加熱氧化物半導(dǎo)體膜。
25.如權(quán)利要求15所述的方法，其中柵電極包括選自鉭、鎢、鈦、鉬、鉻、以及鈮中的一種。
26.如權(quán)利要求15所述的方法，其中加熱步驟包括預(yù)加熱狀態(tài)和主加熱狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求15所述的方法，其中加熱步驟通過快速退火進行。
28.如權(quán)利要求15所述的方法，其中第一絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形 成，并且第二絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形成。
29.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟 在襯底之上形成柵電極；在柵電極之上形成包含氮化硅的第一絕緣膜； 在第一絕緣膜之上形成包含氧化硅的第二絕緣膜；在柵電極之上形成氧化物半導(dǎo)體膜，所述第一和第二絕緣膜夾在氧化物半導(dǎo)體膜和柵 電極之間；以250°C或更高的溫度加熱氧化物半導(dǎo)體膜；以及 通過濺射在氧化物半導(dǎo)體膜上形成鈍化膜。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜包括本征半導(dǎo)體或?qū)嵸|(zhì)上本征 的半導(dǎo)體。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述本征半導(dǎo)體具有相同數(shù)量的負電荷和正電荷。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述本征半導(dǎo)體或所述實質(zhì)上本征的半導(dǎo)體添加有 賦予P型的雜質(zhì)。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，其中加熱步驟進行1分鐘到1小時。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，其中加熱步驟通過使用燈進行。
35.如權(quán)利要求29所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜的一部分通過加熱而結(jié)晶。
36.如權(quán)利要求29所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而 形成。
37.如權(quán)利要求29所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜包括基于In-Ga-Zn-O的非晶氧化 物半導(dǎo)體。
38.如權(quán)利要求29所述的方法，其中在含氧的氣氛中加熱氧化物半導(dǎo)體膜。
39.如權(quán)利要求29所述的方法，其中柵電極包括選自鉭、鎢、鈦、鉬、鉻、以及鈮中的一種。
40.如權(quán)利要求29所述的方法，其中加熱步驟包括預(yù)加熱狀態(tài)和主加熱狀態(tài)。
41.如權(quán)利要求29所述的方法，其中第一絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形 成，并且第二絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形成。
42.如權(quán)利要求29所述的方法，其中加熱步驟通過快速退火進行。
43.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括如下步驟 在襯底之上形成柵電極；在柵電極之上形成絕緣膜；在柵電極之上形成氧化物半導(dǎo)體膜，所述絕緣膜夾在氧化物半導(dǎo)體膜和柵電極之間； 以250°C或更高的溫度加熱氧化物半導(dǎo)體膜； 在氧化物半導(dǎo)體膜上形成源電極和漏電極；以及 至少在氧化物半導(dǎo)體膜以及源電極和漏電極上形成鈍化膜，其中源電極和漏電極中每個包括與氧化物半導(dǎo)體膜的表面接觸的金屬氮化物膜和金 屬氮化物膜上的包括鋁或鋁合金的第二導(dǎo)電膜。
44.根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中所述氧化物半導(dǎo)體膜包括本征半導(dǎo)體或?qū)嵸|(zhì)上本征 的半導(dǎo)體。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述本征半導(dǎo)體具有相同數(shù)量的負電荷和正電荷。
46.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述本征半導(dǎo)體或所述實質(zhì)上本征的半導(dǎo)體添加有 賦予P型的雜質(zhì)。
47.如權(quán)利要求43所述的方法，其中加熱步驟進行1分鐘到1小時。
48.如權(quán)利要求43所述的方法，其中加熱步驟通過使用燈進行。
49.如權(quán)利要求43所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜的一部分通過加熱而結(jié)晶。
50.如權(quán)利要求43所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而 形成。
51.如權(quán)利要求43所述的方法，其中氧化物半導(dǎo)體膜包括基于In-Ga-Zn-O的非晶氧化 物半導(dǎo)體。
52.如權(quán)利要求43所述的方法，其中在含氧的氣氛中加熱氧化物半導(dǎo)體膜。
53.如權(quán)利要求43所述的方法，其中柵電極包括選自鉭、鎢、鈦、鉬、鉻、以及鈮中的一種。
54.如權(quán)利要求43所述的方法，其中加熱步驟包括預(yù)加熱狀態(tài)和主加熱狀態(tài)。
55.如權(quán)利要求43所述的方法，其中加熱步驟通過快速退火進行。
56.如權(quán)利要求43所述的方法，其中在氧化物半導(dǎo)體膜上形成源電極和漏電極的步驟 在加熱氧化物半導(dǎo)體膜的步驟之后進行。
57.如權(quán)利要求43所述的方法，其中絕緣膜通過利用氬氣和氧氣進行濺射而形成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于通過使用以氧化鋅為典型的氧化物半導(dǎo)體膜形成薄膜晶體管，以低成本提供一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，而不使制造工序復(fù)雜化。本發(fā)明的半導(dǎo)體器件之一，在襯底上形成柵極，覆蓋柵極地形成柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上形成氧化物半導(dǎo)體膜，并且在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜，其中氧化物半導(dǎo)體膜在溝道形成區(qū)域中至少包括結(jié)晶化了的區(qū)域。
文檔編號H01L29/786GK101887857SQ201010206970
公開日2010年11月17日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者曾根寬人, 本田達也, 秋元健吾 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所