半導體裝置制造方法
【專利摘要】本公開涉及半導體裝置。一種顯示裝置包括其中像素以矩陣狀排列的像素部，該像素包括：具有含氧量不同的至少兩種氧化物半導體層的組合并在與柵電極層重疊的成為溝道形成區(qū)的半導體層上具有溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管；以及與該反交錯型薄膜晶體管電連接的像素電極層。在該顯示裝置中的該像素部的周邊，設置有包括由與所述像素電極層相同材料而形成的導電層的焊盤部。并且，所述導電層電連接到形成在對置襯底上的共同電極層。
【專利說明】半導體裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導體的顯示裝置及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在液晶顯示裝置中典型看到的形成在玻璃襯底等的平板上的薄膜晶體管使用非晶硅或多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶體管具有低的場效應遷移率，但是可以在大玻璃襯底上形成。另一方面，使用結(jié)晶硅的薄膜晶體管具有高的場效應遷移率，但是由于需要進行激光退火等的晶化工序，因此其并不總是能在大玻璃襯底上形成。
[0003]根據(jù)前述，使用氧化物半導體制造薄膜晶體管并將其應用于電子裝置或光學裝置的技術受到注目。專利文獻I及專利文獻2公開這些技術的例子，其中使用氧化鋅、或In-Ga-Zn-O類氧化物半導體用于氧化物半導體膜來制造薄膜晶體管，并將其用于圖像顯示裝置的開關元件等。
[0004][專利文獻I]日本專利申請公開2007-123861號公報
[0005][專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報
[0006]在溝道形成區(qū)中使用氧化物半導體的薄膜晶體管可以實現(xiàn)比使用非晶硅的薄膜晶體管更高的場效應遷移率。作為氧化物半導體膜，可以利用濺射法等在300°C或以下的溫度下形成，其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶體管簡單。
[0007]期待使用上述氧化物半導體在玻璃襯底、塑料襯底等上形成薄膜晶體管，并可以期待將其應用于液晶顯示器、電致發(fā)光顯示器或電子紙等。
[0008]氧化物半導體薄膜晶體管工作特性優(yōu)良且可以在低溫下制造。然而不為了有效利用這些特征，需要對元件的結(jié)構(gòu)和制造條件進行最優(yōu)化，還需要顧慮到信號的輸入和輸出所必要的布線結(jié)構(gòu)和布線的連接結(jié)構(gòu)。雖然氧化物半導體膜可以在低溫下形成，但是當形成布線或電極的金屬等的薄膜、例如層間絕緣膜等的絕緣膜出現(xiàn)分離現(xiàn)象時，則造成產(chǎn)品缺陷。另外，還存在當設置在顯示面板的元件襯底側(cè)的共同連接部的電極的連接電阻高時，顯示屏幕出現(xiàn)斑點且亮度降低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個實施方式的目的之一在于提供一種適用于設置在顯示面板中的共同連接部的結(jié)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明的一個實施方式的另一目的在于:在使用氧化物半導體、絕緣膜及導電膜的疊層而制造的各種顯示裝置中，防止薄膜的分離所引起的缺陷。
[0011]本發(fā)明的一個實施方式的顯示裝置，包括像素部，其中掃描線與信號線交叉且像素電極層以矩陣形狀排列，對應于該像素電極層設置具有含氧量不同的至少兩種氧化物半導體層的組合和溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管。在該顯示裝置中的像素部的外側(cè)區(qū)域中，設置焊盤部，其使用與掃描線、信號線相同的材料制成的導電層電連接到相對于像素電極層的共同電極層。[0012]本發(fā)明的一個示例方式的顯示裝置，包括像素部，其具有連接到像素電極的薄膜晶體管，和與相對于像素電極的共同電極電連接的焊盤部，并且顯示裝置包括以下結(jié)構(gòu)。在像素部中，掃描線和信號線交叉，像素電極層以矩陣形狀排列。對應于像素電極層設置薄膜晶體管，其包括:與掃描線連接的柵電極層，覆蓋柵電極層的柵極絕緣層，成為溝道形成區(qū)的第一氧化物半導體層，覆蓋與柵電極層重疊的第一氧化物半導體層的溝道保護層，第一氧化物半導體層和溝道保護層上的成為源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導體層，第一氧化物半導體層、溝道保護層以及第二氧化物半導體層上的源電極層和漏電極層。
[0013]焊盤部設置在像素部的外側(cè)區(qū)域，焊盤部包括使用與柵極絕緣層相同的層形成的絕緣層、絕緣層上使用與源電極層和漏電極層相同的層形成的導電層，和在導電層上的層間絕緣層。焊盤部通過層間絕緣層中的開口部電連接到相對于像素電極層的共同電極層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個示例方式，設置在像素部的外側(cè)區(qū)域的焊盤部可具有另一結(jié)構(gòu):由與柵電極層相同的層形成的第一導電層、由與柵極絕緣層相同的層形成的絕緣層、由與源電極層和漏電極層相同的層形成的第二導電層按此順序堆疊。該焊盤部可以通過設置在第二導電層上的層間絕緣層的開口部電連接到相對于像素電極層的共同電極層。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)中，焊盤部可以具有其中在由與柵極絕緣層相同的層形成的絕緣層和第二導電層之間設置由與第二氧化物半導體層相同的層形成的氧化物半導體層的一種結(jié)構(gòu)。
[0016]用作半導體層的溝道形成區(qū)的氧化物半導體層(第一氧化物半導體層)比用作源區(qū)和漏區(qū)的氧化物半導體層(第二氧化物半導體層)氧濃度高。可以認為第一氧化物半導體層為氧過剩氧化物半導體層，
[0017]而第二氧化物半導體層為氧缺欠氧化物半導體層。
[0018]第二氧化物半導體層為η型導電型，并且比第一氧化物半導體層電導率高。所以，使用第二氧化物半導體層的源區(qū)和漏區(qū)比使用第一氧化物半導體層的半導體層電阻低。
[0019]在一些情況下，第一氧化物半導體層具有非晶結(jié)構(gòu)，第二氧化物半導體層在非晶結(jié)構(gòu)中包含晶粒(納米晶體)。注意該第二氧化物半導體層中的晶粒(納米晶體)的直徑為Inm至IOnm,典型的為大約2nm至4nm。
[0020]注意，為了方便起見在說明書中使用“第一”、“第二”等序數(shù)詞，但其并不表示工序順序或?qū)盈B順序，也不表示用來指定發(fā)明的特定名詞。
[0021]作為成為溝道形成區(qū)的第一氧化物半導體層及/或成為源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導體層，可以使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體膜。可以使用鎢、鑰、鈦、鎳或鋁來取代In、Ga及Zn中的任意一個。
[0022]在本說明書中，將使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體膜形成的半導體層也記作"IGZ0半導體層”。IGZO半導體層是指非單晶半導體層并且至少包含非晶成分。
[0023]將表面上形成有像素電極層及與該像素電極層電連接的薄膜晶體管的襯底使用稱為密封材料的粘結(jié)材料固定到對置襯底。
[0024]在液晶顯示裝置中，使用密封材料在兩個襯底之間密封液晶材料。
[0025]向密封材料混入多個導電粒子(鍍金的塑料粒子等)，以使設置在對置襯底上的對置電極(也稱為第一共同電極)與設置在另一方的襯底上的第二共同電極或共同電位線電連接。[0026]可以在與薄膜晶體管的制造工序相同的制造工序中在同一襯底上形成共同電位線。
[0027]另外，可將共同電位線與密封材料的導電粒子重疊的部分稱為共同連接部，也可以認為共同電位線與導電粒子重疊的部分為共同電極。
[0028]與薄膜晶體管在同一襯底上形成的共同電位線可以認為是當對液晶交流驅(qū)動時供給成為基準的電壓的線。
[0029]除了與對置電極連接的共同電位線之外，與存儲電容的一方的電極連接的電容布線也稱為共同電位線的一種變型，同樣地也可以形成在與薄膜晶體管相同的襯底上。
[0030]使用電泳顯示元件的也被稱為電子紙的顯示裝置具有以下結(jié)構(gòu)，其中在一對襯底之間容納白色粒子、帶有與白色粒子相反的極性的黑色粒子以及使它們分散的分散介質(zhì)(氣體或液體)。設置在一對襯底中的一個襯底上的電極是共同電極。在另一個襯底上與該共同電極相對地設置有像素電極，并且在該襯底上設置有多個與像素電極電連接的薄膜晶體管。例如，在使用該電泳顯示元件的顯示裝置的操作中，對于用于將白色顯示變成黑色顯示的像素電極，對其施加相對于施加到共同電極的基準電位的正的電壓，而對用于將黑色顯示變成白色顯示的像素電極，對其施加相對于施加到共同電極的基準電位的負的電壓，至于不使顯示發(fā)生變化的像素電極，將其設定為與共同電位相同的電位。
[0031]與薄膜晶體管在相同襯底上形成的共同電位線也可以認為是當操作電泳顯示元件時供給成為基準的電壓的線。
[0032]注意使用電泳顯示元件的顯示裝置包括由一對襯底及在該對襯底之間設置的分隔壁形成的具有一致尺寸的多個獨立空間，一個獨立空間用作單位像素而進行部分圖像顯示。獨立空間包含多個白色粒子、具有與白色粒子相反的極性的黑色粒子以及使它們分散的分散介質(zhì)(氣體或液體)。
[0033]而且，在使用電泳顯示元件的顯示裝置中，帶有不同極性的多個有色粒子以及使它們分散的分散介質(zhì)被密封材料密封在兩個襯底之間。另外，在使用電泳顯示元件的顯示裝置中，設置在一個襯底上的共同電極與形成在另一個襯底上的共同電位線通過共同連接部中的導電粒子電連接。
[0034]在液晶顯示裝置或使用電泳顯示元件的顯示裝置中，根據(jù)制造過程的溫度，作為使用的一對襯底的材料，可以使用塑料膜。
[0035]可以使用濺射(濺射法)來形成柵極絕緣層、成為溝道形成區(qū)的第一氧化物半導體層、成為源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導體層，以及源電極層和漏電極層。
[0036]濺射法示例包括如下方法:作為濺射電源使用高頻電源的RF濺射法、DC濺射法以及以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。RF濺射法主要用于形成絕緣膜，而DC濺射法主要用于形成金屬膜的例子。
[0037]另外，也有可以設置材料不同的多個靶的多源濺射裝置。多源濺射裝置既可以在同一反應室中層疊地沉積不同的材料膜，又可以在同一反應室中同時進行放電來沉積多種材料。
[0038]另外，也有使用磁控管濺射法的濺射裝置和使用ECR濺射法的濺射裝置:在使用磁控管濺射法的濺射裝置中，在反應室內(nèi)部具備磁鐵系統(tǒng)；而在使用ECR濺射法的濺射裝置中，不使用輝光放電而利用使用微波產(chǎn)生的等離子體。[0039]另外，作為使用濺射法的沉積方法，還有反應濺射法、偏壓濺射法:在反應濺射法中，當進行沉積時使靶物質(zhì)和濺射氣體成分起化學反應而形成它們的化合物薄膜；而在偏壓濺射法中，當進行沉積時對襯底還施加電壓。
[0040]使用任意上述各種濺射法形成柵極絕緣層、半導體層、源區(qū)和漏區(qū)以及源電極層和漏電極層。
[0041]當使用IGZO半導體層作為第一氧化物半導體層(氧過剩氧化物半導體層)和第二氧化物半導體層(氧缺乏氧化物半導體層)時，在不同的沉積條件下形成第一氧化物半導體層和第二氧化物半導體層。成為源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導體層通過以下條件沉積:剛沉積后含有直徑為Inm以上且IOnm以下的晶粒。例如，如果使用In2O3:Ga2O3:ZnO= I:I:1的靶，并利用DC濺射法以氬氣體流量:氧流量為2:1的比例引入，或者只引入氬氣體來沉積第二氧化物半導體層時，在剛沉積后一些情況下獲得含有直徑為Inm以上且IOnm以下的晶粒的膜。注意意圖性地設計In2O3 =Ga2O3 =ZnO=I:1:1的靶為該比例是為了獲得非晶狀的氧化物半導體膜，所以可以對靶的組成比進行變更以便形成結(jié)晶性更高的源區(qū)和漏區(qū)。優(yōu)選使用相同的靶并僅通過變更引入的氣體來分別形成成為溝道形成區(qū)的第一氧化物半導體層和成為源區(qū)和漏區(qū)的第二氧化物半導體層，以便實現(xiàn)工序簡化和低成本化。
[0042]源電極層和漏電極層優(yōu)選使用鈦膜。
[0043]至于濺射法，因為對靶施加Ar離子的強能量，所以可以認為:在沉積的氧化物半導體層(典型的IGZO半導體層)中存在著強應變能。優(yōu)選進行200°C至600°C，典型地為300°C至500°C的溫度下的熱處理，以釋放該應變能。通過進行該熱處理，進行原子能級的重新排列。由于通過進行該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應變能，所以沉積和熱處理(包括光退火)是重要的。
[0044]注意，在本說明書中的半導體裝置是指通過利用半導體特性而能夠工作的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路以及電子設備都是半導體裝置。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可以提供適用于設置在顯示面板上的焊盤部的結(jié)構(gòu)。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在設置在像素部的外側(cè)區(qū)域的焊盤部中，層疊氧化物半導體層和導電層，由此可以防止由于薄膜的分離造成的缺陷。另外，通過采用層疊氧化物半導體層和導電層的結(jié)構(gòu)，焊盤部厚度增加，其電阻降低，而可以具有強度增加的結(jié)構(gòu)。
[0047]另外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可以制造光電流少、寄生電容小、導通截止比高、具有良好的動態(tài)特性的薄膜晶體管。
[0048]由此，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可以提供電特性高且可靠性好的顯示裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]在附圖中:
[0050]圖1A和IB是說明半導體裝置的圖；
[0051]圖2A和2B是說明半導體裝置的圖；
[0052]圖3A和3B是說明半導體裝置的圖；
[0053]圖4A至4C是說明半導體裝置的制造方法的圖；
[0054]圖5A至5C是說明半導體裝置的制造方法的圖；[0055]圖6是說明半導體裝置的制造方法的圖；
[0056]圖7是說明半導體裝置的制造方法的圖；
[0057]圖8是說明半導體裝置的制造方法的圖；
[0058]圖9是說明半導體裝置的圖；
[0059]圖1OA至IOD是說明半導體裝置的圖；
[0060]圖11是說明半導體裝置的圖；
[0061]圖12是說明半導體裝置的圖；
[0062]圖13A和13B是半導體裝置的框圖；
[0063]圖14是說明信號線驅(qū)動電路的配置的圖；
[0064]圖15是說明信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖；
[0065]圖16是說明信號線驅(qū)動電路的工作的時序圖；
[0066]圖17是說明移位寄存器的配置的圖；
[0067]圖18是說明圖17所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)的圖；
[0068]圖19是半導體裝置的像素的等效電路的圖；
[0069]圖20A至20C是說明半導體裝置的圖；
[0070]圖2IA至2IC是說明半導體裝置的圖；
[0071]圖22是說明半導體裝置的圖；
[0072]圖23A和23B是說明半導體裝置的圖；
[0073]圖24A和24B是說明電子紙的應用的圖；
[0074]圖25是示出電子書閱讀器的一例的外觀圖；
[0075]圖26A和26B是分別示出電視裝置及數(shù)碼相框的外觀圖；
[0076]圖27A和27B是示出游戲機的例子的外觀圖；
[0077]圖28是示出蜂窩電話的外觀圖；
[0078]圖29A和29B是說明半導體裝置的圖；
[0079]圖30A和30B是說明半導體裝置的圖；
[0080]圖3IA和3IB是說明半導體裝置的圖；
[0081]圖32是說明半導體裝置的圖。
【具體實施方式】
[0082]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。但是，本發(fā)明不局限于以下的說明，所屬【技術領域】的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是，其方式及詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，使用相同的附圖標記來標明具有類似功能的相同部分，而省略對其的說明。
[0083]實施方式I
[0084]本實施方式示出液晶顯示裝置的例子，其中在第一襯底和第二襯底之間封入有液晶層，將用于與設置在第二襯底上的對置電極電連接的共同連接部(焊盤部)形成在第一襯底上。注意，在第一襯底上形成有用作開關元件的薄膜晶體管，并且共同連接部在與像素部的開關元件相同的制造工序中制造，從而可以不使工序復雜而獲得。[0085]共同連接部設置在與用于貼合第一襯底和第二襯底的密封材料重疊的位置，并通過密封材料所含有的導電粒子與對置電極電連接?；蛘?，在不與密封材料重疊的位置(除了像素部)設置共同連接部，將含有導電粒子的膏劑與密封材料另行設置以與共同連接部重疊，由此共同連接部可以通過膏劑中的導電粒子與對置電極電連接。
[0086]圖1A是在同一襯底上形成薄膜晶體管和共同連接部的半導體裝置的截面結(jié)構(gòu)圖。注意圖1A所示的薄膜晶體管為具有溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管，在半導體層103的溝道形成區(qū)上設置溝道保護層133，并在半導體層103和溝道保護層133上隔著源區(qū)和漏區(qū)104a、104b設置有源電極層和漏電極層105a、105b。
[0087]在本實施方式中，具有溝道形成區(qū)的半導體層103是包含In、Ga、Zn以及O的非單晶半導體層(第一氧化物半導體層)，其至少包含非晶成分。源區(qū)和漏區(qū)104a、104b是包含In、Ga、Zn以及O的氧化物半導體層(第二氧化物半導體層)，并且其在與半導體層103不同條件下形成，比半導體層103含有的氧濃度低，比半導體層103的電阻低。源區(qū)和漏區(qū)104a、104b具有η型導電型，其活化能(ΛΕ)為0.0leV以上0.1eV以下，也稱為η+區(qū)。注意源區(qū)和漏區(qū)104a、104b是包含In、Ga、Zn以及O的非單晶半導體層，其至少包含非晶成分。所以，用于半導體層103的氧化物半導體層為氧過剩氧化物半導體層，用作源區(qū)和漏區(qū)的氧化物半導體層為氧缺欠半導體層。
[0088]當將氧缺欠氧化物半導體層作為源區(qū)和漏區(qū)104a、104b來設置，使為金屬層的源電極層和漏電極層105a、105b和半導體層103(氧過剩氧化物半導體層)之間具有良好的結(jié)，且與肖特基結(jié)相比具有更高熱穩(wěn)定性。另外，為了供給溝道載流子(源極側(cè))、穩(wěn)定地吸收來自溝道的載流子(漏極側(cè))或者防止在與源電極層(或漏電極層)的界面產(chǎn)生電阻，積極地設置源區(qū)和漏區(qū)是有效的。通過低電阻化，即使在高漏極電壓下也可以保持良好的遷移率。
[0089]由于在半導體層103的溝道形成區(qū)上設置溝道保護層133，所以可以防止半導體層103的溝道形成區(qū)在工序中損傷(可以防止蝕刻時產(chǎn)生的等離子體或蝕刻劑造成的厚度降低、氧化等)。由此可以提高薄膜晶體管170的可靠性。
[0090]圖1B示出共同連接部的俯視圖的一個例子，圖1B中的虛線G1-G2相當于圖1A的共同連接部的截面。注意，在圖1B中與圖1A類似的部分使用相同的附圖標記來標明。
[0091 ] 共同電位線185設置在柵極絕緣層102上，并由與源電極層和漏電極層105a、105b相同的材料及在相同的工序中制造。
[0092]共同電位線185由保護絕緣層107覆蓋，保護絕緣層107在與共同電位線185重疊的位置具有多個開口部。該開口部通過與連接源電極層或漏電極層105a、105b和像素電極層110的接觸孔相同的工序而制造。
[0093]注意，由于其尺寸差異很大，所以將其區(qū)分稱為像素部中的接觸孔和共同連接部中的開口部。在圖1A中，像素部和共同連接部不是使用相同的縮尺來圖示的，例如共同連接部的虛線G1-G2的長度為500 μ m左右，而薄膜晶體管的寬度小于50 μ m,因此，共同連接部面積是薄膜晶體管的10倍或以上，但是為了進行簡化，在圖1A中改變了像素部和共同連接部的縮尺。
[0094]共同電極層190設置在保護絕緣層107上，并由與像素部的像素電極層110相同的材料和在相同的工序中制造。[0095]如此，在與像素部的開關元件的相同的制造工序中制造共同連接部。
[0096]然后，使用密封材料將設置有像素部和共同連接部的第一襯底100固定到具有對置電極的第二襯底。
[0097]當密封材料包含導電粒子時，對一對的襯底(第一襯底以及第二襯底)進行對準以使密封材料和共同連接部重疊。例如，在小型的液晶面板中，在像素部的對角等處與密封材料重疊地配置兩個共同連接部。在大型的液晶面板中，與密封材料重疊地配置四個或以上的共同連接部。
[0098]注意共同電極層190是與包含在密封材料中的導電粒子接觸的電極，并與第二襯底的對置電極電連接。
[0099]當使用液晶注入法時，在使用密封材料固定一對襯底之后，將液晶注入到一對襯底之間。當使用液晶滴落法時，在第二襯底或第一襯底上涂畫密封材料，在使液晶滴落在其上后，在減壓下將一對襯底貼合。
[0100]在本實施方式中，雖然示出與對置電極電連接的共同連接部的例子，但是本發(fā)明不特別局限于此例子，還可以用于與其他的布線連接的連接部或與外部連接端子等連接的連接部。
[0101]例如，當制造發(fā)光顯示裝置時，其與液晶顯示裝置不同而沒有用于與對置電極連接的連接部分，但是發(fā)光顯示裝置具有將發(fā)光元件的陰極(負電極)連接到共同布線的部分，該部分可具有與圖1A所示的相同的連接結(jié)構(gòu)。對于每個像素，發(fā)光元件的陰極可以具有連接部，或者在像素部和驅(qū)動電路部之間設置連接部。
[0102]實施方式2
[0103]在本實施方式中，圖2A和2B示出其中使用由與柵極布線相同的材料以及在相同的工序中形成的布線用作共同電位線的制造共同連接部(焊盤部)的例子。
[0104]圖2B示出共同連接部的俯視圖的一個例子，圖2B中的虛線E1-E2相當于圖2A的共同連接部的截面。
[0105]注意如圖2A所示，像素部中的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)與實施方式I相同，所以與圖1A類似的部分使用相同的附圖標記，而在這里省略其詳細說明。
[0106]共同電位線181設置在第一襯底100上，并由與柵電極層101相同的材料以及在相冋的工序中制造。
[0107]另外，共同電位線181由柵極絕緣層102和保護絕緣層107覆蓋，柵極絕緣層102和保護絕緣層107在與共同電位線181重疊的位置具有多個開口部。該開口部與實施方式I不同，具有相當于兩層絕緣層厚度的大的深度。注意，在通過與連接源電極層105a或漏電極層105b和像素電極層110的接觸孔相同的工序中的蝕刻、然后進一步對柵極絕緣層102進行選擇性的蝕刻而制造該開口部。
[0108]共同電極層190設置在保護絕緣層107上，并由與像素部中的像素電極層110相同的材料以及在相同的工序中制造。
[0109]如此，由與像素部的開關元件相同的制造工序制造共同連接部。
[0110]然后，使用密封材料將設置有像素部和共同連接部的第一襯底100固定至具有對置電極的第二襯底。
[0111]當密封材料中包含導電粒子時，對一對的襯底進行對準以使密封材料和共同連接部重疊。
[0112]注意共同電極層190是與包含在密封材料中的導電粒子接觸的電極，并與第二襯底的對置電極電連接。
[0113]當使用液晶注入法時，在使用密封材料固定一對襯底之后，將液晶注入到一對襯底之間。當使用液晶滴落法時，在第二襯底或第一襯底上涂畫密封材料，在使液晶滴落在其上后，在減壓下將一對襯底進行貼合。
[0114]在本實施方式中，雖然示出與對置電極電連接的共同連接部的例子，但是本發(fā)明不特別局限于此例子，還可以用于與其他的布線連接的連接部或與外部連接端子等連接的連接部。
[0115]實施方式3
[0116]在該實施方式中，圖3A和圖3B示出制造共同連接部(焊盤部)的例子，在共同連接部(焊盤部)中形成由與柵極布線相同的材料以及在相同的工序中形成的電極，以及作為電極上的共同電位線，提供由與源電極層相同的材料以及在相同的工序中形成的布線。
[0117]圖3B是示出共同連接部的俯視圖的一個例子的圖，圖3B中的虛線F1-F2相當于圖3A的共同連接部的截面。
[0118]注意，如圖3A所示像素部的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)與實施方式I相同，所以與圖1A相似的部分使用相同的附圖標記，而在這里省略其詳細說明。
[0119]連接電極層191設置在第一襯底100上，并由與柵電極層101相同的材料以及在相冋的工序中制造。
[0120]另外，連接電極層191由柵極絕緣層102和保護絕緣層107覆蓋，柵極絕緣層102和保護絕緣層107在與共同電極層190重疊的位置具有開口部。該開口部與實施方式I不同，具有相當于兩層絕緣層厚度的大的深度。注意，在通過與連接源電極層105a或漏電極層105b和像素電極層110的接觸孔相同的工序中的蝕刻、之后進一步對柵極絕緣層102進行選擇性的蝕刻而制造該開口部。
[0121]共同電位線185設置在柵極絕緣層102上，并由與源電極層和漏電極層105a、105b相同的材料以及在相同的工序中制造。
[0122]共同電位線185由保護絕緣層107覆蓋，保護絕緣層107在與共同電位線185重疊的位置具有多個開口部。該開口部通過與連接源電極層105a或漏電極層105b和像素電極層110的接觸孔相同的工序而制造。
[0123]共同電極層190設置在保護絕緣層107上，并由與像素部的像素電極層110相同的材料以及在相同的工序中制造。
[0124]如此，由與像素部的開關元件的制造工序制造共同連接部。
[0125]然后使用密封材料將設置有像素部和共同連接部的第一襯底100固定至具有對置電極的第二襯底。
[0126]注意，在本實施方式中，在柵極絕緣層102的開口部選擇性地設置多個導電粒子。即，在共同電極層190與連接電極層191接觸的區(qū)域中設置多個導電粒子。與連接電極層191和共同電位線185的雙方都連接的共同電極層190通過導電粒子與第二襯底的對置電極電連接。
[0127]當使用液晶注入法時，在使用密封材料固定一對襯底之后，將液晶注入到一對襯底之間。當使用液晶滴落法時，在第二襯底或第一襯底上涂畫密封材料，在使液晶滴落在其上后，在減壓下將一對襯底進行貼合。
[0128]在本實施方式中，雖然示出與對置電極電連接的共同連接部的例子，但是本發(fā)明不特別局限于此例子，還可以用于與其他的布線連接的連接部或與外部連接端子等連接的連接部。
[0129]實施方式4
[0130]在此實施方式中，圖29A和29B示出實施方式I中示出顯示裝置的另一個例子，其中源電極層和漏電極層及源區(qū)和漏區(qū)使用相同的掩模進行蝕刻而形成。
[0131]圖29A是其中將薄膜晶體管和共同連接部(焊盤部)制造在同一襯底上的半導體裝置的截面結(jié)構(gòu)圖。圖29A所示的薄膜晶體管172是具有溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管，在半導體層103的溝道形成區(qū)上設置溝道保護層133，并在半導體層103和溝道保護層133上隔著源區(qū)和漏區(qū)104a、104b設置有源電極層和漏電極層105a、105b。在薄膜晶體管172中，使用相同的掩模來蝕刻形成源區(qū)和漏區(qū)104a、104b的氧化物半導體層和形成源電極層和漏電極層105a、105b的導電層。
[0132]由此，在薄膜晶體管172中，源電極層和漏電極層105a、105b和源區(qū)和漏區(qū)104a、104b具有相同的形狀，源區(qū)和漏區(qū)104a、104b在源電極層和漏電極層105a、105b的下方。
[0133]所以，在共同連接部中，在柵極絕緣層102和共同電位線185之間形成有由與源區(qū)和漏區(qū)104a、104b相同的材料以及在相同的工序中制造的氧化物半導體層186。
[0134]注意圖29B示出共同連接部的俯視圖的一個例子，圖29B中的虛線G1-G2相當于圖29A的共同連接部的截面。
[0135]注意如圖29B所示，共同連接部的俯視圖具有與實施方式I相同的結(jié)構(gòu)，所以與圖1B相似的部分使用相同的附圖標記，而在這里省略其詳細說明。
[0136]根據(jù)本實施方式，在設置在像素部的外側(cè)區(qū)域的共同連接部(焊盤部)中，層疊氧化物半導體層和導電層，由此可以防止由于薄膜的分離造成的缺陷。另外，通過采用層疊氧化物半導體層和導電層的結(jié)構(gòu)，焊盤部厚度增加，其電阻降低，而可以具有強度增加的結(jié)構(gòu)。
[0137]實施方式5
[0138]在本實施方式中，圖30A和30B示出實施方式3中示出的顯示裝置的另一個例子，其中源電極層和漏電極層及源區(qū)和漏區(qū)使用相同的掩模進行蝕刻而形成。
[0139]圖30A是其中薄膜晶體管和共同連接部(焊盤部)制造在同一襯底上的半導體裝置的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0140]注意，如圖30A所示像素部的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)與實施方式4相同，所以與圖29A相似的部分使用相同的附圖標記，而在這里省略其詳細說明。
[0141]在薄膜晶體管172中，使用相同的掩模蝕刻形成源區(qū)和漏區(qū)104a、104b的氧化物半導體層，和形成源電極層和漏電極層105a、105b的導電層。由此，在薄膜晶體管172中，源電極層和漏電極層105a、105b和源區(qū)和漏區(qū)104a、104b具有相同的形狀，源區(qū)和漏區(qū)104a、104b在源電極層和漏電極層105a、105b的下方。
[0142]在共同連接部中，在柵極絕緣層102和共同電位線185之間形成有由與源區(qū)和漏區(qū)104a、104b相同的材料以及在相同的工序中制造的氧化物半導體層186。[0143]圖30B示出共同連接部的俯視圖的一個例子，圖30B中的虛線F1-F2相當于圖30A的共同連接部的截面。
[0144]注意如圖30B所示，共同連接部的俯視圖的結(jié)構(gòu)與實施方式3相同，所以與圖3B相似的部分使用相同的附圖標記，而在這里省略其詳細說明。
[0145]根據(jù)該實施方式，在設置在像素部的外側(cè)區(qū)域的共同連接部(焊盤部)中，層疊氧化物半導體層和導電層，由此可以防止由于薄膜的分離造成的缺陷。另外，通過采用層疊氧化物半導體層和導電層的結(jié)構(gòu)，焊盤部厚度增加，其電阻降低，而可以具有強度增加的結(jié)構(gòu)。
[0146]實施方式6
[0147]在本實施方式中，參照圖4A至4C、圖5A至5C、圖6-圖9、圖1OA和IOB以及圖11對包括本發(fā)明的一個實施方式的薄膜晶體管的顯示裝置的制造工序進行說明。本發(fā)明顯示裝置所包括的薄膜晶體管為具有溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管。
[0148]在圖4A中，作為具有透光性的第一襯底100，可以使用以康寧公司制造的#7059玻璃、或#1737玻璃等為代表的鋇硼硅酸鹽玻璃或鋁硼硅酸鹽玻璃等的玻璃襯底。
[0149]在將導電層形成在第一襯底100的整個表面上之后,進行第一光刻工序形成抗蝕劑掩模，然后通過蝕刻去除不需要的部分來形成布線及電極(包括柵電極層101的柵極布線、電容布線108以及第一端子121)。在此，進行蝕刻，使得將至少柵電極層101的端部(edge)形成為錐形。圖4A示出該階段的截面圖。注意圖6是該階段的俯視圖。
[0150]包括柵電極層101的柵極布線、電容布線108、以及端子部的第一端子121優(yōu)選使用鋁(Al)或銅(Cu)等的低電阻導電材料形成，然而，單獨Al有耐熱性低及容易腐蝕等缺點，所以其與耐熱性導電材料組合來使用。耐熱性導電材料可以使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素、以任意上述元素為成分的合金、任意上述元素的組合的合金或者以任意上述元素為成分的氮化物。
[0151]接著，在柵電極層101的整個表面上形成柵極絕緣層102。柵極絕緣層102利用濺射法等并以50nm至250nm的厚度形成。
[0152]例如，通過濺射法并以IOOnm的厚度形成氧化硅膜作為柵極絕緣層102。當然，柵極絕緣層102不局限于這種氧化硅膜，也可以使用例如氧氮化硅膜、氮化硅膜、氧化鋁膜、或氧化鉭膜等的其他絕緣膜以構(gòu)成單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
[0153]可以在形成成為溝道形成區(qū)的氧化物半導體層(IGZ0半導體層)之前，利用等離子體處理對柵極絕緣層的表面進行清洗。進行去除存在于柵極絕緣層的表面的有機物等的碎屑的等離子體處理是有效的。另外，有效的是:柵極絕緣層表面經(jīng)等離子體處理而成為用作氧的供給源的氧過剩區(qū)域，其在熱處理(200°C至600°C )中對柵極絕緣層和IGZO半導體層之間的界面改性以在后面的工序中提高可靠性。
[0154]優(yōu)選在等離子體處理之后不暴露于大氣地利用濺射法沉積氧化物半導體層。如果在沉積氧化物半導體層之前，沉積靶襯底接觸到大氣，則沉積靶襯底可能會附著有水分等，而可能對界面狀態(tài)有不良影響，從而導致閾值的不均勻、電特性的劣化或變成常開(normally on) TFT等。等離子體處理使用氧氣體或IS氣體來進行。還可以使用其它的稀有氣體替代氬氣體。
[0155]為了在等離子體處理之后不暴露于大氣地利用濺射法沉積成為溝道形成區(qū)的氧化物半導體層，優(yōu)選進行稱為反濺射處理的等離子體處理的一種，該反濺射處理可以在與形成氧化物半導體層的同一個反應室中進行。反濺射處理是指不向靶側(cè)施加電壓，而在氧氣氛或氧以及氬氣氛下對襯底側(cè)施加電壓而產(chǎn)生等離子體來對襯底上的薄膜表面進行改性的方法。
[0156]當在使用氧氣體填充的反應室中進行等離子體處理時，通過對柵極絕緣層的表面照射氧自由基，從而將柵極絕緣層的表面改性成氧過剩區(qū)域，從而提高與后面沉積的成為溝道形成區(qū)的氧化物半導體層的界面的氧濃度。也就是說，如果對柵極絕緣層進行氧自由基處理，其上層疊氧化物半導體層，之后進行加熱處理，則也可以使成為溝道形成區(qū)的氧化物半導體層的在柵極絕緣層側(cè)的氧濃度增加。因此，在柵極絕緣層與成為溝道形成區(qū)的氧化物半導體層的界面處具有氧濃度的峰值，并且柵極絕緣層的氧濃度具有濃度梯度，該梯度朝著接近柵極絕緣層與成為溝道形成區(qū)的氧化物半導俺層的界面而增加。包括氧過剩區(qū)域的柵極絕緣層與成為氧過剩氧化物半導體層的溝道形成區(qū)的氧化物半導體層的親和性高，使得柵極絕緣層與氧過剩氧化物半導體層之間可以得到良好的界面特性。
[0157]既可利用包含氧的氣體通過等離子體產(chǎn)生裝置產(chǎn)生氧自由基，又可通過臭氧產(chǎn)生裝置產(chǎn)生氧自由基。通過將所產(chǎn)生的氧自由基或氧照射到薄膜，能夠?qū)δみM行表面改性。
[0158]等離子體處理也可以使用氬和氧的自由基來進行，而不局限于使用氧自由基的等離子體處理。使用氬和氧的自由基的處理是指通過引入氬氣體和氧氣體而產(chǎn)生等離子體以對薄膜進行表面改性的處理。
[0159]在施加電場而產(chǎn)生放電等離子體的反應空間中的Ar原子(Ar)被放電等離子體中的電子(e)激發(fā)或電離，而成為氬自由基(Ar*)、氬離子(Ar+)或電子(e)。氬自由基(Ar,處于能量高的準穩(wěn)定狀態(tài)，其與周圍的同種或異種原子起反應而回到穩(wěn)定狀態(tài)(通過使該原子激發(fā)或電離)，由此發(fā)生如雪崩現(xiàn)象那樣的反應。此時，若周圍存在有氧，則氧原子(O)被激發(fā)或電離而成為氧自由基(Cf)、氧離子(0+)或氧(O)。該氧自由基(Cf)與被處理的薄膜表面的材料起反應而對表面進行改性，并且氧自由基還與表面上的有機物起反應而去除有機物，由此進行等離子體處理。注意，與反應性氣體(氧氣體)的自由基相比，氬氣體的自由基具有更長時間地維持準穩(wěn)定狀態(tài)的特性，因此通常使用氬氣體以產(chǎn)生等離子體。
[0160]接下來，在柵極絕緣層102上形成第一氧化物半導體膜(在本實施方式中第一IGZO膜)。在等離子體處理后，不暴露于大氣地沉積第一 IGZO膜，這在不使柵極絕緣層與半導體膜之間的界面處附著塵屑或水分這點上是有利的。這里，使用直徑為8英寸的包含In、Ga及Zn的氧化物半導體祀(In2O3:Ga203:ZnO= 1:1:1),襯底與祀之間的距離設定為170mm、壓力0.4Pa、直流(DC)電源0.5kW、在氬或氧氣氛下進行沉積。注意，優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源可以減少塵屑且使膜的厚度分布均勻。將第一 IGZO膜的厚度設定為5nm至200nm。在本實施方式中，將第一 IGZO膜的厚度設定為lOOnm。
[0161]通過利用濺射法并適當?shù)馗淖円敕磻覂?nèi)的氣體或反應室中設置的靶，可以使柵極絕緣層和第一 IGZO膜不暴露于大氣地連續(xù)地沉積。當不使暴露于大氣并連續(xù)沉積這些膜，可以防止雜質(zhì)進入膜中。在不使暴露于大氣并連續(xù)沉積這些膜的情況下，優(yōu)選使用多室型制造裝置。
[0162]接著，在與第一 IGZO膜的溝道形成區(qū)重疊地形成溝道保護層133。也可以以不暴露于大氣的方式在柵極絕緣層102、第一 IGZO膜之后連續(xù)地沉積溝道保護層133。當以不暴露于大氣的方式連續(xù)沉積層疊的層時可以提高生產(chǎn)率。
[0163]作為溝道保護層133，可以使用無機材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)通過例如等離子體CVD法或熱CVD法等的氣相沉積法或濺射法來制成。溝道保護層133通過處理沉積膜的形狀來獲得。這里，通過濺射法形成氧化硅膜，然后使用通過光刻形成的掩模進行蝕刻而獲得溝道保護層133。
[0164]接下來，利用濺射法在第一 IGZO膜和溝道保護層133上沉積第二氧化物半導體膜(本實施方式的第二 IGZO膜)。這里,使用In2O3:Ga2O3:ZnO= 1:1:1的革巴,并在如下條件下進行濺射沉積:壓力0.4Pa ;功率500W ;溫度為室溫；氬氣體流量為40sCCm。雖然意圖性地使用In2O3 =Ga2O3 =ZnO=I:1:1的靶，但在一些情況下在剛沉積后形成有包含直徑為Inm至IOnm的晶粒的IGZO膜?？梢哉f通過適當?shù)卣{(diào)整靶材的成分比、沉積壓力(0.1Pa至2.0Pa)、功率(250W至3000W:8英寸Φ)、或溫度(室溫至100°C )等反應性濺射的沉積條件，可以控制晶粒的有無、晶粒的密度以及直徑。將晶粒直徑控制為Inm至IOnm的范圍內(nèi)。第二 IGZO膜的厚度為5nm至20nm。當然，如果在膜中包括晶粒，晶粒的直徑不超過膜的厚度。在本實施方式中，第二 IGZO膜的厚度為5nm。
[0165]使第一 IGZO膜的沉積條件與第二 IGZO膜的沉積條件相異，使得第一 IGZO膜中比第二 IGZO膜中的氧濃度更高。例如，與第二 IGZO膜的沉積條件中的氧氣與氬氣流量比相t匕，第一 IGZO膜的沉積條件中的氧氣與氬氣流量比更高。具體地，第二 IGZO膜在稀有氣體(氬或氦等)氣氛下(或含氧10%或以下、含氬氣體90%或以上的氣氛)沉積，第一 IGZO膜在氧氣氛下(或氧氣體的流量與氬氣體的流量相等或大于氬氣體的流量)沉積。當更多的氧包含在第一 IGZO膜中，可以使得第一 IGZO膜的電導率低于第二 IGZO膜電導率。另外，當更多的氧包含在第一 IGZO膜中可以實現(xiàn)第一 IGZO膜截止電流的降低，所以可以得到導通截止比高的薄膜晶體管。
[0166]第二 IGZO膜可以使用與之前反濺射處理所使用的反應室同一反應室沉積，或者只要可以在不暴露于大氣地進行沉積的情況下，也可以在與之前進行反濺射處理所使用的反應室不同的反應室中沉積。
[0167]接下來，優(yōu)選以200°C至600°C，典型的是300°C至500°C進行熱處理。在此在爐中，在氮氣氛下以350°C進行I小時的熱處理。該熱處理使得IGZO膜的原子能級的重新排列。在此步驟的熱處理(包括光退火)因為可以釋放阻礙載流子遷移的應變能而所以是重要的。注意，進行熱處理的時序沒有特別的限制，該熱處理可以在沉積第二 IGZO膜之后任意時間進行，例如可以在形成像素電極之后進行。
[0168]接著，進行第二光刻工序形成抗蝕劑掩模，并且對第一 IGZO膜及第二 IGZO膜進行蝕刻。在此，通過使用IT007N(日本關東化學株式會社制造)的濕蝕刻去除不需要的部分，來形成氧過剩型第一 IGZO膜的半導體層103及氧缺欠型第二 IGZO膜的IGZO膜111。注意，此蝕刻步驟不局限于濕蝕刻，也可以進行干蝕刻。圖4B示出該階段中的截面圖。另外，圖7是該階段的俯視圖。
[0169]接下來，利用濺射法或真空蒸鍍法在半導體層103以及IGZO膜111上形成由金屬材料制成的導電膜132。圖4C示出該階段中的俯視圖。
[0170]作為導電膜132的材料，可以舉出選自Al、Cr、Ta、T1、Mo、W中的元素或以任意上述元素為成分的合金、包含任意上述元素的組合的合金等。如果進行200°C至600°C的熱處理，優(yōu)選使導電膜具有承受該熱處理的耐熱性。由于單獨鋁具有耐熱性很低且容易腐蝕等缺點，所以與耐熱導電材料組合來使用。作為與Al組合的耐熱導電材料，可以使用選自鈦(Ti)、鉭(Ta)、鶴(W)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、Sc(鈧)中的元素、以任意上述元素為成分的合金、包含任意上述元素的組合的合金或者以任意上述元素為成分的氮化物。
[0171]在此，作為導電膜132使用鈦膜的單層結(jié)構(gòu)。導電膜132還可以采用其中在鋁膜上層疊鈦膜的雙層結(jié)構(gòu)?；蛘?，導電膜132還可以采用如下三層結(jié)構(gòu):按順序堆疊的Ti膜、包含釹的鋁膜(Al-Nd膜)以及Ti膜。另外或者是，導電膜132還可以采用包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)。
[0172]接著，進行第三光刻工序形成抗蝕劑掩模131，并通過蝕刻去除不必要的部分來形成源電極層和漏電極層105a、105b以及源區(qū)和漏區(qū)104a、104b。該蝕刻步驟使用濕蝕刻或干蝕刻來進行。例如，在作為導電膜132使用鋁膜或鋁合金膜情況下，可以進行使用了將磷酸、醋酸以及硝酸混合的溶液的濕蝕刻。這里，通過使用了過氧化氫氨水混合物(過氧化氫:氨水:水=5:2:2)，對Ti制成的導電膜132進行濕蝕刻來形成源電極層和漏電極層105a、105b，并對IGZO膜111進行濕蝕刻來形成源區(qū)和漏區(qū)104a、104b。在該蝕刻工序中，由于溝道保護層133用作半導體層103的蝕刻停止層，所以半導體層103不被蝕刻。在圖5A中，由于利用過氧化氫氨水混合物對源電極層和漏電極層105a、105b以及源區(qū)和漏區(qū)104a、104b同時蝕刻，所以源電極層和漏電極層105a、105b的端部與源區(qū)和漏區(qū)104a、104b的端部對準，從而具有連續(xù)的結(jié)構(gòu)。此外，由于使用濕蝕刻允許這些層被各向同性地蝕刻，所以源電極層和漏電極層105a、105b的端部比抗蝕劑掩模131更縮退。通過上述工序可以制造包括IGZO半導體層103用作溝道形成區(qū)，并在溝道形成區(qū)上具有溝道保護層133的薄膜晶體管170。圖5A示出該階段中的截面圖。注意圖8相當于該階段的俯視圖。
[0173]由于在半導體層103的溝道形成區(qū)上設置溝道保護層133，所以可以防止在工序中損傷(可以防止蝕刻時產(chǎn)生的等離子體或蝕刻劑造成的厚度降低、氧化等)半導體層103的溝道形成區(qū)。由此可以提高薄膜晶體管170的可靠性。
[0174]在該第三光刻工序中，在端子部中留有由與源電極層和漏電極層105a、105b相同材料制成的第二端子122。注意，第二端子122與源極布線(包括源電極層和漏電極層105a、105b的源極布線)電連接。
[0175]如果使用利用多級灰度掩模而形成的具有不同厚度(典型的是兩種厚度)的多個區(qū)域的抗蝕劑掩模，可以減少抗蝕劑掩模的數(shù)目，所以可以謀求工序的簡化以及低成本化。
[0176]接下來，去除抗蝕劑掩模131，形成覆蓋薄膜晶體管170的保護絕緣層107。保護絕緣層107可以使用利用濺射法等獲得的氮化硅膜、氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜或氧化鉭膜等來形成。
[0177]接著，進行第四光刻工序，形成抗蝕劑掩模，通過保護絕緣層107的蝕刻以形成到達源電極層105a或漏電極層105b的接觸孔125。另外，通過該同一蝕刻工序還形成到達第二端子122的接觸孔127。為了減少掩模數(shù)，優(yōu)選使用同一掩模對柵極絕緣層進行蝕刻，使得使用同一抗蝕劑掩模形成到達柵電極的接觸孔126。圖5B示出該階段中的截面圖。
[0178]接下來，去除抗蝕劑掩模，然后形成透明導電膜。作為透明導電膜，利用濺射法或真空蒸鍍法等使用氧化銦(In2O3)、氧化銦-氧化錫合金(縮寫為ITO的In2O3-SnO2)來形成。使用鹽酸類的溶液進行上述材料的蝕刻。但是，因為ITO的蝕刻尤其容易產(chǎn)生殘渣，所以也可以使用氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)，以改善蝕刻加工性。
[0179]接著，進行第五光刻工序，形成抗蝕劑掩模，通過蝕刻去除不需要的部分，而形成像素電極層110。
[0180]在該第五光刻工序中，以在電容部中的柵極絕緣層102及保護絕緣層107為電介質(zhì)，在電容布線108和像素電極層110之間形成存儲電容。
[0181]另外，在該第五光刻工序中，使用抗蝕劑掩模覆蓋第一端子和第二端子使得在端子部中留有透明導電膜128、129。透明導電膜128、129成為與FPC連接的電極或布線。形成在第二端子122上的透明導電膜129是用作源極布線的輸入端子的連接用端子電極。
[0182]接著，去除抗蝕劑掩模，圖5C示出該階段中的截面圖。另外，圖9是該階段的俯視圖。
[0183]圖1OA和IOB分別是該階段的柵極布線端子部的俯視圖和截面圖。圖1OA是沿著圖1OB中的C1-C2線的截面圖。在圖1OA中，形成在保護絕緣膜154上的透明導電膜155是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖1OA中，在端子部中，由與柵極布線相同材料形成的第一端子151與由與源極布線相同材料形成的連接電極層153隔著柵極絕緣層152重疊，并通過透明導電膜155電連接。注意，圖5C的透明導電膜128與第一端子121所接觸的部分對應于圖1OA的透明導電膜155與第一端子151所接觸的部分。
[0184]圖1OC和IOD分別是與圖5C所示的源極布線端子部不同的源極布線端子部的截面圖和俯視圖。圖1OC是沿著圖1OD中的D1-D2線的截面圖。在圖1OC中，形成在保護絕緣膜154上的透明導電膜155是用作輸入端子的連接用端子電極。另外，在圖1OC中，在端子部中，
[0185]由與柵極布線相同材料形成的電極層156，在與源極布線電連接的第二端子150的下方形成且隔著柵極絕緣層152與第二端子150重疊。電極層156不與第二端子150電連接，如果將電極層156電位設定為與第二端子150不同的電位，例如浮置、GND、0V等，可以形成防止雜波的電容或防止靜電的電容。第二端子150隔著保護絕緣膜154與透明導電膜155電連接。
[0186]根據(jù)像素密度設置多個柵極布線、源極布線以及電容布線。另外，在端子部中，排列多個與柵極布線同電位的第一端子、多個與源極布線同電位的第二端子、多個與電容布線同電位的第三端子等。各端子的數(shù)目沒有特別限制，實施者可以適當?shù)貨Q定端子數(shù)目。
[0187]通過這五次的光刻工序，使用五個光掩模，可以完成具有底柵型的η溝道型薄膜晶體管的薄膜晶體管170的像素薄膜晶體管部以及存儲電容。當這些像素薄膜晶體管部和存儲電容對應于相應像素以矩陣狀排列時，形成像素部，并且可以獲得用來制造有源矩陣型的顯示裝置的一個襯底。在本說明書中，為了方便將該襯底稱為有源矩陣襯底。
[0188]在制造有源矩陣型的液晶顯示裝置情況下，在有源矩陣襯底與設置有對置電極的對置襯底之間設置液晶層，將有源矩陣襯底與對置襯底貼合。注意，將與設置在對置襯底上的對置電極電連接的共同電極設置在有源矩陣襯底上，并將與共同電極電連接的第四端子設置在端子部。該第四端子是用來將共同電極固定在預定電位，例如GND、或OV等。
[0189]本發(fā)明的一個實施方式不局限于圖9的像素結(jié)構(gòu)，圖11示出與圖9不同的俯視圖的例子。圖11示出其中不設置電容布線，像素電極層與相鄰的像素的柵極布線隔著保護絕緣膜以及柵極絕緣層而重疊以形成存儲電容的例子。在此情況下，可以省略電容布線以及與電容布線連接的第三端子。注意在圖11中，與圖9類似的部分使用相同的附圖標記標明。
[0190]在有源矩陣型的液晶顯示裝置中，驅(qū)動排列為矩陣狀的像素電極，以在屏幕上形成顯示圖案。具體地，對選擇的像素電極和對應于該像素電極的對置電極之間施加電壓，使得對設置在像素電極與對置電極之間的液晶層進行光學調(diào)制，該光學調(diào)制由觀察者認出是顯示圖案。
[0191]當液晶顯示裝置顯示運動圖像時，由于液晶分子本身長的響應時間，所以液晶顯示裝置存在出現(xiàn)余像或出現(xiàn)運動圖像模糊的問題。為了改善液晶顯示裝置的運動圖像特性，采用被稱為黑插入的驅(qū)動方法，其中每隔一個幀期進行整個屏幕的黑顯示。
[0192]或者，可采用被稱為倍幀速率驅(qū)動的驅(qū)動方法，其中將垂直周期設定為通常的1.5倍或2倍長來改善運動圖像特性。
[0193]另外或者是，為了改善液晶顯示裝置的運動圖像特性，可采用一種驅(qū)動方法，其中作為背光燈，使用多個LED (發(fā)光二極管)或多個EL光源構(gòu)成面光源,將面光源的各個光源獨立地在一個幀期內(nèi)進行脈沖方式驅(qū)動。作為面光源，可以使用三種或以上的LED或白色發(fā)光LED。由于可以獨立地控制多個LED,所以可以使LED的發(fā)光時序與液晶層的光學調(diào)制的時序同步進行。根據(jù)該驅(qū)動方法，可以將LED部分地關斷，所以尤其是在顯示大部分是黑顯示的圖像情況下，可以實現(xiàn)低耗電量的效果。
[0194]通過組合上述驅(qū)動方法，可以相比現(xiàn)有液晶顯示裝置改善液晶顯示裝置的運動圖像特性等的顯示特性。
[0195]通過本實施方式得到的η溝道型晶體管在溝道形成區(qū)中包含IGZO半導體層，并具有良好的動態(tài)特性，所以對該實施例的η溝道晶體管可以組合地應用這些驅(qū)動方法。
[0196]在制造發(fā)光顯示裝置情況下，將有機發(fā)光元件的一個電極(也稱為陰極)設定為低電源電位，例如GND、0V等，所以在端子部設置有用來將陰極設定為低電源電位、例如GND、0V等的第四端子。另外，在制造發(fā)光顯示裝置情況下，除源極布線和柵極布線之外還設置電源供給線。所以，在端子部中設置有與電源供給線電連接的第五端子。
[0197]如果不設置源區(qū)和漏區(qū)(包含In、Ga及Zn的氧缺欠氧化物半導體層)而堆疊柵電極層、柵極絕緣層、半導體層(含有In、Ga以及Zn的氧過剩氧化物半導體層)、源電極層和漏電極層，柵電極層與源和漏電極層之間的距離被降低，從而導致在其之間產(chǎn)生的寄生電容增加。此外，該寄生電容進一步因半導體層的厚度降低而增加。在本實施方式中，薄膜晶體管采用柵電極層、柵極絕緣層、半導體層、源區(qū)和漏區(qū)、源電極層和漏電極層的疊層結(jié)構(gòu)，即使半導體層的厚度小也可以抑制寄生電容。
[0198]根據(jù)本實施方式可以制造光電流少、寄生電容小、導通截止比高、具有良好的動態(tài)特性的薄膜晶體管。因此，可以提供具有電特性高并可靠性高的薄膜晶體管的半導體裝置。
[0199]實施方式7
[0200]在該實施方式中，圖3IA和3IB示出在實施方式3中的顯示裝置的另一例子，其包括其中源電極層和漏電極層與半導體層接觸的薄膜晶體管。
[0201]圖31A是在同一襯底上制造薄膜晶體管和共同連接部(焊盤部)的半導體裝置的截面結(jié)構(gòu)圖。圖31A所示的薄膜晶體管171為具有溝道保護層的反交錯型薄膜晶體管。在半導體層103的溝道形成區(qū)上設置溝道保護層133，并在半導體層103和溝道保護層133上接觸于半導體層103地設置源電極層和漏電極層105a、105b。[0202]在薄膜晶體管171中，優(yōu)選利用等離子體處理來對半導體層103與源電極層和漏電極層105a、105b之間的接觸區(qū)域進行改性。在本實施方式中，在形成用作源電極層和漏電極層的導電膜之前，對氧化物半導體層(本實施方式中的IGZO半導體層)進行等離子體處理。
[0203]作為等離子體處理，使用氬氣體、氫氣體或氬和氫的混合氣體。可以在上述氣體中加入氧氣體。可以使用其它稀有氣體代替氬氣體a
[0204]如圖32所示，在半導體層103上形成絕緣層135以及絕緣層136作為層間絕緣層。源電極層和漏電極層105a、105b，通過形成在絕緣層135以及絕緣層136中的接觸孔，與半導體層103接觸并電連接。
[0205]注意在圖32中，分別利用濺射法形成氧化硅層作為柵極絕緣層102以及溝道保護層133，形成IGZO氧過剩半導體層作為半導體層103，并形成氮化硅層作為絕緣層135。
[0206]在圖32中也優(yōu)選在形成源電極層和漏電極層105a、105b之前對半導體層103進行等離子體處理。也可以在半導體層103上形成溝道保護層133之后進行等離子體處理。或者，可以在絕緣層135以及絕緣層136中形成接觸孔之后，對在每個接觸孔底面露出的半導體層103上進行等離子體處理。
[0207]接觸通過等離子體處理而改性的半導體層103地形成導電層，由此形成源電極層和漏電極層105a、105b，因此可以降低半導體層103與源電極層和漏電極層105a、105b之間的接觸電阻。
[0208]通過上述工序，可以制造作為半導體裝置可靠性高的顯示裝置。
[0209]本實施方式可以與其他的實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。
[0210]實施方式8
[0211]在本實施方式中，將說明作為本發(fā)明的半導體裝置的一個例子的顯示裝置的例子。在該顯示裝置中，在一個襯底上至少形成驅(qū)動電路的一部分以及設置在像素部的薄膜晶體管。
[0212]根據(jù)實施方式6或?qū)嵤┓绞?形成設置在像素部中的薄膜晶體管。此外，實施方式6或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管是η溝道型TFT，因此將驅(qū)動電路中可以包括η溝道型TFT的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部中的薄膜晶體管相同的襯底上。
[0213]圖13Α示出作為本發(fā)明的半導體裝置例子的有源矩陣型液晶顯示裝置的框圖的例子。圖13Α所示的顯示裝置在襯底5300上包括:具有多個各自具備顯示元件的像素的像素部5301 ;選擇像素的掃描線驅(qū)動電路5302 ;以及控制至所選像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動電路5303。
[0214]像素部5301通過從信號線驅(qū)動電路5303在列方向上延伸的多個信號線Sl-Sm(未圖示)與信號線驅(qū)動電路5303連接，并且通過從掃描線驅(qū)動電路5302在行方向上延伸的多個掃描線Gl-Gn(未圖示)與掃描線驅(qū)動電路5302連接。像素部5301具有配置為矩陣以對應于信號線Sl-Sm以及掃描線Gl-Gn的多個像素(未圖示)。各個像素與信號線Sj (信號線Sl-Sm中之一)和掃描線Gi (掃描線Gl-Gn中之一)連接。
[0215]實施方式6或7中所示的薄膜晶體管是η溝道型TFT，并且參照圖14說明包含η溝道型TFT的信號線驅(qū)動電路。
[0216]圖14所示的信號線驅(qū)動電路包括:驅(qū)動器IC5601 ;開關群5602_1至5602_Μ ?’第一布線5611 ;第二布線5612 ;第三布線5613 ;以及布線5621_1至5621_M。開關群5602_1至5602_M中的每個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。
[0217]驅(qū)動器IC5601連接到第一布線5611、第二布線5612、第三布線5613及布線5621_1至5621_M。開關群5602_1至5602_M中的每個連接到第一布線5611、第二布線5612和第三布線5613，并且開關群5602_1至5602_M分別連接到布線5621_1至5621_M。布線5621_1至5621_M中的每個通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到三個信號線。例如，第J列的布線5621_J(布線5621_1至布線5621_M中之一)通過開關群5602_J中包含的第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線sj-1、信號線sj、信號線sj+1。
[0218]對第一布線5611、第二布線5612與第三布線5613中的每個輸入信號。
[0219]注意，驅(qū)動器IC5601優(yōu)選形成在單晶襯底上。再者，開關群5602_1至5602_M優(yōu)選形成在與像素部相同的襯底上。因此，驅(qū)動器IC5601優(yōu)選通過FPC等連接到開關群56021至 5602M。
[0220]接著，參照圖15的時序圖說明圖14所不的信號線驅(qū)動電路的工作。圖15的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi的情況。第i行掃描線Gi的選擇期被分為第一子選擇期Tl、第二子選擇期T2及第三子選擇期T3。此外，圖14的信號線驅(qū)動電路即使在選擇其他行的掃描線時也按與圖15相似的方式工作。
[0221]注意，圖15的時序圖示出第J列布線5621J通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c連接到信號線Sj-Ι、信號線Sj與信號線sj+Ι的情況。
[0222]圖15的時序圖示出第i行掃描線Gi被選擇的時序、第一薄膜晶體管5603a導通/截止的時序5703a、第二薄膜晶體管5603b導通/截止的時序5703b、第三薄膜晶體管5603c導通/截止的時序5703c及輸入到第J列布線5621_J的信號5721_J。
[0223]在第一子選擇期Tl、第二子選擇期T2及第三子選擇期T3中，對布線5621_1至布線5621_11輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇期Tl中輸入到布線5621_J的視頻信號被輸入到信號線sj-Ι，在第二子選擇期T2中輸入到布線5621J的視頻信號被輸入到信號線Sj，在第三子選擇期T3中輸入到布線5621J的視頻信號被輸入到信號線Sj+Ι。在第一子選擇期Tl、第二子選擇期T2及第三子選擇期T3中輸入到布線5621J的視頻信號分別表不為 Dara_j-1、Dara_j、Data_3+1。
[0224]如圖15所示，在第一子選擇期Tl中，第一薄膜晶體管5603a導通，而第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的DaraJ-1通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線Sj-Ι。在第二子選擇期T2中，第二薄膜晶體管5603b導通，而第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的DataJ通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期T3中，第三薄膜晶體管5603c導通，而第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j+1通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。
[0225]如上所述，在圖14的信號線驅(qū)動電路中，通過將一個柵極選擇期分為三個，可以在一個柵極選擇期中將視頻信號從一個布線5621輸入到三個信號線。因此，在圖14的信號線驅(qū)動電路中，可以將設置有驅(qū)動器IC5601的襯底和設置有像素部的襯底之間的連接數(shù)減少到信號線數(shù)的大約1/3。在將連接數(shù)減少到信號線數(shù)的大約1/3時，可以提高圖14的信號線驅(qū)動電路的可靠性、成品率等。
[0226]注意，只要如圖14所示將一個柵極選擇期分為多個子選擇期并在相應子選擇期中將視頻信號從一個布線輸入到多個信號線，就不存在對薄膜晶體管的配置、數(shù)量、驅(qū)動方法等的特別限制。
[0227]例如，當在三個或更多子選擇期中將視頻信號從一個布線輸入到三個或更多信號線時，只需要追加薄膜晶體管及用于控制薄膜晶體管的布線。注意，當將一個柵極選擇期分為四個或更多子選擇期時，一個子選擇期變得較短。因此，優(yōu)選將一個柵極選擇期分為兩個或三個子選擇期。
[0228]作為另一個例子，如圖16的時序圖所示，可以將一個選擇期分為預充電期Tp、第一子選擇期Tl、第二子選擇期Τ2和第三子選擇期Τ3。圖16的時序圖示出選擇第i行掃描線Gi的時序、第一薄膜晶體管5603a導通/截止的時序5803a、第二薄膜晶體管5603b導通/截止的時序5803b、第三薄膜晶體管5603c導通/截止的時序5803c以及輸入到第J列布線5621_J的信號5821J。如圖16所示，在預充電期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導通。此時，輸入到布線5621_J的預充電電壓Vp通過第一薄膜晶體管5603a、第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線sj-1、信號線sj與信號線Sj+Ι中的每個。在第一子選擇期Tl中，第一薄膜晶體管5603a導通，第二薄膜晶體管5603b及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的DataJ-1通過第一薄膜晶體管5603a輸入到信號線s j_l。在第二子選擇期T2中，第二薄膜晶體管5603b導通，而第一薄膜晶體管5603a及第三薄膜晶體管5603c截止。此時，輸入到布線5621_J的DataJ通過第二薄膜晶體管5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期T3中，第三薄膜晶體管5603c導通，而第一薄膜晶體管5603a及第二薄膜晶體管5603b截止。此時，輸入到布線5621_J的Data_j+1通過第三薄膜晶體管5603c輸入到信號線Sj+1。
[0229]如上所述，在應用圖16中時序圖的圖14的信號線驅(qū)動電路中，可以將視頻信號高速寫入到像素，因為可以通過在子選擇期之前提供預充電選擇期對信號線進行預充電。注意，在圖16中，用相同的附圖標記來表示與圖15相似的部分，并且省略對類似部分或具有相似功能的部分的詳細說明。
[0230]此外，說明掃描線驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)。掃描線驅(qū)動電路包括移位寄存器和緩沖器。此夕卜，在一些情況中，掃描線驅(qū)動電路可以包括電平轉(zhuǎn)移器(level shifter)。在掃描線驅(qū)動電路中，在對移位寄存器輸入時鐘信號(CLK)及起始脈沖信號(SP)時，生成選擇信號。所生成的選擇信號通過緩沖器緩沖和放大，并將所得信號供給到對應的掃描線。一條線的像素中的晶體管的柵電極連接到掃描線。由于一條線的像素中的晶體管必須一齊導通，因此使用可提供大電流的緩沖器。
[0231]參照圖17和圖18說明用于掃描線驅(qū)動電路的一部分的移位寄存器的一個方式。
[0232]圖17示出移位寄存器的電路配置。圖17所示的移位寄存器包括多個觸發(fā)器(觸發(fā)器5701_1至5701_n)。移位寄存器通過輸入第一時鐘信號、第二時鐘信號、起始脈沖信號與復位信號而工作。
[0233]說明圖17中移位寄存器的連接關系。在圖17的移位寄存器的第i級觸發(fā)器5701_i (觸發(fā)器5701_1至5701_n中之一)中，圖18所示的第一布線5501連接到第七布線5717_1-Ι,圖18所示的第二布線5502連接到第七布線5717」+1，圖18所示的第三布線5503連接到第七布線5717_i，并且圖18所示的第六布線5506連接到第五布線5715。
[0234]此外，圖18所示的第四布線5504在奇數(shù)編號級觸發(fā)器中連接到第二布線5712，而在偶數(shù)編號級觸發(fā)器中連接到第三布線5713。圖18所示的第五布線5505連接到第四布線5714。
[0235]注意，圖18所示的第一級觸發(fā)器57011中第一布線5501連接到第一布線5711。此外，圖18所示的第η級觸發(fā)器5701η中第二布線5502連接到第六布線5716。
[0236]注意，第一布線5711、第二布線5712、第三布線5713和第六布線5716可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線和第四信號線。第四布線5714和第五布線5715可以分別稱為第一電源線和第二電源線。
[0237]接著，圖18示出圖17所示的觸發(fā)器的詳細結(jié)構(gòu)。圖18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。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中的每個是η溝道型晶體管，并且在柵極-源極電壓(Vgs)超過閾值電壓(Vth)時導通。
[0238]接著，下面示出圖18所示的觸發(fā)器的連接結(jié)構(gòu)。
[0239]第一薄膜晶體管5571的第一電極(源電極與漏電極中之一)連接到第四布線5504。第一薄膜晶體管5571的第二電極(源電極與漏電極中的另一個)連接到第三布線5503。
[0240]第二薄膜晶體管5572的第一電極連接到第六布線5506。第二薄膜晶體管5572的第二電極連接到第三布線5503。
[0241]第三薄膜晶體管5573的第一電極連接到第五布線5505，并且第三薄膜晶體管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。
[0242]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。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。
[0243]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。第五薄膜晶體管5575的柵電極連接到第一布線5501。
[0244]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。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。
[0245]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。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。第八薄膜晶體管5578的柵電極連接到第一布線5501。
[0246]注意，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的第二電極相連接的點分別稱為節(jié)點5543。第二薄膜晶體管5572的柵電極、第三薄膜晶體管5573的第二電極、第四薄膜晶體管5574的第二電極、第六薄膜晶體管5576的柵電極及第八薄膜晶體管5578的第二電極相連接的點分別稱為節(jié)點5544。
[0247]注意，第一布線5501、第二布線5502、第三布線5503以及第四布線5504可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線和第四信號線。第五布線5505和第六布線5506可以分別稱為第一電源線和第二電源線。
[0248]此外，可以僅使用實施方式6所述的η溝道型TFT形成信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路。因為實施方式6所述的η溝道型TFT的高遷移率，所以可以提高驅(qū)動電路的驅(qū)動頻率。另外，在實施方式6所述的η溝道型TFT中，由于通過作為包含銦、鎵以及鋅的氧欠缺氧化物半導體層的源區(qū)或漏區(qū)而減少寄生電容，因此可獲得高頻率特性(稱為F特性)。例如，使用實施方式6所述的η溝道型TFT的掃描線驅(qū)動電路可以高速工作，因此可以提高幀頻率并且實現(xiàn)黑屏圖像插入等。
[0249]再者，在增大掃描線驅(qū)動電路中晶體管的溝道寬度或提供多個掃描線驅(qū)動電路時，可以實現(xiàn)更高的幀頻率。在提供多個掃描線驅(qū)動電路時，將用于驅(qū)動偶數(shù)編號掃描線的掃描線驅(qū)動電路提供在一側(cè)，并將用于驅(qū)動奇數(shù)編號掃描線的掃描線驅(qū)動電路提供在相反一側(cè)，因此可以實現(xiàn)幀頻率的提高。
[0250]此外，在制造作為本發(fā)明的半導體裝置的例子的有源矩陣型發(fā)光顯示裝置時，在至少一個像素中配置多個薄膜晶體管，因此優(yōu)選配置多個掃描線驅(qū)動電路。圖13Β是有源矩陣型發(fā)光顯示裝置的框圖的例子。
[0251]圖13Β所示的發(fā)光顯示裝置在襯底5400上包括:具有多個各自具備顯示元件的像素的像素部5401 ;選擇像素的第一掃描線驅(qū)動電路5402及第二掃描線驅(qū)動電路5404 ;以及控制至所選像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動電路5403。
[0252]在輸入到圖13Β所示發(fā)光顯示裝置的像素的視頻信號為數(shù)字方式時，通過切換晶體管導通/截止，像素發(fā)光或不發(fā)光。因此，可以采用面積灰度級法或時間灰度級法進行灰度級顯示。面積灰度級法指的是其中將一個像素分為多個子像素并根據(jù)視頻信號分別驅(qū)動相應子像素使得進行灰度級顯示的一種驅(qū)動法。此外，時間灰度級法指的是其中控制像素發(fā)光的時段使得進行灰度級顯示的一種驅(qū)動法。
[0253]因為發(fā)光元件的響應時間比液晶元件等的高，所以與液晶元件相比發(fā)光元件更適合于時間灰度級法。具體而言，在采用時間灰度級法進行顯示的情況下，將一個幀期分為多個子幀期。然后，根據(jù)視頻信號，在各子幀期中使像素的發(fā)光元件處于發(fā)光狀態(tài)或非發(fā)光狀態(tài)。通過將一個幀期分割為多個子幀期，在一個幀期中像素實際發(fā)光的總時間長度可受視頻信號控制，使得可以顯示灰度級。
[0254]在圖13Β所示的發(fā)光顯示裝置中，在其中在一個像素中配置開關TFT和電流控制TFT的兩個TFT的情況下，第一掃描線驅(qū)動電路5402生成輸入到第一掃描線的信號，第一掃描線用作開關TFT的柵極布線，而第二掃描線驅(qū)動電路5404生成輸入到第二掃描線的信號，第二掃描線用作電流控制TFT的柵極布線；但是，一個掃描線驅(qū)動電路可以生成輸入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號二者。此外，例如，根據(jù)開關元件中包含的晶體管的數(shù)量，存在在各像素中設置用來控制開關元件的工作的多個第一掃描線的可能性。在此情況下，一個掃描線驅(qū)動電路可生成輸入到多個第一掃描線的所有信號，或者多個掃描線驅(qū)動電路可生成輸入到多個第一掃描線的信號。
[0255]同樣，在發(fā)光顯示裝置中，可以將驅(qū)動電路中可包括η溝道型TFT的驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部中薄膜晶體管相同的襯底上。備選地，也可以僅使用實施方式6或7所述的η溝道型TFT形成信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路。
[0256]此外，上述驅(qū)動電路可以用于利用與開關元件電連接的元件來驅(qū)動電子墨水的電子紙，而不限于對液晶顯示裝置或者發(fā)光顯示裝置的應用。電子紙也稱為電泳顯示裝置(電泳顯示器)，并其優(yōu)點在于:它具有與普通紙相同的易讀性水平，它與其他的顯示裝置相比具有更低功耗，并且它可形成得薄且輕。
[0257]電泳顯示器可具有各種方式。電泳顯示器含有分散在溶劑或溶質(zhì)中的多個微囊，每個微囊含有帶正電的第一粒子和帶負電的第二粒子。通過對微囊施加電場，微囊中的粒子互相沿相反方向移動，并且僅顯示集合在一側(cè)的粒子的顏色。注意，第一粒子和第二粒子各自包含色素，且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子和第二粒子具有不同顏色(可為無色)。
[0258]因此，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應的顯示器，通過介電電泳效應，具有高介電常數(shù)的物質(zhì)移動到高電場區(qū)。電泳顯示裝置不需要液晶顯示裝置中所需的偏振片或?qū)χ靡r底，并且電泳顯示裝置的厚度和重量厚度可以減少到液晶顯示裝置一半。
[0259]將在溶劑中分散有上述微囊的溶液稱作電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、塑料、布、紙等的表面上。另外，通過使用彩色濾光片或具有色素的粒子，還可以獲得彩色顯
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[0260]此外，如果在有源矩陣襯底上適當?shù)卦O置多個上述微囊以使其夾在兩個電極之間，則完成有源矩陣型顯示裝置，并且通過對微囊施加電場可以執(zhí)行顯示。例如，可以使用實施方式6或7所述的薄膜晶體管而獲得的有源矩陣襯底。
[0261]注意，微囊中的第一粒子及第二粒子可以各自由選自導電材料、絕緣材料、半導體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發(fā)光材料、電致變色材料與磁泳材料中的單個材料制成，或者由這些材料中任意材料的復合材料制成。
[0262]通過上述過程，可以制造作為半導體裝置的高可靠性顯示裝置。
[0263]本實施方式可以與其他的實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。
[0264]實施方式9
[0265]在本發(fā)明的一個實施方式的薄膜晶體管被制造并用于像素部以及進一步用于驅(qū)動電路時，可制造具有顯示功能的半導體裝置(也稱為顯示裝置)。此外，在將使用本發(fā)明的一個實施方式的薄膜晶體管的驅(qū)動電路的部分或全部形成在與像素部相同的襯底上時，可獲得板上系統(tǒng)(system-on-panel)。
[0266]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)或發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件在其類別中包括其亮度受電流或電壓控制的元件，具體而言，包括無機電致發(fā)光(EL)元件、有機EL元件等。此外，也可以使用通過電作用而改變其對比度的顯示介質(zhì)，例如電子墨水。[0267]此外，顯示裝置包括其中密封顯示元件的面板和其中在面板上安裝包括控制器的IC等的模塊。本發(fā)明的一個實施方式還涉及相當于在顯示裝置的制造過程中在顯示元件完成之前的一個方式的元件襯底，并且該元件襯底設置有用于將電流供給到在多個像素的每個中的顯示元件的單元。具體而言，元件襯底可以處于只形成顯示元件的像素電極之后的狀態(tài)、形成成為像素電極的導電膜之后且蝕刻導電膜以形成像素電極之前的狀態(tài)或其他狀態(tài)中的任何狀態(tài)。
[0268]注意，本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示器件、顯示器件或光源(包括照明裝置)。另外，顯示裝置在其類別中還包括以下模塊:附連有諸如柔性印刷電路(FPC)、載帶自動鍵合(TAB)帶或載帶封裝TCP (TCP)的連接器的模塊；具有其端部設置印刷線路板的TAB帶或TCP的模塊；以及通過玻璃上芯片(COG)將集成電路(IC)直接安裝在顯示元件上的模塊。
[0269]在本實施方式中，參照圖21A至21C說明作為本發(fā)明的半導體裝置的一個實施方式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖21A和21B是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料4005將薄膜晶體管4010、4011及液晶元件4013密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間。圖21C是沿著圖21A和21B的線M-N的截面圖。
[0270]密封材料4005設置成圍繞設置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004。在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004上設置第二襯底4006。因此，像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004通過第一襯底4001、密封材料4005和第二襯底4006與液晶層4008密封在一起。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)域中安裝信號線驅(qū)動電路4003，該信號線驅(qū)動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另外準備的襯底上。
[0271]注意對于另外形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用C0G、引線鍵合或TAB等。圖21A圖示通過COG安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子，而圖21B圖示通過TAB安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。
[0272]設置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004各包括多個薄膜晶體管。圖21C圖示像素部4002所包括的薄膜晶體管4010和掃描線驅(qū)動電路4004所包括的薄膜晶體管4011。薄膜晶體管4010、4011上設置有絕緣層4020、4021。
[0273]作為薄膜晶體管4010、4011，可以使用包含作為溝道形成區(qū)的氧過剩氧化物半導體層以及作為源區(qū)和漏區(qū)的氧缺欠氧化物半導體層的可靠性高的實施方式6所示的薄膜晶體管。備選地，可以使用實施方式7所示的薄膜晶體管作為薄膜晶體管4010、4011。在本實施方式中，薄膜晶體管4010、4011是η溝道型薄膜晶體管。
[0274]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。液晶元件4013的對置電極層4031形成在第二襯底4006上。像素電極層4030、對置電極層4031和液晶層4008重疊的部分相當于液晶元件4013。注意，像素電極層4030、對置電極層4031分別設置有各用作取向膜的絕緣層4032和絕緣層4033。隔著絕緣層4032、4033將液晶層4008夾在像素電極層4030和對置電極層4031。
[0275]注意，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、或塑料制成。作為塑料，可以使用纖維增強塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。備選地，可以使用具有將鋁箔夾在PVF膜或聚酯膜之間的結(jié)構(gòu)的薄片。[0276]附圖標記4035表示通過對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而獲得的柱狀間隔物，并且它是為控制像素電極層4030和對置電極層4031之間的距離(單元間隙)而設置的。備選地，可以使用球狀間隔物。對置電極層4031與與薄膜晶體管4010設置在同一襯底上的共同電位線電連接。使用實施方式I至實施方式3中所示的任一共同連接部，通過配置在一對襯底間的導電粒子，對置電極層4031與共同電位線電連接。注意，導電粒子包含在密封材料4005中。
[0277]備選地，可以使用不需要取向膜的顯示為藍相的液晶。藍相是液晶相的一種，是指當使膽留相液晶的溫度上升時即將從膽留相轉(zhuǎn)變到均質(zhì)相之前出現(xiàn)的相。由于藍相只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)，所以為了改善溫度范圍而將含有5重量％或以上的手性試劑的液晶組成物用于液晶層4008。包含顯示為藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的響應時間短，即為10μ s至100 μ S，并且由于其具有光學各向同性而不需要取向處理且視角依賴性小。
[0278]雖然本實施方式示出透射型液晶顯示裝置的例子，但是本發(fā)明的實施方式可以用于反射型液晶顯示裝置，或可以用于半透射型液晶顯示裝置。
[0279]在本實施方式中，示出其中在襯底的外表面(在觀察者側(cè))上設置偏振片并在襯底的內(nèi)表面上依次設置著色層和用于顯示元件的電極層的液晶顯示裝置例子；但是，可以在襯底的內(nèi)表面上設置偏振片。偏振片和著色層的疊層結(jié)構(gòu)不局限于本實施方式所示的結(jié)構(gòu)，并且根據(jù)偏振片和著色層的材料或制造工序條件適當?shù)卦O定。另外，還可以設置用作黑矩陣的遮光膜。
[0280]在本實施方式中，使用用作保護膜或平坦化絕緣膜的絕緣層(絕緣層4020與絕緣層4021)覆蓋通過實施方式6得到的薄膜晶體管，以降低薄膜晶體管的表面粗糙度并提高薄膜晶體管的可靠性。注意，保護膜設置成防止懸浮在大氣中的例如有機物質(zhì)、金屬物質(zhì)或者水蒸氣的雜質(zhì)的侵入，并且優(yōu)選為致密膜。通過濺射法將保護膜形成為氧化硅膜、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/和或氮氧化鋁膜的單層膜或多層膜。雖然本實施方式示出通過濺射法形成保護膜的例子，但是本發(fā)明并不局限于該方法，而可以使用各種方法。
[0281]在本實施方式中，形成具有多層結(jié)構(gòu)的絕緣層作為保護膜。作為絕緣層4020的第一層，通過濺射法形成氧化硅膜。將氧化硅膜用作保護膜具有防止用作源電極層和漏電極層的鋁膜的小丘的效果。
[0282]還形成絕緣層作為保護膜的第二層。在本實施方式中，作為絕緣層4020的第二層，通過濺射法形成氮化硅膜。將氮化硅膜用作保護膜可以抑制例如鈉離子的可動離子侵入到半導體區(qū)中，從而抑制TFT的電特性變化。
[0283]在形成保護膜之后，可以將IGZO半導體層退火(在300°C至400°C )。
[0284]形成絕緣層4021作為平坦化絕緣膜。對于絕緣層4021，可以使用具有耐熱性的有機材料，例如聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰亞胺、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂。除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)或者諸如此類。硅氧烷基樹脂可以包括氟、烷基和芳基中的至少一種作為取代基，還包括氫。注意，可以通過層疊多個由這些材料形成的絕緣膜來形成絕緣層4021。
[0285]注意，硅氧烷基樹脂是由作為起始材料的硅氧烷材料形成的并且包含S1-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷基樹脂可以包括氟、烷基和芳香烴中的至少一種作為取代基，還包括氫。
[0286]對形成絕緣層4021的方法沒有特別限制，絕緣層4021可以根據(jù)材料通過濺射法、S0G、旋涂、浸潰、噴涂、液滴噴射法(例如噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或膠版印刷)、刮刀、棍涂機、簾涂機、刮刀涂布機或者諸如此類來形成。在使用材料液形成絕緣層4021的情況下，可以在焙燒工序的同時將IGZO半導體層的退火(在300°C至400°C )。絕緣層4021的焙燒工序還用作IGZ0半導體層的退火工序，從而可以高效地制造半導體裝置。
[0287]像素電極層4030和對置電極層4031可以由諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅或者添加有氧化硅的氧化銦錫的透光導電材料制成。
[0288]可以將包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電組成物用于像素電極層4030和對置電極層4031。由導電組成物制成的像素電極優(yōu)選具有10000Ω/ □或更小的薄層電阻以及在波長550nm的70%或更高的透光率。另外，導電組成物所包含的導電高分子的電阻率優(yōu)選為0.1 Ω * cm或更小。
[0289]作為導電高分子，可以使用所謂的π電子共軛類導電高分子。例如，可以使用聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物或者上述材料中兩種或更多種的共聚物。
[0290]另外，將各種信號及電位從FPC4018供給到另外形成的信號線驅(qū)動電路4003以及掃描線驅(qū)動電路4004或像素部4002。
[0291]在本實施方式中，連接端子電極4015使用與液晶元件4013所包含的像素電極層4030相同的導電膜形成，并且端子電極4016使用與薄膜晶體管4010、4011的源電極層和漏電極層相同的導電膜形成。
[0292]連接端子電極4015通過各向異性導電膜4019電連接到FPC4018所包含的端子。
[0293]注意，圖21Α至21C示出其中另外形成信號線驅(qū)動電路4003并將其安裝在第一襯底4001的例子；但是本實施方式不局限于該結(jié)構(gòu)?？梢粤硗庑纬刹惭b掃描線驅(qū)動電路，或者可以另外僅形成并安裝信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分。
[0294]圖22示出通過使用通過本發(fā)明制造的TFT襯底2600來制成為半導體裝置的液晶顯示模塊的例子。
[0295]圖22是液晶顯示模塊的例子，其中利用密封材料2602貼合TFT襯底2600和對置襯底2601，并在這些襯底之間設置包括TFT或諸如此類的像素部2603、包括液晶層的顯示元件2604以及著色層2605以形成顯示區(qū)。執(zhí)行彩色顯示需要著色層2605。在RGB系統(tǒng)的情況下，對于相應像素設置對應于紅色、綠色與藍色的相應著色層。在TFT襯底2600和對置襯底2601外配置偏振片2606與2607以及漫射片2613。光源包括冷陰極管2610和反射板2611。電路板2612通過柔性布線板2609與TFT襯底2600的布線電路部2608連接，且包含例如控制電路或電源電路的外部電路。偏振片和液晶層可以層疊有置于其間的延遲板。
[0296]對于液晶顯示模塊，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(邊緣場轉(zhuǎn)換；Fringe Field Switching)模式、MVA(多疇垂直取向；Mult1-domain Vertical Alignment)模式、PVA(垂直取向構(gòu)型；Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱排列微單兀；Axially Symmetricaligned Micro-cell)模式、OCB(光學補償雙折射；0ptical 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)模式或者諸如此類。
[0297]通過上述過程，可以制造作為半導體裝置的高可靠性液晶顯示面板。
[0298]本實施方式可以與其他實施方式所描述的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。
[0299]實施方式10
[0300]在本實施方式中，將電子紙的例子描述為本發(fā)明的一個實施方式的半導體裝置。
[0301]圖12將有源矩陣型電子紙示出為應用本發(fā)明的半導體裝置的例子?？梢园磁c實施方式6中所示薄膜晶體管類似的方式制造用于半導體裝置的薄膜晶體管581，并且該薄膜晶體管581是包括作為溝道形成區(qū)的氧過剩氧化物半導體層以及作為源區(qū)和漏區(qū)的氧缺欠氧化物半導體層的高可靠性薄膜晶體管。實施方式7所示的薄膜晶體管也可以用作本實施方式的薄膜晶體管581。
[0302]圖12的電子紙是采用扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)的顯示裝置的例子。扭轉(zhuǎn)球顯示系統(tǒng)是指如下的方法:其中，將各自以黑色與白色著色的球形粒子配置在作為用于顯示元件的電極層的第一電極層與第二電極層之間，并且在第一電極層與第二電極層之間產(chǎn)生電位差以控制球形粒子的方向，使得執(zhí)行顯示。
[0303]介于襯底580與襯底596之間的薄膜晶體管581是底柵薄膜晶體管，并且源電極層或漏電極層通過形成在絕緣層585中的開口與第一電極層587接觸，從而將薄膜晶體管581電連接到第一電極層587。在第一電極層587和第二電極層588之間設置球形粒子589，球形粒子589各自具有黑色區(qū)590a、白色區(qū)590b以及在這些區(qū)周圍的填充有液體的空洞594。球形粒子589周圍的空間用例如樹脂的填充材料595填充(參見圖12)。在本實施方式中，第一電極層587相當于像素電極，而第二電極層588相當于共同電極。第二電極層588電連接到與薄膜晶體管581設置在同一襯底上的共同電位線。通過使用實施方式I至3中任一個所示的共同連接部，第二電極層588通過配置在一對襯底間的導電粒子與共同電位線電連接。
[0304]還可以使用電泳元件來代替扭轉(zhuǎn)球。使用直徑為10 μ m至200 μ m左右的微囊，在微囊中封入有透明液體、帶正電的白色微粒以及帶負電的黑色微粒。在設置在第一電極層和第二電極層之間的微囊中，在第一電極層和第二電極層之間施加電場時，白色微粒和黑色微粒相互移動到相反側(cè)，使得可以顯示白色或黑色。使用這種原理的顯示元件是電泳顯示元件，并且一般被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈，功耗低，并且在昏暗的地方能夠辨別顯示部。另外，甚至在不給顯示部供應電源時，也能夠保持顯示過一次的圖像。因此，即使具有顯示功能的半導體裝置(其可簡單地稱為顯示裝置或設置有顯示裝置的半導體裝置)遠離電波源，也能夠儲存顯示過的圖像。
[0305]通過上述工序，可以制造作為半導體裝置的高可靠性電子紙。
[0306]本實施方式可以與實施方式I至5中任一個所記載的共同連接部的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。
[0307]實施方式11
[0308]在本實施方式中,將發(fā)光顯不裝置的例子描述為本發(fā)明的一個實施方式的半導體裝置。作為顯示裝置所包含的顯示元件，這里描述利用電致發(fā)光的發(fā)光元件。利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物進行分類。一般來說，前者被稱為有機EL元件，而后者被稱為無機EL元件。
[0309]在有機EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子和空穴從一對置電極分別注入到包含發(fā)光有機化合物的層，并且電流流過。然后，這些載流子(電子和空穴)重新結(jié)合，使得發(fā)光有機化合物被激發(fā)。發(fā)光有機化合物從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)，從而發(fā)光。由于這種機理，該發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。
[0310]無機EL元件根據(jù)其元件結(jié)構(gòu)分類為分散型無機EL元件和薄膜無機EL元件。分散型無機EL元件具有其中在粘合劑中分散有發(fā)光材料粒子的發(fā)光層，且其發(fā)光機理是利用供體能級和受體能級的供體-受體重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機EL元件具有其中發(fā)光層夾在電介質(zhì)層之間、它們進而夾在電極之間的結(jié)構(gòu)，且其發(fā)光機理是利用金屬離子的內(nèi)殼電子躍遷的定域型發(fā)光。注意，在此使用有機EL元件作為發(fā)光元件進行說明。，
[0311]圖19示出作為本發(fā)明的半導體裝置例子的可以通過數(shù)字時間灰度級方法驅(qū)動的像素結(jié)構(gòu)的例子。
[0312]對可以通過數(shù)字時間灰度級方法驅(qū)動的像素的結(jié)構(gòu)以及工作進行說明。這里示出其中一個像素包含兩個η溝道型的晶體管(其在溝道形成區(qū)中使用氧化物半導體層(IGZ0半導體層))的例子。
[0313]像素6400包括開關晶體管6401、驅(qū)動晶體管6402、發(fā)光元件6404以及電容元件6403。開關晶體管6401的柵極與掃描線6406連接,開關晶體管6401的第一電極(源電極以及漏電極中之一)與信號線6405連接，并且開關晶體管6401的第二電極(源電極以及漏電極中的另一個)與驅(qū)動晶體管6402的柵極連接。驅(qū)動晶體管6402的柵極通過電容器6403與電源線6407連接，驅(qū)動晶體管6402的第一電極與電源線6407連接，并且驅(qū)動晶體管6402的第二電極與發(fā)光兀件6404的第一電極(像素電極)連接。發(fā)光兀件6404的第二電極相當于共同電極6408。共同電極6408與設置在同一襯底上的共同電位線電連接，并且可以將連接部分用作共同連接部而獲得圖1Α、圖2Α或圖3Α所示的結(jié)構(gòu)。
[0314]注意，將發(fā)光元件6404的第二電極(共同電極6408)設定為低電源電位。低電源電位低于供應給電源線6407的高電源電位。例如，可以將低電源電位設定為GND或0V。將高電源電位與低電源電位之差施加到發(fā)光元件6404，以使電流在發(fā)光元件6404中流過，由此發(fā)光元件6404發(fā)光。因此，設定每個電位，使得高電源電位與低電源電位之差等于或高于正向閾值電壓。
[0315]在驅(qū)動晶體管6402的柵極電容用作電容器6403的替代時，可省略電容器6403。驅(qū)動晶體管6402的柵極電容可以形成在溝道區(qū)與柵電極之間。
[0316]在采用電壓輸入電壓驅(qū)動方法的情況下，對驅(qū)動晶體管6402的柵極輸入使驅(qū)動晶體管6402完全導通或截止的視頻信號。即，驅(qū)動晶體管6402工作在線性區(qū)域，并且因此將比電源線6407的電壓高的電壓施加到驅(qū)動晶體管6402的柵極。注意，對信號線6405施加高于或等于(電源線電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth)的電壓。
[0317]在使用模擬灰度級方法代替數(shù)字時間灰度級方法的情況下，通過以不同方式輸入信號可以使用與圖19相同的像素結(jié)構(gòu)。
[0318]在使用模擬灰度級方法的情況下，對驅(qū)動晶體管6402的柵極施加高于或等于(發(fā)光兀件6404的正向電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth)的電壓。發(fā)光兀件6404的正向電壓是指獲得所希望亮度的電壓，并且至少包含正向閾值電壓。通過輸入允許驅(qū)動晶體管6402工作在飽和區(qū)的視頻信號，電流可以在發(fā)光元件6404中流過。為了允許驅(qū)動晶體管6402工作在飽和區(qū)，電源線6407的電位高于驅(qū)動晶體管6402的柵極電位。因為視頻信號為模擬信號，所以根據(jù)視頻信號的電流在發(fā)光元件6404中流過并且可以執(zhí)行模擬灰度級方法。
[0319]注意，像素結(jié)構(gòu)不局限于圖19中所示。例如，圖26中的像素還可以包括開關、電阻器、電容器、晶體管、邏輯電路或諸如此類。
[0320]接著，參照圖20A至20C說明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。通過把η溝道驅(qū)動TFT作為例子來說明像素的截面結(jié)構(gòu)。用于圖20Α至20C所示的半導體裝置的驅(qū)動TFT7001、7011和7021可以按與實施方式6中所述的薄膜晶體管類似的方式進行制造，并且是各自包括作為溝道形成區(qū)的氧過剩氧化物半導體層以及作為源區(qū)和漏區(qū)的氧缺欠氧化物半導體層的高可靠性薄膜晶體管。備選地，可以將實施方式7中所述的薄膜晶體管用作驅(qū)動TFT7001、7011、7021。
[0321]為了取出從發(fā)光元件發(fā)出的光，要求陽極與陰極中至少之一透射光。在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件。發(fā)光元件可具有其中通過與襯底相反的表面取出光的頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)、其中通過襯底側(cè)上的表面取出光的底部發(fā)射結(jié)構(gòu)，或通過與襯底相反的表面和襯底側(cè)上的表面取出光的雙發(fā)射結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實施方式的像素結(jié)構(gòu)可以應用于具有任何這些發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
[0322]參照圖20Α說明具有頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。
[0323]圖20Α是在驅(qū)動TFT7001為η型且光從發(fā)光元件7002發(fā)射到陽極7005側(cè)的情況下像素的截面圖。在圖20Α中，發(fā)光元件7002的陰極7003與驅(qū)動TFT7001電連接，并且在陰極7003上按順序?qū)盈B發(fā)光層7004和陽極7005。陰極7003可以由各種導電材料制成，只要它們具有低功函數(shù)且反射光即可。例如，優(yōu)選采用Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi或者諸如此類。發(fā)光層7004可以使用單層或?qū)盈B的多層構(gòu)成。在發(fā)光層7004使用多層構(gòu)成時，通過在陰極7003上按順序?qū)盈B電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層與空穴注入層來構(gòu)成發(fā)光層7004。不需要設置所有這些層。陽極7005由例如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、或添加有氧化硅的氧化銦錫的透光導電材料形成。
[0324]發(fā)光元件7002相當于陰極7003與陽極7005將發(fā)光層7004夾在中間的區(qū)域。在圖20A所示像素的情況下，光從發(fā)光元件7002發(fā)射到陽極7005側(cè)，如箭頭所示。
[0325]接著，參照圖20B說明具有底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖20B是在驅(qū)動TFT7011是η型且光從發(fā)光元件7012發(fā)射到陰極7013側(cè)的情況下像素的截面圖。在圖20Β中，在與驅(qū)動TFT7011電連接的透光導電膜7017上形成發(fā)光元件7012的陰極7013，并且在陰極7013上按順序?qū)盈B發(fā)光層7014和陽極7015。在陽極7015具有透光屬性時，可以形成用來反射光或阻擋光的光阻擋膜7016以覆蓋陽極7015。至于陰極7013，與圖20Α的情況類似，可以使用各種材料，只要它們是具有低功函數(shù)的導電材料即可。注意，將陰極7013形成為具有可透射光的厚度(優(yōu)選為5nm至30am左右)。例如，可以將厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。與圖20A的情況類似，發(fā)光層7014可以使用單層或?qū)盈B的多層構(gòu)成。陽極7015不需要透射光，但是可以由與圖20A的情況類似的透光導電材料形成。作為光阻擋膜7016，例如可以使用反射光的金屬；但是，它不局限于金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色色素的樹脂等。
[0326]發(fā)光元件7012相當于陰極7013及陽極7015將發(fā)光層7014夾在中間的區(qū)域。在圖20B所示像素的情況下，光從發(fā)光元件7012發(fā)射到陰極7013側(cè)，如箭頭所示。
[0327]接著，參照圖20C說明具有雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在圖20C中，在與驅(qū)動TFT7021電連接的透光導電膜7027上形成發(fā)光元件7022的陰極7023，在陰極7023上按順序?qū)盈B發(fā)光層7024與陽極7025。與圖20A的情況類似，陰極7023可由各種導電材料制成，只要它們具有低功函數(shù)即可。注意，陰極7023形成為具有可以透射光的厚度。例如，可以將具有20nm厚度的Al膜用作陰極7023。與圖20A中一樣，發(fā)光層7024可以使用單層或?qū)盈B的多層構(gòu)成。陽極7025可以由與圖20A的情況類似的透光導電材料形成。
[0328]發(fā)光元件7022相當于陰極7023、發(fā)光層7024和陽極7025相互重疊的區(qū)域。在圖20C所示像素的情況下，光從發(fā)光元件7022發(fā)射到陽極7025側(cè)和陰極7023側(cè)這兩側(cè)，如箭頭所示。
[0329]雖然在此將有機EL元件描述為發(fā)光元件，但是也可以將無機EL元件設置為發(fā)光元件。
[0330]在本實施方式中，描述了其中控制發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(驅(qū)動TFT)與發(fā)光元件電連接的例子；但是，可以采用其中用于電流控制的TFT連接在驅(qū)動TFT和發(fā)光元件之間的結(jié)構(gòu)。
[0331]本實施方式所述的半導體裝置的結(jié)構(gòu)不局限于圖20A至20C所示的結(jié)構(gòu)，而可以根據(jù)本發(fā)明的技術精神以各種方式進行修改。
[0332]接著，參照圖23A和23B說明作為本發(fā)明半導體裝置的一個實施方式的發(fā)光顯示面板的外觀及截面。圖23A是其中利用密封材料將薄膜晶體管及發(fā)光元件密封在第一襯底與第二襯底之間的面板的俯視圖。圖23B是沿著圖23A的線條H-1得到的截面圖。
[0333]密封材料4505設置成圍繞設置在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b。此外，在像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b上設置第二襯底4506。因此，像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a和4503b以及掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b通過第一襯底4501、密封材料4505和第二襯底4506與填充材料4507 —起密封。因此優(yōu)選的是，用高氣密性且少脫氣的保護膜(例如貼合膜、或紫外線固化樹脂膜)或覆蓋材料來封裝(密封)顯示裝置，使得顯示裝置不暴露于外部空氣。
[0334]形成在第一襯底4501上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a和4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b各自包括多個薄膜晶體管，并且在圖23B中作為例子示出包括在像素部4502中的薄膜晶體管4510和包括在信號線驅(qū)動電路4503a中的薄膜晶體管4509。
[0335]作為薄膜晶體管4509和4510，可以使用實施方式6中所述的包括作為溝道形成區(qū)的氧過剩氧化物半導體層以及作為源區(qū)和漏區(qū)的氧缺欠氧化物半導體層的薄膜晶體管。備選地，可以將實施方式7所述的薄膜晶體管用作薄膜晶體管4509和4510。在本實施方式中，薄膜晶體管4509和4510是η溝道薄膜晶體管。
[0336]此外，附圖標記4511表示發(fā)光元件。發(fā)光元件4511所包含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，發(fā)光兀件4511的結(jié)構(gòu)不局限于本實施方式所不的疊層結(jié)構(gòu)，其包括第一電極層4517、電致發(fā)光層4512和第二電極層4513。可以根據(jù)將光從發(fā)光元件4511取出的方向或者諸如此類來適當?shù)馗淖儼l(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)。
[0337]分隔壁4520由有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧烷制成。特別優(yōu)選的是，分隔壁4520由感光材料形成為在第一電極層4517上具有開口使得該開口的側(cè)壁形成為具有連續(xù)曲率的傾斜面。
[0338]電致發(fā)光層4512可以使用單層或者層疊的多層形成。
[0339]為了阻止氧、氫、水分、二氧化碳或者諸如此類侵入到發(fā)光元件4511，可以在第二電極層4513以及分隔壁4520上形成保護膜。作為保護膜，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜、DLC膜或者諸如此類。
[0340]將各種信號及電位從FPC4518a和4518b供給到信號線驅(qū)動電路4503a和4503b、掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b或像素部4502。
[0341]在本實施方式中，連接端子電極4515使用與發(fā)光兀件4511所包含的第一電極層4517相同的導電膜形成，并且端子電極4516使用與薄膜晶體管4509和4510所包含的源電極層和漏電極層相同的導電膜形成。
[0342]連接端子電極4515通過各向異性導電膜4519電連接到FPC4518a的端子。
[0343]位于將光從發(fā)光兀件4511取出的方向上的第二襯底4506需要具有透光屬性。在此情況下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸膜的透光材料。
[0344]作為填充材料4507，除了例如氮或氬的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。例如，可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、PVB (聚乙烯醇縮丁醛)或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。在本實施方式中，將氮用作填充材料4507。
[0345]若有需要的話，可以在發(fā)光元件的發(fā)光面上適當?shù)卦O置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、延遲板(四分之一波長片或二分之一波長片)或者彩色濾光片的光學膜。另外，可以給偏振片或圓偏振片設置抗反射膜。例如，可以執(zhí)行抗眩光處理，通過該處理反射光被表面上的凹凸擴散從而降低眩光。
[0346]信號線驅(qū)動電路4503a和4503b及掃描線驅(qū)動電路4504a和4504b可以安裝為在另行準備的襯底上使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成的驅(qū)動電路。備選地，可以另外僅形成并安裝信號線驅(qū)動電路或其部分或者僅掃描線驅(qū)動電路或其部分。本實施方式不局限于圖23A和23B所示的結(jié)構(gòu)。
[0347]通過上述工序，可以制造作為半導體裝置的高可靠性發(fā)光顯示裝置(顯示面板)。
[0348]本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當?shù)亟M合而實施。
[0349]實施方式12
[0350]本發(fā)明的一個實施方式的半導體裝置可以應用于電子紙。電子紙可以用于各種領域的電子設備，只要它們可顯示數(shù)據(jù)即可。例如，可以將電子紙應用于電子書閱讀器(電子書)、招貼、例如列車的交通工具內(nèi)的廣告或者例如信用卡的各種卡的顯示。圖24A和24B以及圖25中示出電子設備的例子。
[0351]圖24A示出使用電子紙的招貼2631。在其中廣告介質(zhì)是打印紙的情況下，用手替換廣告；但是，通過使用應用本發(fā)明的電子紙，可以在短時間內(nèi)改變廣告顯示。此外，可以在沒有顯示缺陷的情況下獲得穩(wěn)定的圖像。注意，招貼也可以具有能夠無線收發(fā)數(shù)據(jù)的配置。[0352]圖24B示出例如列車的交通工具內(nèi)的廣告2632。在其中廣告介質(zhì)是打印紙的情況下，用手替換廣告；但是，通過使用應用本發(fā)明的電子紙，可以用較少的人力在短時間內(nèi)改變廣告顯示。此外，可以在沒有顯示缺陷的情況下獲得穩(wěn)定的圖像。注意，交通工具內(nèi)的廣告可以具有能夠無線收發(fā)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
[0353]圖25示出電子書閱讀器2700的例子。例如，電子書閱讀器2700包括兩個框體，即框體2701及框體2703。框體2701及框體2703用鉸鏈2711組合，使得電子書閱讀器2700可以用鉸鏈2711作為軸進行開閑。采用這種結(jié)構(gòu)，電子書閱讀器2700可以如紙質(zhì)書那樣進行操作。
[0354]框體2701與框體2703分別合并有顯示部2705和顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707可以顯示一個圖像或不同圖像。在其中顯示部2705及顯示部2707顯示不同圖像的情況下，例如在右側(cè)的顯示部(圖25中的顯示部2705)上可以顯示文本，而在左側(cè)的顯示部(圖25中的顯示部2707)上可以顯示圖形。
[0355]圖25示出其中框體2701設置有操作部等的例子。例如，框體2701設置有電源開關2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意，可以在與框體的顯示部相同的面上設置鍵盤、指點裝置等。另外，可以在框體的背面或側(cè)面上設置外部連接端子(耳機端子、USB端子、可與例如AC適配器及USB電纜的各種電纜連接的端子或者諸如此類)、記錄介質(zhì)插入部等。再者，電子書閱讀器2700可以具有電子詞典的功能。
[0356]電子書閱讀器2700可以具有能夠無線收發(fā)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。通過無線通信，可以從電子書籍服務器購實和下載所希望的書籍數(shù)據(jù)或者諸如此類。
[0357]實施方式13
[0358]本發(fā)明的半導體裝置可以應用于各種電子設備(包括娛樂機)。電子設備的例子是電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、計算機或諸如此類的監(jiān)視器、例如數(shù)碼相機或數(shù)碼攝像機的相機、數(shù)碼相框、蜂窩電話(也稱為移動電話或移動電話裝置)、便攜式游戲控制臺、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、例如彈珠機的大型游戲機等。
[0359]圖26A示出電視裝置9600的例子。在電視裝置9600中，顯示部9603合并在框體9601中。圖像可以顯示在顯示部9603上。在此，用支架9605支撐框體9601。
[0360]可以通過框體9601的操作開關或者另外提供的遙控器9610操作電視裝置9600。通過遙控器9610的操作鍵9609可以控制頻道及音量，使得可以控制在顯示部9603上顯示的圖像。此外，遙控器9610可以設置有顯示從遙控器9610輸出的數(shù)據(jù)的顯示部9607。
[0361]注意，電視裝置9600設置有接收器、調(diào)制解調(diào)器等。利用接收器可以接收一般的電視廣播。再者，在經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器通過有線或無線連接將電視裝置9600連接到通信網(wǎng)絡時，可以執(zhí)行單向(從發(fā)送器到接收器)或雙向(在發(fā)送器和接收器之間、在接收器之間或者諸如此類)的數(shù)據(jù)通信。
[0362]圖26B示出數(shù)碼相框9700的例子。例如，在數(shù)碼相框9700中，在框體9701中合并有顯示部9703。在顯示部9703上可以顯示各種圖像。例如，顯示部9703可以顯示由數(shù)碼相機或諸如此類拍攝的圖像的數(shù)據(jù)，以發(fā)揮一般相框的功能。
[0363]注意，數(shù)碼相框9700設置有操作部、外部連接部(USB端子、可以與例如USB電纜的各種電纜連接的端子、或者諸如此類)、記錄介質(zhì)插入部等。盡管它們可以設置在與顯示部相同的面上，但是優(yōu)選的是將它們設置在側(cè)面或背面上以便設計數(shù)碼相框9700。例如，在數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部中插入儲存由數(shù)碼相機拍攝的圖像的數(shù)據(jù)的存儲器，從而可以下載圖像數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部9703上。
[0364]數(shù)字相框9700可以具有能夠無線收發(fā)數(shù)據(jù)的配置。通過無線通信，可以下載所希望的圖像數(shù)據(jù)來進行顯示。
[0365]圖27A示出一種便攜式娛樂機，包括兩個框體，框體9881和框體9891?？蝮w9881和框體9891與連接部9893連接以進行開閉。框體9881和框體9891分別合并有顯示部9882和顯示部9883。另外，圖27A所示的便攜式娛樂機還包括揚聲器部9884、記錄介質(zhì)插入部9886、LED燈9890、輸入單元(操作鍵9885、連接端子9887、傳感器9888(傳感器具有測定力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動數(shù)、距離、光、液體、磁、溫度、化學物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射、流量、濕度、傾斜度、振動、氣味或紅外線的功能)或者麥克風9889)等。不用說，便攜式娛樂機的結(jié)構(gòu)不局限于上文所述，可以采用至少設置有本發(fā)明的半導體裝置的其它結(jié)構(gòu)。便攜式娛樂機可以適當?shù)匕ㄆ渌綄僭O備。圖27A所示的便攜式娛樂機具有讀出存儲在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)以將其顯示在顯示部上的功能以及通過無線通信與其他便攜式娛樂機共享信息的功能。圖27A所示的便攜式娛樂機可以具有不限于上文所述的各種功能。
[0366]圖27B示出作為大型娛樂機的自動販賣機9900的例子。在自動販賣機9900中，顯示部9903合并在框體9901中。另外，自動販賣機9900包括如起動桿或停止開關的操作單元、投幣口、揚聲器等。不用說，自動販賣機9900的結(jié)構(gòu)不局限于上文所述，并且可以采用至少設置有本發(fā)明的半導體裝置的其它結(jié)構(gòu)。自動販賣機9900可以適當?shù)匕ㄆ渌綄僭O備。
[0367]圖28示出蜂窩電話1000的例子。蜂窩電話1000設置有合并在框體1001中的顯示部1002、操作按鈕1003、外部連接端口 1004、揚聲器1005、麥克風1006等。
[0368]在用手指或者諸如此類觸摸圖28所示的蜂窩電話1000的顯示部1002時，可將數(shù)據(jù)輸入到蜂窩電話1000。此外，可以通過用手指或者諸如此類觸摸顯示部1002來執(zhí)行例如打電話和撰寫郵件的操作。
[0369]主要有顯示部1002的三種屏幕模式。第一種模式是主要用于顯示圖像的顯示模式。第二種模式是主要用于輸入例如文本的數(shù)據(jù)的輸入模式。第三種模式是其中組合顯示模式和輸入模式的兩種模式的顯不與輸入模式。
[0370]例如，在打電話或撰寫郵件的情況下，為顯示部1002選擇主要用于輸入文本的文本輸入模式，使得可輸入在屏幕上顯示的文本。在此情況下，優(yōu)選的是，在顯示部1002的幾乎所有屏幕區(qū)域上顯示鍵盤或號碼按鈕。
[0371]當在蜂窩電話1000內(nèi)部設置包括例如陀螺儀或加速度傳感器的用于檢測傾斜度的傳感器的檢測裝置時，通過確定蜂窩電話1000的方向(蜂窩電話1000對于橫向模式或縱向模式被水平放置還是垂直放置)，可以自動切換顯示部1002的屏幕上的顯示。
[0372]屏幕模式通過觸摸顯示部1002或操作框體1001的操作按鈕1003進行切換。備選地，可以根據(jù)顯示在顯示部1002上的圖像種類切換屏幕模式。例如，當顯示在顯示部上的圖像信號為運動圖像的數(shù)據(jù)時，將屏幕模式切換成顯示模式。當信號為文本數(shù)據(jù)時，將屏幕模式切換成輸入模式。
[0373]另外，在輸入模式中，當在顯示部1002中的光傳感器檢測信號的同時某個時段內(nèi)沒有執(zhí)行通過觸摸顯示部1002的輸入時，可以控制屏幕模式以便從輸入模式切換成顯示模式。
[0374]可以將顯示部1002用作圖像傳感器。例如，通過用手掌或手指觸摸顯示部1002，拍攝掌紋、指紋或者諸如此類的圖像，從而可以執(zhí)行個人驗證。此外，通過為顯示部提供發(fā)射近紅外光的背光燈或感測光源，還可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈或者諸如此類的圖像。
[0375]本申請基于2008年9月19日提交日本專利局的日本專利申請序號2008-241307，因此通過引用合并該申請的全部內(nèi)容。
[0376]符號的說明
[0377]100襯底；101柵電極層；102柵極絕緣層；103半導體層；107保護絕緣層；108電容布線；110像素電極層;111IGZ0膜；121端子；122端子；125接觸孔；126接觸孔；127接觸孔；128透明導電膜；129透明導電膜；131抗蝕劑掩模；132導電膜；133溝道保護層；135絕緣層；136絕緣層；150端子；151端子；152柵極絕緣層；153連接電極層；154保護絕緣膜；155透明導電膜；156電極層；170薄膜晶體管；171薄膜晶體管；172薄膜晶體管；181共同電位線；185共同電位線；186氧化物半導體層；190共同電極層；191連接電極層；580襯底；581薄膜晶體管；585絕緣層；587電極層；588電極層；589球形粒子；594空洞；595填充材料；596襯底；1000蜂窩電話；1001框體；1002顯示部；1003操作按鈕；1004外部連接端口 ； 1005揚聲器；1006麥克風；104a源區(qū)或漏區(qū)；104b源區(qū)或漏區(qū)；105a源電極層或漏電極層；105b源電極層或漏電極層；2600TFT襯底；2601對置襯底；2602密封材料；2603像素部；2604顯示元件；2605著色層；2606偏振片；2607偏振片；2608布線電路部；2609柔性線路板；2610冷陰極管；2611反射板；2612電路板；2613擴散板；2631招貼；2632車內(nèi)廣告；2700電子書籍;2701框體;2703框體;2705顯示部；2707顯示部；2711鉸鏈；2721電源開關；2723操作鍵；2725揚聲器；4001襯底；4002像素部；4003信號線驅(qū)動電路；4004掃描線驅(qū)動電路；4005密封材料；4006襯底；4008液晶層；4010薄膜晶體管；4011薄膜晶體管；4013液晶元件；4015連接端子電極；4016端子電極；4018FPC ；4019各向異性導電膜；4020絕緣層；4021絕緣層；4030像素電極層；4031對置電極層；4032絕緣層；4501襯底；4502像素部；4505密封材料；4506襯底；4507填充材料；4509薄膜晶體管；4510薄膜晶體管；4511發(fā)光元件；4512電致發(fā)光層；4513電極層；4515連接端子電極；4516端子電極；4517電極層；4519各向異性導電膜；4520分隔壁；5300襯底；5301像素部；5302掃描線驅(qū)動電路；5303信號線驅(qū)動電路；5400襯底；5401像素部；5402掃描線驅(qū)動電路；5403信號線驅(qū)動電路；5404掃描線驅(qū)動電路；5501布線；5502布線；5503布線；5504布線；5505布線；5506布線；5543節(jié)點；5544節(jié)點；5571薄膜晶體管；5572薄膜晶體管；5573薄膜晶體管；5574薄膜晶體管；5575薄膜晶體管；5576薄膜晶體管；5577薄膜晶體管；5578薄膜晶體管；5601驅(qū)動IC ；5602開關群；5611布線；5612布線；5613布線；5621布線；5701觸發(fā)器；5711布線；5712布線；5713布線；5714布線；5715布線；5716布線；5717布線；5721信號；5821信號；590a黑色區(qū)；590b白色區(qū)；6400像素；6401開關晶體管；6402驅(qū)動晶體管；6403電容器；6404發(fā)光元件；6405信號線；6406掃描線；6407電源線；6408共同電極；7001TFT ；7002發(fā)光元件；7003陰極；7004發(fā)光層；7005陽極；7011驅(qū)動TFT ；7012發(fā)光元件；7013陰極；7014發(fā)光層；7015陽極；7016遮光膜；7017導電膜；7021驅(qū)動TFT ;7022發(fā)光元件；7023陰極;7024發(fā)光層；7025陽極;7027導電膜；9600電視裝置；9601框體；9603顯示部;9605支架；9607顯示部；9609操作鍵；9610遙控器；9700數(shù)碼相框；9701框體；9703顯示部；9881框體；9882顯示部；9883顯示部；9884揚聲器部；9885輸入單元；9886記錄介質(zhì)插入部；9887連接端子；9888傳感器；9889麥克風；9890LED燈；9891框體；9893連接部；9900自動賭博機；9901框體；9903顯示部；4503a信號線驅(qū)動電路；4503b信號線驅(qū)動電路；4504a掃描線驅(qū)動電路；4504b掃描線驅(qū)動電路；4518a FPC ；4518b FPC ；5603a薄膜晶體管；5603b薄膜晶體管；5603c薄膜晶體管；5703a時序；5703b時序；5703c時序；5803a時序；5803b時序；5803c時序
【權利要求】
1.一種半導體裝置，包括: 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第四導電層； 第五導電層； 第六導電層； 第七導電層； 第一絕緣層； 第二絕緣層； 第三絕緣層；以及 氧化物半導體層， 其中所述第一導電層和所述第二導電層通過蝕刻第一導電膜的步驟來形成， 所述第一導電層具有作為晶體管的柵電極的功能， 所述第一絕緣層設置在所述第一導電層和所述第二導電層之上， 所述氧化物半導體層設置在所述第一絕緣層之上， 所述氧化物半導體層包含隔著所述第一絕緣層與所述第一導電層重疊的區(qū)域， 所述氧化物半導體層包含所述晶體管的溝道形成區(qū)， 所述第二絕緣層設置在所述氧化物半導體層之上， 所述第三導電層和所述第四導電層設置在所述第二絕緣層之上， 所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層通過蝕刻第二導電膜的步驟來形成， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中之一具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中之一的功能， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中另一個具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中另一個的功能， 所述第三絕緣層設置在所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層設置在所述第三絕緣層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層通過蝕刻第三導電膜的步驟來形成， 所述第三導電膜具有透光性質(zhì)， 所述第六導電層電連接至所述第四導電層， 所述第六導電層具有作為像素電極的功能， 所述第七導電層電連接至所述第五導電層， 所述第七導電層電連接至柔性印刷電路， 所述第二導電層包含隔著所述第一絕緣層與所述第五導電層重疊的區(qū)域，并且 所述第二導電層的電位是浮置的。
2.—種半導體裝置，包括: 第一導電層；第二導電層； 第三導電層； 第四導電層； 第五導電層； 第六導電層； 第七導電層； 第一絕緣層； 第二絕緣層； 第三絕緣層；以及 氧化物半導體層； 其中所述第一導電層和所述第二導電層通過蝕刻第一導電膜的步驟來形成， 所述第一導電層具有作為晶體管的柵電極的功能， 所述第一絕緣層設置在所述第一導電層和所述第二導電層之上， 所述氧化物半導體層設置在所述第一絕緣層之上， 所述氧化物半導體層包含隔著所述第一絕緣層與所述第一導電層重疊的區(qū)域， 所述氧化物半導體層包含所述晶體管的溝道形成區(qū)， 所述第二絕緣層設置在所述氧化物半導體層之上， 所述第三導電層和所述第四導電層設置在所述第二絕緣層之上， 所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層通過蝕刻第二導電膜的步驟來形成， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中之一具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中之一的功能， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中另一個具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中另一個的功能， 所述第三絕緣層設置在所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層設置在所述第三絕緣層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層通過蝕刻第三導電膜的步驟來形成， 所述第三導電膜具有透光性質(zhì)， 所述第六導電層電連接至所述第四導電層， 所述第六導電層具有作為像素電極的功能， 來自柔性印刷電路的信號通過所述第七導電層被傳送至所述第五導電層， 所述第二導電層包含隔著所述第一絕緣層與所述第五導電層重疊的區(qū)域，并且 所述第二導電層的電位是浮置的。
3.一種半導體裝置，包括: 第一導電層； 第二導電層； 第三導電層； 第四導電層；第五導電層； 第六導電層； 第七導電層； 第一絕緣層； 第二絕緣層； 第三絕緣層；以及 氧化物半導體層， 其中所述第一導電層和所述第二導電層通過蝕刻第一導電膜的步驟來形成， 所述第一導電層具有作為晶體管的柵電極的功能， 所述第一絕緣層設置在所述第一導電層和所述第二導電層之上， 所述氧化物半導體層設置在所述第一絕緣層之上， 所述氧化物半導體層包含隔著所述第一絕緣層與所述第一導電層重疊的區(qū)域， 所述氧化物半導體層包含所述晶體管的溝道形成區(qū)， 所述第二絕緣層設置在所述氧化物半導體層之上， 所述第三導電層和所述第四導電層設置在所述第二絕緣層之上， 所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層通過蝕刻第二導電膜的步驟來形成， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中之一具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中之一的功能， 所述第三導電層和所述第四導電層的其中另一個具有作為所述晶體管的源電極和漏電極的其中另一個的功能， 所述第三絕緣層設置在所述第三導電層、所述第四導電層和所述第五導電層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層設置在所述第三絕緣層之上， 所述第六導電層和所述第七導電層通過蝕刻第三導電膜的步驟來形成， 所述第三導電膜具有透光性質(zhì)， 所述第六導電層電連接至所述第四導電層， 所述第六導電層具有作為像素電極的功能， 來自柔性印刷電路的電位通過所述第七導電層被供應至所述第五導電層， 所述第二導電層包含隔著所述第一絕緣層與所述第五導電層重疊的區(qū)域，并且 所述第二導電層的電位是浮置的。
【文檔編號】H01L27/12GK103545342SQ201310468513
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2009年8月28日 優(yōu)先權日:2008年9月19日
【發(fā)明者】山崎舜平, 秋元健吾, 小森茂樹, 魚地秀貴, 和田理人, 千葉陽子 申請人:株式會社半導體能源研究所