下面對本發明的一個實施例進行說明。
實施例模式1在本實施例模式中，使用圖1A至圖2對薄膜電晶體及其製程進行說明。
首先，在基板100上形成閘極電極101，並形成覆蓋閘極電極101的第一絕緣膜102(參照圖1A)。
作為基板100，除了如鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃或鋁矽酸鹽玻璃等藉由熔融法或浮法製造的無鹼玻璃基板、以及陶瓷基板之外，還可以使用具有可耐受本製程的處理溫度的耐熱性的塑膠基板等。此外，還可以應用在不銹鋼合金等的金屬基板的表面設置有絕緣膜的基板。作為基板100的尺寸，可以使用320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、730mm×920mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm、1500mm×1800mm、1900mm×2200mm、2160mm×2460mm、2400mm×2800mm、或2850mm×3050mm等。
另外，也可以在形成閘極電極101之前，在基板100上形成基底絕緣膜。作為基底絕緣膜，可以藉由CVD法或濺射法等，以氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、或氮氧化矽膜的單層或疊層形成。
使用鈦、鉬、鉻、鉭、鎢、銀、金、銅、鋁等金屬材料或它們的合金材料來形成閘極電極101。例如，作為閘極電極101，可以使用CuO、Cu-Mg-O、Cu-Ca-O、Cu-Mn-O、Al-Ni合金、Al-Ni-La合金、Al-Nd合金等。可以藉由濺射法或真空沉積法在基板100上形成導電膜，藉由微影技術或噴墨法在該導電膜上形成掩罩，並且使用該掩罩來蝕刻導電膜，以形成閘極電極101。另外，也可以使用銀、金、銅等導電奈米膏藉由噴墨法噴出並焙燒來形成閘極電極101。另外，作為為了提高閘極電極101的密接性和防止閘極電極101擴散到基板和基底膜中的阻擋金屬，也可以在基板100及閘極電極101之間提供上述金屬材料的氮化物膜。另外，閘極電極101可以由單層結構或疊層結構形成，例如可以使用在基板100一側層疊鉬膜和鋁膜的結構、層疊鉬膜和鋁與釹的合金膜的結構、層疊鈦膜和鋁膜的結構、層疊鈦膜、鋁膜及鈦膜的結構等。
在此情況中，藉由濺射法形成鋁膜和鉬膜的疊層，並且利用微影技術選擇性地進行蝕刻。此時，使用第一光罩。注意，由於要在閘極電極101上形成半導體膜及/或佈線，因此較佳將其端部加工為錐形，以便防止半導體膜及佈線的斷裂。
可以藉由CVD法或濺射法等利用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、或氮氧化矽膜形成第一絕緣膜102。該第一絕緣膜102是閘極絕緣膜的第一層。在此，第一絕緣膜102藉由電漿CVD法形成氮化矽膜。當作為閘極電極101的材料使用有可能產生小丘的材料時，該氮化矽膜具有防止產生小丘的效果。
接下來，藉由濺射法以不接觸於空氣的方式連續地形成作為閘極絕緣膜的第二層的第二絕緣膜103、半導體膜111、第三絕緣膜104(參照圖1B)。藉由以不接觸於空氣的方式連續地進行膜形成，成品率高，並且薄膜介面的可靠性穩定。另外，可以形成各疊層介面而不被空氣成分或懸浮在空氣中的污染雜質元素污染。
從以不接觸於空氣的方式連續地形成上述三層的觀點來看，較佳使用圖2所示的多處理室型製造裝置。
在圖2所示的製造裝置的中央部，設置有具備傳送基板的傳送機構(典型的是自動傳送裝置81)的傳送室80，並且傳送室80透過閘閥83連接有卡匣室(cassette chamber)82，其中設置有容納要搬入到傳送室中或從傳送室中搬出的多個基板的卡匣盒(cassette case)。
此外，多個處理室分別藉由閘閥84至88而被連接連接到傳送室。在此，示出了將五個處理室連接連接到俯視形狀呈六角形的傳送室80的例子。注意，藉由改變傳送室的俯視形狀，可以改變能夠連接連接的處理室的數量。例如，當改為四角形時可以連接連接三個處理室，當改為八角形時可以連接連接七個處理室。
五個處理室中的至少一個處理室是進行濺射的濺射處理室。濺射處理室是至少在處理室內部設置有濺射靶材、用來對靶材進行濺射的電力施加機構及氣體導入單元、將基板保持在預定位置上的基板支架等。此外，在濺射處理室內設置有控制處理室中的壓力的壓力控制單元，以使濺射處理室中成為減壓狀態。
作為濺射法，有將高頻電源用作濺射用電源的RF濺射法、和DC濺射法，還有以脈衝方式施加偏壓的脈衝DC濺射法。RF濺射法主要用在形成絕緣膜的情況下，而DC濺射法主要用在形成金屬膜的情況下。
此外，還有能夠設置材料不同的多個靶材的多源濺射裝置(multi-source sputtering apparatus)。多源濺射裝置既可以在同一個處理室中層疊形成不同的材料膜，又可以在同一個處理室中使多種材料同時放電來進行膜形成。
另外，還有在處理室中具備磁鐵機構的採用磁控濺射法的濺射裝置、以及採用ECR濺射法的濺射裝置，該ECR濺射法採用不使用輝光放電而使用微波產生的電漿。
作為濺射處理室所使用的方法，適當地使用上述各種濺射法。
此外，作為膜形成方法，還有在膜形成時使靶材物質和濺射氣體成分發生化學反應來形成它們的化合物薄膜的反應濺射法、以及在膜形成時也對基板施加電壓的偏壓濺射法。
此外，在五個處理室中的其他處理室中之一是在濺射之前對基板進行預熱等的加熱處理室、在濺射之後冷卻基板的冷卻處理室或進行電漿處理的處理室。
接下來，說明製造裝置的操作的一例。
將容納被膜形成面朝下的基板94的基板卡匣安裝在卡匣室82中，並利用設置於卡匣室82的真空排氣單元使卡匣室成為減壓狀態。注意，預先對各處理室及傳送室80的內部利用設置在它們上的真空排氣單元進行減壓。藉由上述步驟，可以當在各處理室之間傳送基板期間不接觸空氣而維持清潔的狀態。
注意，在被膜形成面朝下的基板94上預先至少設置有閘極電極。例如，也可以在基板和閘極電極之間設置可藉由電漿CVD法而獲得的氮化矽膜、氮氧化矽膜等的基底絕緣膜。在將包含鹼金屬的玻璃基板用作基板94的情況下，基底絕緣膜具有如下作用：抑制因鈉等的可移動離子從基板進入到其上的半導體區中而使TFT的電特性發生變化的現象。
在此，藉由電漿CVD法形成覆蓋閘極電極的氮化矽膜，並使用形成了第一層閘極絕緣膜的基板，相當於圖1A所示的基板。另外，第一層閘極絕緣膜相當於圖1A所示的第一絕緣膜102。藉由電漿CVD法形成的氮化矽膜緻密，並藉由將它用作第一層閘極絕緣膜可以抑制針孔等的產生。注意，雖然在此示出閘極絕緣膜是疊層的例子，但是不局限於此，也可以採用單層或三層以上的疊層。
接下來，開啟閘閥83並利用自動傳送裝置81將第一個基板94從卡匣中取出，開啟閘閥84並將第一個基板94傳送到第一處理室89中，然後關閉閘閥84。在第一處理室89中，利用加熱器或燈加熱對基板94進行加熱來去除附著於基板94的水分等。特別是，當閘極絕緣膜含有水分時，會造成TFT的電特性變動，所以在進行濺射膜形成之前的加熱是有效的。注意，當在卡匣室82中設置基板的步驟充分地去除了水分時，不需要該加熱處理。
此外，也可以在第一處理室89中設置電漿處理單元，並對第一層閘極絕緣膜的表面進行電漿處理。另外，還可以在卡匣室82中設置加熱單元並在卡匣室82中進行加熱以去除水分。
接著，開啟閘閥84並利用自動傳送裝置81將基板傳送到傳送室80，開啟閘閥85將基板傳送到第二處理室90中，然後關閉閘閥85。
在此實施例中，第二處理室90是採用RF磁控濺射法的濺射處理室。在第二處理室90中，形成用作第二層閘極絕緣膜的氧化矽膜(SiOx膜)。作為第二閘極絕緣膜，除了氧化矽膜之外，還可以使用氧化鋁膜(Al2O3膜)、氧化鎂膜(MgOx膜)、氮化鋁膜(AlNx膜)、氧化釔膜(YOx膜)等。第二層閘極絕緣膜相當於圖1B所示的第二絕緣膜103。
此外，也可以對第二層閘極絕緣膜中添加少量的鹵素元素例如氟、氯等來使鈉等的可移動離子固定化。作為這種方法，在處理室中導入包含鹵素元素的氣體進行濺射。但是，在引入包含鹵素元素的氣體的情況下，處理室的排氣單元需要設置將排出的氣體無害化的除害裝置。較佳將閘極絕緣膜所包含的鹵素元素的濃度設定為採用二次離子質譜分析法(SIMS)的分析而獲得的濃度峰值大於等於1×1015cm-3且小於等於1×1020cm-3的範圍內。
在獲得SiOx膜的情況下，可以採用如下方法：作為靶材使用人造石英並使用稀有氣體、典型地使用氬的濺射法；或作為靶材使用單晶矽並與氧氣體發生化學反應而獲得SiOx膜的反應濺射法。在此，為了使SiOx膜包含極多的氧，作為靶材使用人造石英，在只有氧的氛圍下，或在氧大於等於90%且Ar小於等於10%的氛圍下進行濺射，來形成具有氧過剩的SiOx膜。
在形成SiOx膜之後，以不接觸空氣的方式開啟閘閥85並利用自動傳送裝置81將基板傳送到傳送室80，開啟閘閥86並將基板傳送到第三處理室91中，然後關閉閘閥86。
在此，第三處理室91是採用DC磁控濺射法的濺射處理室。在第三處理室91中，形成用作半導體層111的氧化金屬層(IGZO半導體層)。在本說明書中，將用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體膜形成的半導體膜記為“IGZO半導體層”。IGZO半導體層的金屬元素的組成比率的自由度高，並且以寬範圍的混合比用作半導體層。例如，作為一例也可以舉出含有10重量%的氧化鋅的氧化銦、將氧化銦、氧化鎵、氧化鋅分別以等摩爾混合的材料、或者膜中的金屬元素的存在比率為In：Ga：Zn=2.2：2.2：1.0的氧化物。為了減少薄膜電晶體的電特性的變動，IGZO半導體層較佳為非晶狀態。可以在稀有氣體氛圍下或氧氛圍下使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體靶材形成氧化金屬層。作為IGZO半導體層的膜形成條件例子，可以在如下條件下形成膜：使用直徑為8英寸的包含In、Ga、Zn的氧化物半導體靶材(將氧化銦(In2O3)、氧化鎵(Ga2O3)、氧化鋅(ZnO)分別以等摩爾混合並燒結的靶材)，將基板和靶材之間的距離設定為170mm、壓力為0.4Pa、直流電源0.5kW、在氬及氧氛圍下形成膜。在此，為了使IGZO半導體層包含極多的氧，作為靶材使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體，並且在只有氧的氛圍下，或在氧大於等於90%且Ar小於等於10%的氛圍下進行採用脈衝DC濺射法的濺射，來形成氧過剩的IGZO半導體層。在IGZO半導體層的形成時使用脈衝DC濺射法的濺射，可以減少塵埃，並且膜的厚度分佈也均勻。
像這樣，藉由以不接觸空氣的方式連續形成氧過剩的SiOx膜和氧過剩的IGZO半導體層，可以使氧過剩的膜之間的介面狀態穩定，並提高TFT的可靠性。當基板在形成IGZO半導體層之前接觸空氣時，會附著水分等並給介面狀態帶來不良影響，因此有引起臨界值變化、電特性劣化、成為常導通狀態的TFT的現象等的憂慮。水分是氫化合物，藉由以不接觸空氣的方式連續地進行膜形成，可以排除存在於介面的氫化合物。從而，藉由連續地進行成膜，可以減少臨界值的變化，防止電特性的劣化，減少TFT移動到常導通狀態一側，理想地可以消除偏移。
此外，藉由在第二處理室90的濺射處理室中設置人造石英的靶材和包含In、Ga及Zn的氧化物半導體靶材，並使用擋板(shutter)來按順序層疊而連續形成，也可以在同一個處理室中層疊。擋板設置在靶材和基板之間，打開進行膜形成的靶材的擋板，而關閉不進行膜形成的靶材的擋板。在同一個處理室中層疊的優點是可減少所使用的處理室的數量以及可防止當在不同的處理室之間傳送基板時附著到基板的微粒等。
接著，以不接觸空氣的方式開啟閘閥86並利用自動傳送裝置81將基板傳送到傳送室80，開啟閘閥87將基板傳送到第四處理室92中，然後關閉閘閥87。
在此，第四處理室92是採用RF磁控濺射法的濺射處理室。在第四處理室92中，形成氧化矽膜(SiOx膜)用作成為通道保護膜的第三絕緣膜104。此外，作為通道保護膜，除了氧化矽膜之外，還可以使用氧化鋁膜(Al2O3膜)、氧化鎂膜(MgOx膜)、氮化鋁膜(AlNx膜)、氧化釔膜(YOx膜)等。
此外，也可以對通道保護膜中添加少量的鹵素元素例如氟、氯等來使鈉等的可移動離子固定化。作為這種方法，在處理室中導入包含鹵素元素的氣體進行濺射。但是，在導入包含鹵素元素的氣體的情況下，處理室的排氣單元需要設置使排出的氣體無害化的除害裝置。較佳將通道保護層所包含的鹵素元素的濃度設定為採用二次離子質譜分析法(SIMS)的分析而獲得的濃度峰值為大於等於1×1015cm-3且小於等於1×1020cm-3的範圍內。
在獲得用作通道保護膜的SiOx膜的情況下，可以採用如下方法：作為靶材使用人造石英並使用稀有氣體，典型地使用氬的濺射法；或作為靶材使用單晶矽並與氧氣體發生化學反應而獲得SiOx膜的反應濺射法。在此，為了使SiOx膜包含極多的氧，作為靶材使用人工石英，在只有氧的氛圍下，或在氧大於等於90%且Ar小於等於10%的氛圍下進行濺射，來形成氧過剩的SiOx膜。
像這樣，藉由以不接觸空氣的方式連續形成氧過剩的SiOx膜、氧過剩的IGZO半導體層和氧過剩的通道保護膜，三層都成為氧過剩的膜，因此其介面狀態更穩定，並可以提高TFT的可靠性。當基板在形成IGZO半導體層的前後接觸空氣時，會附著水分等且給介面狀態帶來不良影響，因此有引起臨界值變化、電特性劣化、成為常導通狀態的TFT的現象等的憂慮。水分是氫化合物，藉由以不接觸空氣的方式連續形成，可以排除存在於IGZO半導體層的介面的氫化合物。從而，藉由連續形成三層，可以減少臨界值的變化，防止電特性的劣化，減少TFT移動到常導通狀態一側，理想地消除偏移。
此外，也可以在第二處理室90的濺射處理室中設置人造石英的靶材和包含In、Ga及Zn的氧化物半導體靶材，並藉由使用擋板來按順序層疊而連續形成三層來在同一個處理室中層疊。在同一個處理室中層疊的優點是可減少所使用的處理室的數量以及防止當在不同的處理室之間傳送基板時附著到基板的微粒等。
另外，也可以在連續地形成氧過剩的SiOx膜、氧過剩的IGZO半導體層和氧過剩的通道保護膜的三層之後，該三層傳送到第一處理室89並進行IGZO半導體層的退火(300℃至400℃)。
在藉由反復上述步驟對卡匣盒中的基板進行膜形成處理而完成多個基板的處理之後，將卡匣室的真空開放到空氣並取出基板及卡匣。這個步驟中的基板的剖面結構相當於圖1B所示的基板的剖面圖。
接下來，為了對半導體膜111進行圖案化，對第三絕緣膜104選擇性地進行蝕刻來形成絕緣體106，進而對半導體膜111進行選擇性蝕刻來形成IGZO半導體層105。既可以採用乾式蝕刻或濕式式蝕刻形成，又可以進行兩次蝕刻而分別選擇性地蝕刻。對半導體膜111的蝕刻可以將檸檬酸及草酸等的有機酸用作蝕刻劑。例如，作為厚度為50nm的半導體膜111，可以使用ITO07N(日本關東化學公司製造)以150秒進行蝕刻加工。在這個步驟中，在去除了半導體膜111的區域中，閘極絕緣膜的表面露出。此時，使用第二光罩。這個步驟中的基板的剖面結構相當於圖1C所示的基板的剖面圖。
接下來，進而以只殘留與閘極電極重疊的位置、亦即與IGZO半導體層105的成為通道形成區的位置重疊的部分的方式對絕緣體106進行蝕刻。採用微影技術，以選擇性地進行蝕刻來形成絕緣體106。此時，使用第三光罩。對於在此的用來形成通道保護膜107的蝕刻，採用蝕刻速度充分不同於IGZO半導體層的蝕刻速度的條件。注意，當第三絕緣膜104的材料和閘極絕緣膜的材料相同時，閘極絕緣膜也因該蝕刻而被蝕刻。因此，通道保護膜較佳使用與閘極絕緣膜不同的材料，以防止閘極絕緣膜被蝕刻。在本實施例模式中，閘極絕緣膜是兩層，其中上層的第二絕緣膜103是SiOx膜，所以有被去除的憂慮，但是下層的第一絕緣膜102是氮化矽膜，並且起蝕刻停止層的作用。
另外，當形成絕緣體106時，也可以不使用光罩而使用背面曝光，自對準地在重疊於閘極電極的位置上選擇性地形成抗蝕劑掩罩。尤其是半導體膜111是氧化物半導體膜，具有高透光性，而適合於背面曝光。但是，當進行背面曝光時，第一絕緣膜102、第二絕緣膜103、以及第三絕緣膜104都需要為具有充分的透光性的材料。
接下來，將以通道保護膜107為掩罩將露出了的IGZO半導體層蝕刻約10nm。當通道保護膜107(第三絕緣膜104)的濺射膜形成時，有在IGZO半導體層(半導體膜111)的與通道保護膜(第三絕緣膜104)的介面附近的表層形成較薄的混合層的憂慮，因此藉由蝕刻去除該混合層。藉由去除混合層可以實現良好的接觸電阻，並且可以減少TFT特性的變動。藉由上述兩次蝕刻，部分地蝕刻了IGZO半導體層的表面，因此與重疊於通道保護膜107的區域相比，形成了厚度薄的區域108。在IGZO半導體層中，較薄的區域108的厚度為大於等於2nm且小於等於200nm，較佳為大於等於20nm且小於等於150nm。注意，也可以藉由一次蝕刻而不分成兩次蝕刻，進行通道保護膜的形成和對IGZO半導體層的表面的部分地蝕刻。這個步驟中的基板的剖面結構相當於圖1D所示的基板的剖面圖。
接下來，在圖2所示的多處理室型製造裝置中的卡匣室中再次設置基板。
接下來，在使卡匣室成為減壓狀態之後，對傳送室80傳送基板，開啟閘閥88並將該基板傳送到第五處理室93。
在此，第五處理室93是採用DC磁控濺射法的濺射處理室。在第五處理室93中，形成用作源極電極或汲極電極的金屬多層膜。在第五處理室93中的濺射處理室中設置鈦的靶材和鋁的靶材，並使用擋板來按順序層疊而連續形成，以可以在同一個處理室中層疊。在此，在鈦膜上層疊鋁膜，再在鋁膜上層疊鈦膜。
另外，為了不使接觸於金屬多層膜的較薄的區域108的IGZO半導體層暴露於空氣，也可以在第五處理室93中藉由反濺射(reverse sputtering)進行將以通道保護膜為掩罩並對露出了的IGZO半導體層進行蝕刻約10nm的步驟。反濺射是如下方法：在氬氣氛圍、氧氣氛圍或氮氣氛圍下，對基板一側施加電壓來在基板一側產生電漿而不對靶材一側施加電壓，以蝕刻表面。在此情況下，在形成了通道保護膜107的步驟中，設置在圖2所示的製造裝置的卡匣室中。藉由不使接觸於金屬多層膜的較薄的區域108的IGZO半導體層暴露於空氣，可以實現IGZO半導體層和金屬多層膜之間的良好的介面狀態，並且可以降低接觸電阻。
另外，既可以不在第五處理室中進行反濺射，而在第一處理室中進行表面的電漿處理，又可以在第一處理室中進行反濺射，並且在第一處理室中的處理之後，不接觸於空氣地傳送到第五處理室，來形成金屬多層膜。
另外，在第一處理室89中，可以進行在形成氧過剩的IGZO半導體層之後的加熱處理，具體而言是進行300℃至400℃的加熱處理，較佳為大於等於350℃的加熱處理。藉由進行該加熱處理，可以提高反交錯型薄膜電晶體的電特性。該加熱處理只要在形成氧過剩的IGZO半導體層之後進行即可，沒有特別的限定；例如也可以在剛形成的氧過剩的IGZO半導體層之後或在剛形成金屬多層膜之後進行。在此，在形成金屬多層膜之後，以350℃進行1小時的加熱處理。
在藉由反復上述步驟對卡匣盒中的基板進行膜形成處理而完成了多個基板的處理之後，將卡匣室的真空開放到空氣並取出基板及卡匣。
接下來，選擇性地進行金屬多層膜的蝕刻，形成源極電極109或汲極電極110。在該蝕刻中，通道保護膜107用作蝕刻停止層。此時，使用第四光罩。注意，注意，可以將過氧化氫溶液或加熱鹽酸用作蝕刻劑蝕刻來按順序層疊鈦膜、鋁膜和鈦膜的三層結構的導電膜。在該步驟中的基板的剖面結構相當於圖1E所示的基板的剖面圖。
雖然在此以多室方式的製造裝置為例子進行了說明，但是也可以使用將濺射處理室串聯連接的串列方式的製造裝置來以不接觸空氣的方式進行連續膜形成。另外，在採用串列方式的製造裝置的情況下，也可以將基板縱向放置地傳送，並且將濺射處理室內的基板組設置為縱向。
此外，在圖2所示的裝置中採用將基板的膜形成面安裝為朝下，即所謂的朝下方式的處理室，但是也可以採用將基板豎為垂直的縱向放置方式的處理室。縱向放置方式的處理室具有其占地面積(footprint)比朝下方式的處理室小的優點，並且當使用因基板的自重而會彎曲的大面積的基板時是有效的。
實施例模式2本實施例模式示出將實施例模式1所獲得的薄膜電晶體用作顯示裝置的切換元件的一例。
圖3示出用於顯示裝置的基板的剖面圖。注意，在實施例模式1中說明了薄膜電晶體的結構，在此省略其詳細說明。
如圖3所示的薄膜電晶體包括：基板400上的閘極電極401，覆蓋閘極電極401的第一絕緣膜402及第二絕緣膜403。例如，如圖3所示，第一絕緣膜402的厚度小於第二絕緣膜403的厚度。另外，將通道保護膜407配置為其一部分與IGZO半導體層405接觸並重疊於閘極電極401上方。另外，在通道保護膜407和閘極電極401之間具有IGZO半導體層405。
另外，如實施例模式1所示，金屬多層膜採用三層結構，在第一鈦膜409a、410a上層疊鋁膜409b、410b，再在鋁膜409b、410b上層疊第二鈦膜409c、410c。這些金屬多層膜用作源極電極或汲極電極。
第一鈦膜409a、410a可以與IGZO半導體層形成良好的介面，可以獲得低接觸電阻。另外，鋁膜可以實現低電阻的佈線。
第二鈦膜409c、410c起防止鋁膜的小丘的作用。
在此，為了減少薄膜電晶體的表面的凹凸不平，並且提高薄膜電晶體的可靠性，使用保護膜或平坦化絕緣膜覆蓋實施例模式1所獲得的薄膜電晶體。注意，保護膜用來防止懸浮在空氣中的有機物、金屬物或水蒸氣等污染雜質的進入，因此較佳為緻密的膜。保護膜藉由CVD法等，使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、或氮氧化矽膜的單層或疊層形成即可。另外，作為保護膜，也可以將有機矽烷氣體和氧作為製程氣體，藉由電漿CVD法形成氧化矽膜。
作為有機矽烷可以舉出如下化合物：四乙氧基矽烷(TEOS：化學式為Si(OC2H5)4)、四甲基矽烷(TMS：化學式為Si(CH3)4)、四甲基環四矽氧烷(TMCTS)、八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、六甲基二矽氮烷(HMDS)、三乙氧基矽烷(化學式為SiH(OC2H5)3)、或三(二甲氨基)矽烷(化學式為SiH(N(CH3)2)3)等。
作為保護膜的第一層，形成第四絕緣膜412。第四絕緣膜412起防止鋁膜的小丘的作用。在此，藉由電漿CVD法形成氧化矽膜，作為第四絕緣膜412。作為氧化矽膜的膜形成用製程氣體，使用TEOS及O2，TEOS和O2的流量比為TEOS/O2=15/750，例如，TEOS和O2的流量分別為15(sccm)和750(sccm)。膜形成步驟的基板溫度為300℃。
另外，作為保護膜的第二層形成第五絕緣膜413。在此，作為第五絕緣膜413，藉由電漿CVD法形成氮化矽膜。作為氮化矽膜的膜形成用製程氣體，使用SiH4、N2、NH3以及H2。當作為保護膜的一層使用氮化矽膜時，可以抑制鈉等可移動離子進入到半導體區域中而使TFT的電特性發生的變化。
另外，也可以在形成保護膜之後，進行IGZO半導體層的退火(300℃至400℃)。
另外，作為平坦化絕緣膜，形成第六絕緣膜414。作為第六絕緣膜414，可以使用丙烯酸、聚醯亞胺、苯並環丁烯、聚醯胺或環氧等的具有耐熱性的有機材料。除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數材料(低-k材料)、矽氧烷類樹脂、PSG(磷矽玻璃)、BPSG(硼磷矽玻璃)等。矽氧烷類樹脂的取代基除了氫之外，還可以具有氟、烷基或芳基中的至少一種。注意，也可以藉由層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，形成第六絕緣膜414。
注意，矽氧烷類樹脂相當於以矽氧烷材料為起始材料而成的包含Si-O-Si鍵的樹脂。矽氧烷樹脂的取代基除了氫之外，還可以具有氟、烷基或芳烴中的至少一種。
第六絕緣膜414可以根據其材料利用CVD法、濺射法、SOG法、旋轉塗敷法、浸漬法、噴塗法、液滴噴射法(噴墨法、絲網印刷法、膠版印刷法等)、刮片法、輥塗法、幕塗法、刮刀塗布法等來形成。在使用材料液形成第六絕緣膜414的情況下，也可以在進行焙燒的步驟中同時進行IGZO半導體層的退火(300℃至400℃)。藉由將第六絕緣膜414的焙燒步驟和IGZO半導體層的退火步驟兼用，可以有效地製造顯示裝置。
接下來，利用微影技術，形成用來形成到達第二鈦膜410c的接觸孔的抗蝕劑掩罩。此時，使用第五光罩。將抗蝕劑掩罩用作掩罩，並選擇性地蝕刻來形成到達第二鈦膜410c的接觸孔。注意，藉由使用同一個光罩還形成到達閘極電極401的接觸孔。
接著，形成與第二鈦膜410c電連接的導電膜。利用微影技術選擇性地蝕刻導電膜，來形成導電層415。此時，使用第六光罩。導電層415用作像素電極或連接電極。像素電極電連接到第二鈦膜410c。另外，連接電極電連接到閘極電極401。
將藉由上述步驟所製造的基板可以用於各種顯示裝置。
在製造透射型液晶顯示裝置的情況下，導電層415用作像素電極，使用如下具有透光性的導電性材料：含有氧化鎢的氧化銦、含有氧化鎢的氧化銦鋅、含有氧化鈦的氧化銦、含有氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等。
另外，在使用ITO膜等透明導電膜作為像素電極的情況下，可以與第二鈦膜409c、410c形成良好的介面，並且可以獲得低接觸電阻。
此外，可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚合物)的導電性組成物形成像素電極。使用導電性組成物形成的像素電極的薄層電阻較佳為小於等於10000Ω/□，並且在波長為550nm處的透光率較佳為大於等於70%。另外，導電性化合物所包含的導電高分子的電阻率較佳為小於等於0.1Ω．cm。
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，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者上述材料中的兩種以上的共聚物等。
另外，在製造透射型液晶顯示裝置的情況下，像素電極相當於顯示區域，位於顯示區域的疊層被要求具有充分的透光性，因此也可以部分地去除位於顯示區域的第一絕緣膜或第二絕緣膜。
另外，在製造反射型液晶顯示裝置的情況下，作為像素電極例如使用如下具有反射性的導電性材料：鈦、鎢、鎳、金、鉑、銀、銅、鉭、鉬、鋁、鎂、鈣、鋰、以及由它們的合金構成的導電膜等。
另外，在製造EL顯示裝置的情況下，像素電極需要考慮功函數來選擇材料。在本實施例模式中，薄膜電晶體為n通道薄膜電晶體，因此較佳將導電層415用作陰極，並且較佳功函數小的材料(具體地為小於等於3.5eV的材料)。但是，當使用形成在導電層415上的EL層，具體而言具有優良的電洞注入特性或電洞傳輸特性的有機化合物層或具有優良的電子注入特性或電子傳輸特性的有機化合物層時，導電層415幾乎不受到功函數的限制，而可以使用各種材料。
另外，在製造電泳顯示裝置的情況下，像素電極只要是低電阻的導電膜即可，沒有特別的限定。
本實施例模式可以與實施例模式1自由地組合。
實施例模式3另外，在作為顯示裝置的切換元件使用薄膜電晶體的情況下，截止狀態下的洩漏電流的降低被重視。在此，示出了降低截止狀態下的洩漏電流值的薄膜電晶體的結構的一例。
雖然在實施例模式1中表示了單閘極結構的例子，但是為了進一步降低截止狀態下的洩漏電流值，在此示出了多閘極型薄膜電晶體。
多閘極型薄膜電晶體具有多個通道形成區域。圖4A示出了雙閘極型薄膜電晶體的例子。
因為實施例模式3與實施例模式1僅電路布局圖不同，所以在此省略雙閘極型薄膜電晶體的製造方法的詳細說明。
圖4A是使用形成在基板600上的兩個IGZO半導體層的雙閘極型薄膜電晶體的例子，它包括與第一通道保護膜608接觸並重疊的第一通道形成區域605、和與第二通道保護膜607接觸並重疊的第二通道形成區域606。
第一通道形成區域605隔著閘極絕緣膜602與閘極電極601重疊。另外，第二通道形成區域606隔著閘極絕緣膜602而與閘極電極601重疊。
另外，在IGZO半導體層中，使與源極電極或汲極電極609、610接觸的區域的厚度比第一通道形成區域605及第二通道形成區域606的厚度薄。
在IGZO半導體層上形成與第一通道保護膜608和第二通道保護膜607二者相接觸的連接電極611。在與源極電極或汲極電極609、610的同一個步驟中形成連接電極611。連接電極611是浮置電極(floating electrode)。注意，在兩個閘極電極601之間有兩個IGZO半導體層的端部，連接電極611具有與閘極絕緣膜602接觸的區域。
另外，在IGZO半導體層中，與連接電極611接觸的區域的厚度比第一通道形成區域605及第二通道形成區域606的厚度薄。
藉由採用圖4A所示的結構，可以實現截止狀態下的洩漏電流的降低。藉由實現截止狀態下的洩漏電流的降低，可以實現顯示裝置的低耗電化。
另外，圖4B表示與圖4A一部分不同的雙閘極型薄膜電晶體的剖面圖。圖4B表示使用形成在基板600上的一個IGZO半導體層的雙閘極型薄膜電晶體的例子。注意，圖4B除了在兩個閘極電極601之間不存在有IGZO半導體層的端部之外，均與圖4A相同，因此使用相同的符號表示相同部分。注意，圖4A的薄膜電晶體和圖4B的薄膜電晶體的電特性大致相同。
本實施例模式可以與實施例模式1或實施例模式2自由地組合。
實施例模式4在本實施例模式中，下面示出在同一個基板上至少製造驅動電路的一部分和配置在像素部的薄膜電晶體的例子。
根據實施例模式1至實施例模式3中的任一個形成配置在像素部的薄膜電晶體。此外，因為實施例模式1至實施例模式3中的任一個所示的薄膜電晶體是n通道TFT，所以將驅動電路之中的可使用n通道TFT構成的驅動電路的一部分形成在與像素部的薄膜電晶體同一個基板上。
圖5A示出主動矩陣型液晶顯示裝置的方塊圖的一例。圖5A所示的顯示裝置在基板5300上包括：具有多個具備顯示元件的像素的像素部5301；選擇各像素的掃描線驅動電路5302；以及對被選擇的像素的視頻信號的輸入進行控制的信號線驅動電路5303。
像素部5301利用從信號線驅動電路5303在行方向上延伸排列的多個信號線S1至Sm(未圖示)與信號線驅動電路5303連接，並且利用從掃描線驅動電路5302在列方向上延伸排列的多個掃描線G1至Gn(未圖示)與掃描線驅動電路5302連接，並具有對應於信號線S1至Sm和掃描線G1至Gn並排列為矩陣狀的多個像素(未圖示)。各像素與信號線Sj(信號線S1至Sm中的其中一個)、掃描線Gj(掃描線G1至Gn中的其中一個)連接。
此外，實施例模式1至實施例模式3中的任一個所示的薄膜電晶體是n通道TFT，參照圖6示出由n通道TFT構成的信號線驅動電路。
圖6所示的信號線驅動電路包括：驅動器IC 5601；開關群組5602_1至5602_M；第一佈線5611；第二佈線5612；第三佈線5613；以及佈線5621_1至5621_M。開關群組5602_1至5602_M分別包括第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b以及第三薄膜電晶體5603c。
驅動器IC 5601連接到第一佈線5611、第二佈線5612、第三佈線5613及佈線5621_1至5621_M。開關群組5602_1至5602_M分別連接到第一佈線5611、第二佈線5612、第三佈線5613及分別對應於開關組5602_1至5602_M的佈線5621_1至5621_M。佈線5621_1至5621_M分別透過第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c連接到三個信號線。例如，第J行的佈線5621_J(佈線5621_1至5621_M中某一個)分別透過開關群組5602_J所具有的第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1。
注意，對第一佈線5611、第二佈線5612、第三佈線5613分別輸入信號。
注意，驅動器IC 5601較佳形成在單晶基板上。再者，開關群組5602_1至5602_M較佳形成在與實施例模式1至實施例模式3中的任一個所示的像素部的薄膜電晶體同一個基板上。因此，較佳透過FPC等連接驅動器IC 5601和開關群組5602_1至5602_M。
接著，參照圖7的時序圖說明圖6所示的信號線驅動電路的操作。注意，圖7示出當第i列掃描線Gi被選擇時的時序圖。再者，第i列掃描線Gi的選擇期間被分割為第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3。圖6的信號線驅動電路在其他行的掃描線被選擇的情況下也進行與圖7相同的操作。
注意，圖7的時序圖示出第J行的佈線5621_J透過第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c而被連接到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1的情況。
注意，圖7的時序圖示出第i列掃描線Gi被選擇的時序、第一薄膜電晶體5603a的導通/截止的時序5703a、第二薄膜電晶體5603b的導通/截止的時序5703b、第三薄膜電晶體5603c的導通/截止的時序5703c及輸入到第J行佈線5621_J的信號5721_J。
注意，在第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中，分別對佈線5621_1至佈線5621_M輸入不同的視頻信號。例如，在第一子選擇期間T1輸入到佈線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj-1，在第二子選擇期間T2輸入到佈線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj，在第三子選擇期間T3輸入到佈線5621_J的視頻信號輸入到信號線Sj+1。再者，在第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2及第三子選擇期間T3中輸入到佈線5621_J的視頻信號分別為Data_j-1、Data_j、Data_j+1。
如圖7所示，在第一子選擇期間T1中，第一薄膜電晶體5603a導通，第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c截止。此時，輸入到佈線5621_J的Data_j-1經由第一薄膜電晶體5603a輸入到信號線Sj-1。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜電晶體5603b導通，第一薄膜電晶體5603a及第三薄膜電晶體5603c截止。此時，輸入到佈線5621_J的Data_j經由第二薄膜電晶體5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜電晶體5603c導通，第一薄膜電晶體5603a及第二薄膜電晶體5603b截止。此時，輸入到佈線5621_J的Data_j+1經由第三薄膜電晶體5603c輸入到信號線Sj+1。
據此，圖6的信號線驅動電路藉由將一個閘極選擇期間分割為三個從而可以在一個閘極選擇期間中從一個佈線5621將視頻信號輸入到三個信號線。因此，圖6的信號線驅動電路可以將形成驅動器IC 5601的基板和形成有像素部的基板的連接數成為信號線數的大約1/3。藉由使連接數成為大約1/3，可以提高圖6的信號線驅動電路的可靠性、成品率等。
注意，只要能夠如圖6所示，將一個閘極選擇期間分割為多個子選擇期間，並在多個子選擇期間中分別將視頻信號從某一個佈線輸入到多個信號線，就對於薄膜電晶體的配置、數量及驅動方法等沒有限制。
例如，當在三個以上的子選擇期間的每個中，將視頻信號從一個佈線分別輸入到三個以上的信號線時，追加薄膜電晶體及用來控制薄膜電晶體的佈線即可。但是，當將一個閘極選擇期間分割為四個以上的子選擇期間時，一個子選擇期間縮短。因此，一個閘極選擇期間較佳分割為兩個或三個子選擇期間。
作為另一個例子，也可以如圖8的時序圖所示，將一個選擇期間分割為預充電期間Tp、第一子選擇期間T1、第二子選擇期間T2、第三選擇期間T3。再者，圖8的時序圖示出選擇第i列掃描線Gi的時序、第一薄膜電晶體5603a的導通/截止的時序5803a、第二薄膜電晶體5603b的導通/截止的時序5803b、第三薄膜電晶體5603c的導通/截止的時序5803c以及輸入到第J行佈線5621_J的信號5821_J。如圖8所示，在預充電期間Tp中，第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c導通。此時，輸入到佈線5621_J的、預充電電壓Vp透過第一薄膜電晶體5603a、第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c分別輸入到信號線Sj-1、信號線Sj、信號線Sj+1。在第一子選擇期間T1中，第一薄膜電晶體5603a導通，第二薄膜電晶體5603b及第三薄膜電晶體5603c截止。此時，輸入到5621_J的Data_j-1透過第一薄膜電晶體5603a輸入到信號線Sj-1。在第二子選擇期間T2中，第二薄膜電晶體5603b導通、第一薄膜電晶體5603a及第三薄膜電晶體5603c截止。此時，輸入到佈線5621_J的Data_j透過第二薄膜電晶體5603b輸入到信號線Sj。在第三子選擇期間T3中，第三薄膜電晶體5603c導通，第一薄膜電晶體5603a及第二薄膜電晶體5603b截止。此時，輸入到佈線5621_J的Data_j+1透過第三薄膜電晶體5603c輸入到信號線Sj+1。
據此，應用了圖8的時序圖的圖6的信號線驅動電路在子選擇期間之前提供預充電選擇期間來對信號線進行預充電，所以可以對像素高速進行視頻信號的寫入。注意，在圖8中，使用相同的附圖標記來表示與圖7相同的部分，而省略相同的部分或具有相同的功能的部分的說明。
此外，說明掃描線驅動電路的結構。掃描線驅動電路包括移位暫存器、緩衝器。此外，根據情況，還可以包括位準偏移器。在掃描線驅動電路中，藉由對移位暫存器輸入時鐘信號(CLK)及起始脈衝信號(SP)，產生選擇信號。所產生的選擇信號在緩衝器中被緩衝放大，並供給到對應的掃描線。掃描線連接有一個線路的像素的電晶體的閘極電極。由於需要使一個線路上的像素的電晶體同時導通，因此使用能夠產生大電流的緩衝器。
參照圖9和圖10說明用於掃描線驅動電路的一部分的移位暫存器的一個方式。
圖9示出移位暫存器的電路結構。圖9所示的移位暫存器由多個觸發器(觸發器5701-1至5701_n)構成。此外，輸入第一時鐘信號、第二時鐘信號、起始脈衝信號、重定信號來進行操作。
說明圖9的移位暫存器的連接關係。在圖9的移位暫存器中，在第i級觸發器5701_i(觸發器5701-1至5701_n中的其中一個)中，圖10所示的第一佈線5501連接到第七佈線5717_i-1，圖10所示的第二佈線5502連接到第七佈線5717_i+1，圖10所示的第三佈線5503連接到第七佈線5717_i，並且圖10所示的第六佈線5506連接到第五佈線5715。
此外，圖10所示的第四佈線5504在奇數級的觸發器中連接到第二佈線5712，在偶數級的觸發器中連接到第三佈線5713，並且圖10所示的第五佈線5505連接到第四佈線5714。
但是，第一級觸發器5701_1的圖10所示的第一佈線5501連接到第一佈線5711，第n級觸發器5701_n的圖10所示的第二佈線5502連接到第六佈線5716。
注意，第一佈線5711、第二佈線5712、第三佈線5713、第六佈線5716也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第四佈線5714、第五佈線5715也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。
接著，圖9示出圖10所示的觸發器的細節。圖10所示的觸發器包括第一薄膜電晶體5571、第二薄膜電晶體5572、第三薄膜電晶體5573、第四薄膜電晶體5574、第五薄膜電晶體5575、第六薄膜電晶體5576、第七薄膜電晶體5577以及第八薄膜電晶體5578。注意，第一薄膜電晶體5571、第二薄膜電晶體5572、第三薄膜電晶體5573、第四薄膜電晶體5576、第五薄膜電晶體5575、第六薄膜電晶體5576、第七薄膜電晶體5577以及第八薄膜電晶體5578是n通道電晶體，並且它們當閘極-源極間的電壓(Vgs)超過臨界電壓(Vth)時成為導通狀態。
接著，下面示出圖9所示的觸發器的連接結構。
第一薄膜電晶體5571的第一電極(源極電極及汲極電極中的一者)連接到第四佈線5504，並且第一薄膜電晶體5571的第二電極(源極電極及汲極電極中的另一者)連接到第三佈線5503。
第二薄膜電晶體5572的第一電極連接到第六佈線5506，並且第二薄膜電晶體5572的第二電極連接到第三佈線5503。
第三薄膜電晶體5573的第一電極連接到第五佈線5505，第三薄膜電晶體5573的第二電極連接到第二薄膜電晶體5572的閘極電極，並且第三薄膜電晶體5573的閘極電極連接到第五佈線5505。
第四薄膜電晶體5574的第一電極連接到第六佈線5506，第四薄膜電晶體5574的第二電極連接到第二薄膜電晶體5572的閘極電極，並且第四薄膜電晶體5574的閘極電極連接到第一薄膜電晶體5571的閘極電極。
第五薄膜電晶體5575的第一電極連接到第五佈線5505，第五薄膜電晶體5575的第二電極連接到第一薄膜電晶體5571的閘極電極，並且第五薄膜電晶體5575的閘極電極連接到第一佈線5501。
第六薄膜電晶體5576的第一電極連接到第六佈線5506，第六薄膜電晶體5576的第二電極連接到第一薄膜電晶體5571的閘極電極，並且第六薄膜電晶體5576的閘極電極連接到第二薄膜電晶體5572的閘極電極。
第七薄膜電晶體5577的第一電極連接到第六佈線5506，第七薄膜電晶體5577的第二電極連接到第一薄膜電晶體5571的閘極電極，並且第七薄膜電晶體5577的閘極電極連接到第二佈線5502。第八薄膜電晶體5578的第一電極連接到第六佈線5506，第八薄膜電晶體5578的第二電極連接到第二薄膜電晶體5572的閘極電極，並且第八薄膜電晶體5578的閘極電極連接到第一佈線5501。
注意，將第一薄膜電晶體5571的閘極電極、第四薄膜電晶體5574的閘極電極、第五薄膜電晶體5575的第二電極、第六薄膜電晶體5576的第二電極以及第七薄膜電晶體5577的第二電極的連接處作為節點5543。再者，將第二薄膜電晶體5572的閘極電極、第三薄膜電晶體5573的第二電極、第四薄膜電晶體5574的第二電極、第六薄膜電晶體5576的閘極電極及第八薄膜電晶體5578的第二電極的連接處作為節點5544。
注意，第一佈線5501、第二佈線5502、第三佈線5503以及第四佈線5504也可以分別稱為第一信號線、第二信號線、第三信號線、第四信號線。再者，第五佈線5505、第六佈線5506也可以分別稱為第一電源線、第二電源線。
此外，也可以僅使用實施例模式1至實施例模式3中的任一個所示的n通道TFT製造信號線驅動電路及掃描線驅動電路。因為實施例模式1至實施例模式3所示的n通道TFT的電晶體遷移率大，所以可以提高驅動電路的驅動頻率。例如，由於可以將使用實施例模式1至實施例模式3中的任一個所示的n通道TFT的掃描線驅動電路進行高速操作，因此可以提高框頻率或實現黑色影像之插入等。
再者，藉由增大掃描線驅動電路的電晶體的通道寬度，或配置多個掃描線驅動電路等，可以實現更高的框頻率。在配置多個掃描線驅動電路的情況下，藉由將用來驅動偶數行掃描線的掃描線驅動電路配置在一側，並將用來驅動奇數行掃描線的掃描線驅動電路配置在其相反一側，可以實現框頻率的提高。
此外，在製造主動矩陣型發光顯示裝置的情況下，在至少一個像素中配置多個薄膜電晶體，因此較佳配置多個掃描線驅動電路。圖5B示出主動矩陣型發光顯示裝置的方塊圖的一例。
圖5B所示的顯示裝置在基板5400上包括：具有多個具備顯示元件的像素的像素部5401；選擇各像素的第一掃描線驅動電路5402及第二掃描線驅動電路5404；以及控制對被選擇的像素的視頻信號的輸入的信號線驅動電路5403。
在輸入到圖5B所示的顯示裝置的像素的視頻信號為數位方式的情況下，像素藉由切換電晶體的導通和截止而處於發光或非發光狀態。因此，可以採用面積灰度法或時間灰度法進行灰度顯示。面積灰度法是一種驅動法，其中藉由將一個像素分割為多個子像素並使各子像素分別根據視頻信號驅動，來進行灰度顯示。此外，時間灰度法是一種驅動法，其中藉由控制像素發光的期間，來進行灰度顯示。
發光元件的回應速度比液晶元件等快，所以與液晶元件相比適合時間灰度法。具體地，在採用時間灰度法進行顯示的情況下，將一個框期間分割為多個子框期間。然後，根據視頻信號，在各子框期間中使像素的發光元件處於發光或非發光狀態。藉由將一個框期間分割為多個子框期間，可以利用視頻信號控制像素在一個框期間中實際上發光的期間的總長度，從而可以顯示灰度。
注意，在圖5B所示的顯示裝置中示出一種例子，其中當在一個像素中配置兩個TFT，亦即切換TFT和電流控制TFT時，使用第一掃描線驅動電路5402產生輸入到作為切換TFT的閘極佈線的第一掃描線的信號，使用第二掃描線驅動電路5404產生輸入到作為電流控制TFT的閘極佈線的第二掃描線的信號。但是，也可以共同使用一個掃描線驅動電路產生輸入到第一掃描線的信號和輸入到第二掃描線的信號。此外，例如也可以根據切換元件所具有的各電晶體的數量，在各像素中設置多個用來控制切換元件的操作的第一掃描線。在此情況下，既可以使用一個掃描線驅動電路產生所有輸入到多個第一掃描線的信號，又可以使用多個掃描線驅動電路產生輸入到多個第一掃描線的信號。
此外，在發光裝置中也可以將驅動電路中的能夠由n通道TFT構成的驅動電路的一部分形成在與像素部的薄膜電晶體同一個基板上。另外，也可以僅使用實施例模式1或實施例模式2所示的n通道TFT製造信號線驅動電路及掃描線驅動電路。
此外，上述驅動電路除了液晶顯示裝置或發光裝置之外，還可以用於利用與切換元件電連接的元件來驅動電子墨水的電子紙。電子紙也被稱為電泳顯示裝置(電泳顯示器)，並具有如下優點：與紙相同的易讀性、耗電量比其他的顯示裝置小、可形成為薄而輕的形狀。
作為電泳顯示器可考慮各種方式。電泳顯示器是如下裝置，即在溶劑或溶質中分散有包含具有正電荷的第一粒子和具有負電荷的第二粒子的多個微囊，並且藉由對微囊施加電場使微囊中的粒子向相互相反的方向移動，以僅顯示集中在一方的粒子的顏色。注意，第一粒子或第二粒子包含染料，且在沒有電場時不移動。此外，第一粒子和第二粒子的顏色不同(該顏色包含無色)。
像這樣，電泳顯示器是利用所謂的介電電泳效應的顯示器。在該介電電泳效應中，介電常數高的物質移動到高電場區。電泳顯示器不需要使用液晶顯示裝置所必需的偏光板和對置基板，從而可以使其厚度和重量比液晶顯示裝置的厚度和重量減半。
將在溶劑中分散有上述微囊的材料稱作電子墨水，該電子墨水可以印刷到玻璃、塑膠、布、紙等的表面上。另外，還可以藉由使用彩色濾光片或具有色素的粒子來進行彩色顯示。
此外，在主動矩陣基板上適當地佈置多個上述微囊，使得微囊夾在兩個電極之間就完成了主動矩陣型顯示裝置，若對微囊施加電場則可以進行顯示。例如，可以使用根據實施例模式2而獲得的基板。
此外，作為微囊中的第一粒子及第二粒子，採用選自導電體材料、絕緣體材料、半導體材料、磁性材料、液晶材料、鐵電性材料、電致發光材料、電致變色材料、磁泳材料中的一種或這些材料的組合材料即可。
本實施例模式可以與實施例模式1至3中的任一個自由地組合。
實施例模式5製造本發明的一個方式的薄膜電晶體並將該薄膜電晶體用於像素部及驅動電路，從而可以製造具有顯示功能的顯示裝置。此外，使用本發明的一個方式的薄膜電晶體，將驅動電路的一部分或全部一體地形成在與像素部同一個基板上，從而可以實現系統型面板(system-on-panel)。
顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發光元件(也被稱為發光顯示元件)。在發光元件的範疇內包括由電流或電壓控制亮度的元件，具體而言，包括無機EL(電致發光)、有機EL等。此外，也可以應用電子墨水等的對比度因電作用而變化的顯示介質。
此外，顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和在該面板中安裝有包括控制器的IC等的模組。再者，本發明的一個方式關於一種元件基板，該元件基板相當於製造該顯示裝置的過程中的顯示元件完成之前的一個方式，並且它在多個像素的每一個中分別具備用來將電流供給到顯示元件的單元。具體而言，元件基板既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態，又可以是形成成為像素電極的導電膜之後且藉由蝕刻形成像素電極之前的狀態，而可以採用各種方式。
注意，本說明書中的顯示裝置是指影像顯示裝置、顯示裝置、或光源(包括照明裝置)。另外，顯示裝置還包括安裝有連接器，諸如FPC(可撓性印刷電路)、TAB(捲帶自動接合)帶或TCP(帶載封裝)的模組；將印刷線路板固定到TAB帶或TCP端部的模組；藉由COG(玻璃上晶片)方式將IC(積體電路)直接安裝到顯示元件上的模組。
在本實施例模式中，示出液晶顯示裝置的例子作為本發明的一個方式的半導體裝置。
圖11A和11B示出應用本發明的一個方式的主動矩陣型液晶顯示裝置。圖11A是液晶顯示裝置的俯視圖，而圖11B是沿著圖11A中的V-X線的剖面圖。用於半導體裝置的薄膜電晶體201可以與實施例模式1所示的薄膜電晶體同樣地製造，是藉由濺射法的連續膜形成而生產成本降低、並且可靠性高的薄膜電晶體。此外，實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體也可以用作本實施例模式的薄膜電晶體201。
圖11A所示的本實施例模式的液晶顯示裝置包括源極佈線層202、多閘極結構的薄膜電晶體201、閘極佈線層203、電容佈線層204。
另外，在圖11B中，本實施例模式的液晶顯示裝置包括其中間夾著液晶層262的基板200和基板266以及液晶顯示元件260，該基板200設置有多閘極結構的電晶體201、絕緣層211、絕緣層212、絕緣層213、用於顯示元件的電極層255、用作配向膜的絕緣層261、偏光板268，並且該基板266設置有用作配向膜的絕緣層263、用於顯示元件的電極層265、用作彩色濾光片的著色層264、偏光板267。
另外，作為液晶層262，還可以使用不使用配向膜的顯示藍相的液晶。藍相是液晶相的一種，是指當對膽甾相液晶進行升溫時即將從膽甾相轉變到均質相之前出現的相。由於藍相只出現在較窄的溫度範圍內，所以為了改善溫度範圍使用混合有大於等於5重量%的手性試劑的液晶組成物用於液晶層262。包含顯示藍相的液晶和手性試劑的液晶組成物的回應時間短，為10μs至100μs，並且由於其具有光學各向同性而不需要取向處理從而視角依賴小。
另外，雖然在圖11A和11B的液晶顯示裝置中示出了在基板266的外側(可見的一側)設置偏光板267，並在內側依次設置著色層264、用於顯示元件的電極層265的例子，但是也可以在基板266的內側設置偏光板267。另外，偏光板和著色層的疊層結構也不局限於圖11A和11B所示的結構，只要根據偏光板和著色層的材料或製程條件適當地設定即可。另外，還可以設置用作黑底的遮光膜。
電極層255、265用作像素電極層，可以使用如下具有透光性的導電性材料：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ITO)、氧化銦鋅、添加有氧化矽的氧化銦錫等。
藉由上述步驟，可以製造可靠性高的液晶顯示裝置作為半導體裝置。
本實施例模式可以與其他實施例模式中所記載的結構適當地組合而實施。
實施例模式6在本實施例模式中，作為本發明的一個方式的半導體裝置示出了電子紙的例子。
在圖12中，作為應用本發明的一個方式的半導體裝置的例子示出了主動矩陣型電子紙。用於半導體裝置的薄膜電晶體581可以與實施例模式1所示的薄膜電晶體同樣地製造，是藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低、並且可靠性高的薄膜電晶體。此外，實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體也可以用作本實施例模式的薄膜電晶體201。
圖12的電子紙是採用扭轉球顯示方式(twist ball type)的顯示裝置的例子。旋轉球顯示方式是指一種方法，其中將一個半球表面被塗成黑色而另一半球表面被塗成白色的球形粒子配置在用於顯示元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，並在第一電極層及第二電極層之間產生電位差來控制球形粒子的方向，以執行顯示。
薄膜電晶體581是多閘極結構的反交錯型薄膜電晶體，該薄膜電晶體581藉由源極電極層或汲極電極層並藉由形成在絕緣層585中的開口與第一電極層587接觸並電連接。在第一電極層587和第二電極層588之間設置有球形粒子589，該球形粒子589具有黑色區590a和白色區590b，其周圍包括充滿了液體的空洞594，並且球形粒子589的周圍充滿了樹脂等的填充材料595(參照圖12)。
此外，還可以代替扭轉球而使用電泳元件。使用直徑為約10μm至200μm的微囊，在該微囊中封入有透明液體和帶正電的白色微粒和帶負電的黑色微粒。當由第一電極層和第二電極層對於設置在第一電極層和第二電極層之間的微囊施加電場時，白色微粒和黑色微粒向相反方向移動，從而可以顯示白色或黑色。應用這種原理的顯示元件就是電泳顯示元件，一般地被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助光源。此外，耗電量小，並且在昏暗的地方也能夠辨別顯示部。另外，即使不給顯示部供應電源，也能夠保持顯示過一次的影像，因此，即使使具有顯示功能的半導體裝置(簡單地稱為顯示裝置，或稱為具備顯示裝置的半導體裝置)遠離電波發送源，也能夠儲存顯示過的影像。
藉由上述步驟，可以製造可靠性高的電子紙作為半導體裝置。
本實施例模式可以與其他實施例模式所記載的結構適當地組合而實施。
實施例模式7在本實施例模式中，示出了發光顯示裝置的例子作為本發明的一個方式的半導體裝置。在此，示出了將利用了電致發光的發光元件作為顯示裝置所具有的顯示元件。根據其發光材料是有機化合物還是無機化合物來區別利用電致發光的發光元件，一般來說，前者被稱為有機EL元件，而後者被稱為無機EL元件。
在有機EL元件中，藉由對發光元件施加電壓，電子和電洞從一對電極分別注入到包含發光有機化合物的層，以產生電流。然後，由於這些載流子(電子和電洞)的複合，發光有機化合物達到激發態，並且當該激發態恢復到基態時，獲得發光。根據這種機理，該發光元件被稱為電流激發型發光元件。
根據其元件的結構，將無機EL元件分類為分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件包括在粘合劑中分散有發光材料的粒子的發光層，且其發光機制是利用施體能級和受體能級的施體-受體複合型發光。薄膜型無機EL元件具有由電介質層夾住發光層再被電極夾住的結構，且其發光機制是利用金屬離子的內殼電子躍遷的局部型發光。注意，在此使用有機EL元件作為發光元件而進行說明。
在圖13A和13B中，示出了主動矩陣型發光顯示裝置作為應用本發明的一個方式的半導體裝置的例子。圖13A是發光顯示裝置的平面圖，而圖13B是沿著圖13A中的線Y-Z截斷的剖面圖。注意，圖14示出圖13A和13B所示的發光顯示裝置的等效電路。
用於半導體裝置的薄膜電晶體301、302可以與實施例模式1所示的薄膜電晶體同樣地製造，是藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低、並且可靠性高的薄膜電晶體。此外，實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體也可以用作本實施例模式的薄膜電晶體301、302。
圖13A及圖14所示的本實施例模式的發光顯示裝置包括多閘極結構的薄膜電晶體301、薄膜電晶體302、發光元件303、電容元件304、源極佈線層305、閘極佈線層306、電源線307。薄膜電晶體301、302是n通道薄膜電晶體。
此外，在圖13B中，本實施例模式的發光顯示裝置包括薄膜電晶體302、絕緣層311、絕緣層312、絕緣層313、分隔壁321以及用於發光元件303的第一電極層320、電致發光層322、第二電極層323。
較佳使用丙烯酸、聚醯亞胺、聚醯胺等的有機樹脂、或矽氧烷形成絕緣層313。
在本實施例模式中，因為像素的薄膜電晶體302是n型的，所以較佳使用陰極作為像素電極層的第一電極層320。具體而言，作為陰極，可以使用功函數小的材料例如Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等。
使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚矽氧烷形成分隔壁321。特別較佳的是，使用感光材料，在第一電極層320上形成開口部，並將其開口部的側壁形成為具有連續的曲率而成的傾斜面。
電致發光層322既可以由單層構成，又可以由多個層的疊層構成。
覆蓋電致發光層322地形成使用陽極的第二電極層323。利用在實施例模式5中作為像素電極層列舉的使用具有透光性的導電材料的透光導電膜形成第二電極層323。除了上述透光導電膜之外，還可以使用氮化鈦膜或鈦膜。藉由重疊第一電極層320、電致發光層322和第二電極層323，形成有發光元件303。然後，也可以在第二電極層323及分隔壁321上形成保護膜，以防止氧、氫、水分、二氧化碳等進入到發光元件307中。作為保護膜，可以形成氮化矽膜、氮氧化矽膜、DLC膜等。
另外，實際上，較佳當完成到圖13B的狀態之後使用氣密性高且漏氣少的保護薄膜(貼合膜、紫外線固性樹脂膜等)或覆蓋材料進行封裝(密封)。
接著，參照圖15A至15C說明發光元件的結構。在此，以驅動TFT是n型的情況為例子來說明像素的剖面結構。用於半導體裝置的驅動TFT 7001、7011、7021可以與實施例模式1所示的薄膜電晶體同樣地製造，是藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低、並且可靠性高的薄膜電晶體。此外，實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體也可以用作TFT 7001、7011、7021。
發光元件的陽極及陰極中之至少一者可以是透明的以取出發光。在基板上形成薄膜電晶體及發光元件，並且有如下結構的發光元件，亦即從與基板相反的面取出發光的頂部發射、從基板一側取出發光的底部發射、以及從基板一側及與基板相反的面取出發光的雙面發射。根據本發明的一個方式的像素結構可以應用於任何發射結構的發光元件。
參照圖15A說明頂部發射結構的發光元件。
在圖15A中示出當驅動TFT 7001是n型，且從發光元件7002發射的光從陽極7005一側發出時的像素的剖面圖。在圖15A中，發光元件7002的陰極7003和驅動TFT 7001電連接，在陰極7003上按順序層疊有發光層7004、陽極7005。至於陰極7003，只要是功函數小且反射光的導電膜即可，可以使用各種材料。發光層7004可以由單層或多層的疊層構成。在由多層構成時，在陰極7003上按順序層疊電子注入層、電子傳輸層、發光層、電洞傳輸層、電洞注入層。注意，不必設置所有這些層。使用透過光的具有透光性的導電材料形成陽極7005。
由陰極7003及陽極7005夾著發光層7004的區域相當於發光元件7002。在圖15A所示的像素中，從發光元件7002發射的光如箭頭所示那樣從陽極7005一側射出。
接著，參照圖15B說明底部發射結構的發光元件。示出在驅動TFT 7011是n型，且從發光元件7012發射的光發射到陰極7013一側的情況下的像素的剖面圖。在圖15B中，在與驅動TFT 7011電連接的具有透光性的導電膜7017上形成有發光元件7012的陰極7013，在陰極7013上按順序層疊有發光層7014、陽極7015。注意，在陽極7015具有透光性的情況下，也可以覆蓋陽極7015上地形成有用來反射光或遮光的遮罩膜7016。與圖15A的情況同樣地，至於陰極7013，只要是功函數小的導電材料即可，可以使用各種材料。但是，將其厚度設定為透過光的程度(較佳為約5nm至30nm)。例如，可以將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。與圖15A同樣地，發光層7014可以由單層或多個層的疊層構成。陽極7015不需要透過光，但是可以與圖15A同樣地使用具有透光性的導電材料形成。雖然遮罩膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限於金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等。
由陰極7013及陽極7015夾著發光層7014的區域相當於發光元件7012。在圖15B所示的像素的情況下，從發光元件7012發射的光如箭頭所示那樣由陰極7013一側射出。
接著，參照圖15C說明雙面發射結構的發光元件。在圖15C中，在與驅動TFT 7021電連接的具有透光性的導電膜7027上形成有發光元件7022的陰極7023，在陰極7023上按順序層疊有發光層7024、陽極7025。與圖15A的情況同樣地，至於陰極7023，只要是功函數小的導電材料即可，可以使用各種材料。但是，將其厚度設定為透過光的程度。例如，可以將其厚度為20nm的Al用作陰極7023。與圖15A同樣地，發光層7024可以由單層或多個層的疊層構成。陽極7025可以與圖15A同樣地使用透過光的具有透光性的導電材料形成。
陰極7023、發光層7024和陽極7025重疊的部分相當於發光元件7022。在圖15C所示的像素的情況下，從發光元件7022發射的光如箭頭所示那樣由陽極7025一側和陰極7023一側射出。
注意，雖然在此描述了有機EL元件作為發光元件，但是也可以設置無機EL元件作為發光元件。
注意，在本實施例模式中示出了控制發光元件的驅動的薄膜電晶體(驅動TFT)和發光元件電連接的例子，但是也可以採用在驅動TFT和發光元件之間連接有電流控制TFT的結構。
注意，本實施例模式所示的半導體裝置不局限於圖15A至15C所示的結構而可以根據本發明的技術思想進行各種變形。
藉由上述步驟，可以製造可靠性高的發光顯示裝置作為半導體裝置。
本實施例模式可以與其他實施例模式所記載的結構適當地組合而實施。
實施例模式8下面示出本發明的半導體裝置的一個方式的顯示面板的結構。在本實施例模式中，說明包括用作顯示元件的液晶元件的液晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板(也稱為液晶面板)、包括用作顯示元件的發光元件的半導體裝置的一個方式的發光顯示面板(也稱為發光面板)。
接著，參照圖16A和16B說明相當於本發明的半導體裝置的一個方式的發光顯示面板的外觀及剖面。圖16A和16B是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料將藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低且可靠性高的薄膜電晶體及發光元件密封在第一基板和第二基板之間。圖16B相當於沿著圖16A的線H-I的剖面圖。
以圍繞設置在第一基板4501上的像素部4502、信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、4504b的方式設置有密封材料4505。此外，在像素部4502、信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、4504b上設置有第二基板4506。因此，像素部4502、信號線驅動電路4503a、4503b、以及掃描線驅動電路4504a、4504b由第一基板4501、密封材料4505和第二基板4506與填料4507一起密封。
此外，設置在第一基板4501上的像素部4502、信號線驅動電路4503a、4503b及掃描線驅動電路4504a、4504b包括多個薄膜電晶體。在圖16B中，例示了包括在像素部4502中的薄膜電晶體4510和包括在信號線驅動電路4503a中的薄膜電晶體4509。
薄膜電晶體4509、4510相當於藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低且可靠性高的薄膜電晶體，並可以應用實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體。在本實施例模式中，薄膜電晶體4509、4510是n通道薄膜電晶體。
此外，附圖標記4511相當於發光元件，發光元件4511所具有的作為像素電極的第一電極層4517與薄膜電晶體4510的源極電極層或汲極電極層電連接。注意，發光元件4511的結構不局限於本實施例模式所示的結構。可以根據從發光元件4511取出的光的方向等適當地改變發光元件4511的結構。
另外，供給到信號線驅動電路4503a、4503b、掃描線驅動電路4504a、4504b、或像素部4502的各種信號及電位是從FPC 4518a、4518b供給的。
在本實施例模式中，連接端子4515由與第二電極層4512相同的導電膜形成，佈線4516由與發光元件4511所具有的電極層4517相同的導電膜形成。
連接端子4515透過各向異性導電膜4519與FPC 4518a所具有的端子電連接。
位於從發光元件4511的取出光的方向的第二基板4506需要具有透光性。在此情況下，使用如玻璃板、塑膠板、聚酯膜或丙烯酸膜等的具有透光性的材料。
此外，作為填料4507，除了氮及氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸、聚醯亞胺、環氧樹脂、矽樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)。在本實施例模式中，使用氮作為填料4507。
另外，若有需要，也可以在發光元件的發射面上適當地設置諸如偏光板、圓偏光板(包括橢圓偏光板)、相延遲板(λ/4片、λ/2片)、彩色濾光片等的光學膜。另外，也可以在偏光板或圓偏光板上設置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹凸不平來擴散反射光並降低眩光的。
也可以在另外製備的基板上使用由單晶半導體膜或多晶半導體膜形成的驅動電路來安裝信號線驅動電路4503a、4503b、及掃描線驅動電路4504a、4504b。此外，也可以另外僅形成信號線驅動電路或其一部分、或者掃描線驅動電路或其一部分來安裝。本實施例模式不局限於圖16A和16B的結構。
接著，參照圖17A1和A2、17B說明相當於本發明的半導體裝置的一個方式的液晶顯示面板的外觀及剖面。圖17A1和A2是一種面板的俯視圖，其中利用密封材料4005將形成在第一基板4001上的包括IGZO半導體層、具有n型導電型的IGZO半導體層的且可靠性高的薄膜電晶體4010、4011及液晶元件4013密封在與第二基板4006之間。圖17B相當於沿著圖17A1和17A2的線M-N的剖面圖。
以圍繞設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描線驅動電路4004的方式設置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅動電路4004上設置有第二基板4006。因此，像素部4002和掃描線驅動電路4004與液晶層4008一起由第一基板4001、密封材料4005和第二基板4006密封。此外，在與第一基板4001上的由密封材料4005圍繞的區域不同的區域中安裝有信號線驅動電路4003，該信號線驅動電路4003使用單晶半導體膜或多晶半導體膜形成在另外準備的基板上。
注意，對於另外形成的驅動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以採用COG方法、打線接合方法或TAB方法等。圖17A1是藉由COG方法安裝信號線驅動電路4003的例子，而圖17A2是藉由TAB方法安裝信號線驅動電路4003的例子。
此外，設置在第一基板4001上的像素部4002和掃描線驅動電路4004包括多個薄膜電晶體。在圖17B中例示了像素部4002所包括的薄膜電晶體4010和掃描線驅動電路4004所包括的薄膜電晶體4011。
薄膜電晶體4010、4011相當於藉由濺射法的連續膜形成而生產成本低且可靠性高的薄膜電晶體，並可以應用實施例模式2或實施例模式3所示的薄膜電晶體。在本實施例模式中，薄膜電晶體4010、4011是n通道薄膜電晶體。
此外，液晶元件4013所具有的像素電極層4030與薄膜電晶體4010電連接。液晶元件4013的對置電極層4031形成在第二基板4006上。像素電極層4030、對置電極層4031和液晶層4008重疊的部分相當於液晶元件4013。注意，像素電極層4030和對置電極層4031分別設置有用作配向膜的絕緣層4032、4033，且連同絕緣層4032、4033係插置於像素電極層4030與對置電極層4031之間而夾有液晶層4008。
注意，作為第一基板4001、第二基板4006，可以使用玻璃、金屬(典型的是不銹鋼)、陶瓷、塑膠。作為塑膠，可以使用FRP(玻璃纖維強化塑膠)板、PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。此外，還可以使用具有將鋁箔夾在PVF膜或聚酯膜之間的結構的薄片。
此外，附圖標記4035表示藉由對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而獲得的柱狀間隔件，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。注意，還可以使用球狀間隔件。
另外，供給到另外形成的信號線驅動電路4003、掃描線驅動電路4004或像素部4002的各種信號及電位是從FPC 4018供給的。
在本實施例模式中，連接端子4015由與液晶元件4013所具有的像素電極層4030相同的導電膜形成，並且佈線4016由與薄膜電晶體4010、4011的閘極電極層相同的導電膜形成。
連接端子4015隔著各向異性導電膜4019電連接到FPC 4018所具有的端子。
此外，雖然在圖17A1和A2、17B中示出了另外形成信號線驅動電路4003並將它安裝在第一基板4001的例子，但是本實施例模式不局限於該結構。既可以另外形成掃描線驅動電路來安裝，又可以另外僅形成信號線驅動電路的一部分或掃描線驅動電路的一部分來安裝。
圖18示出了使用應用本發明製造的TFT基板2600來構成用作半導體裝置的液晶顯示模組的一例。
圖18是液晶顯示模組的一例，利用密封材料2602固定TFT基板2600和對置基板2601，並在其間設置包括TFT等的像素部2603、包括液晶層的顯示元件2604、著色層2605來形成顯示區域。在進行彩色顯示時需要著色層2605，並且當採用RGB方式時，對應於各像素地設置有分別對應於紅色、綠色、藍色的著色層。在TFT基板2600和對置基板2601的外側配置有偏光板2606、偏光板2607、漫射片2613。光源由冷陰極管2610和反射板2611構成，電路基板2612利用可撓性線路板2609與TFT基板2600的佈線電路部2608連接，且其中組裝有控制電路及電源電路等的外部電路。此外，可以以在偏光板和液晶層之間具有相位差板的狀態來層疊。
液晶顯示模組可以採用TN(扭轉向列)模式、IPS(平面切換)模式、FFS(邊緣電場切換)模式、MVA(多區域垂直配向)模式、PVA(圖像垂直配向排列)模式、ASM(軸對稱排列微胞)模式、OCB(光學補償雙折射)模式、FLC(鐵電性液晶)模式、AFLC(反鐵電性液晶)模式等。
藉由上述步驟，可以製造可靠性高的顯示面板作為半導體裝置。
本實施例模式可以與其他實施例模式所記載的結構適當地組合而實施。
實施例模式9根據本發明的一個方式的半導體裝置可以應用於各種電子裝置(包括遊戲機)。作為電子裝置，可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位照相機、數位攝像機、數位相框、移動式電話機(也稱為移動式電話、移動式電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、聲音再生裝置、彈珠機等大型遊戲機等。
圖19A示出可攜式資訊終端裝置9200的一例。可攜式資訊終端設備9200內置有電腦而可以進行各種資料處理。作為這種可攜式資訊終端設備9200，可以舉出PDA(個人數位助理)。
可攜式資訊終端設備9200由殼體9201及殼體9203的兩個殼體構成。殼體9201和殼體9203由聯結部9207而被聯結為可折疊方式。殼體9201嵌入有顯示部9202，殼體9203具備有鍵盤9205。當然，可攜式資訊終端設備9200的結構不局限於如上所述的結構，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置其他輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的可攜式資訊終端設備。
圖19B示出數位攝像機9500的一例。數位攝像機9500的殼體9501嵌入有顯示部9503，另外設置有各種操作部。注意，數位攝像機9500的結構沒有特別的限制，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的數位攝像機。
圖19C示出移動式電話機9100的一例。移動式電話機9100由殼體9102及殼體9101的兩個殼體構成，並且殼體9102和殼體9101係以聯結部9103而被聯結為能夠折疊的方式。殼體9102嵌入有顯示部9104，殼體9101設置有有操作鍵9106。注意，移動式電話機9100的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的移動式電話機。
圖19D示出能夠可攜式電腦9400的一例。電腦9400具備自由開閉地聯結的殼體9401和殼體9404。殼體9401嵌入有顯示部9402，殼體9404設置有鍵盤9403。注意，電腦9400的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的電腦。
圖20示出與圖19C的移動式電話機不同的其他移動式電話機1000的一例。移動式電話機1000除了安裝在殼體1001的顯示部1002之外還具備操作按鈕1003、外部連接埠1004、擴音器1005、微音器1006等。
圖20所示的移動式電話機1000可以用手指等觸摸顯示部1002來輸入資訊。此外，可以用手指等觸摸顯示部1002來進行打電話或寫電子郵件的操作。
顯示部1002的畫面主要有三個模式。第一是以影像的顯示為主的顯示模式，第二是以文字等的資訊的輸入為主的輸入模式，第三是顯示模式和輸入模式的兩個模式混合的顯示+輸入模式。
例如，在打電話或寫電子郵件的情況下，將顯示部1002設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，並進行在螢幕上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，較佳的是，在顯示部1002的螢幕的大部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。
此外，在移動式電話機1000的內部設置具有陀螺儀或加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置，判斷移動式電話機1000的方向(移動式電信機1000針對橫向或縱向模式而被水平或垂直置放)，而可以對顯示部1002的畫面顯示進行自動切換。
藉由觸摸顯示部1002或對殼體1001的操作按鈕1003進行操作，切換畫面模式。還可以根據顯示在顯示部1002上的影像種類切換畫面模式。例如，當顯示在顯示部上的視頻信號為移動影像的資料時，將畫面模式切換成顯示模式，而當顯示在顯示部上的視頻信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式中藉由檢測出顯示部1002的光感測器所檢測的信號得知在一定期間中沒有顯示部1002的觸摸操作輸入時，也可以以將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式的方式進行控制。
圖21A示出電視裝置9600的一例。在電視裝置9600中，殼體9601嵌入有顯示部9603。利用顯示部9603可以顯示節目影像。此外，在此示出利用支架9605來支撐殼體9601的結構。注意，電視裝置9600的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的電視裝置。
可以藉由利用殼體9601所具備的操作開關、另外提供的遙控器9610來進行電視裝置9600的操作。藉由利用遙控器9610所具備的操作鍵9609，可以進行頻道及音量的操作，並可以對在顯示部9603上顯示的節目影像進行操作。此外，也可以採用在遙控器9610中設置顯示從該遙控操作機9610輸出的資訊的顯示部9607的結構。
注意，電視裝置9600採用具備接收機及數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(在發送者和接收者之間或在接收者之間等)的資訊通信。
圖21B示出數位相框9700的一例。例如，在數位相框9700中，殼體9701嵌入有顯示部9703。顯示部9703可以顯示各種影像，例如藉由顯示使用數位相機等拍攝的影像資料，可以發揮與一般的相框同樣的功能。注意，數位相框9700的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的數位相框。
注意，數位相框9700採用具備操作部、外部連接用端子(USB端子、可以與USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄媒體插入部等的結構。這種結構也可以嵌入到與顯示部同一個面，但是藉由將它設置在側面或背面上來提高設計性，所以是較佳的。例如，可以對數位相框的記錄媒體插入部插入儲存有由數位相機所拍攝的影像資料的記憶體並提取影像資料，然後可以將所提取的影像資料轉移至數位相框9700中且顯示於顯示部9703上。
此外，數位相框9700也可以採用以無線的方式收發資訊的結構。也可以採用以無線的方式提取所希望的影像資料並進行顯示的結構。
本發明的一個方式的具有通道保護層的薄膜電晶體也可以應用於電子紙。電子紙可以用於用來顯示資訊的各種領域的電子裝置。例如，可以將電子紙應用於電子書籍(電子書)、海報、火車等的交通工具的車廂廣告、信用卡等的各種卡片中的顯示等。圖22和圖23示出電子紙的一例。
另外，圖22示出電子書裝置2700的一例。例如，電子書裝置2700由兩個殼體，即殼體2701及殼體2703構成。殼體2701及殼體2703係由鉸合部2711相連接，且可以以該鉸合部2711為軸而進行開閉動作。藉由這種結構，可以進行如紙質書籍那樣的操作。
殼體2701嵌入有顯示部2705，而殼體2703嵌入有顯示部2707。顯示部2705及顯示部2707的結構既可以是顯示連續的畫面的結構，又可以是顯示不同的畫面的結構。藉由採用顯示不同的畫面的結構，例如可以在右邊的顯示部(圖22中的顯示部2705)中顯示文章，而可以在左邊的顯示部(圖22中的顯示部2707)中顯示影像。
此外，在圖22中示出殼體2701具備操作部等的例子。例如，在殼體2701中，具備電源2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意，也可以採用在與殼體的顯示部相同的面具備鍵盤及指向裝置等的結構。另外，也可以採用在殼體的背面及側面具備外部連接用端子(耳機端子、USB端子或可與AC轉接器及USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、記錄媒體插入部等的結構。再者，電子書籍2700也可以具有電子詞典的功能。
此外，電子書籍2700也可以採用以無線的方式收發資訊的結構。還可以採用以無線的方式從電子書籍伺服器購買所希望的書籍資料等，然後下載的結構。注意，電子書籍2700的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的電子書籍。
另外，圖23示出火車等交通工具的車廂廣告海報3602。在廣告介質是紙的印刷物的情況下用人手進行廣告的更換，但是如果使用應用電子紙，則在短時間內改變廣告的顯示內容而不花費人力。此外，顯示不會打亂而可以獲得穩定的影像。注意，海報也可以採用以無線的方式收發資訊的結構。注意，海報的結構沒有特別的限定，至少具備具有根據本發明的一個方式的通道保護層的薄膜電晶體的結構即可，可以採用適當地設置另外輔助設備的結構。藉由本發明可以實現製造成本低、並且具有高可靠性的海報。
本實施例模式可以與實施例模式1至實施例模式8中的任一個自由地組合。
本申請基於2008年7月31日在日本專利局提交的日本專利申請序列號2008-197127，在此引用其全部內容作為參考。