顯示裝置及電子設(shè)備的制作方法
顯示裝置及電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是提供制造成本低的顯示裝置。本發(fā)明的課題是提供功耗小的顯示裝置。另外，本發(fā)明的課題是提供可以制造在大面積襯底上的顯示裝置。此外，本發(fā)明的課題是提供像素的開口率高的顯示裝置。另外，本發(fā)明的課題是提供可靠性高的顯示裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式包括與具有透光性的像素電極電連接的晶體管以及電容元件，該晶體管包括柵電極、設(shè)置在柵電極上的柵極絕緣膜、設(shè)置在柵極絕緣膜上包含氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜，電容元件包括像素電極以及由具有與第一多層膜相同的層結(jié)構(gòu)的第二多層膜構(gòu)成的導(dǎo)電性電極，其中該第二多層膜與像素電極重疊并以規(guī)定的間隔配置，晶體管的溝道形成區(qū)為不與柵極絕緣膜接觸的第一多層膜中的至少一個(gè)層。
【專利說明】顯示裝置及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書等所公開的發(fā)明涉及一種顯示裝置及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器等平面顯示器不斷得到普及。在平面顯示器等顯示裝置中，在配置于行方向及列方向上的像素中，設(shè)置有作為開關(guān)元件的晶體管、與該晶體管電連接的顯示元件以及與該顯示元件連接的電容元件。
[0003]根據(jù)用途，作為用于晶體管的硅半導(dǎo)體膜分別使用非晶硅膜和多晶硅膜。例如，當(dāng)在大面積襯底上制造顯示裝置時(shí)，優(yōu)選使用已確立對(duì)大面積襯底的成膜技術(shù)的非晶硅膜。通過在大面積襯底上制造顯示裝置，可以縮減顯示裝置的制造成本。但是，使用非晶硅膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率低，因此為了獲得充分的通態(tài)電流(on-state current)需要擴(kuò)大晶體管的面積。晶體管的面積越大像素的開口率越低，而顯示裝置的功耗增大。
[0004]另一方面，使用多晶硅膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高，因此即使晶體管的面積小也可以獲得充分的通態(tài)電流。因此，可以提高像素的開口率，而可以降低顯示裝置的功耗。但是，由于通過對(duì)非晶硅膜進(jìn)行高溫度的熱處理或激光處理等形成多晶硅膜，因此難以在大面積襯底上形成多晶硅膜。因?yàn)殡y以在大面積襯底上制造顯示裝置，所以顯示裝置的制造成本增高。
[0005]此外，呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的氧化物(也稱為氧化物半導(dǎo)體)是可以應(yīng)用于晶體管的半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體材料。例如，公開了使用氧化鋅或In-Ga-Zn氧化物來制造晶體管的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2)。
[0006]因?yàn)榭梢允褂脼R射法形成氧化物半導(dǎo)體膜，所以氧化物半導(dǎo)體膜適合在大面積襯底上制造顯示裝置時(shí)使用。通過在大面積襯底上制造顯示裝置，可以縮減顯示裝置的制造成本。此外，使用氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高，因此即使晶體管的面積小也可以獲得充分的通態(tài)電流。因此，可以提高像素的開口率，而可以降低顯示裝置的功耗。另夕卜，能夠改良使用了非晶硅膜的晶體管的生產(chǎn)設(shè)備的一部分而利用，因此有可以抑制設(shè)備投資的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]此外，隨著顯示裝置的高精細(xì)化，布線、電極等所占的面積增大，因此像素的開口率變低，顯示裝置的功耗變大。例如，當(dāng)縮短布線的寬度時(shí)，發(fā)生顯示裝置的工作延遲，而顯示裝置的顯示質(zhì)量降低。此外，當(dāng)縮小電容元件時(shí)，顯示裝置的顯示質(zhì)量也降低。
[0008]已知因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體膜具有3eV至4eV左右的較寬的能隙，所以對(duì)可見光具有透光性。在專利文獻(xiàn)3中，公開了如下技術(shù):在顯示裝置中，使用具有透光性的氧化物半導(dǎo)體膜在同一平面上形成晶體管的溝道層和用于電容元件的電容電極中的一個(gè)電極。注意，因?yàn)橛糜陔娙菰碾娙蓦姌O中的另一個(gè)電極由具有透光性的像素電極形成，所以電容元件整體可以為透明。
[0009][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請(qǐng)公開2007-123861號(hào)公報(bào)
[0010][專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開2007-96055號(hào)公報(bào)[0011][專利文獻(xiàn)3]美國專利第8，102,476號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的課題之一是提供一種制造成本低的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種功耗小的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種可以制造在大面積襯底上的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種其像素的開口率高的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括與具有透光性的像素電極電連接的晶體管以及電容元件，該晶體管包括柵電極、設(shè)置在柵電極上的柵極絕緣膜以及設(shè)置在柵極絕緣膜上并包含氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜，電容元件包括像素電極以及由具有與第一多層膜相同的層結(jié)構(gòu)的第二多層膜構(gòu)成的導(dǎo)電性電極，其中該第二多層膜與像素電極重疊并以規(guī)定的間隔配置，晶體管的溝道形成區(qū)是不與柵極絕緣膜接觸的第一多層膜中的至少一個(gè)層。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)中，第一多層膜優(yōu)選包括與柵極絕緣膜上接觸的第一氧化物層以及與第一氧化物層上接觸的第二氧化物層。此外，更優(yōu)選的是，第二氧化物層的電子親和力比第一氧化物層大，而兩者之間的差大于0.2eV。
[0015]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層優(yōu)選以第二氧化物層的1.5倍以上的高濃度包含招、娃、鈦、鎵、鍺、乾、錯(cuò)、錫、鑭、鋪或鉿。
[0016]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層及第二氧化物層是In-Ga-Zn氧化物，當(dāng)?shù)谝谎趸飳邮荌n:Ga =Zn=X1 =Z1H原子數(shù)比]且第二氧化物層是In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]時(shí)，優(yōu)選I比y2/x2大1.5倍以上。
[0017]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選第二氧化物層是結(jié)晶，第一氧化物層的結(jié)晶性比第二氧化物層低。
[0018]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一多層膜優(yōu)選包括與柵極絕緣膜上接觸的第一氧化物層、與第一氧化物層上接觸的第二氧化物層、與第二氧化物層上接觸的第三氧化物層，而且，更優(yōu)選的是，第二氧化物層的電子親和力比第一氧化物層及第三氧化物層大，而兩者之間的差大于0.2eVo
[0019]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層及第三氧化物層優(yōu)選以第二氧化物層的1.5倍以上的高濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿。
[0020]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層、第二氧化物層及第三氧化物層是In-Ga-Zn氧化物，當(dāng)?shù)谝谎趸飳邮荌n:Ga =Zn=X1原子數(shù)比],第二氧化物層是In:Ga:Zn=X2:y2:z2 [原子數(shù)比]且第三氧化物層是In:Ga:Zn=X3:y3:z3 [原子數(shù)比]時(shí),優(yōu)選Y1Zx1hJ、比72八2大1.5倍以上。此外，更優(yōu)選的是，第一氧化物層是非晶，第二氧化物層是結(jié)晶。此外，進(jìn)一步優(yōu)選的是，第三氧化物層是結(jié)晶。
[0021]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選具有通過與柵電極在同一工序設(shè)置的電容線，第二多層膜與電容線電連接。此外，第二多層膜的載流子密度優(yōu)選比第一多層膜高。此外，第二多層膜更優(yōu)選與柵極絕緣膜上接觸地形成并包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
[0022]此外，本發(fā)明的另一個(gè)方式包括使用上述顯示裝置的電子設(shè)備。
[0023]為了對(duì)在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中形成溝道的晶體管賦予穩(wěn)定的電特性，降低形成溝道的層中的雜質(zhì)濃度是有效的。例如，在氧化物半導(dǎo)體中，硅形成雜質(zhì)能級(jí)。此外，有時(shí)該雜質(zhì)能級(jí)成為陷阱，使晶體管的電特性劣化。此外，作為晶體管的柵極絕緣膜，大多使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等包含硅的絕緣膜，因此優(yōu)選在不與柵極絕緣膜接觸的層上形成包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的形成有溝道的層。
[0024]此外，當(dāng)在柵極絕緣膜與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜之間的界面處形成溝道時(shí)，在該界面處發(fā)生界面散射，而晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率降低。從這樣的觀點(diǎn)來看，晶體管的溝道優(yōu)選形成在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的不與柵極絕緣膜接觸的層中。
[0025]因此，通過在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的不與柵極絕緣膜接觸的層中形成晶體管的溝道，可以實(shí)現(xiàn)具有穩(wěn)定的電特性并具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的晶體管。通過將該晶體管用作顯示裝置的開關(guān)元件，該晶體管具有穩(wěn)定的電特性，因此可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的顯示裝置。此外，即使該晶體管的面積小，該晶體管也可以得到充分的通態(tài)電流，因此可以提高像素的開口率，而可以減小顯示裝置的功耗。
[0026]為了使晶體管的溝道形成區(qū)離開柵極絕緣膜，例如作為包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜采用下述結(jié)構(gòu)即可。
[0027]包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜至少包括氧化物半導(dǎo)體層(為了方便起見，稱為第二氧化物層)及設(shè)置在第二氧化物層與柵極絕緣膜之間的第一氧化物層。第一氧化物層是由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，并具有比第二氧化物層小
0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，當(dāng)對(duì)柵電極施加電場(chǎng)時(shí)，溝道形成在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的電子親和力較大的第二氧化物層中。就是說，由于在第二氧化物層與柵極絕緣膜之間具有第一氧化物層，因此可以在不與柵極絕緣膜接觸的層(在此，指第二氧化物層)中形成晶體管 的溝道。此外，由于第一氧化物層由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，可以在第二氧化物層與第一氧化物層之間的界面處不容易發(fā)生界面散射。因此，在該界面處載流子的移動(dòng)不被阻礙，因此可以提高晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率。
[0028]此外，第一氧化物可以是以比第二氧化物層高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜。具體地說，作為第一氧化物層，使用以第二氧化物層的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的濃度包含上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第一氧化物層是與第二氧化物層相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0029]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳邮荌n-Ga-Zn氧化物膜，并且第一氧化物層也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第一氧化物層設(shè)定為In:Ga =Zn=X1:Yl =Z1 [原子數(shù)比]，并且將第二氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]的情況下，選擇Y1A1比I大的第一氧化物層及第二氧化物層。優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比y2/x2大1.5倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。更優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比72八2大2倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇Y1Z7X1比?ιΙ?大3倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。
[0030]此外，包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜可以在不與柵極絕緣膜接觸一側(cè)包括與第二氧化物層接觸，由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，并具有比第二氧化物層小0.2eV以上的電子親和力的第三氧化物層。此時(shí)，即使對(duì)柵電極施加電場(chǎng)，也不會(huì)在第三氧化物層中形成溝道。而且，因?yàn)橛蓸?gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成第三氧化物層，所以在第二氧化物層與第三氧化物層之間的界面處不容易形成界面能級(jí)。當(dāng)該界面具有界面能級(jí)時(shí)，有可能形成將該界面用作溝道形成區(qū)的閾值電壓不同的第二晶體管，而晶體管的外觀上的閾值電壓變動(dòng)。因此，通過設(shè)置第三氧化物層，可以降低晶體管的閾值電壓等電特性的偏差。
[0031]例如，第三氧化物層是以比第二氧化物層高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第三氧化物層，使用包含第二氧化物層的
1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第三氧化物層是與第二氧化物層相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0032]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳邮荌n-Ga-Zn氧化物膜，并且第三氧化物層也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第二氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=x2:y2:z2[原子數(shù)比]，并且將第三氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=X3:y3:z3[原子數(shù)比]的情況下，選擇y3/x3比I大的第二氧化物層及第三氧化物層。優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大1.5倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。更優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大2倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y3/x3比?ιΙ?大3倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。
[0033]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置使用具有與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜(為了方便起見，稱為第一多層膜)相同的層結(jié)構(gòu)并具有透光性的第二多層膜以及具有透光性的像素電極來形成電容元件。由于第二多層膜具有透光性，因此可以使電容元件具有透光性。通過使用具有透光性的電容元件，像素的開口率得到提高，從而可以減小顯示裝置的功耗。[0034]此外，當(dāng)通過與第一多層膜在同一工序設(shè)置第二多層膜時(shí)，可以減少顯示裝置的制造工序數(shù)。通過減少顯示裝置的制造工序數(shù)，可以降低顯示裝置的制造成本。
[0035]作為第二多層膜，使用其載流子密度比第一多層膜高的多層膜。因?yàn)榈诙鄬幽ぞ哂懈咻d流子密度，所以可以用作電極。
[0036]此外，作為第二多層膜，使用以比第一多層膜高的濃度包含賦予η型的雜質(zhì)的多層膜。作為賦予η型的雜質(zhì)的例子，有硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻及稀有氣體元素。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管及電容元件使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件的多層膜具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管的多層膜中，由于溝道形成在不與柵極絕緣膜接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，因此可以制造可靠性高的顯示裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1A至圖1C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的圖以及說明像素的電路圖；
[0039]圖2是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0040]圖3Α至圖3C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0041]圖4Α至圖4C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0042]圖5Α和圖5Β是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0043]圖6是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；[0044]圖7A至圖7C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0045]圖8是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0046]圖9A至圖9C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0047]圖10是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0048]圖1lA至圖1lC是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0049]圖12A至圖12C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的俯視圖；
[0050]圖13A和圖13B是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0051]圖14A至圖14C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖及俯視圖；
[0052]圖15A至圖15C是說明使用本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的電子設(shè)備的圖；
[0053]圖16A至圖16C是說明使用本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的電子設(shè)備的圖；
[0054]圖17A至圖17C是示出包括在顯示裝置中的晶體管的電流與電壓的關(guān)系、存儲(chǔ)電容的電壓與電容的關(guān)系的圖；
[0055]圖18是說明包括在顯示裝置中的存儲(chǔ)電容的工作方法的圖。
[0056]本發(fā)明的選擇圖為圖3A至圖3C。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍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(yīng)該被解釋為僅限定在下面的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。
[0058]注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同附圖之間共同使用同一符號(hào)表示同一部分或具有同樣功能的部分而省略其重復(fù)說明。另外，當(dāng)表示具有相同功能的部分時(shí)有時(shí)使用相同的陰影線，而不特別附加附圖標(biāo)記。
[0059]在本說明書所說明的每一個(gè)附圖中，有時(shí)為了明確起見，夸大表示各結(jié)構(gòu)的大小、膜的厚度或區(qū)域。因此，本發(fā)明并不一定限定于該尺度。
[0060]另外，在本說明書等中，為了方便起見，附加了“第一”、“第二”等序數(shù)詞，而其并不表示工序順序或疊層順序。此外，其在本說明書等中不表示用來特定發(fā)明的事項(xiàng)的固有名稱。
[0061]另外，“源極”及“漏極”的功能在電路工作的電流方向變化的情況等下，有時(shí)互相調(diào)換。因此，在本說明書中，“源極”及“漏極”的用詞可以被互相調(diào)換使用。
[0062]另外，電壓是指兩個(gè)點(diǎn)之間的電位差，電位是指某一點(diǎn)的靜電場(chǎng)中的單位電荷具有的靜電能(電位能量)。但是，一般來說，將某一點(diǎn)的電位與標(biāo)準(zhǔn)的電位(例如接地電位或源極電位)之間的電位差簡(jiǎn)單地稱為電位或電壓，通常，電位和電壓作為同義詞來使用。因此，在本說明書中，除了特別指定的情況以外，既可將“電位”稱為“電壓”，又可將“電壓”稱為“電位”。
[0063]在本說明書中，當(dāng)在進(jìn)行光刻處理之后進(jìn)行蝕刻處理時(shí)，去除在光刻處理中形成的掩模。
[0064]實(shí)施方式I
[0065]在本實(shí)施方式中，使用【專利附圖】
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【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置。此外，在本實(shí)施方式中，以使用液晶元件的顯示裝置為例子進(jìn)行說明。
[0066]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)>
[0067]圖1A示出顯示裝置的一個(gè)例子。圖1A所示的顯示裝置包括:像素部100 ;掃描線驅(qū)動(dòng)電路104 ;信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 ;彼此平行或大致平行地配置且其電位由掃描線驅(qū)動(dòng)電路104控制的m個(gè)掃描線107 ;以及彼此平行或大致平行地配置且其電位由信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106控制的η個(gè)信號(hào)線109。而且，像素部100具有配置為矩陣狀的多個(gè)像素101。此夕卜，具有沿著掃描線107彼此平行或大致平行地配置的電容線115。此外，也可以沿著信號(hào)線109彼此平行或大致平行地配置電容線115。
[0068]各掃描線107與在像素部100中配置為m行η列的像素101中的配置在任一行的η個(gè)像素101電連接。此外,各信號(hào)線109與配置為m行η列的像素101中的配置在任一列的m個(gè)像素101電連接。m、η都是I以上的整數(shù)。此外，各電容線115與配置為m行η列的像素101中的配置在任一行的η個(gè)像素101電連接。此外，當(dāng)電容線115沿著信號(hào)線109彼此平行或大致平行地配置時(shí)，電容線115與配置為m行η列的像素101中的配置在任一列的m個(gè)像素101電連接。
[0069]圖1B是在圖1A中示出的顯示裝置所具有的像素101的電路圖的一個(gè)例子。圖1B所示的像素101包括:與掃描線107及信號(hào)線109電連接的晶體管103 ;其一個(gè)電極與晶體管103的漏電極及像素電極121電連接，且另一個(gè)電極與供應(yīng)規(guī)定的電位的電容線115電連接的電容元件105 ;以及電連接到對(duì)與像素電極121相對(duì)設(shè)置的電極(對(duì)置電極)供應(yīng)電位的布線155的液晶元件108，其中該像素電極121電連接到晶體管103的漏電極及電容元件105的一個(gè)電極。
[0070]此外，在電容元件105中，將像素電極121用作一個(gè)電極，并且將與電容線115連接的電極用作另一個(gè)電極。此時(shí)，使用圖1B所示的電路圖可以示出另一個(gè)電極的導(dǎo)電率較高的情況。另一方面，使用圖1C所示的電路圖可以示出該另一個(gè)電極的導(dǎo)電率較低的情況。
[0071]圖1C所示的像素101包括:與掃描線107及信號(hào)線109電連接的晶體管103 ;其一個(gè)電極與晶體管103的漏電極電連接，且另一個(gè)電極與供應(yīng)規(guī)定的電位的電容線115電連接的電容元件105 ;以及電連接到對(duì)與像素電極121相對(duì)設(shè)置的電極(對(duì)置電極)供應(yīng)電位的布線155的液晶元件108，其中該像素電極121電連接到晶體管103的漏電極及電容元件105的一個(gè)電極。
[0072]在圖1C所示的電容元件105中，多層膜119具有與用于晶體管103的多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過控制施加的電位而使其處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，多層膜119起到電極的作用。多層膜119用作電容元件105的另一個(gè)電極。因此，可以說電容元件105具有MOS(Metal Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)電容器結(jié)構(gòu)。此外，多層膜119具有與多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)并具有較低的導(dǎo)電率。此外，多層膜119用作電容元件的電極。
[0073]此外，與包括在作為增強(qiáng)型晶體管的晶體管103中的多層膜111相比，電容元件105的多層膜119因添加使導(dǎo)電率增高的雜質(zhì)的處理等而其載流子密度有意地增大。此夕卜，與晶體管103相同，當(dāng)像素電極121的電位VP與電容線115的電位VC之間的電位差(VP-VC)小于OV時(shí)電容元件105開始進(jìn)行充電(參照?qǐng)D17B及圖17C)。因此，電容元件105的閾值電壓(Vth)小于0V。圖17A示出作為增強(qiáng)型晶體管的晶體管103的1-V曲線及閾值電壓Vth。
[0074]圖17B示出電容元件105的C_V (Capacitance-Voltage:電容-電壓)曲線。在圖17B中，橫軸表示電容元件105的像素電極121與電容線115之間的電位差(VP-VC)，縱軸表示電容元件105的電容C。
[0075]此外，通過利用晶體管103的多層膜111的形成工序形成電容元件105的多層膜119，有意地將其載流子密度增高，并對(duì)其進(jìn)行添加使導(dǎo)電率增加的雜質(zhì)的處理等。因此，多層膜119的載流子密度比多層膜111的載流子密度高。
[0076]液晶元件108是利用由形成有晶體管103及像素電極121的襯底與形成有對(duì)置電極的襯底夾住的液晶的光學(xué)調(diào)制作用控制光的透過或非透過的元件。此外，液晶的光學(xué)調(diào)制作用被施加到液晶的電場(chǎng)(包括橫方向上的電場(chǎng)、縱方向上的電場(chǎng)或傾斜方向上的電場(chǎng))控制。
[0077]接著，對(duì)液晶顯示裝置的像素101的具體例子進(jìn)行說明。圖2示出像素101的俯視圖。此外，在圖2中，省略對(duì)置電極及液晶元件。
[0078]在圖2中，掃描線107在與信號(hào)線109大致正交的方向(附圖中的左右方向)上延伸而設(shè)置。信號(hào)線109在與掃描線107大致正交的方向(附圖中的上下方向)上延伸而設(shè)置。電容線115在與掃描線107平行的方向上延伸而設(shè)置。此外，掃描線107及電容線115與掃描線驅(qū)動(dòng)電路104 (參照?qǐng)D1A)電連接，信號(hào)線109與信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 (參照?qǐng)D1A)電連接。
[0079]晶體管103設(shè)置在掃描線107與信號(hào)線109交叉的區(qū)域中。晶體管103包括柵電極、設(shè)置在該柵電極上的柵極絕緣膜(在圖2中未圖示)、設(shè)置在該柵極絕緣膜上并包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111。此外，在掃描線107中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的柵電極。在信號(hào)線109中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的源電極。在導(dǎo)電膜113中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的漏電極。由此，有時(shí)將柵電極、源電極和漏電極分別表示為掃描線107、信號(hào)線109和導(dǎo)電膜113。此外，在圖2中，掃描線107的邊緣在頂面形狀中位于比多層膜111的邊緣還外側(cè)。因此，掃描線107用作遮擋來自背光燈的光的遮光膜。其結(jié)果是，包括在晶體管103中的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111不被光照射而可以減少電特性的變動(dòng)。
[0080]此外，通過在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111進(jìn)行處理，可以將晶體管103的關(guān)態(tài)電流(off-state current)降低到極低。由此，可以降低顯示裝置的功耗。
[0081]在本實(shí)施方式中，對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111具有包含第一氧化物層、與該第一氧化物層上接觸的氧化物半導(dǎo)體的第二氧化物層以及與該第二氧化物層上接觸的第三氧化物層的結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行說明。
[0082]此外，導(dǎo)電膜113通過開口 117與具有透光性的像素電極121電連接。因此，具有透光性的像素電極121與晶體管103電連接。
[0083]此外，電容元件105設(shè)置在像素101內(nèi)的由電容線115及信號(hào)線109圍繞的區(qū)域中。此外，電容元件105具有透光性。因此，可以在像素101內(nèi)形成較大(面積大)的電容元件105，因此可以獲得具有較高的開口率和較大的電荷容量的顯示裝置。
[0084]例如，在分辨率高的顯示裝置諸如液晶顯示裝置中，像素的面積變小，電容元件的面積也變小。因此，在分辨率高的顯示裝置中，積蓄在電容元件105中的電荷容量變小。但是，本實(shí)施方式所示的電容元件105具有透光性，因此通過在各像素中設(shè)置該電容元件105，可以在各像素中獲得充分的電荷容量，同時(shí)可以提高開口率。典型的是，可以適當(dāng)?shù)厥褂梅直媛矢叩娘@示裝置，即像素密度可以為200ppi (pixel per inch:每英寸像素)以上，還可以為300ppi以上的顯示裝置。此外，本發(fā)明的一個(gè)方式可以提高開口率，因此可以高效地利用背光燈等光源裝置的光，而可以降低顯示裝置的功耗。
[0085]在此，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說明。因?yàn)楸景l(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置具有MOS電容器結(jié)構(gòu)的電容元件105，所以當(dāng)使電容元件105工作時(shí)，為了使其穩(wěn)定地工作，將施加到用作電容元件105的另一個(gè)電極的多層膜119 (換言之，電容線115)的電位VC設(shè)定為以下。
[0086]如上所述，電容元件105的C-V曲線是如圖17B所示那樣的閾值電壓小于OV的C-V曲線。在使電容元件105工作的期間中，使電容元件105穩(wěn)定地工作意味著對(duì)電容元件105充分地進(jìn)行充電。例如，是在該期間中以將電容元件105的像素電極121的電位VP與多層膜119的電位VC之間的電位差(VP-VC)成為圖17B的Vl以上且V2以下的方式供應(yīng)電位VC。
[0087]此外，在使電容元件105工作的期間中，像素電極121的電位VP根據(jù)輸入到信號(hào)線109的信號(hào)向正方向及負(fù)方向變動(dòng)。具體地說，以視頻信號(hào)的中心電位為基準(zhǔn)向正方向及負(fù)方向變動(dòng)。由此，在該期間中，為了使像素電極121的電位與多層膜119的電位之間的電位差為Vl及V2，使多層膜119的電位(電容線115的電位)為比Vl及V2的值的每一個(gè)低出電容元件105的閾值電壓以上的電位即可(參照?qǐng)D18)。此外，在圖18中，將供應(yīng)到掃描線107的電位中的最低電位設(shè)定為GVss，將供應(yīng)到掃描線107的電位中的最高電位設(shè)定為 GVdd。
[0088]換言之，為了使電容元件105工作，在使電容元件105工作的期間中，像素電極121與多層膜119之間的電位差高于電容元件105的閾值電壓即可。
[0089]在此，圖3A示出沿著圖2的點(diǎn)劃線A1-A2之間以及點(diǎn)劃線B1-B2之間的截面圖。
[0090]在圖3A中，液晶顯示裝置的像素101的截面結(jié)構(gòu)如下。液晶顯示裝置具有形成在第一襯底102上的元件部、形成在第二襯底150上的元件部以及由該兩個(gè)元件部夾住的液晶層160。
[0091]首先，對(duì)設(shè)置在第一襯底102上的元件部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在第一襯底102上設(shè)置有具有晶體管103的柵電極的掃描線107、設(shè)置在與掃描線107同一表面上的電容線115。在掃描線107及電容線115上設(shè)置有柵極絕緣膜127。在柵極絕緣膜127的與掃描線107重疊的區(qū)域上設(shè)置有多層膜111，在形成有電容元件105的區(qū)域的柵極絕緣膜127上設(shè)置有多層膜119。此外，在柵極絕緣膜127上設(shè)置有包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113。
[0092]此外，在柵極絕緣膜127中設(shè)置有到達(dá)電容線115的開口 123，在開口 123、柵極絕緣膜127和多層膜119上設(shè)置有導(dǎo)電膜125。
[0093]此外，在柵極絕緣膜127、信號(hào)線109、多層膜111、導(dǎo)電膜113、導(dǎo)電膜125和多層膜119上設(shè)置有用作晶體管103的保護(hù)絕緣膜及電容元件105的電介質(zhì)的絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132。此外，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜113的開口 117，在開口 117以及絕緣膜132上設(shè)置有像素電極121。
[0094]電容元件105具有透光性，并由像素電極121、絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132和多層膜119構(gòu)成。
[0095]此外，在像素電極121以及絕緣膜132上設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜158。此外，也可以在第一襯底102與掃描線107、電容線115及柵極絕緣膜127之間設(shè)置有基底絕緣膜。
[0096]此外，圖3B示出圖3A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖3C示出圖3A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、導(dǎo)電膜125、絕緣膜129)的放大圖。
[0097]在圖3B中，多層膜111包含與柵極絕緣膜127接觸的第一氧化物層111_1、與第一氧化物層111_1上接觸的氧化物半導(dǎo)體的第二氧化物層111_2以及與第二氧化物層111_2上接觸的第三氧化物層111_3。此外，在第三氧化物層111_3上形成有信號(hào)線109及絕緣膜129。將第一氧化物層111_1的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下,優(yōu)選為5nm以上且50nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且40nm以下。此外,將第二氧化物層111_2的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下，優(yōu)選為3nm以上且40nm以下，更優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。將第三氧化物層111_3的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下,優(yōu)選為3nm以上且40nm以下,更優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。
[0098]第一氧化物層111_1是由構(gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成并具有比第二氧化物層111_2小0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，當(dāng)對(duì)柵電極施加電場(chǎng)時(shí)，在包括氧化物半導(dǎo)體膜的多層膜111中的電子親和力較大的第二氧化物層111_2中形成溝道。就是說，通過在第二氧化物層111_2與柵極絕緣膜127之間包含第一氧化物層111_1，可以在不與柵極絕緣膜127接觸的層(在此，指第二氧化物層111_2)中形成晶體管103的溝道。
[0099]此外，第一氧化物層111_1是以比第二氧化物層111_2高的濃度包含例如鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第一氧化物層111_1，使用包含第二氧化物層111_2的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第一氧化物層111_1是與第二氧化物層111_2相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0100]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳?11_2是In-Ga-Zn氧化物膜，并且第一氧化物層111_1也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第一氧化物層111_1設(shè)定為In:Ga Jn=X1原子數(shù)比]，并且將第二氧化物層111_2設(shè)定為In:Ga:Zn=x2:y2:z2[原子數(shù)比]的情況下，選擇YiA1比y2/x2大的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。優(yōu)選的是,選擇y/Xi比y2/X2大1.5倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。更優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比y2/x2大2倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y/X1比y2/x2大3倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。
[0101]第三氧化物層111_3是由構(gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成并具有比第二氧化物層111_2小0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，即使對(duì)柵電極施加電場(chǎng)，也不會(huì)在第三氧化物層111_3中形成溝道。另外，因?yàn)橛蓸?gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成第三氧化物層111_3，所以在第二氧化物層111_2與第三氧化物層111_3之間的界面處不容易形成界面能級(jí)。當(dāng)該界面具有界面能級(jí)時(shí)，有時(shí)形成將該界面用作溝道形成區(qū)的閾值電壓不同的第二晶體管，而晶體管的外觀上的閾值電壓變動(dòng)。因此，通過設(shè)置第三氧化物層111_3，可以降低晶體管的閾值電壓等電特性的偏差。
[0102]例如，第三氧化物層111_3是以比第二氧化物層111_2高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第三氧化物層111_3，使用包含第二氧化物層111_2的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第三氧化物層111_3是與第二氧化物層111_2相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0103]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳?11_2是In-Ga-Zn氧化物膜，并且第三氧化物層111_3也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第二氧化物層111_2設(shè)定為In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]，并且將第三氧化物層111_3設(shè)定為In:Ga:Zn=x3:y3:z3[原子數(shù)比]的情況下，選擇y3/x3比y2/x2大的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。優(yōu)選的是,選擇y3/x3比y2/X2大1.5倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。更優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大2倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y3/X3比y2/x2大3倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。
[0104]此外，也可以對(duì)第一氧化物層111_1至第三氧化物層111_3應(yīng)用結(jié)晶性不同的氧化物半導(dǎo)體。就是說，也可以采用適當(dāng)?shù)亟M合非晶氧化物半導(dǎo)體、單晶氧化物半導(dǎo)體、多晶氧化物半導(dǎo)體和CAAC-OS (至于CAAC-OS的詳細(xì)，參照實(shí)施方式4)等結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)對(duì)第一氧化物層111_1至第三氧化物層111_3中的任一個(gè)應(yīng)用結(jié)晶性低的氧化物半導(dǎo)體時(shí)，可以緩和氧化物半導(dǎo)體膜的內(nèi)部應(yīng)力或來自外部的應(yīng)力，晶體管的特性偏差得到降低，并且可以減少由于隨著時(shí)間的變化或可靠性測(cè)試而產(chǎn)生的晶體管的閾值電壓的變動(dòng)量。
[0105]例如，有可能成為溝道形成區(qū)的第二氧化物層111_2優(yōu)選為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。此外，第一氧化物層111_1優(yōu)選為其結(jié)晶性比第二氧化物層111_2低的氧化物半導(dǎo)體。此夕卜，第三氧化物層111_3優(yōu)選為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以減少由于隨著時(shí)間的變化或可靠性測(cè)試而產(chǎn)生的晶體管的閾值電壓的變動(dòng)量。
[0106]此外，在圖3C中，多層膜119包含與柵極絕緣膜127接觸的第一氧化物層119_1、與第一氧化物層119_1上接觸的氧化物半導(dǎo)體膜的第二氧化物層119_2以及與第二氧化物層119_2上接觸的第三氧化物層119_3。此外，在第三氧化物層119_3上形成有導(dǎo)電膜125及絕緣膜129。
[0107]用作電容元件105的另一個(gè)電極的多層膜119具有與多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)。就是說，多層膜119可以使用能夠適用于多層膜111的氧化物膜。此外，由于可以形成多層膜111的同時(shí)形成多層膜119，因此多層膜119包含構(gòu)成多層膜111的氧化物半導(dǎo)體的金屬元素。
[0108]此外，多層膜119的導(dǎo)電率優(yōu)選比多層膜111高。尤其是，多層膜119優(yōu)選包含增高導(dǎo)電率的元素(摻雜劑)。具體地說，作為摻雜劑，多層膜119包含選自硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻及稀有氣體元素中的一種以上。包含在多層膜119中的摻雜劑的濃度優(yōu)選為I X 1019atoms/cm3以上且I X 1022atoms/cm3以下。通過米用這種濃度，可以將多層膜119的導(dǎo)電率設(shè)定為10S/cm以上且1000S/cm以下，優(yōu)選為100S/cm以上且1000S/cm以下，而多層膜119可以作為電容元件105的另一個(gè)電極充分地發(fā)揮作用。
[0109]下面對(duì)上述結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素進(jìn)行詳細(xì)記載。
[0110]盡管對(duì)第一襯底102的材質(zhì)等沒有太大的限制，但是該襯底至少需要具有能夠承受顯示裝置的制造工序中進(jìn)行的熱處理程度的耐熱性。例如，可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底、塑料襯底等。作為玻璃襯底，優(yōu)選使用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃或鋁硅酸玻璃等的無堿玻璃襯底。另外，還可以使用不銹鋼合金等不具有透光性的襯底。此時(shí)，優(yōu)選在襯底表面上設(shè)置絕緣膜。另外，作為第一襯底102還可以使用石英襯底、藍(lán)寶石襯底、單晶半導(dǎo)體襯底、多晶半導(dǎo)體襯底、化合物半導(dǎo)體襯底、SOI (Silicon On Insulator:絕緣體上硅)襯底等。
[0111]為了掃描線107及電容線115流過大電流，因此優(yōu)選用金屬膜來形成，典型地，可以采用使用鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)等金屬材料或以上述元素為主要成分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)來設(shè)置。
[0112]作為掃描線107及電容線115的例子，例如，可以舉出:使用包含硅的鋁的單層結(jié)構(gòu)；在招上層置欽的兩層結(jié)構(gòu)；在氣化欽上層置欽的兩層結(jié)構(gòu)；在氣化欽上層置鶴的兩層結(jié)構(gòu)；在氮化鉭上層疊鎢的兩層結(jié)構(gòu)；在銅-鎂-鋁合金上層疊銅的兩層結(jié)構(gòu)；以及在氮化鈦上層疊銅、而之上再層疊銅和鎢的三層結(jié)構(gòu)等。
[0113]另外，作為掃描線107及電容線115的材料，可以使用能夠用于后面描述的像素電極121的具有透光性的導(dǎo)電性材料。
[0114]另外，作為掃描線107及電容線115的材料，可以使用包含氮的金屬氧化物，具體地說，包含氮的In-Ga-Zn氧化物、包含氮的In-Sn氧化物、包含氮的In-Ga氧化物、包含氮的In-Zn氧化物、包含氮的Sn氧化物、包含氮的In氧化物以及金屬氮化物(InN、SnN等)。上述材料具有5eV以上的功函數(shù)。通過作為掃描線107 (晶體管103的柵電極)使用包含氮的金屬氧化物，可以使晶體管103的閾值電壓向正方向變動(dòng)，由此可以容易實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型晶體管。例如，當(dāng)使用包含氮的In-Ga-Zn氧化物時(shí)，可以使用氮濃度至少高于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的In-Ga-Zn氧化物，具體地，氮濃度為7原子％以上的In-Ga-Zn氧化物。
[0115]此外，作為掃描線107及電容線115，優(yōu)選使用為低電阻材料的鋁或銅。通過使用鋁或銅，可以降低信號(hào)遲延，而提高顯示裝置的顯示質(zhì)量。另外，由于鋁的耐熱性低，因此容易產(chǎn)生因小丘、晶須或遷移引起的不良。為了防止鋁遷移，優(yōu)選對(duì)鋁層疊鑰、鈦、鎢等熔點(diǎn)比鋁高的金屬材料。另外，當(dāng)使用銅時(shí)，為了防止因遷移引起的不良或者銅元素的擴(kuò)散，優(yōu)選對(duì)銅層疊鑰、鈦、鎢等熔點(diǎn)比銅高的金屬材料。
[0116]作為柵極絕緣膜127，例如可以采用使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鎵或Ga-Zn氧化物等絕緣材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)來設(shè)置。
[0117]另外，通過在柵極絕緣膜127中設(shè)置對(duì)氧、氫、水等具有阻擋性的絕緣膜，可以防止氧從包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111擴(kuò)散到外部并可以防止氫、水等從外部侵入到包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中。作為對(duì)氧、氫、水等具有阻擋性的絕緣膜，舉出有氧化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鎵膜、氧氮化鎵膜、氧化釔膜、氧氮化釔膜、氮化硅膜等。
[0118]此外，柵極絕緣膜127優(yōu)選采用如下疊層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選作為第一氮化硅膜，設(shè)置缺陷量少的氮化硅膜、在第一氮化硅膜上作為第二氮化硅膜設(shè)置氫脫離量及氨脫離量少的氮化硅膜，在第二氮化硅膜上，設(shè)置可以用于上述柵極絕緣膜127舉出的氧化物絕緣膜中的任一個(gè)。
[0119]作為第二氮化硅膜，優(yōu)選使用在熱脫附譜分析法中的氫分子的脫離量低于5X IO21分子/cm3，優(yōu)選為3 X IO21分子/cm3以下，更優(yōu)選為I X IO21分子/cm3以下，氨分子的脫離量低于I X IO22分子/cm3，優(yōu)選為5 X IO21分子/cm3以下，更優(yōu)選為I X IO21分子/cm3以下的氮化物絕緣膜。通過將上述第一氮化硅膜及第二氮化硅膜用作柵極絕緣膜127的一部分，作為柵極絕緣膜127可以形成缺陷量少且氫及氨的脫離量少的柵極絕緣膜。由此，可以降低包含在柵極絕緣膜127中的氫及氮向包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的移動(dòng)量。
[0120]柵極絕緣膜127的厚度可為5nm以上且400nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且300nm以下，更優(yōu)選為50nm以上且250nm以下。
[0121]包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111以及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119可以采用非晶結(jié)構(gòu)、單晶結(jié)構(gòu)或多晶結(jié)構(gòu)。另外，包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111以及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119的厚度為Inm以上且IOOnm以下,優(yōu)選為Inm以上且50nm以下，更優(yōu)選為3nm以上且40nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。
[0122]可以用于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119的氧化物半導(dǎo)體的能隙為2.5eV以上，優(yōu)選為2.7eV以上，更優(yōu)選為3eV以上。像這樣，通過使用能隙寬的氧化物半導(dǎo)體，可以降低晶體管103的關(guān)態(tài)電流。
[0123]例如，作為包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119，例如可以使用:氧化銦；氧化錫；氧化鋅；包含兩種金屬的氧化物，諸如In-Zn氧化物、Sn-Zn氧化物、Al-Zn氧化物、Zn-Mg氧化物、Sn-Mg氧化物、In-Mg氧化物、In-Ga氧化物；包含二種金屬的氧化物，諸如In-Ga-Zn氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn氧化物、In-Sn-Zn氧化物、Sn-Ga-Zn氧化物、Al-Ga-Zn氧化物、Sn-Al-Zn氧化物、In-Zr-Zn氧化物、In-T1-Zn氧化物、In-Sc-Zn氧化物、In-Y-Zn氧化物、In-La-Zn氧化物、In-Ce-Zn氧化物、In-Pr-Zn氧化物、In-Nd-Zn氧化物、In-Sm-Zn氧化物、In-Eu-Zn氧化物、In-Gd-Zn氧化物、In-Tb-Zn氧化物、In-Dy-Zn氧化物、In-Ho-Zn氧化物、In-Er-Zn氧化物、In-Tm-Zn氧化物、In-Yb-Zn氧化物、In-Lu-Zn氧化物、In-Hf-Zn氧化物；以及包含四種金屬的氧化物，諸如In-Sn-Ga-Zn氧化物、In-Al-Ga-Zn氧化物、In-Sn-Al-Zn氧化物。
[0124]在此，“In-Ga-Zn氧化物”是指以In、Ga以及Zn為主要成分的氧化物，對(duì)In、Ga以及Zn的原子數(shù)比沒有限制。
[0125]另外，作為氧化物半導(dǎo)體，可以使用由InMO3 (ZnO)m (m>0)表示的材料。另外，M表不選自Ga、Fe、Mn及Co中的一種或多種金屬兀素。
[0126]例如，可以使用In: Ga: Zn=1:1: l、In:Ga:Zn=2:2:1 或 In:Ga:Zn=3:1:2 的原子數(shù)比的 In-Ga-Zn 氧化物?；蛘?，可以使用 In: Sn:Zn=1:1: 1、In: Sn:Zn=2:1:3 或 In: Sn:Zn=2:1:5的原子數(shù)比的In-Sn-Zn氧化物。另外，金屬氧化物的原子數(shù)比作為誤差包括上述原子數(shù)比的±20%的變動(dòng)。
[0127]在此，記載使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管的特征。在本發(fā)明的一個(gè)方式中使用的使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管是n溝道型晶體管。此外，包含在氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷有時(shí)生成載流子，而有可能降低晶體管的電特性及可靠性。例如，有時(shí)晶體管的閾值電壓向負(fù)方向變動(dòng)，導(dǎo)致當(dāng)柵極電壓為OV時(shí)漏電流流過。[0128]因此，優(yōu)選盡可能地減少包含在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中的缺陷，典型為氧缺陷。例如，優(yōu)選將利用在平行于膜表面施加磁場(chǎng)的朝向的電子自旋共振法測(cè)量的g值=1.93的自旋密度(相當(dāng)于氧化半導(dǎo)體膜所含的缺陷密度)降低到測(cè)量器的檢測(cè)下限以下。通過盡可能地減少以氧缺陷為代表的包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的缺陷，可以抑制晶體管103成為耗盡型，由此可以提高顯示裝置的電特性及可靠性。
[0129]除了氧缺陷之外，包含在氧化物半導(dǎo)體中的氫(包括水等氫化物)也可以使晶體管的閾值電壓向負(fù)方向變動(dòng)。包含在氧化物半導(dǎo)體中的氫與鍵合于金屬原子的氧發(fā)生反應(yīng)生成水，與此同時(shí)在發(fā)生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成缺陷(也可以說氧缺陷)。另夕卜，氫的一部分與氧發(fā)生反應(yīng)生成作為載流子的電子。因此，使用含有氫的氧化物半導(dǎo)體的晶體管容易成為耗盡型。
[0130]因此，優(yōu)選盡量降低包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中的氫。具體地說，在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，使利用二次離子質(zhì)譜分析法(SIMS Secondary 1n MassSpectrometry)得到的氫濃度低于5 X 1018atoms/cm3,優(yōu)選為IX 1018atoms/cm3以下，更優(yōu)選為 5 X 1017atoms/cm3 以下，進(jìn)一步優(yōu)選為 I X 1016atoms/cm3 以下。
[0131]另外，在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，使利用二次離子質(zhì)譜法分析得到的堿金屬或堿土金屬的濃度為I X 1018atoms/cm3以下,優(yōu)選為2 X 1016atoms/cm3以下。有時(shí)當(dāng)堿金屬及堿土金屬與氧化物半導(dǎo)體鍵合時(shí)生成載流子而使晶體管103的關(guān)態(tài)電流增大。
[0132]另外，當(dāng)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中含有氮時(shí)生成作為載流子的電子，載流子密度增加而容易n型化。其結(jié)果，使用含有氮的氧化物半導(dǎo)體的晶體管容易成為耗盡型。因此，在該包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，優(yōu)選盡可能地減少氮，例如，優(yōu)選使氮濃度為5 X 1018atoms/cm3以下。
[0133]如此，當(dāng)使用通過盡量地減少了雜質(zhì)(氫、氮、堿金屬或堿土金屬等)而被高純度化的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111時(shí)，可以抑制晶體管103變?yōu)楹谋M型，由此可以使晶體管103的關(guān)態(tài)電流降至極低。由此，可以制造具有良好電特性的顯示裝置。此外，可以制造可靠性得到提高的顯示裝置。
[0134]注意，可以利用各種試驗(yàn)證明使用高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的關(guān)態(tài)電流低的事實(shí)。例如，即便是溝道寬度為I XioV m，溝道長度L為IOiim的元件，當(dāng)源電極與漏電極間的電壓(漏電壓)為IV至IOV的范圍內(nèi)，關(guān)態(tài)電流也可以得到半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測(cè)量極限以下，即I X KT13A以下的特性。在此情況下，可知:相當(dāng)于關(guān)態(tài)電流除以晶體管的溝道寬度的數(shù)值的關(guān)態(tài)電流為lOOzA/ym以下。另外，利用如下電路測(cè)量關(guān)態(tài)電流，該電路中電容元件與晶體管連接并且該晶體管控制流入到電容元件中或從電容元件流出的電荷。在該測(cè)量時(shí)，將被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜用于上述晶體管的溝道形成區(qū)，且根據(jù)電容元件的每單位時(shí)間的電荷量推移測(cè)量該晶體管的關(guān)態(tài)電流。其結(jié)果是，可知:當(dāng)晶體管的源電極與漏電極之間的電壓為3V時(shí)，可以獲得幾十yA/y m的更低的關(guān)態(tài)電流。由此，使用被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的關(guān)態(tài)電流顯著低。
[0135]具有與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)的多層膜119是n型導(dǎo)電性的電極。通過對(duì)以與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111同一工序被形成的多層膜使用掩模等選擇性地進(jìn)行n型化處理，可以形成多層膜119。作為n型化處理，可以舉出使用紫外線、X線等的光照射的處理以及賦予n型雜質(zhì)的摻雜處理等。[0136]對(duì)包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113以及將電容元件105中的多層膜119和電容線115電連接的導(dǎo)電膜125采用能夠用于掃描線107及電容線115的材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
[0137]用作晶體管103的保護(hù)絕緣膜及電容元件105的介電膜的絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132是使用能夠用于柵極絕緣膜127的材料的絕緣膜。尤其優(yōu)選作為絕緣膜129及絕緣膜131使用氧化物絕緣膜，作為絕緣膜132使用氮化物絕緣膜。另外，通過作為絕緣膜132使用氮化物絕緣膜，可以抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)侵入晶體管103(尤其是包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111)。另外，也可以采用不設(shè)置絕緣膜129的結(jié)構(gòu)。
[0138]另外，優(yōu)選絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方為含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜。由此，可以防止氧從氧化物半導(dǎo)體層脫離并可以使氧過剩區(qū)域中包含的該氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體層中來填補(bǔ)氧缺陷。例如，通過使用利用熱脫附譜分析(以下稱為TDS(Thermal Desorption Spectroscopy)分析)測(cè)量的氧分子的釋放量為1.0XlO18分子/cm3以上的氧化物絕緣膜，可以填補(bǔ)該氧化物半導(dǎo)體層中包含的氧缺陷。注意，絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方也可以為如下氧化物絕緣膜，該氧化物絕緣膜的一部分為與化學(xué)計(jì)量組成相比含有過剩的氧的區(qū)域(氧過剩區(qū)域)，通過至少使與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111重疊的區(qū)域中存在氧過剩區(qū)域，可以防止氧從該氧化物半導(dǎo)體層脫離并可以使氧過剩區(qū)域中包含的氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體層中來填補(bǔ)氧缺陷。
[0139]當(dāng)絕緣膜131為含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜時(shí)，優(yōu)選絕緣膜129為使氧透過的氧化物絕緣膜。另外，在絕緣膜129中，從外部進(jìn)入絕緣膜129的氧不都穿過絕緣膜129并移動(dòng),也有留在絕緣膜129中的氧。此外,還有預(yù)先包含于絕緣膜129中的氧移動(dòng)到絕緣膜129的外部的情況。因此，優(yōu)選絕緣膜129為氧的擴(kuò)散系數(shù)大的氧化物絕緣膜。
[0140]可以將絕緣膜129的厚度設(shè)定為5nm以上且150nm以下，優(yōu)選為5nm以上且50nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且30nm以下。可以將絕緣膜131的厚度設(shè)定為30nm以上且500nm以下，優(yōu)選為150nm以上且400nm以下。
[0141]當(dāng)作為絕緣膜132采用氮化物絕緣膜時(shí)，絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方優(yōu)選為對(duì)氮具有阻擋性的絕緣膜。例如，通過采用致密的氧化物絕緣膜可以對(duì)氮具有阻擋性，具體地，優(yōu)選采用在25°C使用0.5重量％的氫氟酸時(shí)蝕刻速度為IOnm/分以下的氧化物絕緣膜。
[0142]另外，當(dāng)作為絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方采用氧氮化硅或氮氧化硅等含有氮的氧化物絕緣膜時(shí)，優(yōu)選使利用SIMS (Secondary 1n Mass Spectrometry:二次離子質(zhì)量分析法)得到的氮濃度為SMS的檢出下限以上且低于3X 102°atomS/Cm3，更優(yōu)選為I X 1018atoms/cm3以上且I X 102°atoms/cm3以下。如此,可以減少向晶體管103中所包含的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的氮的移動(dòng)量。另外，如此還可以減少含有氮的氧化物絕緣膜本身的缺陷量。
[0143]作為絕緣膜132也可以設(shè)置氫含量少的氮化物絕緣膜。作為該氮化物絕緣膜，例如可以使用利用TDS分析測(cè)量的氫分子的釋放量低于5.0XlO21分子/cm3，優(yōu)選為低于
3.0XlO21分子/cm3，更優(yōu)選為低于1.0X IO21分子/cm3的氮化物絕緣膜。
[0144]將絕緣膜132的厚度設(shè)定為能夠抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)進(jìn)入的厚度。例如，可以將其設(shè)定為50nm以上且200nm以下，優(yōu)選為50nm以上且150nm以下，更優(yōu)選為50nm以上且IOOnm以下。
[0145]使用In-Sn氧化物、In-W氧化物、In-Zn-W氧化物、In-Ti氧化物、In-T1-Sn氧化物、In-Zn氧化物、In-S1-Sn氧化物等具有透光性的導(dǎo)電性材料設(shè)置像素電極121。
[0146]接著，說明設(shè)置在第二襯底150上的元件部的結(jié)構(gòu)。在第二襯底150上設(shè)置有遮光膜152、遮光膜152上的與像素電極121對(duì)置而設(shè)置的電極(對(duì)置電極154)。此外,在對(duì)置電極154上設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜156。
[0147]第二襯底150可以使用與第一襯底102相同的材料。
[0148]遮光膜152抑制來自背光燈或外部的光照射到晶體管103。遮光膜152可以使用金屬或包含顏料的有機(jī)樹脂等材料形成。此外，除了像素101的晶體管103上以外，還可以在掃描線驅(qū)動(dòng)電路104、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 (參照?qǐng)D1A)等像素部100以外的區(qū)域設(shè)置遮光膜152。
[0149]另外，在相鄰的遮光膜152之間還可以設(shè)置能夠透過規(guī)定的波長的光的著色膜(也稱為彩色濾光片)。再者，還可以在遮光膜152及著色膜與對(duì)置電極154之間設(shè)置保護(hù)膜，以抑制來自遮光膜152及著色膜等雜質(zhì)擴(kuò)散到液晶層160 —側(cè)。
[0150]適當(dāng)?shù)厥褂迷谙袼仉姌O121中示出的具有透光性的導(dǎo)電性材料設(shè)置對(duì)置電極154。
[0151]液晶元件108包括像素電極121、對(duì)置電極154以及液晶層160。此外，由設(shè)置在第一襯底102的元件部中的用作取向膜的絕緣膜158與設(shè)置在第二襯底150的元件部的用作取向膜的絕緣膜156夾著液晶層160。此外，像素電極121及對(duì)置電極154隔著液晶層160彼此重疊。
[0152]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管103及電容元件105使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件105的多層膜119具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管103的多層膜111中，溝道形成在不與柵極絕緣膜127接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0153]另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，通過將偏振構(gòu)件(偏振襯底)的偏振軸設(shè)置為平行，并將該顯示裝置的顯示模式設(shè)定為不施加電壓時(shí)液晶元件108為不使背光燈等光源裝置的光透過的常黑模式，可以縮小像素101的設(shè)置有遮光膜152的區(qū)域或者可以省去設(shè)置有遮光膜152的區(qū)域。其結(jié)果，即使在如像素密度為200ppi以上甚至為300ppi以上的高精密的顯示裝置那樣一個(gè)像素較小的情況下，也可以提高開口率。另外，通過使用具有透光性的電容元件105可以進(jìn)一步提高開口率。
[0154]實(shí)施方式2
[0155]在本實(shí)施方式中，使用圖4A至圖4C以及圖5A和圖5B說明設(shè)置在上述實(shí)施方式I的圖3A至圖3C所示的顯示裝置的第一襯底102上的元件部的制造方法。
[0156]<顯示裝置的制造方法>
[0157]首先，在第一襯底102上形成掃描線107及電容線115，以覆蓋掃描線107及電容線115的方式形成后來被加工為柵極絕緣膜127的絕緣膜126，在絕緣膜126的與掃描線107重疊的區(qū)域上形成多層膜111，以與之后形成像素電極121的區(qū)域重疊的方式形成多層膜118 (參照?qǐng)D4A)。
[0158]可以使用在實(shí)施方式I中列舉的材料形成導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜上形成掩模，利用該掩模進(jìn)行加工來形成掃描線107及電容線115。該導(dǎo)電膜可以利用蒸鍍法、PE-CVD法、濺射法、旋涂法等各種成膜方法。注意，對(duì)于該導(dǎo)電膜的厚度沒有特別的限制，可以考慮形成所需時(shí)間以及所希望的電阻率等決定其厚度。該掩模例如可以使用利用光刻工序形成的抗蝕劑掩模。另外，該導(dǎo)電膜的加工可以采用干蝕刻和濕蝕刻中的一方或雙方。
[0159]絕緣膜126可以使用能夠用于柵極絕緣膜127的材料并利用PE-CVD法或?yàn)R射法等各種成膜方法形成。
[0160]可以使用在實(shí)施方式I中列舉的材料形成多層膜111及多層膜118。此外，優(yōu)選在真空中連續(xù)地形成構(gòu)成多層膜111及多層膜118的各氧化物膜。通過在真空中連續(xù)地形成各氧化物膜，可以抑制混入到各氧化物膜的界面的雜質(zhì)。
[0161]此外，多層膜111及多層膜118可以使用濺射法、涂敷法、脈沖激光蒸鍍法、激光燒蝕法等形成。通過使用印刷法，可以將元件分離的多層膜111及多層膜118直接形成于絕緣膜126上。
[0162]當(dāng)利用濺射法形成多層膜111及多層膜118時(shí)，作為生成等離子體的電源裝置可以適當(dāng)?shù)厥褂肦F電源裝置、AC電源裝置或DC電源裝置等。作為濺射氣體，可以適當(dāng)?shù)厥褂孟∮袣怏w(典型地為氬)、氧氣、稀有氣體及氧的混合氣體。此外，當(dāng)采用稀有氣體和氧的混合氣體時(shí)，優(yōu)選增高氧氣氣體對(duì)稀有氣體的比例。另外，根據(jù)所形成的氧化物半導(dǎo)體膜的組成而適當(dāng)?shù)剡x擇靶材即可。
[0163]此外，多層膜111及多層膜118的加工可以利用干蝕刻和濕蝕刻中的一方或雙方。以能夠蝕刻為所希望的形狀的方式，根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卦O(shè)定蝕刻條件(蝕刻氣體、蝕刻液、蝕刻時(shí)間、溫度等)。
[0164]此外，優(yōu)選在形成多層膜111及多層膜118之后進(jìn)行加熱處理，來使多層膜111及多層膜118脫氫化或脫水化。該加熱處理的溫度，典型地為150°C以上且低于襯底的應(yīng)變點(diǎn)，優(yōu)選為200°C以上且450°C以下，更優(yōu)選為300°C以上且450°C以下。另外，也可以對(duì)被加工為多層膜111及多層膜118之前的多層膜進(jìn)行該加熱處理。
[0165]在上述加熱處理中，加熱處理裝置不限于電爐，還可以是由通過被加熱的氣體等媒介的熱傳導(dǎo)或熱輻射加熱被處理物的裝置。例如，可以使用GRTA (Gas Rapid ThermalAnneal:氣體快速熱退火)裝置、LRTA (Lamp Rapid Thermal Anneal:燈快速熱退火)裝置等RTA (Rapid Thermal Anneal:快速熱退火)裝置。LRTA裝置是利用從燈如齒素?zé)?、金齒燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈等燈發(fā)出的光(電磁波)的輻射加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是使用高溫的氣體進(jìn)行加熱處理的裝置。
[0166]上述加熱處理可以在氮、氧、超干燥空氣(水含量為20ppm以下，優(yōu)選為Ippm以下，更優(yōu)選為IOppb以下的空氣)或稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下進(jìn)行。另外，優(yōu)選上述氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體中不含有氫、水等。也可以在惰性氣體氣氛中進(jìn)行加熱之后在氧氣氣氛中進(jìn)行加熱。另外，將處理時(shí)間設(shè)定為3分鐘至24小時(shí)。
[0167]另外，當(dāng)在第一襯底102與掃描線107、電容線115及柵極絕緣膜127之間設(shè)置基底絕緣膜時(shí)，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鎵、氧化釔、氧化鋁、氧氮化鋁等形成該基底絕緣膜。另外，作為基底絕緣膜，通過使用氮化硅、氧化鎵、氧化釔、氧化鋁等形成，可以抑制雜質(zhì)從第一襯底102擴(kuò)散到多層膜111中，典型的雜質(zhì)如堿金屬、水、氫等?；捉^緣膜可以利用濺射法或PE-CVD法形成。
[0168]接著，以至少覆蓋多層膜111的方式形成抗蝕劑掩模122，對(duì)多層膜118進(jìn)行n型化處理，來形成多層膜119 (參照?qǐng)D4B)。
[0169]在本實(shí)施方式中，作為n型化處理采用對(duì)多層膜118添加摻雜劑的方法而進(jìn)行說明。作為對(duì)多層膜118添加摻雜劑的方法，有在多層膜118之外的區(qū)域中設(shè)置抗蝕劑掩模122，使用抗蝕劑掩模122并利用離子注入法或離子摻雜法等添加選自硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻和稀有氣體元素中的一種以上的摻雜劑的方法。也可以代替利用離子注入法或離子摻雜法，通過使多層膜118暴露于包含該摻雜劑的等離子體中，添加該摻雜劑。此夕卜，也可以在添加摻雜劑之后進(jìn)行加熱處理。參照進(jìn)行多層膜111及多層膜118的脫氫化或脫水化的加熱處理的詳細(xì)可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行該加熱處理。
[0170]接著，在去除抗蝕劑掩模122之后，在絕緣膜126中形成到達(dá)電容線115的開口123來形成柵極絕緣膜127。然后，形成包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113、將多層膜119和電容線115電連接的導(dǎo)電膜125 (參照?qǐng)D4C)。
[0171]以使絕緣膜126的與電容線115重疊的區(qū)域的一部分露出的方式形成掩模，通過利用該掩模進(jìn)行加工可以形成開口 123。另外，可以與掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0172]可以使用能夠用于信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113及導(dǎo)電膜125的材料形成導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜上形成掩模，利用該掩模進(jìn)行加工來形成信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113及導(dǎo)電膜125?？梢耘c掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0173]接著，在多層膜111、多層膜119、信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113、導(dǎo)電膜125及柵極絕緣膜127上形成絕緣膜128，在絕緣膜128上形成絕緣膜130，在絕緣膜130上形成絕緣膜133(參照?qǐng)D5A)。
[0174]另外，優(yōu)選在真空中連續(xù)地形成絕緣膜128、絕緣膜130及絕緣膜133。如此，可以防止雜質(zhì)混入絕緣膜128、絕緣膜130及絕緣膜133的每一個(gè)的界面。此外，在圖5A中，以虛線示出絕緣膜128與絕緣膜130的界面。當(dāng)使用相同種類的材料形成絕緣膜128及絕緣膜130時(shí)，有時(shí)絕緣膜128與絕緣膜130的界面無法明確了解。
[0175]絕緣膜128可以使用能夠用于絕緣膜129的材料并利用PE-CVD法或?yàn)R射法等各種成膜方法形成。絕緣膜130可以使用能夠用于絕緣膜131的材料來形成。絕緣膜133可以使用能夠用于絕緣膜132的材料形成。
[0176]絕緣膜128(絕緣膜129)可以利用如下形成條件形成。另外，這里對(duì)作為氧化物絕緣膜形成氧化硅膜或氧氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于180°C以上且400°C以下、優(yōu)選為200°C以上且370°C以下，向處理室中導(dǎo)入為原料氣體的含有硅的沉積氣體及氧化性氣體，并將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為20Pa以上且250Pa以下，優(yōu)選為40Pa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)高頻電力。
[0177]作為含有硅的沉積氣體的代表例，可以舉出硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅等。作為
氧化性氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。[0178]另外，通過使氧化性氣體量為包含硅的沉積氣體的100倍以上，可以在減少絕緣膜128 (絕緣膜129)中包含的氫含量的同時(shí)減少絕緣膜128 (絕緣膜129)中包含的懸空鍵。從絕緣膜130 (絕緣膜131)移動(dòng)的氧有時(shí)被包括在絕緣膜128 (絕緣膜129)中的懸空鍵俘獲，因此當(dāng)包括在絕緣膜128 (絕緣膜129)中的懸空鍵減少時(shí)，絕緣膜130 (絕緣膜131)中包含的氧可以有效地移動(dòng)到多層膜111及多層膜119中，從而可以填補(bǔ)包括在多層膜111及多層膜119中的氧缺陷。其結(jié)果是，可以減少混入氧化物半導(dǎo)體膜中的氫含量并可以減少氧化物半導(dǎo)體膜中包含的氧缺陷。
[0179]當(dāng)作為絕緣膜130 (絕緣膜131)采用上述包括氧過剩區(qū)域的氧化物絕緣膜或者含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜時(shí)，可以利用如下形成條件形成絕緣膜130(絕緣膜131)。注意，這里對(duì)作為該氧化物絕緣膜形成氧化硅膜或氧氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于180°C以上且260°C以下、優(yōu)選為180°C以上且230°C以下，向處理室中導(dǎo)入原料氣體并使處理室內(nèi)的壓力為IOOPa以上且250Pa以下，優(yōu)選為IOOPa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)0.17ff/cm2以上且0.5ff/cm2以下，優(yōu)選為0.25ff/cm2以上且0.35ff/cm2以下的高頻電力。
[0180]作為絕緣膜130 (絕緣膜131)的原料氣體，可以采用能夠用于絕緣膜128 (絕緣膜129)的原料氣體。
[0181]作為絕緣膜130的形成條件，通過在上述壓力的處理室中供應(yīng)上述功率密度的高頻電力，在等離子體中原料氣體的分解效率得到提高，氧自由基增加，而促進(jìn)原料氣體的氧化，因此絕緣膜130中的氧含量比化學(xué)計(jì)量組成多。但是，當(dāng)襯底溫度為上述襯底溫度時(shí)，硅與氧的鍵合力弱，因此，因加熱而使氧的一部分脫離。其結(jié)果是，可以形成包含比滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧多的氧且通過加熱使氧的一部分發(fā)生脫離的氧化物絕緣膜。此外，在多層膜111上設(shè)置有絕緣膜128。因此，在絕緣膜130的形成工序中絕緣膜128成為多層膜111的保護(hù)膜。其結(jié)果是，即使使用功率密度高的高頻電力形成絕緣膜130，也可以抑制對(duì)多層膜111的損傷。
[0182]另外，通過將絕緣膜130的厚度形成得較厚，可以使因加熱而脫離的氧的量增多，因此優(yōu)選將絕緣膜130形成為厚于絕緣膜128的膜。通過設(shè)置絕緣膜128，即使將絕緣膜130設(shè)置得較厚也可以實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋性。
[0183]當(dāng)作為絕緣膜133用氫含量少的氮化物絕緣膜來設(shè)置時(shí)，可以使用如下形成條件形成絕緣膜133。注意，這里對(duì)作為該氮化物絕緣膜形成氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于80°C以上且400°C以下，優(yōu)選為200°C以上且370°C以下，向處理室中導(dǎo)入原料氣體并使處理室內(nèi)的壓力為IOOPa以上且250Pa以下，優(yōu)選為IOOPa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)聞?lì)l電力。
[0184]作為絕緣膜133的原料氣體，優(yōu)選使用包含硅的沉積氣體、氮及氨。作為包含硅的沉積氣體的典型例子，可以舉出硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅烷等。另外，優(yōu)選使氮的流量為氨的流量的5倍以上且50倍以下，更優(yōu)選為10倍以上且50倍以下。另外，通過作為原料氣體使用氨，可以促進(jìn)含有硅的沉積氣體及氮的分解。這是因?yàn)槿缦戮壒?氨因等離子體能或熱能而離解，離解時(shí)產(chǎn)生的能量有助于含有硅的沉積氣體分子的鍵合及氮分子的鍵合的分解。由此，可以形成氫含量少且能抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)進(jìn)入的氮化硅膜。
[0185]優(yōu)選至少在形成絕緣膜130之后進(jìn)行加熱處理,來使包含在絕緣膜128或絕緣膜130中的過剩氧移動(dòng)到多層膜111中，由此填補(bǔ)多層膜111中的氧缺陷。另外，可以適當(dāng)?shù)貐⒄者M(jìn)行多層膜111及多層膜119的脫氫化或脫水化的加熱處理的詳細(xì)來進(jìn)行該加熱處理。
[0186]接著，在絕緣膜128、絕緣膜130以及絕緣膜133的與導(dǎo)電膜113重疊的區(qū)域中形成到達(dá)導(dǎo)電膜113的開口 117。由于開口 117的形成，使絕緣膜128、絕緣膜130和絕緣膜133彼此分?jǐn)啵纱诵纬山^緣膜129、絕緣膜131和絕緣膜132。然后，在導(dǎo)電膜113、絕緣膜129、絕緣膜131及絕緣膜132上形成具有透光性的導(dǎo)電膜，去除不需要的區(qū)域來形成像素電極121 (參照?qǐng)D5B)。
[0187]開口 117可以與開口 123同樣地形成。此外，像素電極121可以通過如下方法形成:使用上述列舉的材料形成通過開口 117與導(dǎo)電膜113接觸的具有透光性的導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上形成掩模，并利用該掩模進(jìn)行加工而形成。另外，可以與掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0188]通過以上工序，可以形成本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置。
[0189]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管103及電容元件105使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件105的多層膜119具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管103的多層膜111中，溝道形成在不與柵極絕緣膜127接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0190]本實(shí)施方式也可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等適當(dāng)?shù)亟M合而使用。
[0191]實(shí)施方式3
[0192]在本實(shí)施方式中，使用圖6至圖1lC說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的與實(shí)施方式I所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。注意，在圖6至圖1lC所示的顯示裝置中，形成在液晶層及對(duì)置一側(cè)的第二襯底上的元件等具有與圖3A至圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，所以省略它們而進(jìn)行圖示。
[0193]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子I >
[0194]首先，使用圖6以及圖7A至圖7C說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子I。在此，只對(duì)與使用圖2以及圖3A至圖3C說明的電容元件105不同的電容元件165進(jìn)行說明。圖6是像素161的俯視圖，圖7A至圖7C是沿著圖6的點(diǎn)劃線C1-C2之間以及點(diǎn)劃線D1-D2之間的截面圖。
[0195]在像素161中，導(dǎo)電膜167沿著多層膜119的外周而接觸，并通過開口 123而與電容線115接觸地設(shè)置。因?yàn)樵谂c包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109以及包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113相同的形成工序中形成導(dǎo)電膜167，所以導(dǎo)電膜167存在具有遮光性的情況，因此在俯視圖中，導(dǎo)電膜167的面積優(yōu)選為形成得小。注意，導(dǎo)電膜167具有輔助布線的功能即可，實(shí)施者可以適當(dāng)?shù)剡x擇最適合的形狀。此外，在圖6的像素161中，其他結(jié)構(gòu)與圖2相同。
[0196]如圖7A所示那樣，在像素161中，以覆蓋電容元件165的多層膜119的邊緣的方式設(shè)置導(dǎo)電膜167。
[0197]此外，圖7B示出圖7A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖7C示出圖7A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、導(dǎo)電膜167、絕緣膜129)的放大圖。
[0198]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0199]此外，在圖6以及圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電膜167形成為環(huán)狀，但是也可以不是導(dǎo)電膜167中的與多層膜119接觸的所有部分都電連接到電容線115。就是說，在與導(dǎo)電膜167相同的形成工序中形成的導(dǎo)電膜也可以以與導(dǎo)電膜167分離的方式與多層膜119接觸而設(shè)置。
[0200]通過采用圖6以及圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)，可以降低構(gòu)成電容元件的作為另一個(gè)電極的導(dǎo)電膜與電連接到電容線的導(dǎo)電膜的接觸電阻。此外，當(dāng)構(gòu)成電容元件的另一個(gè)電極的導(dǎo)電率低時(shí)，該電極用作輔助電極。
[0201]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子2 >
[0202]接著，使用圖8以及圖9A至圖9C說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子2。在此，對(duì)與使用圖2以及圖3A至圖3C說明的電容元件105不同的電容元件175進(jìn)行說明。圖8是像素171的俯視圖，圖9A至圖9C是沿著圖8的點(diǎn)劃線E1-E2之間以及點(diǎn)劃線F1-F2之間的截面圖。
[0203]在像素171中，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)多層膜119的開口 139，在柵極絕緣膜127、絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜135的開口 138。此外，以覆蓋開口 139、開口 138以及絕緣膜132的方式形成有導(dǎo)電膜137。
[0204]在電容元件175中，像素電極124用作一個(gè)電極，多層膜119用作另一個(gè)電極。此夕卜，多層膜119隔著在與像素電極124同一工序中形成的導(dǎo)電膜137連接到在與掃描線107同一工序中形成的導(dǎo)電膜135。通過采用這種連接方法，可以在同一工序中形成開口 117、開口 139以及開口 138，所以可以縮減掩模個(gè)數(shù)。
[0205]此外，圖9B示出圖9A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖9C示出圖9A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、絕緣膜129)的放大圖。
[0206]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0207]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子3 >
[0208]接著，使用圖10以及圖1lA至圖1lC說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子3。在此，對(duì)與使用圖8以及圖9A至圖9C說明的電容元件175不同的電容元件185進(jìn)行說明。圖10是像素181的俯視圖，圖1lA至圖1lC是沿著圖10的點(diǎn)劃線G1-G2之間以及點(diǎn)劃線H1-H2之間的截面圖。
[0209]在像素181中，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)在與導(dǎo)電膜113同一工序中形成的導(dǎo)電膜148的開口 149，在柵極絕緣膜127、絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜135的開口 138。此外，以覆蓋開口 138、開口 149以及絕緣膜132的方式形成有導(dǎo)電膜137。
[0210]在電容元件185中，像素電極124用作一個(gè)電極，多層膜119用作另一個(gè)電極。此外，多層膜119隔著在與導(dǎo)電膜148以及像素電極124同一工序中形成的導(dǎo)電膜137連接到在與掃描線107同一工序中形成的導(dǎo)電膜135。通過采用這種連接方法，可以在同一工序中形成開口 117、開口 139以及開口 138，所以可以縮減掩模個(gè)數(shù)。此外，由于在多層膜119與導(dǎo)電膜137之間有導(dǎo)電膜148，因此可以降低連接電阻。
[0211]此外，圖1lB示出圖1lA所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖1lC示出圖1lA所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、絕緣膜129)的放大圖。
[0212]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0213]此外，本實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其它實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)組合而使用。
[0214]實(shí)施方式4
[0215]在本實(shí)施方式中，說明在上述實(shí)施方式所說明的顯示裝置中所包含的晶體管及電容元件中，可以應(yīng)用于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜的一個(gè)方式。
[0216]氧化物半導(dǎo)體膜大致分為非單晶氧化物半導(dǎo)體膜和單晶氧化物半導(dǎo)體膜。非單晶氧化物半導(dǎo)體膜是指 CAAC-OS (C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor:C 軸取向晶體氧化物半導(dǎo)體)膜、多晶氧化物半導(dǎo)體膜、微晶氧化物半導(dǎo)體膜以及非晶氧化物半導(dǎo)體膜等。
[0217]上述包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的至少一層優(yōu)選由CAAC-OS膜構(gòu)成。
[0218]首先，說明CAAC-OS膜。
[0219]CAAC-OS膜是包括多個(gè)c軸取向的結(jié)晶部的氧化物半導(dǎo)體膜之一。
[0220]當(dāng)通過透射電子顯微鏡(TEM!Transmission Electron Microscope)觀察CAAC-0S膜時(shí)，無法確認(rèn)結(jié)晶部與結(jié)晶部之間的明確的邊界，即晶界(grain boundary)。因此,在CAAC-OS膜中，不容易發(fā)生起因于晶界的電子遷移率的降低。
[0221]當(dāng)利用TEM從大致平行于樣品面的方向觀察CAAC-OS膜時(shí)(截面TEM觀察)，能夠確認(rèn)在結(jié)晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子的各層具有反映了形成CAAC-OS膜的膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的凸凹的形狀并以平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
[0222]注意，在本說明書中，“平行”是指兩條直線以-10°以上且10°以下的角度配置的狀態(tài)，因此也包括角度為-5°以上且5°以下的情況。另外，“垂直”是指兩條直線以80°以上且100°以下的角度配置的狀態(tài)，因此也包括85°以上且95°以下的角度的情況。
[0223]另一方面，當(dāng)從大致垂直于樣品面的方向利用TEM觀察CAAC-OS膜時(shí)(平面TEM觀察)，能夠確認(rèn)在結(jié)晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結(jié)晶部之間，金屬原子的排列看起來沒有規(guī)律性。
[0224]由截面TEM觀察以及平面TEM觀察可知，CAAC-OS膜的結(jié)晶部具有取向性。
[0225]注意，CAAC-OS膜所包含的結(jié)晶部幾乎都是可以收容在一個(gè)邊長小于IOOnm的立方體內(nèi)的尺寸。因此，還包括包含在CAAC-OS膜中的結(jié)晶部是能夠收容在一個(gè)邊長小于10nm、小于5nm或小于3nm的立方體內(nèi)的尺寸的情況。但是，有時(shí)包含在CAAC-OS膜中的多個(gè)結(jié)晶部聯(lián)結(jié)，從而形成一個(gè)大結(jié)晶區(qū)。例如，在平面TEM圖像中有時(shí)會(huì)觀察到2500nm2以上、5 ii m2以上或IOOOiim2以上的結(jié)晶區(qū)。
[0226]使用X射線衍射(XRD:X_Ray Diffraction)裝置對(duì)CAAC-0S膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。例如，在利用out-of-plane法來分析具有InGaZnO4結(jié)晶的CAAC-OS膜時(shí)，在衍射角度(2 0 )為31°附近有時(shí)出現(xiàn)峰值。由于該峰值源自InGaZnO4結(jié)晶的(009)面，由此能夠確認(rèn)CAAC-OS膜的結(jié)晶具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方向。
[0227]另一方面，當(dāng)利用從大致垂直于c軸的方向使X線入射的in-plane法分析CAAC-OS膜時(shí)，在2 0為56°附近有時(shí)出現(xiàn)峰值。該峰值來源于InGaZnO4結(jié)晶的(110)面。在此，如果是InGaZnO4的單晶氧化物半導(dǎo)體膜，則在將2 0固定為56°附近并在以樣品面的法線向量為軸(O軸)旋轉(zhuǎn)樣品邊進(jìn)行分析(0)掃描)時(shí)，能夠觀察到六個(gè)峰值，該六個(gè)峰值來源于相等于(110)面的結(jié)晶面。另一方面，當(dāng)是CAAC-OS膜時(shí)，即使在將2 0固定為56°附近的狀態(tài)下進(jìn)行O掃描也不能觀察到明確的峰值。
[0228]由上述結(jié)果可知，在CAAC-OS膜中，雖然a軸及b軸的方向在不同的結(jié)晶部之間是不規(guī)律的，但是具有c軸取向、并且c軸都朝向平行于被形成面或頂面的法線向量的方向。因此，在上述截面TEM觀察中所確認(rèn)的排列為層狀的各金屬原子層相當(dāng)于與結(jié)晶的ab面平行的面。
[0229]注意，結(jié)晶部在形成CAAC-OS膜或進(jìn)行加熱處理等晶化處理時(shí)形成。如上所述，結(jié)晶的c軸朝向平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量的方向。由此，例如，當(dāng)CAAC-OS膜的形狀因蝕刻等而發(fā)生改變時(shí)，有時(shí)結(jié)晶的c軸不一定平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量。
[0230]此外，CAAC-OS膜中的c軸取向的結(jié)晶部的分布也可以不均勻。例如，在CAAC-0S膜的結(jié)晶部通過從CAAC-OS膜的頂面附近產(chǎn)生的結(jié)晶生長而形成的情況下，有時(shí)頂面附近區(qū)域的c軸取向的結(jié)晶部的比例會(huì)高于被形成面附近的區(qū)域。另外，在對(duì)CAAC-OS膜添加雜質(zhì)時(shí)，有時(shí)被添加雜質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)，而部分性地形成c軸取向的結(jié)晶部的比例不同的區(qū)域。
[0231]注意,在通過out-of-plane法分析包含InGaZnO4結(jié)晶的CAAC-OS膜的情況下，除了 20為31°附近的峰值之外，有時(shí)還在2 0為36°附近出現(xiàn)峰值。2 0為36°附近的峰值示出不具有c軸取向性的結(jié)晶包含在CAAC-OS膜的一部分中。優(yōu)選的是，在CAAC-OS膜中出現(xiàn)2 0為31。附近的峰值而不出現(xiàn)2 0為36°附近的峰值。
[0232]CAAC-OS膜是雜質(zhì)濃度低的氧化物半導(dǎo)體膜。雜質(zhì)是指氫、碳、硅以及過渡金屬元素等氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的元素。尤其是，與氧的鍵合力比構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體膜的金屬元素強(qiáng)的硅等元素會(huì)奪取氧化物半導(dǎo)體膜中的氧，從而打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。另外，由于鐵或鎳等的重金屬、氬、二氧化碳等的原子半徑(或分子半徑)大，所以如果包含在氧化物半導(dǎo)體膜內(nèi)部，也會(huì)打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。此外，包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱或載流子發(fā)生源。
[0233]另外，CAAC-OS膜是缺陷能級(jí)密度低的氧化物半導(dǎo)體膜。例如，氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱，或因俘獲氫而成為載流子發(fā)生源。
[0234]將雜質(zhì)濃度低且缺陷能級(jí)密度低(氧缺陷的個(gè)數(shù)少)的狀態(tài)稱為“高純度本征”或“實(shí)際上高純度本征”。在高純度本征或?qū)嶋H上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中載流子發(fā)生源少，所以可以降低載流子密度。因此，采用該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管很少具有負(fù)閾值電壓的電特性(也稱為常導(dǎo)通)。此外，在高純度本征或?qū)嶋H上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中載流子陷阱少。因此，采用該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的電特性變動(dòng)小，于是成為可靠性高的晶體管。注意，被氧化物半導(dǎo)體膜的載流子陷阱俘獲的電荷直到被釋放需要的時(shí)間長，有時(shí)會(huì)像固定電荷那樣動(dòng)作。所以，采用雜質(zhì)濃度高且缺陷能級(jí)密度高的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管有時(shí)電特性不穩(wěn)定。
[0235]此外，在采用CAAC-OS膜的晶體管中，由可見光或紫外光的照射導(dǎo)致的電特性變動(dòng)小。
[0236]接下來，說明微晶氧化物半導(dǎo)體膜。
[0237]在使用TEM觀察微晶氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)的圖像中，有時(shí)無法明確地確認(rèn)到結(jié)晶部。微晶氧化物半導(dǎo)體膜中含有的結(jié)晶部的尺寸大多為Inm以上且IOOnm以下，或Inm以上且IOnm以下。尤其是，將具有尺寸為Inm以上且IOnm以下或Inm以上且3nm以下的微晶的納米晶(nc:nanocrystal)的氧化物半導(dǎo)體膜稱為nc_0S (nanocrystalline OxideSemi conductor)膜。另外，例如在使用TEM觀察nc_0S膜時(shí)的圖像中，有時(shí)無法明確地確認(rèn)到晶粒界面。
[0238]nc-0S膜在微小區(qū)域(例如Inm以上且IOnm以下的區(qū)域,特別是Inm以上且3nm以下的區(qū)域)中其原子排列具有周期性。另外，nc-OS膜在不同的結(jié)晶部之間觀察不到晶體取向的規(guī)律性。因此，在膜整體中觀察不到取向性。所以，有時(shí)nc-OS膜通過分析方法無法與非晶氧化物半導(dǎo)體膜區(qū)別。例如，在利用使用直徑比結(jié)晶部大的X射線的XRD裝置對(duì)nc-OS膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)在基于out-of-plane法的分析中，檢測(cè)不出表示結(jié)晶面的峰值。此外，當(dāng)對(duì)nc-OS膜進(jìn)行使用其探針的直徑(例如，50nm以上)大于結(jié)晶部的電子射線的電子衍射(也稱為限制視野電子衍射)時(shí)，觀察到類似光暈圖案的衍射圖像。另一方面，當(dāng)對(duì)nc-OS膜進(jìn)行使用其探針的直徑(例如，Inm以上且30nm以下)近于或小于結(jié)晶部的電子射線的電子衍射(也稱為納米束電子衍射)時(shí)，觀察到斑點(diǎn)。另外，在對(duì)nc-OS膜進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，有時(shí)觀察到如圓圈那樣的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域。而且，在對(duì)nc-OS膜進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，有時(shí)還觀察到環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斑點(diǎn)。
[0239]nc-OS膜是比非晶氧化物半導(dǎo)體膜規(guī)律性高的氧化物半導(dǎo)體膜。因此，nc_0S膜的缺陷能級(jí)密度比非晶氧化物半導(dǎo)體膜低。但是，nc-OS膜在不同的結(jié)晶部之間觀察不到晶面取向的規(guī)律性。所以，nc-OS膜的缺陷能級(jí)密度比CAAC-OS膜高。
[0240]注意，氧化物半導(dǎo)體膜例如也可以是包括非晶氧化物半導(dǎo)體膜、微晶氧化物半導(dǎo)體膜和CAAC-OS膜中的兩種以上的疊層膜。
[0241]此外，CAAC-OS優(yōu)選使用多晶的氧化物半導(dǎo)體濺射靶材且利用濺射法形成。當(dāng)離子碰撞到該濺射靶材時(shí)，有時(shí)包含在濺射靶材中的結(jié)晶區(qū)域沿著a-b面劈開，作為具有平行于a-b面的面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子剝離。此時(shí)，通過使該平板狀或顆粒狀的濺射粒子在保持結(jié)晶狀態(tài)的情況下到達(dá)被形成面，可以形成CAAC-OS膜。
[0242]另外，為了形成CAAC-OS膜，優(yōu)選采用如下條件。
[0243]通過降低成膜時(shí)的雜質(zhì)的混入，可以抑制因雜質(zhì)導(dǎo)致的結(jié)晶狀態(tài)的破壞。例如，可以降低存在于成膜室內(nèi)的雜質(zhì)(氫、水、二氧化碳及氮等)的濃度即可。另外，可以降低成膜氣體中的雜質(zhì)濃度即可。具體而言，使用露點(diǎn)為-80°C以下，優(yōu)選為-100°C以下的成膜氣體。
[0244]另外，通過增高成膜時(shí)的被形成面加熱溫度(例如，襯底加熱溫度)，在濺射粒子到達(dá)被形成面之后發(fā)生濺射粒子的遷移。具體而言，在將被形成面加熱溫度設(shè)定為100°C以上且740°C以下，優(yōu)選為150°C以上且500°C以下的狀態(tài)下進(jìn)行成膜。通過增高成膜時(shí)的被形成面的溫度，當(dāng)平板狀或顆粒狀的濺射粒子到達(dá)被形成面時(shí)，在該被形成面上發(fā)生遷移，濺射粒子的平坦的面附著到被形成面。
[0245]另外，優(yōu)選的是，通過增高成膜氣體中的氧比例并對(duì)電力進(jìn)行最優(yōu)化，減輕成膜時(shí)的等離子體損傷。將成膜氣體中的氧比例設(shè)定為30vol.(體積)％以上，優(yōu)選為100vol.%。
[0246]以下，作為濺射靶材的一個(gè)例子示出In-Ga-Zn氧化物靶材。
[0247]通過將InOx粉末、GaOy粉末及ZnOz粉末以規(guī)定的摩爾數(shù)比混合，并進(jìn)行加壓處理，然后在1000°C以上且1500°c以下的溫度下進(jìn)行加熱處理，由此得到多晶的In-Ga-Zn氧化物靶材。此外，也可以在冷卻(或輻射冷卻)或加熱的同時(shí)進(jìn)行該加壓處理。另外，X、Y及Z為任意正數(shù)。在此，In0x粉末、GaOy粉末及ZnOz粉末的規(guī)定的摩爾數(shù)比例如為2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3或3:1:2。另外，粉末的種類及混合粉末時(shí)的摩爾數(shù)比可以根據(jù)所制造的濺射靶材適當(dāng)?shù)馗淖兗纯伞?br> [0248]本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。
[0249]實(shí)施方式5
[0250]在本實(shí)施方式中，使用圖12A至圖14C說明將在上述實(shí)施方式中示出一個(gè)例子的顯示裝置、驅(qū)動(dòng)電路的一部分或全部與像素部一起形成在同一個(gè)襯底上，來形成系統(tǒng)整合型面板(system-on-panel)的例子。此外，圖13A及圖13B是示出沿圖12B中的點(diǎn)劃線M-N所示的部分的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。此外，在圖13A及圖13B中，只示出像素部的結(jié)構(gòu)的一部分。
[0251]在圖12A中，以圍繞設(shè)置在第一襯底901上的像素部902的方式設(shè)置有密封劑905，并且使用第二襯底906進(jìn)行密封。在圖12A中，在第一襯底901上的與由密封劑905圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有使用單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成在另行準(zhǔn)備的襯底上的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903及掃描線驅(qū)動(dòng)電路904。此外，供應(yīng)到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904或者像素部902的各種信號(hào)及電位通過FPC (Flexible printed circuit:柔性印刷電路)918a、FPC918b供應(yīng)。
[0252]在圖12B和圖12C中，以圍繞設(shè)置在第一襯底901上的像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904的方式設(shè)置有密封劑905。此外，在像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904上設(shè)置有第二襯底906。因此，像素部902及掃描線驅(qū)動(dòng)電路904與顯示元件一起由第一襯底901、密封劑905以及第二襯底906密封。在圖12B和圖12C中，在第一襯底901上的與由密封劑905圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有使用單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成在另行準(zhǔn)備的襯底上的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903。在圖12B和圖12C中，供應(yīng)到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904或者像素部902的各種信號(hào)及電位由FPC918供應(yīng)。
[0253]此外，圖12B和圖12C示出另行形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903并且將其安裝到第一襯底901的例子，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線驅(qū)動(dòng)電路并進(jìn)行安裝，又可以僅另行形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或者掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分并進(jìn)行安裝。[0254]另外，對(duì)另行形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG (ChipOn Glass:玻璃覆晶封裝)方法、引線鍵合方法或者TAB (Tape Automated Bonding:卷帶式自動(dòng)接合)方法等。圖12A是通過COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904的例子，圖12B是通過COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903的例子，而圖12C是通過TAB方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903的例子。
[0255]此外，顯示裝置包括顯示元件為密封狀態(tài)的面板和處于在該面板中安裝有IC諸如控制器等的狀態(tài)的模塊。
[0256]注意，本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示設(shè)備、顯示設(shè)備或光源(包括照明設(shè)備)。另外，顯示裝置還包括:安裝有諸如FPC或TCP的連接器的模塊；在TCP的端部設(shè)置有印刷線路板的模塊；或者通過COG方式將IC (集成電路)直接安裝到顯示元件的模塊。
[0257]此外，設(shè)置在第一襯底上的像素部及掃描線驅(qū)動(dòng)電路具有多個(gè)晶體管，而且可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的晶體管。
[0258]作為設(shè)置在顯示裝置中的顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件將由電流或電壓控制亮度的元件包括在其范疇內(nèi)，具體而言，包括無機(jī)EL (Electro Luminescence:電致發(fā)光)元件、有機(jī)EL元件等。此夕卜，也可以應(yīng)用電子墨水等由于電作用而改變對(duì)比度的顯示媒介。圖13A和圖13B示出作為顯示元件使用液晶元件的液晶顯示裝置的例子。
[0259]圖13A所示的液晶顯示裝置是縱向電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置包括連接端子電極915及端子電極916，連接端子電極915及端子電極916通過各向異性導(dǎo)電劑919電連接到FPC918所具有的端子。
[0260]連接端子電極915由與第一電極930相同的導(dǎo)電膜形成，并且，端子電極916由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。
[0261]此外，設(shè)置在第一襯底901上的像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904包括多個(gè)晶體管，例示包括在像素部902中的晶體管910、包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路904中的晶體管911。在晶體管910及晶體管911上設(shè)置有相當(dāng)于實(shí)施方式I所示的絕緣膜129、絕緣膜131及絕緣膜132的絕緣膜924。此外，絕緣膜923用作基底膜。
[0262]在本實(shí)施方式中，作為晶體管910、晶體管911可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的晶體管。此外，使用氧化物半導(dǎo)體膜927、絕緣膜924及第一電極930構(gòu)成電容元件926。此外，氧化物半導(dǎo)體膜927通過電極928與電容布線929連接。電極928由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。電容布線929由與晶體管910、晶體管911的柵電極相同的導(dǎo)電膜形成。此外，這里，作為電容元件926示出實(shí)施方式I所示的電容元件，但是也可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌麑?shí)施方式所示的電容元件。
[0263]此外，示出在絕緣膜924上的與包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管911的氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置上設(shè)置有導(dǎo)電膜917的例子。在本實(shí)施方式中，由與第一電極930、第一電極940相同的導(dǎo)電膜形成導(dǎo)電膜917。通過將導(dǎo)電膜917設(shè)置在與氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置，可以進(jìn)一步降低可靠性測(cè)試(例如，BT(BiasTemperature:偏壓溫度)應(yīng)力測(cè)試)前后的晶體管911的閾值電壓的變動(dòng)量。此外，導(dǎo)電膜917的電位既可以與晶體管911的柵電極的電位相同，又可以不同，并且，還可以將導(dǎo)電膜917用作第二柵電極。此外，將導(dǎo)電膜917的電位設(shè)定為接地電位、源電位、恒電位或柵電位。
[0264]此外，導(dǎo)電膜917還具有遮蔽外部的電場(chǎng)的功能。就是說，導(dǎo)電膜917還具有不使外部的電場(chǎng)作用于內(nèi)部(包括晶體管的電路部)的功能(尤其是，遮蔽靜電的靜電遮蔽功能)。通過利用導(dǎo)電膜917的遮蔽功能，可以防止由于靜電等外部的電場(chǎng)的影響而使晶體管的電特性變動(dòng)。此外，可以控制晶體管的閾值電壓。另外，在圖13A及圖13B中示出包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路的晶體管，包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管也與晶體管911同樣，也可以是在絕緣膜924上在與氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置設(shè)置有導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)。
[0265]設(shè)置在像素部902中的晶體管910與顯示元件電連接，而構(gòu)成顯示面板。顯示元件只要能夠進(jìn)行顯示就沒有特別的限制，而可以使用各種各樣的顯示元件。
[0266]作為顯示元件的液晶元件913包括第一電極930、第二電極931以及液晶層908。另外，以夾持液晶層908的方式設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜932、絕緣膜933。此外，第二電極931設(shè)置在第二襯底906 —側(cè)，并且，第一電極930和第二電極931隔著液晶層908重疊。
[0267]關(guān)于對(duì)顯示元件施加電壓的第一電極及第二電極(也稱為像素電極、公共電極、對(duì)置電極等)，可以根據(jù)取出光的方向、設(shè)置電極的位置以及電極的圖案結(jié)構(gòu)選擇透光性或反射性。
[0268]第一電極930及第二電極931可以適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式I所示的像素電極121及對(duì)置電極154相同的材料。
[0269]此外，間隔物935是通過對(duì)絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而得到的柱狀間隔物，并且它是為控制第一電極930與第二電極931之間的間隔(單元間隙)而設(shè)置的。此外，也可以使用球狀間隔物。
[0270]當(dāng)作為顯示元件使用液晶元件時(shí)，可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)出膽留相、近晶相、立方相、手向列相、各向同性相等。
[0271]另外，也可以采用不使用取向膜的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相中之一種，當(dāng)使膽甾相液晶的溫度升高時(shí)，在即將由膽留相轉(zhuǎn)變成各向同性相之前呈現(xiàn)。由于藍(lán)相只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)，所以為了改善溫度范圍而將混合有手性試劑的液晶組成物用于液晶層。另外，由于取向膜由有機(jī)樹脂構(gòu)成，而有機(jī)樹脂含有氫或水等，因此有可能降低本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的晶體管的電特性。于是，通過作為液晶層160使用藍(lán)相，可以不使用有機(jī)樹脂地制造本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置，因此可以形成可靠性高的顯示裝置。
[0272]第一襯底901和第二襯底906由密封劑925固定。作為密封劑925，可以使用熱固化樹脂或光固化樹脂等有機(jī)樹脂。另外，密封劑925接觸于絕緣膜924。此外，密封劑925相當(dāng)于圖12A至圖12C所示的密封劑905。
[0273]此外，在液晶顯示裝置中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置黑矩陣(遮光膜)、偏振構(gòu)件、相位差構(gòu)件、抗反射構(gòu)件等的光學(xué)構(gòu)件(光學(xué)襯底)等。例如，也可以使用利用偏振襯底以及相位差襯底的圓偏振。此外，作為光源，也可以使用背光燈、側(cè)光燈等。
[0274]此外，由于晶體管容易被靜電等損壞，所以優(yōu)選設(shè)置用來保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)電路。保護(hù)電路優(yōu)選使用非線性元件構(gòu)成。
[0275]下面，參照?qǐng)D13B說明橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置。圖13B是作為橫電場(chǎng)方式的一個(gè)例子的FFS (Fringe Field Switching:邊緣場(chǎng)切換)模式的液晶顯示裝置。以下說明與圖13A所示的縱電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置不同的結(jié)構(gòu)。
[0276]在圖13B所示的液晶顯示裝置中，連接端子電極915由與第一電極940相同的導(dǎo)電膜形成，并且，端子電極916由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。
[0277]此外，液晶元件943包括形成在絕緣膜924上的第一電極940、第二電極941以及液晶層908。此外，液晶元件943可以采用與實(shí)施方式I所示的電容元件105相同的結(jié)構(gòu)。第一電極940可以適當(dāng)?shù)厥褂脠D13A所示的第一電極930所示的材料。此外，第一電極940的平面形狀為梳齒狀、階梯狀、梯子狀等。第二電極941用作公共電極，可以與實(shí)施方式I所示的多層膜119同樣地形成。在第一電極940與第二電極941之間設(shè)置有絕緣膜924。
[0278]第二電極941通過電極945與公共布線946連接。另外，電極945由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。公共布線946由與晶體管910、晶體管911的柵電極相同的導(dǎo)電膜形成。此外，這里，作為液晶元件943使用實(shí)施方式I所示的電容元件說明，但是也可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌麑?shí)施方式所示的電容元件。
[0279]圖14A至圖14C示出在圖13A所示的液晶顯示裝置中與將設(shè)置在第二襯底906上的第二電極931電連接的公共連接部(焊盤部)形成在第一襯底901上的例子。
[0280]公共連接部配置在與用來粘結(jié)第一襯底901和第二襯底906的密封劑重疊的位置，并且通過密封劑所包含的導(dǎo)電粒子與第二電極931電連接?；蛘?，在不與密封劑重疊的位置(注意，像素部以外的位置)設(shè)置公共連接部，并且，以與公共連接部重疊的方式將包含導(dǎo)電粒子的膏劑與密封劑另行設(shè)置，而與第二電極931電連接。
[0281]圖14A是公共連接部的截面圖，并相當(dāng)于圖14B所示的俯視圖的1-J。
[0282]公共電位線975設(shè)置在柵極絕緣膜922上并利用與圖14A至圖14C所示的晶體管910的源電極971或漏電極973相同的材料及工序制造。
[0283]此外，公共電位線975由絕緣膜924覆蓋，絕緣膜924在重疊于公共電位線975的位置上具有多個(gè)開口。該開口在與使晶體管910的源電極971和漏電極973中的一方與第一電極930連接的接觸孔相同的工序中制造。
[0284]此外，公共電位線975及公共電極977在開口中連接。公共電極977設(shè)置在絕緣膜924上，并使用與連接端子電極915、像素部的第一電極930相同的材料及工序制造。
[0285]如此，與像素部902的開關(guān)元件的制造工序共同地制造公共連接部。
[0286]公共電極977是與包括在密封劑中的導(dǎo)電粒子接觸的電極，并與第二襯底906的第二電極931電連接。
[0287]此外，如圖14C所示，公共電位線985也可以使用與晶體管910的柵電極相同的材料及工序制造。
[0288]在圖14C所示的公共連接部中，公共電位線985設(shè)置在柵極絕緣膜922及絕緣膜924的下層，柵極絕緣膜922及絕緣膜924在重疊于公共電位線985的位置上具有多個(gè)開口。該開口在與使晶體管910的源電極971和漏電極973中的一方與第一電極930連接的接觸孔相同的工序中對(duì)絕緣膜924進(jìn)行蝕刻之后，還對(duì)柵極絕緣膜922選擇性地進(jìn)行蝕刻形成。
[0289]此外，公共電位線985及公共電極987在開口中連接。公共電極987設(shè)置在絕緣膜924上，并使用與連接端子電極915、像素部的第一電極930相同的材料及工序制造。[0290]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管及電容元件使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件的多層膜具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管的多層膜中，溝道形成在不與柵極絕緣膜接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0291]另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等組合而使用。
[0292]實(shí)施方式6
[0293]本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(也包括游戲機(jī))。作為電子設(shè)備，可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機(jī))、用于計(jì)算機(jī)等的顯示器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相框、移動(dòng)電話機(jī)、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、游戲機(jī)(彈珠機(jī)(pachinko machine)或投幣機(jī)(slot machine)等)、框體游戲機(jī)。圖15A至圖15C示出上述電子設(shè)備的一個(gè)例子。
[0294]圖15A示出具有顯示部的桌子9000。在桌子9000中，框體9001組裝有顯示部9003，利用顯示部9003可以顯示影像。另外，示出利用四個(gè)桌腿9002支撐框體9001的結(jié)構(gòu)。另外，框體9001具有用來供應(yīng)電力的電源供應(yīng)線9005。
[0295]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9003。由此可以提高顯示部9003的顯示質(zhì)量。
[0296]顯示部9003具有觸屏輸入功能，通過用手指等按觸顯示在桌子9000的顯示部9003中的顯示按鈕9004來可以進(jìn)行畫面操作或信息輸入，并且顯示部9003也可以用作如下控制裝置，即通過使其具有能夠與其他家電產(chǎn)品進(jìn)行通信的功能或能夠控制其他家電產(chǎn)品的功能，而通過畫面操作控制其他家電產(chǎn)品。例如，通過使用具有圖像傳感器功能的顯示裝置，可以使顯示部9003具有觸屏輸入功能。
[0297]另外，利用設(shè)置于框體9001的鉸鏈也可以將顯示部9003的畫面以垂直于地板的方式立起來，從而也可以將桌子9000用作電視裝置。雖然當(dāng)在小房間里設(shè)置大畫面的電視裝置時(shí)自由使用的空間變小，但是若在桌子內(nèi)安裝有顯示部則可以有效地利用房間的空間。
[0298]圖15B示出電視裝置9100。在電視裝置9100中，框體9101組裝有顯示部9103，并且利用顯示部9103可以顯示影像。此外，在此示出利用支架9105支撐框體9101的結(jié)構(gòu)。
[0299]通過利用框體9101所具備的操作開關(guān)、另外提供的遙控操作機(jī)9110，可以進(jìn)行電視裝置9100的操作。通過利用遙控操作機(jī)9110所具備的操作鍵9109，可以進(jìn)行頻道及音量的操作，并可以對(duì)在顯示部9103上顯示的影像進(jìn)行操作。此外，也可以采用在遙控操作機(jī)9110中設(shè)置顯示從該遙控操作機(jī)9110輸出的信息的顯示部9107的結(jié)構(gòu)。
[0300]圖15B所示的電視裝置9100具備接收機(jī)及調(diào)制解調(diào)器等。電視裝置9100可以利用接收機(jī)接收一般的電視廣播。再者，電視裝置9100通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，也可以進(jìn)行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(發(fā)送者和接收者之間或接收者之間等)的信息通信。
[0301]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9103、顯示部9107。由此可以提高電視裝置的顯示質(zhì)量。[0302]圖15C示出計(jì)算機(jī)9200，該計(jì)算機(jī)9200包括主體9201、框體9202、顯示部9203、鍵盤9204、外部連接端口 9205、指向設(shè)備9206等。
[0303]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9203。由此可以提高計(jì)算機(jī)的顯示質(zhì)量。
[0304]顯示部9203具有觸屏輸入功能，通過用手指等按觸顯示在計(jì)算機(jī)9200的顯示部9203中的鍵盤9204來可以進(jìn)行畫面操作或信息輸入，并且顯示部9003也可以用作如下控制裝置，即通過使其具有能夠與其他家電產(chǎn)品進(jìn)行通信的功能或能夠控制其他家電產(chǎn)品的功能，而通過畫面操作控制其他家電產(chǎn)品。
[0305]圖16A和圖16B是能夠折疊的平板終端。圖16A是打開的狀態(tài)，并且平板終端包括框體9630、顯示部9631a、顯示部9631b、顯示模式切換開關(guān)9034、電源開關(guān)9035、省電模式切換開關(guān)9036、卡子9033以及操作開關(guān)9038。
[0306]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9631a、顯示部9631b。由此可以提高平板終端的顯示質(zhì)量。
[0307]在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸摸屏的區(qū)域9632a，并且可以通過按觸所顯示的操作鍵9638來輸入數(shù)據(jù)。此外，作為一個(gè)例子在此示出:顯示部9631a的一半只具有顯示的功能，而另一半具有觸摸屏的功能，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。也可以采用顯示部9631a的全部區(qū)域具有觸摸屏的功能的結(jié)構(gòu)。例如，可以使顯示部9631a的整個(gè)面顯示鍵盤按鈕來將其用作觸摸屏，并且將顯示部9631b用作顯示畫面。
[0308]此外，顯示部9631b也與顯示部9631a同樣，可以將其一部分用作觸摸屏的區(qū)域9632b。此外，通過使用手指或觸屏筆等按觸觸摸屏的顯示鍵盤顯示切換按鈕9639的位置，可以在顯示部9631b顯示鍵盤按鈕。
[0309]此外，也可以對(duì)觸摸屏的區(qū)域9632a和觸摸屏的區(qū)域9632b同時(shí)進(jìn)行按觸輸入。
[0310]另外，顯示模式切換開關(guān)9034能夠進(jìn)行豎屏顯示和橫屏顯示等顯示的方向的切換以及黑白顯示或彩色顯示等的切換等。根據(jù)內(nèi)置于平板終端中的光傳感器所檢測(cè)的使用時(shí)的外光的光量，省電模式切換開關(guān)9036可以將顯示的亮度設(shè)定為最適合的亮度。平板終端除了光傳感器以外還可以內(nèi)置陀螺儀和加速度傳感器等檢測(cè)傾斜度的傳感器等的其他檢測(cè)裝置。
[0311]此外，圖16A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是不局限于此，一方的尺寸和另一方的尺寸可以不同，并且它們的顯示質(zhì)量也可以不同。例如顯示部9631a和顯示部9631b中的一方可以進(jìn)行比另一方更高精細(xì)的顯示。
[0312]圖16B是合上的狀態(tài)，并且平板終端包括框體9630、太陽能電池9633、充放電控制電路9634。此外，在圖16B中，作為充放電控制電路9634的一個(gè)例子示出具有電池9635和D⑶C轉(zhuǎn)換器9636的結(jié)構(gòu)。
[0313]此外，平板終端可以折疊，因此不使用時(shí)可以合上框體9630。因此，由于可以保護(hù)顯示部9631a和顯示部9631b，所以可以提供一種具有良好的耐久性且從長期使用的觀點(diǎn)來看具有良好的可靠性的平板終端。
[0314]此外，圖16A和圖16B所示的平板終端還可以具有如下功能:顯示各種各樣的信息(靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)；將日歷、日期或時(shí)刻等顯示在顯示部上；對(duì)顯示在顯示部上的信息進(jìn)行操作或編輯的觸摸輸入；通過各種各樣的軟件(程序)控制處理等。[0315]通過利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應(yīng)到觸摸屏、顯示部或影像信號(hào)處理部等。注意，太陽能電池9633可以設(shè)置在框體9630的一面或兩面，因此可以進(jìn)行高效的電池9635的充電，因此優(yōu)選。另外，當(dāng)作為電池9635使用鋰離子電池時(shí)，有可以實(shí)現(xiàn)小型化等的優(yōu)點(diǎn)。
[0316]另外，參照?qǐng)D16C所示的方框圖對(duì)圖16B所示的充放電控制電路9634的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。圖16C示出太陽能電池9633、電池9635、D⑶C轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)SWl至SW3以及顯示部9631，電池9635、DCDC轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)SWl至SW3對(duì)應(yīng)于圖16B所示的充放電控制電路9634。
[0317]首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發(fā)電時(shí)的工作的例子。使用D⑶C轉(zhuǎn)換器9636對(duì)太陽能電池所產(chǎn)生的電力進(jìn)行升壓或降壓以使它成為用來對(duì)電池9635進(jìn)行充電的電壓。并且，當(dāng)利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時(shí)使開關(guān)SWl導(dǎo)通，并且，利用轉(zhuǎn)換器9637將其升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，當(dāng)不進(jìn)行顯示部9631中的顯示時(shí)，可以采用使開關(guān)SWl截止且使開關(guān)SW2導(dǎo)通來對(duì)電池9635進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)。
[0318]注意，作為發(fā)電單元的一個(gè)例子示出太陽能電池9633，但是不局限于此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉(zhuǎn)換元件(拍耳帖元件(Peltier element))等其他發(fā)電單元進(jìn)行電池9635的充電。例如，也可以使用以無線(不接觸)的方式能夠收發(fā)電力來進(jìn)行充電的無線電力傳輸模塊或組合其他充電方法進(jìn)行充電。
[0319]本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等組合而使用。
[0320]符號(hào)說明
[0321]100 像素部
[0322]101 像素
[0323]102 第一襯底
[0324]103 晶體管
[0325]104 掃描線驅(qū)動(dòng)電路
[0326]105 電容元件
[0327]106 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路
[0328]107 掃描線
[0329]108 液晶元件
[0330]109 信號(hào)線
[0331]111 多層膜
[0332]111_1第一氧化物層
[0333]111_2第二氧化物層
[0334]111_3第三氧化物層
[0335]113 導(dǎo)電膜
[0336]115 電容線
[0337]117 開口
[0338]118 多層膜
[0339]119 多層膜[0340]119_1 第一氧化物層
[0341]119_2第二氧化物層
[0342]119_3第三氧化物層
[0343]121像素電極
[0344]122抗蝕劑掩模
[0345]123開口
[0346]124像素電極
[0347]125導(dǎo)電膜
[0348]126絕緣膜
[0349]127柵極絕緣膜
[0350]128絕緣膜
[0351]129絕緣膜
[0352]130絕緣膜
[0353]131絕緣膜
[0354]132絕緣膜
[0355]133絕緣膜
[0356]135導(dǎo)電膜
[0357]137導(dǎo)電膜
[0358]138開口
[0359]139開口
[0360]148導(dǎo)電膜
[0361]149開口
[0362]150第二襯底
[0363]152遮光膜
[0364]153遮光膜
[0365]154對(duì)置電極
[0366]155布線
[0367]156絕緣膜
[0368]158絕緣膜
[0369]160液晶層
[0370]161像素
[0371]165電容元件
[0372]167導(dǎo)電膜
[0373]171像素
[0374]175電容元件
[0375]181像素
[0376]185電容元件
[0377]901第一襯底
[0378]902像素部[0379]903信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路
[0380]904掃描線驅(qū)動(dòng)電路
[0381]905密封劑
[0382]906第二襯底
[0383]908液晶層
[0384]910晶體管
[0385]911晶體管
[0386]913液晶元件
[0387]915連接端子電極
[0388]916端子電極
[0389]917導(dǎo)電膜
[0390]918FPC [0391]918bFPC
[0392]919各向異性導(dǎo)電劑
[0393]922柵極絕緣膜
[0394]923絕緣膜
[0395]924絕緣膜
[0396]925密封劑
[0397]926電容元件
[0398]927氧化物半導(dǎo)體膜
[0399]928電極
[0400]929電容布線
[0401]930電極
[0402]931電極
[0403]932絕緣膜
[0404]933絕緣膜
[0405]935間隔物
[0406]940電極
[0407]941電極
[0408]943液晶元件
[0409]945電極
[0410]946公共布線
[0411]971源電極
[0412]973漏電極
[0413]975公共電位線
[0414]977公共電極
[0415]985公共電位線
[0416]987公共電極
[0417]9000桌子[0418]9001框體
[0419]9002桌腿
[0420]9003顯示部
[0421]9004顯示按鈕
[0422]9005電源供應(yīng)線
[0423]9033卡子
[0424]9034開關(guān)
[0425]9035電源開關(guān)
[0426]9036開關(guān)
[0427]9038操作開關(guān)
[0428]9100電視裝置
[0429]9101框體
[0430]9103顯示部
[0431]9105支架
[0432]9107顯示部
[0433]9109操作鍵
[0434]9110遙控操作機(jī)
[0435]9201主體
[0436]9202框體
[0437]9203顯示部
[0438]9204鍵盤
[0439]9205外部連接端口
[0440]9206指向設(shè)備
[0441]9630框體
[0442]9631顯示部
[0443]9631a顯示部
[0444]9631b顯示部
[0445]9632a區(qū)域
[0446]9632b區(qū)域
[0447]9633太陽能電池
[0448]9634充放電控制電路
[0449]9635電池
[0450]9636DCDC 轉(zhuǎn)換器
[0451]9637轉(zhuǎn)換器
[0452]9638操作鍵
[0453]9639按鈕
【權(quán)利要求】
1.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 所述第一絕緣膜上的包括氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第一 多層膜的溝道形成區(qū)不與所述第一絕緣膜接觸， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜的載流子密度高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置， 其中所述第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層以及在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層， 并且所述第二氧化物層包括所述溝道形成區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
7.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 第一多層膜，該第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層以及在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第二氧化物層包括溝道形成區(qū)， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜高的載流子密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜包括所述第一氧化物層和所述第二氧化物層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
12.一種包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
13.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 第一多層膜，該第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層、在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層以及在所述第二氧化物層上并與所述第二氧化物層接觸的第三氧化物層， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第二氧化物層包括溝道形成區(qū)， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜的載流子密度高。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜包括所述第一氧化物層、所述第二氧化物層和所述第三氧化物層。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層和所述第三氧化物層的每一個(gè)中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
18.—種包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G02F1/1362GK103681874SQ201310416236
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
【專利摘要】本發(fā)明的課題是提供制造成本低的顯示裝置。本發(fā)明的課題是提供功耗小的顯示裝置。另外，本發(fā)明的課題是提供可以制造在大面積襯底上的顯示裝置。此外，本發(fā)明的課題是提供像素的開口率高的顯示裝置。另外，本發(fā)明的課題是提供可靠性高的顯示裝置。本發(fā)明的一個(gè)方式包括與具有透光性的像素電極電連接的晶體管以及電容元件，該晶體管包括柵電極、設(shè)置在柵電極上的柵極絕緣膜、設(shè)置在柵極絕緣膜上包含氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜，電容元件包括像素電極以及由具有與第一多層膜相同的層結(jié)構(gòu)的第二多層膜構(gòu)成的導(dǎo)電性電極，其中該第二多層膜與像素電極重疊并以規(guī)定的間隔配置，晶體管的溝道形成區(qū)為不與柵極絕緣膜接觸的第一多層膜中的至少一個(gè)層。
【專利說明】顯示裝置及電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書等所公開的發(fā)明涉及一種顯示裝置及電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器等平面顯示器不斷得到普及。在平面顯示器等顯示裝置中，在配置于行方向及列方向上的像素中，設(shè)置有作為開關(guān)元件的晶體管、與該晶體管電連接的顯示元件以及與該顯示元件連接的電容元件。
[0003]根據(jù)用途，作為用于晶體管的硅半導(dǎo)體膜分別使用非晶硅膜和多晶硅膜。例如，當(dāng)在大面積襯底上制造顯示裝置時(shí)，優(yōu)選使用已確立對(duì)大面積襯底的成膜技術(shù)的非晶硅膜。通過在大面積襯底上制造顯示裝置，可以縮減顯示裝置的制造成本。但是，使用非晶硅膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率低，因此為了獲得充分的通態(tài)電流(on-state current)需要擴(kuò)大晶體管的面積。晶體管的面積越大像素的開口率越低，而顯示裝置的功耗增大。
[0004]另一方面，使用多晶硅膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高，因此即使晶體管的面積小也可以獲得充分的通態(tài)電流。因此，可以提高像素的開口率，而可以降低顯示裝置的功耗。但是，由于通過對(duì)非晶硅膜進(jìn)行高溫度的熱處理或激光處理等形成多晶硅膜，因此難以在大面積襯底上形成多晶硅膜。因?yàn)殡y以在大面積襯底上制造顯示裝置，所以顯示裝置的制造成本增高。
[0005]此外，呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的氧化物(也稱為氧化物半導(dǎo)體)是可以應(yīng)用于晶體管的半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體材料。例如，公開了使用氧化鋅或In-Ga-Zn氧化物來制造晶體管的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2)。
[0006]因?yàn)榭梢允褂脼R射法形成氧化物半導(dǎo)體膜，所以氧化物半導(dǎo)體膜適合在大面積襯底上制造顯示裝置時(shí)使用。通過在大面積襯底上制造顯示裝置，可以縮減顯示裝置的制造成本。此外，使用氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高，因此即使晶體管的面積小也可以獲得充分的通態(tài)電流。因此，可以提高像素的開口率，而可以降低顯示裝置的功耗。另夕卜，能夠改良使用了非晶硅膜的晶體管的生產(chǎn)設(shè)備的一部分而利用，因此有可以抑制設(shè)備投資的優(yōu)點(diǎn)。
[0007]此外，隨著顯示裝置的高精細(xì)化，布線、電極等所占的面積增大，因此像素的開口率變低，顯示裝置的功耗變大。例如，當(dāng)縮短布線的寬度時(shí)，發(fā)生顯示裝置的工作延遲，而顯示裝置的顯示質(zhì)量降低。此外，當(dāng)縮小電容元件時(shí)，顯示裝置的顯示質(zhì)量也降低。
[0008]已知因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體膜具有3eV至4eV左右的較寬的能隙，所以對(duì)可見光具有透光性。在專利文獻(xiàn)3中，公開了如下技術(shù):在顯示裝置中，使用具有透光性的氧化物半導(dǎo)體膜在同一平面上形成晶體管的溝道層和用于電容元件的電容電極中的一個(gè)電極。注意，因?yàn)橛糜陔娙菰碾娙蓦姌O中的另一個(gè)電極由具有透光性的像素電極形成，所以電容元件整體可以為透明。
[0009][專利文獻(xiàn)I]日本專利申請(qǐng)公開2007-123861號(hào)公報(bào)
[0010][專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開2007-96055號(hào)公報(bào)[0011][專利文獻(xiàn)3]美國專利第8，102,476號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的課題之一是提供一種制造成本低的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種功耗小的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種可以制造在大面積襯底上的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種其像素的開口率高的顯示裝置。本發(fā)明的課題之一是提供一種可靠性高的顯示裝置。
[0013]本發(fā)明的一個(gè)方式是一種顯示裝置，該顯示裝置包括與具有透光性的像素電極電連接的晶體管以及電容元件，該晶體管包括柵電極、設(shè)置在柵電極上的柵極絕緣膜以及設(shè)置在柵極絕緣膜上并包含氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜，電容元件包括像素電極以及由具有與第一多層膜相同的層結(jié)構(gòu)的第二多層膜構(gòu)成的導(dǎo)電性電極，其中該第二多層膜與像素電極重疊并以規(guī)定的間隔配置，晶體管的溝道形成區(qū)是不與柵極絕緣膜接觸的第一多層膜中的至少一個(gè)層。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)中，第一多層膜優(yōu)選包括與柵極絕緣膜上接觸的第一氧化物層以及與第一氧化物層上接觸的第二氧化物層。此外，更優(yōu)選的是，第二氧化物層的電子親和力比第一氧化物層大，而兩者之間的差大于0.2eV。
[0015]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層優(yōu)選以第二氧化物層的1.5倍以上的高濃度包含招、娃、鈦、鎵、鍺、乾、錯(cuò)、錫、鑭、鋪或鉿。
[0016]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層及第二氧化物層是In-Ga-Zn氧化物，當(dāng)?shù)谝谎趸飳邮荌n:Ga =Zn=X1 =Z1H原子數(shù)比]且第二氧化物層是In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]時(shí)，優(yōu)選I比y2/x2大1.5倍以上。
[0017]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選第二氧化物層是結(jié)晶，第一氧化物層的結(jié)晶性比第二氧化物層低。
[0018]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一多層膜優(yōu)選包括與柵極絕緣膜上接觸的第一氧化物層、與第一氧化物層上接觸的第二氧化物層、與第二氧化物層上接觸的第三氧化物層，而且，更優(yōu)選的是，第二氧化物層的電子親和力比第一氧化物層及第三氧化物層大，而兩者之間的差大于0.2eVo
[0019]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層及第三氧化物層優(yōu)選以第二氧化物層的1.5倍以上的高濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿。
[0020]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，第一氧化物層、第二氧化物層及第三氧化物層是In-Ga-Zn氧化物，當(dāng)?shù)谝谎趸飳邮荌n:Ga =Zn=X1原子數(shù)比],第二氧化物層是In:Ga:Zn=X2:y2:z2 [原子數(shù)比]且第三氧化物層是In:Ga:Zn=X3:y3:z3 [原子數(shù)比]時(shí),優(yōu)選Y1Zx1hJ、比72八2大1.5倍以上。此外，更優(yōu)選的是，第一氧化物層是非晶，第二氧化物層是結(jié)晶。此外，進(jìn)一步優(yōu)選的是，第三氧化物層是結(jié)晶。
[0021]此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選具有通過與柵電極在同一工序設(shè)置的電容線，第二多層膜與電容線電連接。此外，第二多層膜的載流子密度優(yōu)選比第一多層膜高。此外，第二多層膜更優(yōu)選與柵極絕緣膜上接觸地形成并包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
[0022]此外，本發(fā)明的另一個(gè)方式包括使用上述顯示裝置的電子設(shè)備。
[0023]為了對(duì)在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中形成溝道的晶體管賦予穩(wěn)定的電特性，降低形成溝道的層中的雜質(zhì)濃度是有效的。例如，在氧化物半導(dǎo)體中，硅形成雜質(zhì)能級(jí)。此外，有時(shí)該雜質(zhì)能級(jí)成為陷阱，使晶體管的電特性劣化。此外，作為晶體管的柵極絕緣膜，大多使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等包含硅的絕緣膜，因此優(yōu)選在不與柵極絕緣膜接觸的層上形成包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的形成有溝道的層。
[0024]此外，當(dāng)在柵極絕緣膜與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜之間的界面處形成溝道時(shí)，在該界面處發(fā)生界面散射，而晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率降低。從這樣的觀點(diǎn)來看，晶體管的溝道優(yōu)選形成在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的不與柵極絕緣膜接觸的層中。
[0025]因此，通過在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的不與柵極絕緣膜接觸的層中形成晶體管的溝道，可以實(shí)現(xiàn)具有穩(wěn)定的電特性并具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的晶體管。通過將該晶體管用作顯示裝置的開關(guān)元件，該晶體管具有穩(wěn)定的電特性，因此可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的顯示裝置。此外，即使該晶體管的面積小，該晶體管也可以得到充分的通態(tài)電流，因此可以提高像素的開口率，而可以減小顯示裝置的功耗。
[0026]為了使晶體管的溝道形成區(qū)離開柵極絕緣膜，例如作為包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜采用下述結(jié)構(gòu)即可。
[0027]包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜至少包括氧化物半導(dǎo)體層(為了方便起見，稱為第二氧化物層)及設(shè)置在第二氧化物層與柵極絕緣膜之間的第一氧化物層。第一氧化物層是由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，并具有比第二氧化物層小
0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，當(dāng)對(duì)柵電極施加電場(chǎng)時(shí)，溝道形成在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的電子親和力較大的第二氧化物層中。就是說，由于在第二氧化物層與柵極絕緣膜之間具有第一氧化物層，因此可以在不與柵極絕緣膜接觸的層(在此，指第二氧化物層)中形成晶體管 的溝道。此外，由于第一氧化物層由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，可以在第二氧化物層與第一氧化物層之間的界面處不容易發(fā)生界面散射。因此，在該界面處載流子的移動(dòng)不被阻礙，因此可以提高晶體管的場(chǎng)效應(yīng)遷移率。
[0028]此外，第一氧化物可以是以比第二氧化物層高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜。具體地說，作為第一氧化物層，使用以第二氧化物層的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的濃度包含上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第一氧化物層是與第二氧化物層相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0029]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳邮荌n-Ga-Zn氧化物膜，并且第一氧化物層也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第一氧化物層設(shè)定為In:Ga =Zn=X1:Yl =Z1 [原子數(shù)比]，并且將第二氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]的情況下，選擇Y1A1比I大的第一氧化物層及第二氧化物層。優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比y2/x2大1.5倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。更優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比72八2大2倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇Y1Z7X1比?ιΙ?大3倍以上的第一氧化物層及第二氧化物層。
[0030]此外，包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜可以在不與柵極絕緣膜接觸一側(cè)包括與第二氧化物層接觸，由構(gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成，并具有比第二氧化物層小0.2eV以上的電子親和力的第三氧化物層。此時(shí)，即使對(duì)柵電極施加電場(chǎng)，也不會(huì)在第三氧化物層中形成溝道。而且，因?yàn)橛蓸?gòu)成第二氧化物層的金屬元素中的一種以上的金屬元素構(gòu)成第三氧化物層，所以在第二氧化物層與第三氧化物層之間的界面處不容易形成界面能級(jí)。當(dāng)該界面具有界面能級(jí)時(shí)，有可能形成將該界面用作溝道形成區(qū)的閾值電壓不同的第二晶體管，而晶體管的外觀上的閾值電壓變動(dòng)。因此，通過設(shè)置第三氧化物層，可以降低晶體管的閾值電壓等電特性的偏差。
[0031]例如，第三氧化物層是以比第二氧化物層高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第三氧化物層，使用包含第二氧化物層的
1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第三氧化物層是與第二氧化物層相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0032]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳邮荌n-Ga-Zn氧化物膜，并且第三氧化物層也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第二氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=x2:y2:z2[原子數(shù)比]，并且將第三氧化物層設(shè)定為In:Ga:Zn=X3:y3:z3[原子數(shù)比]的情況下，選擇y3/x3比I大的第二氧化物層及第三氧化物層。優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大1.5倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。更優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大2倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y3/x3比?ιΙ?大3倍以上的第二氧化物層及第三氧化物層。
[0033]此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置使用具有與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜(為了方便起見，稱為第一多層膜)相同的層結(jié)構(gòu)并具有透光性的第二多層膜以及具有透光性的像素電極來形成電容元件。由于第二多層膜具有透光性，因此可以使電容元件具有透光性。通過使用具有透光性的電容元件，像素的開口率得到提高，從而可以減小顯示裝置的功耗。[0034]此外，當(dāng)通過與第一多層膜在同一工序設(shè)置第二多層膜時(shí)，可以減少顯示裝置的制造工序數(shù)。通過減少顯示裝置的制造工序數(shù)，可以降低顯示裝置的制造成本。
[0035]作為第二多層膜，使用其載流子密度比第一多層膜高的多層膜。因?yàn)榈诙鄬幽ぞ哂懈咻d流子密度，所以可以用作電極。
[0036]此外，作為第二多層膜，使用以比第一多層膜高的濃度包含賦予η型的雜質(zhì)的多層膜。作為賦予η型的雜質(zhì)的例子，有硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻及稀有氣體元素。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管及電容元件使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件的多層膜具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管的多層膜中，由于溝道形成在不與柵極絕緣膜接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，因此可以制造可靠性高的顯示裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1A至圖1C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的圖以及說明像素的電路圖；
[0039]圖2是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0040]圖3Α至圖3C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0041]圖4Α至圖4C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0042]圖5Α和圖5Β是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的制造方法的截面圖；
[0043]圖6是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；[0044]圖7A至圖7C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0045]圖8是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0046]圖9A至圖9C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0047]圖10是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的像素的俯視圖；
[0048]圖1lA至圖1lC是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0049]圖12A至圖12C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的俯視圖；
[0050]圖13A和圖13B是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖；
[0051]圖14A至圖14C是說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的截面圖及俯視圖；
[0052]圖15A至圖15C是說明使用本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的電子設(shè)備的圖；
[0053]圖16A至圖16C是說明使用本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的電子設(shè)備的圖；
[0054]圖17A至圖17C是示出包括在顯示裝置中的晶體管的電流與電壓的關(guān)系、存儲(chǔ)電容的電壓與電容的關(guān)系的圖；
[0055]圖18是說明包括在顯示裝置中的存儲(chǔ)電容的工作方法的圖。
[0056]本發(fā)明的選擇圖為圖3A至圖3C。
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍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(yīng)該被解釋為僅限定在下面的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。
[0058]注意，在以下說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同附圖之間共同使用同一符號(hào)表示同一部分或具有同樣功能的部分而省略其重復(fù)說明。另外，當(dāng)表示具有相同功能的部分時(shí)有時(shí)使用相同的陰影線，而不特別附加附圖標(biāo)記。
[0059]在本說明書所說明的每一個(gè)附圖中，有時(shí)為了明確起見，夸大表示各結(jié)構(gòu)的大小、膜的厚度或區(qū)域。因此，本發(fā)明并不一定限定于該尺度。
[0060]另外，在本說明書等中，為了方便起見，附加了“第一”、“第二”等序數(shù)詞，而其并不表示工序順序或疊層順序。此外，其在本說明書等中不表示用來特定發(fā)明的事項(xiàng)的固有名稱。
[0061]另外，“源極”及“漏極”的功能在電路工作的電流方向變化的情況等下，有時(shí)互相調(diào)換。因此，在本說明書中，“源極”及“漏極”的用詞可以被互相調(diào)換使用。
[0062]另外，電壓是指兩個(gè)點(diǎn)之間的電位差，電位是指某一點(diǎn)的靜電場(chǎng)中的單位電荷具有的靜電能(電位能量)。但是，一般來說，將某一點(diǎn)的電位與標(biāo)準(zhǔn)的電位(例如接地電位或源極電位)之間的電位差簡(jiǎn)單地稱為電位或電壓，通常，電位和電壓作為同義詞來使用。因此，在本說明書中，除了特別指定的情況以外，既可將“電位”稱為“電壓”，又可將“電壓”稱為“電位”。
[0063]在本說明書中，當(dāng)在進(jìn)行光刻處理之后進(jìn)行蝕刻處理時(shí)，去除在光刻處理中形成的掩模。
[0064]實(shí)施方式I
[0065]在本實(shí)施方式中，使用【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置。此外，在本實(shí)施方式中，以使用液晶元件的顯示裝置為例子進(jìn)行說明。
[0066]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)>
[0067]圖1A示出顯示裝置的一個(gè)例子。圖1A所示的顯示裝置包括:像素部100 ;掃描線驅(qū)動(dòng)電路104 ;信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 ;彼此平行或大致平行地配置且其電位由掃描線驅(qū)動(dòng)電路104控制的m個(gè)掃描線107 ;以及彼此平行或大致平行地配置且其電位由信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106控制的η個(gè)信號(hào)線109。而且，像素部100具有配置為矩陣狀的多個(gè)像素101。此夕卜，具有沿著掃描線107彼此平行或大致平行地配置的電容線115。此外，也可以沿著信號(hào)線109彼此平行或大致平行地配置電容線115。
[0068]各掃描線107與在像素部100中配置為m行η列的像素101中的配置在任一行的η個(gè)像素101電連接。此外,各信號(hào)線109與配置為m行η列的像素101中的配置在任一列的m個(gè)像素101電連接。m、η都是I以上的整數(shù)。此外，各電容線115與配置為m行η列的像素101中的配置在任一行的η個(gè)像素101電連接。此外，當(dāng)電容線115沿著信號(hào)線109彼此平行或大致平行地配置時(shí)，電容線115與配置為m行η列的像素101中的配置在任一列的m個(gè)像素101電連接。
[0069]圖1B是在圖1A中示出的顯示裝置所具有的像素101的電路圖的一個(gè)例子。圖1B所示的像素101包括:與掃描線107及信號(hào)線109電連接的晶體管103 ;其一個(gè)電極與晶體管103的漏電極及像素電極121電連接，且另一個(gè)電極與供應(yīng)規(guī)定的電位的電容線115電連接的電容元件105 ;以及電連接到對(duì)與像素電極121相對(duì)設(shè)置的電極(對(duì)置電極)供應(yīng)電位的布線155的液晶元件108，其中該像素電極121電連接到晶體管103的漏電極及電容元件105的一個(gè)電極。
[0070]此外，在電容元件105中，將像素電極121用作一個(gè)電極，并且將與電容線115連接的電極用作另一個(gè)電極。此時(shí)，使用圖1B所示的電路圖可以示出另一個(gè)電極的導(dǎo)電率較高的情況。另一方面，使用圖1C所示的電路圖可以示出該另一個(gè)電極的導(dǎo)電率較低的情況。
[0071]圖1C所示的像素101包括:與掃描線107及信號(hào)線109電連接的晶體管103 ;其一個(gè)電極與晶體管103的漏電極電連接，且另一個(gè)電極與供應(yīng)規(guī)定的電位的電容線115電連接的電容元件105 ;以及電連接到對(duì)與像素電極121相對(duì)設(shè)置的電極(對(duì)置電極)供應(yīng)電位的布線155的液晶元件108，其中該像素電極121電連接到晶體管103的漏電極及電容元件105的一個(gè)電極。
[0072]在圖1C所示的電容元件105中，多層膜119具有與用于晶體管103的多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過控制施加的電位而使其處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，多層膜119起到電極的作用。多層膜119用作電容元件105的另一個(gè)電極。因此，可以說電容元件105具有MOS(Metal Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)電容器結(jié)構(gòu)。此外，多層膜119具有與多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)并具有較低的導(dǎo)電率。此外，多層膜119用作電容元件的電極。
[0073]此外，與包括在作為增強(qiáng)型晶體管的晶體管103中的多層膜111相比，電容元件105的多層膜119因添加使導(dǎo)電率增高的雜質(zhì)的處理等而其載流子密度有意地增大。此夕卜，與晶體管103相同，當(dāng)像素電極121的電位VP與電容線115的電位VC之間的電位差(VP-VC)小于OV時(shí)電容元件105開始進(jìn)行充電(參照?qǐng)D17B及圖17C)。因此，電容元件105的閾值電壓(Vth)小于0V。圖17A示出作為增強(qiáng)型晶體管的晶體管103的1-V曲線及閾值電壓Vth。
[0074]圖17B示出電容元件105的C_V (Capacitance-Voltage:電容-電壓)曲線。在圖17B中，橫軸表示電容元件105的像素電極121與電容線115之間的電位差(VP-VC)，縱軸表示電容元件105的電容C。
[0075]此外，通過利用晶體管103的多層膜111的形成工序形成電容元件105的多層膜119，有意地將其載流子密度增高，并對(duì)其進(jìn)行添加使導(dǎo)電率增加的雜質(zhì)的處理等。因此，多層膜119的載流子密度比多層膜111的載流子密度高。
[0076]液晶元件108是利用由形成有晶體管103及像素電極121的襯底與形成有對(duì)置電極的襯底夾住的液晶的光學(xué)調(diào)制作用控制光的透過或非透過的元件。此外，液晶的光學(xué)調(diào)制作用被施加到液晶的電場(chǎng)(包括橫方向上的電場(chǎng)、縱方向上的電場(chǎng)或傾斜方向上的電場(chǎng))控制。
[0077]接著，對(duì)液晶顯示裝置的像素101的具體例子進(jìn)行說明。圖2示出像素101的俯視圖。此外，在圖2中，省略對(duì)置電極及液晶元件。
[0078]在圖2中，掃描線107在與信號(hào)線109大致正交的方向(附圖中的左右方向)上延伸而設(shè)置。信號(hào)線109在與掃描線107大致正交的方向(附圖中的上下方向)上延伸而設(shè)置。電容線115在與掃描線107平行的方向上延伸而設(shè)置。此外，掃描線107及電容線115與掃描線驅(qū)動(dòng)電路104 (參照?qǐng)D1A)電連接，信號(hào)線109與信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 (參照?qǐng)D1A)電連接。
[0079]晶體管103設(shè)置在掃描線107與信號(hào)線109交叉的區(qū)域中。晶體管103包括柵電極、設(shè)置在該柵電極上的柵極絕緣膜(在圖2中未圖示)、設(shè)置在該柵極絕緣膜上并包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111。此外，在掃描線107中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的柵電極。在信號(hào)線109中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的源電極。在導(dǎo)電膜113中，與多層膜111重疊的區(qū)域用作晶體管103的漏電極。由此，有時(shí)將柵電極、源電極和漏電極分別表示為掃描線107、信號(hào)線109和導(dǎo)電膜113。此外，在圖2中，掃描線107的邊緣在頂面形狀中位于比多層膜111的邊緣還外側(cè)。因此，掃描線107用作遮擋來自背光燈的光的遮光膜。其結(jié)果是，包括在晶體管103中的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111不被光照射而可以減少電特性的變動(dòng)。
[0080]此外，通過在適當(dāng)?shù)臈l件下對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111進(jìn)行處理，可以將晶體管103的關(guān)態(tài)電流(off-state current)降低到極低。由此，可以降低顯示裝置的功耗。
[0081]在本實(shí)施方式中，對(duì)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111具有包含第一氧化物層、與該第一氧化物層上接觸的氧化物半導(dǎo)體的第二氧化物層以及與該第二氧化物層上接觸的第三氧化物層的結(jié)構(gòu)的情況進(jìn)行說明。
[0082]此外，導(dǎo)電膜113通過開口 117與具有透光性的像素電極121電連接。因此，具有透光性的像素電極121與晶體管103電連接。
[0083]此外，電容元件105設(shè)置在像素101內(nèi)的由電容線115及信號(hào)線109圍繞的區(qū)域中。此外，電容元件105具有透光性。因此，可以在像素101內(nèi)形成較大(面積大)的電容元件105，因此可以獲得具有較高的開口率和較大的電荷容量的顯示裝置。
[0084]例如，在分辨率高的顯示裝置諸如液晶顯示裝置中，像素的面積變小，電容元件的面積也變小。因此，在分辨率高的顯示裝置中，積蓄在電容元件105中的電荷容量變小。但是，本實(shí)施方式所示的電容元件105具有透光性，因此通過在各像素中設(shè)置該電容元件105，可以在各像素中獲得充分的電荷容量，同時(shí)可以提高開口率。典型的是，可以適當(dāng)?shù)厥褂梅直媛矢叩娘@示裝置，即像素密度可以為200ppi (pixel per inch:每英寸像素)以上，還可以為300ppi以上的顯示裝置。此外，本發(fā)明的一個(gè)方式可以提高開口率，因此可以高效地利用背光燈等光源裝置的光，而可以降低顯示裝置的功耗。
[0085]在此，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行說明。因?yàn)楸景l(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置具有MOS電容器結(jié)構(gòu)的電容元件105，所以當(dāng)使電容元件105工作時(shí)，為了使其穩(wěn)定地工作，將施加到用作電容元件105的另一個(gè)電極的多層膜119 (換言之，電容線115)的電位VC設(shè)定為以下。
[0086]如上所述，電容元件105的C-V曲線是如圖17B所示那樣的閾值電壓小于OV的C-V曲線。在使電容元件105工作的期間中，使電容元件105穩(wěn)定地工作意味著對(duì)電容元件105充分地進(jìn)行充電。例如，是在該期間中以將電容元件105的像素電極121的電位VP與多層膜119的電位VC之間的電位差(VP-VC)成為圖17B的Vl以上且V2以下的方式供應(yīng)電位VC。
[0087]此外，在使電容元件105工作的期間中，像素電極121的電位VP根據(jù)輸入到信號(hào)線109的信號(hào)向正方向及負(fù)方向變動(dòng)。具體地說，以視頻信號(hào)的中心電位為基準(zhǔn)向正方向及負(fù)方向變動(dòng)。由此，在該期間中，為了使像素電極121的電位與多層膜119的電位之間的電位差為Vl及V2，使多層膜119的電位(電容線115的電位)為比Vl及V2的值的每一個(gè)低出電容元件105的閾值電壓以上的電位即可(參照?qǐng)D18)。此外，在圖18中，將供應(yīng)到掃描線107的電位中的最低電位設(shè)定為GVss，將供應(yīng)到掃描線107的電位中的最高電位設(shè)定為 GVdd。
[0088]換言之，為了使電容元件105工作，在使電容元件105工作的期間中，像素電極121與多層膜119之間的電位差高于電容元件105的閾值電壓即可。
[0089]在此，圖3A示出沿著圖2的點(diǎn)劃線A1-A2之間以及點(diǎn)劃線B1-B2之間的截面圖。
[0090]在圖3A中，液晶顯示裝置的像素101的截面結(jié)構(gòu)如下。液晶顯示裝置具有形成在第一襯底102上的元件部、形成在第二襯底150上的元件部以及由該兩個(gè)元件部夾住的液晶層160。
[0091]首先，對(duì)設(shè)置在第一襯底102上的元件部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在第一襯底102上設(shè)置有具有晶體管103的柵電極的掃描線107、設(shè)置在與掃描線107同一表面上的電容線115。在掃描線107及電容線115上設(shè)置有柵極絕緣膜127。在柵極絕緣膜127的與掃描線107重疊的區(qū)域上設(shè)置有多層膜111，在形成有電容元件105的區(qū)域的柵極絕緣膜127上設(shè)置有多層膜119。此外，在柵極絕緣膜127上設(shè)置有包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113。
[0092]此外，在柵極絕緣膜127中設(shè)置有到達(dá)電容線115的開口 123，在開口 123、柵極絕緣膜127和多層膜119上設(shè)置有導(dǎo)電膜125。
[0093]此外，在柵極絕緣膜127、信號(hào)線109、多層膜111、導(dǎo)電膜113、導(dǎo)電膜125和多層膜119上設(shè)置有用作晶體管103的保護(hù)絕緣膜及電容元件105的電介質(zhì)的絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132。此外，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜113的開口 117，在開口 117以及絕緣膜132上設(shè)置有像素電極121。
[0094]電容元件105具有透光性，并由像素電極121、絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132和多層膜119構(gòu)成。
[0095]此外，在像素電極121以及絕緣膜132上設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜158。此外，也可以在第一襯底102與掃描線107、電容線115及柵極絕緣膜127之間設(shè)置有基底絕緣膜。
[0096]此外，圖3B示出圖3A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖3C示出圖3A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、導(dǎo)電膜125、絕緣膜129)的放大圖。
[0097]在圖3B中，多層膜111包含與柵極絕緣膜127接觸的第一氧化物層111_1、與第一氧化物層111_1上接觸的氧化物半導(dǎo)體的第二氧化物層111_2以及與第二氧化物層111_2上接觸的第三氧化物層111_3。此外，在第三氧化物層111_3上形成有信號(hào)線109及絕緣膜129。將第一氧化物層111_1的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下,優(yōu)選為5nm以上且50nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且40nm以下。此外,將第二氧化物層111_2的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下，優(yōu)選為3nm以上且40nm以下，更優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。將第三氧化物層111_3的厚度設(shè)定為Inm以上且50nm以下,優(yōu)選為3nm以上且40nm以下,更優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。
[0098]第一氧化物層111_1是由構(gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成并具有比第二氧化物層111_2小0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，當(dāng)對(duì)柵電極施加電場(chǎng)時(shí)，在包括氧化物半導(dǎo)體膜的多層膜111中的電子親和力較大的第二氧化物層111_2中形成溝道。就是說，通過在第二氧化物層111_2與柵極絕緣膜127之間包含第一氧化物層111_1，可以在不與柵極絕緣膜127接觸的層(在此，指第二氧化物層111_2)中形成晶體管103的溝道。
[0099]此外，第一氧化物層111_1是以比第二氧化物層111_2高的濃度包含例如鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第一氧化物層111_1，使用包含第二氧化物層111_2的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第一氧化物層111_1是與第二氧化物層111_2相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0100]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳?11_2是In-Ga-Zn氧化物膜，并且第一氧化物層111_1也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第一氧化物層111_1設(shè)定為In:Ga Jn=X1原子數(shù)比]，并且將第二氧化物層111_2設(shè)定為In:Ga:Zn=x2:y2:z2[原子數(shù)比]的情況下，選擇YiA1比y2/x2大的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。優(yōu)選的是,選擇y/Xi比y2/X2大1.5倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。更優(yōu)選的是，選擇yi/Xl比y2/x2大2倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y/X1比y2/x2大3倍以上的第一氧化物層111_1及第二氧化物層111_2。
[0101]第三氧化物層111_3是由構(gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成并具有比第二氧化物層111_2小0.2eV以上的電子親和力的氧化物膜。此時(shí)，即使對(duì)柵電極施加電場(chǎng)，也不會(huì)在第三氧化物層111_3中形成溝道。另外，因?yàn)橛蓸?gòu)成第二氧化物層111_2的元素中的一種以上的元素構(gòu)成第三氧化物層111_3，所以在第二氧化物層111_2與第三氧化物層111_3之間的界面處不容易形成界面能級(jí)。當(dāng)該界面具有界面能級(jí)時(shí)，有時(shí)形成將該界面用作溝道形成區(qū)的閾值電壓不同的第二晶體管，而晶體管的外觀上的閾值電壓變動(dòng)。因此，通過設(shè)置第三氧化物層111_3，可以降低晶體管的閾值電壓等電特性的偏差。
[0102]例如，第三氧化物層111_3是以比第二氧化物層111_2高的濃度包含鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的氧化物膜即可。具體地說，作為第三氧化物層111_3，使用包含第二氧化物層111_2的1.5倍以上，優(yōu)選為2倍以上，更優(yōu)選為3倍以上的上述元素的氧化物膜。因?yàn)樯鲜鲈嘏c氧堅(jiān)固地鍵合，所以具有抑制氧缺陷產(chǎn)生在氧化物膜中的功能。就是說，第三氧化物層111_3是與第二氧化物層111_2相比不容易產(chǎn)生氧缺陷的氧化物膜。
[0103]或者，當(dāng)?shù)诙趸飳?11_2是In-Ga-Zn氧化物膜，并且第三氧化物層111_3也是In-Ga-Zn氧化物膜時(shí)，在將第二氧化物層111_2設(shè)定為In:Ga:Zn=X2:y2:z2[原子數(shù)比]，并且將第三氧化物層111_3設(shè)定為In:Ga:Zn=x3:y3:z3[原子數(shù)比]的情況下，選擇y3/x3比y2/x2大的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。優(yōu)選的是,選擇y3/x3比y2/X2大1.5倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。更優(yōu)選的是，選擇y3/x3比y2/x2大2倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。進(jìn)一步優(yōu)選的是，選擇y3/X3比y2/x2大3倍以上的第二氧化物層111_2及第三氧化物層111_3。
[0104]此外，也可以對(duì)第一氧化物層111_1至第三氧化物層111_3應(yīng)用結(jié)晶性不同的氧化物半導(dǎo)體。就是說，也可以采用適當(dāng)?shù)亟M合非晶氧化物半導(dǎo)體、單晶氧化物半導(dǎo)體、多晶氧化物半導(dǎo)體和CAAC-OS (至于CAAC-OS的詳細(xì)，參照實(shí)施方式4)等結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)對(duì)第一氧化物層111_1至第三氧化物層111_3中的任一個(gè)應(yīng)用結(jié)晶性低的氧化物半導(dǎo)體時(shí)，可以緩和氧化物半導(dǎo)體膜的內(nèi)部應(yīng)力或來自外部的應(yīng)力，晶體管的特性偏差得到降低，并且可以減少由于隨著時(shí)間的變化或可靠性測(cè)試而產(chǎn)生的晶體管的閾值電壓的變動(dòng)量。
[0105]例如，有可能成為溝道形成區(qū)的第二氧化物層111_2優(yōu)選為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。此外，第一氧化物層111_1優(yōu)選為其結(jié)晶性比第二氧化物層111_2低的氧化物半導(dǎo)體。此夕卜，第三氧化物層111_3優(yōu)選為結(jié)晶氧化物半導(dǎo)體。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以減少由于隨著時(shí)間的變化或可靠性測(cè)試而產(chǎn)生的晶體管的閾值電壓的變動(dòng)量。
[0106]此外，在圖3C中，多層膜119包含與柵極絕緣膜127接觸的第一氧化物層119_1、與第一氧化物層119_1上接觸的氧化物半導(dǎo)體膜的第二氧化物層119_2以及與第二氧化物層119_2上接觸的第三氧化物層119_3。此外，在第三氧化物層119_3上形成有導(dǎo)電膜125及絕緣膜129。
[0107]用作電容元件105的另一個(gè)電極的多層膜119具有與多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)。就是說，多層膜119可以使用能夠適用于多層膜111的氧化物膜。此外，由于可以形成多層膜111的同時(shí)形成多層膜119，因此多層膜119包含構(gòu)成多層膜111的氧化物半導(dǎo)體的金屬元素。
[0108]此外，多層膜119的導(dǎo)電率優(yōu)選比多層膜111高。尤其是，多層膜119優(yōu)選包含增高導(dǎo)電率的元素(摻雜劑)。具體地說，作為摻雜劑，多層膜119包含選自硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻及稀有氣體元素中的一種以上。包含在多層膜119中的摻雜劑的濃度優(yōu)選為I X 1019atoms/cm3以上且I X 1022atoms/cm3以下。通過米用這種濃度，可以將多層膜119的導(dǎo)電率設(shè)定為10S/cm以上且1000S/cm以下，優(yōu)選為100S/cm以上且1000S/cm以下，而多層膜119可以作為電容元件105的另一個(gè)電極充分地發(fā)揮作用。
[0109]下面對(duì)上述結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素進(jìn)行詳細(xì)記載。
[0110]盡管對(duì)第一襯底102的材質(zhì)等沒有太大的限制，但是該襯底至少需要具有能夠承受顯示裝置的制造工序中進(jìn)行的熱處理程度的耐熱性。例如，可以使用玻璃襯底、陶瓷襯底、塑料襯底等。作為玻璃襯底，優(yōu)選使用硼硅酸鋇玻璃、硼硅酸鋁玻璃或鋁硅酸玻璃等的無堿玻璃襯底。另外，還可以使用不銹鋼合金等不具有透光性的襯底。此時(shí)，優(yōu)選在襯底表面上設(shè)置絕緣膜。另外，作為第一襯底102還可以使用石英襯底、藍(lán)寶石襯底、單晶半導(dǎo)體襯底、多晶半導(dǎo)體襯底、化合物半導(dǎo)體襯底、SOI (Silicon On Insulator:絕緣體上硅)襯底等。
[0111]為了掃描線107及電容線115流過大電流，因此優(yōu)選用金屬膜來形成，典型地，可以采用使用鑰(Mo)、鈦(Ti)、鎢(W)、鉭(Ta)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)等金屬材料或以上述元素為主要成分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)來設(shè)置。
[0112]作為掃描線107及電容線115的例子，例如，可以舉出:使用包含硅的鋁的單層結(jié)構(gòu)；在招上層置欽的兩層結(jié)構(gòu)；在氣化欽上層置欽的兩層結(jié)構(gòu)；在氣化欽上層置鶴的兩層結(jié)構(gòu)；在氮化鉭上層疊鎢的兩層結(jié)構(gòu)；在銅-鎂-鋁合金上層疊銅的兩層結(jié)構(gòu)；以及在氮化鈦上層疊銅、而之上再層疊銅和鎢的三層結(jié)構(gòu)等。
[0113]另外，作為掃描線107及電容線115的材料，可以使用能夠用于后面描述的像素電極121的具有透光性的導(dǎo)電性材料。
[0114]另外，作為掃描線107及電容線115的材料，可以使用包含氮的金屬氧化物，具體地說，包含氮的In-Ga-Zn氧化物、包含氮的In-Sn氧化物、包含氮的In-Ga氧化物、包含氮的In-Zn氧化物、包含氮的Sn氧化物、包含氮的In氧化物以及金屬氮化物(InN、SnN等)。上述材料具有5eV以上的功函數(shù)。通過作為掃描線107 (晶體管103的柵電極)使用包含氮的金屬氧化物，可以使晶體管103的閾值電壓向正方向變動(dòng)，由此可以容易實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型晶體管。例如，當(dāng)使用包含氮的In-Ga-Zn氧化物時(shí)，可以使用氮濃度至少高于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的In-Ga-Zn氧化物，具體地，氮濃度為7原子％以上的In-Ga-Zn氧化物。
[0115]此外，作為掃描線107及電容線115，優(yōu)選使用為低電阻材料的鋁或銅。通過使用鋁或銅，可以降低信號(hào)遲延，而提高顯示裝置的顯示質(zhì)量。另外，由于鋁的耐熱性低，因此容易產(chǎn)生因小丘、晶須或遷移引起的不良。為了防止鋁遷移，優(yōu)選對(duì)鋁層疊鑰、鈦、鎢等熔點(diǎn)比鋁高的金屬材料。另外，當(dāng)使用銅時(shí)，為了防止因遷移引起的不良或者銅元素的擴(kuò)散，優(yōu)選對(duì)銅層疊鑰、鈦、鎢等熔點(diǎn)比銅高的金屬材料。
[0116]作為柵極絕緣膜127，例如可以采用使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鎵或Ga-Zn氧化物等絕緣材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)來設(shè)置。
[0117]另外，通過在柵極絕緣膜127中設(shè)置對(duì)氧、氫、水等具有阻擋性的絕緣膜，可以防止氧從包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111擴(kuò)散到外部并可以防止氫、水等從外部侵入到包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中。作為對(duì)氧、氫、水等具有阻擋性的絕緣膜，舉出有氧化鋁膜、氧氮化鋁膜、氧化鎵膜、氧氮化鎵膜、氧化釔膜、氧氮化釔膜、氮化硅膜等。
[0118]此外，柵極絕緣膜127優(yōu)選采用如下疊層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選作為第一氮化硅膜，設(shè)置缺陷量少的氮化硅膜、在第一氮化硅膜上作為第二氮化硅膜設(shè)置氫脫離量及氨脫離量少的氮化硅膜，在第二氮化硅膜上，設(shè)置可以用于上述柵極絕緣膜127舉出的氧化物絕緣膜中的任一個(gè)。
[0119]作為第二氮化硅膜，優(yōu)選使用在熱脫附譜分析法中的氫分子的脫離量低于5X IO21分子/cm3，優(yōu)選為3 X IO21分子/cm3以下，更優(yōu)選為I X IO21分子/cm3以下，氨分子的脫離量低于I X IO22分子/cm3，優(yōu)選為5 X IO21分子/cm3以下，更優(yōu)選為I X IO21分子/cm3以下的氮化物絕緣膜。通過將上述第一氮化硅膜及第二氮化硅膜用作柵極絕緣膜127的一部分，作為柵極絕緣膜127可以形成缺陷量少且氫及氨的脫離量少的柵極絕緣膜。由此，可以降低包含在柵極絕緣膜127中的氫及氮向包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的移動(dòng)量。
[0120]柵極絕緣膜127的厚度可為5nm以上且400nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且300nm以下，更優(yōu)選為50nm以上且250nm以下。
[0121]包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111以及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119可以采用非晶結(jié)構(gòu)、單晶結(jié)構(gòu)或多晶結(jié)構(gòu)。另外，包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111以及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119的厚度為Inm以上且IOOnm以下,優(yōu)選為Inm以上且50nm以下，更優(yōu)選為3nm以上且40nm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為5nm以上且30nm以下。
[0122]可以用于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119的氧化物半導(dǎo)體的能隙為2.5eV以上，優(yōu)選為2.7eV以上，更優(yōu)選為3eV以上。像這樣，通過使用能隙寬的氧化物半導(dǎo)體，可以降低晶體管103的關(guān)態(tài)電流。
[0123]例如，作為包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111及包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜119，例如可以使用:氧化銦；氧化錫；氧化鋅；包含兩種金屬的氧化物，諸如In-Zn氧化物、Sn-Zn氧化物、Al-Zn氧化物、Zn-Mg氧化物、Sn-Mg氧化物、In-Mg氧化物、In-Ga氧化物；包含二種金屬的氧化物，諸如In-Ga-Zn氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn氧化物、In-Sn-Zn氧化物、Sn-Ga-Zn氧化物、Al-Ga-Zn氧化物、Sn-Al-Zn氧化物、In-Zr-Zn氧化物、In-T1-Zn氧化物、In-Sc-Zn氧化物、In-Y-Zn氧化物、In-La-Zn氧化物、In-Ce-Zn氧化物、In-Pr-Zn氧化物、In-Nd-Zn氧化物、In-Sm-Zn氧化物、In-Eu-Zn氧化物、In-Gd-Zn氧化物、In-Tb-Zn氧化物、In-Dy-Zn氧化物、In-Ho-Zn氧化物、In-Er-Zn氧化物、In-Tm-Zn氧化物、In-Yb-Zn氧化物、In-Lu-Zn氧化物、In-Hf-Zn氧化物；以及包含四種金屬的氧化物，諸如In-Sn-Ga-Zn氧化物、In-Al-Ga-Zn氧化物、In-Sn-Al-Zn氧化物。
[0124]在此，“In-Ga-Zn氧化物”是指以In、Ga以及Zn為主要成分的氧化物，對(duì)In、Ga以及Zn的原子數(shù)比沒有限制。
[0125]另外，作為氧化物半導(dǎo)體，可以使用由InMO3 (ZnO)m (m>0)表示的材料。另外，M表不選自Ga、Fe、Mn及Co中的一種或多種金屬兀素。
[0126]例如，可以使用In: Ga: Zn=1:1: l、In:Ga:Zn=2:2:1 或 In:Ga:Zn=3:1:2 的原子數(shù)比的 In-Ga-Zn 氧化物?；蛘?，可以使用 In: Sn:Zn=1:1: 1、In: Sn:Zn=2:1:3 或 In: Sn:Zn=2:1:5的原子數(shù)比的In-Sn-Zn氧化物。另外，金屬氧化物的原子數(shù)比作為誤差包括上述原子數(shù)比的±20%的變動(dòng)。
[0127]在此，記載使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管的特征。在本發(fā)明的一個(gè)方式中使用的使用氧化物半導(dǎo)體的晶體管是n溝道型晶體管。此外，包含在氧化物半導(dǎo)體中的氧缺陷有時(shí)生成載流子，而有可能降低晶體管的電特性及可靠性。例如，有時(shí)晶體管的閾值電壓向負(fù)方向變動(dòng)，導(dǎo)致當(dāng)柵極電壓為OV時(shí)漏電流流過。[0128]因此，優(yōu)選盡可能地減少包含在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中的缺陷，典型為氧缺陷。例如，優(yōu)選將利用在平行于膜表面施加磁場(chǎng)的朝向的電子自旋共振法測(cè)量的g值=1.93的自旋密度(相當(dāng)于氧化半導(dǎo)體膜所含的缺陷密度)降低到測(cè)量器的檢測(cè)下限以下。通過盡可能地減少以氧缺陷為代表的包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的缺陷，可以抑制晶體管103成為耗盡型，由此可以提高顯示裝置的電特性及可靠性。
[0129]除了氧缺陷之外，包含在氧化物半導(dǎo)體中的氫(包括水等氫化物)也可以使晶體管的閾值電壓向負(fù)方向變動(dòng)。包含在氧化物半導(dǎo)體中的氫與鍵合于金屬原子的氧發(fā)生反應(yīng)生成水，與此同時(shí)在發(fā)生氧脫離的晶格(或氧脫離的部分)中形成缺陷(也可以說氧缺陷)。另夕卜，氫的一部分與氧發(fā)生反應(yīng)生成作為載流子的電子。因此，使用含有氫的氧化物半導(dǎo)體的晶體管容易成為耗盡型。
[0130]因此，優(yōu)選盡量降低包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中的氫。具體地說，在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，使利用二次離子質(zhì)譜分析法(SIMS Secondary 1n MassSpectrometry)得到的氫濃度低于5 X 1018atoms/cm3,優(yōu)選為IX 1018atoms/cm3以下，更優(yōu)選為 5 X 1017atoms/cm3 以下，進(jìn)一步優(yōu)選為 I X 1016atoms/cm3 以下。
[0131]另外，在包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，使利用二次離子質(zhì)譜法分析得到的堿金屬或堿土金屬的濃度為I X 1018atoms/cm3以下,優(yōu)選為2 X 1016atoms/cm3以下。有時(shí)當(dāng)堿金屬及堿土金屬與氧化物半導(dǎo)體鍵合時(shí)生成載流子而使晶體管103的關(guān)態(tài)電流增大。
[0132]另外，當(dāng)包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中含有氮時(shí)生成作為載流子的電子，載流子密度增加而容易n型化。其結(jié)果，使用含有氮的氧化物半導(dǎo)體的晶體管容易成為耗盡型。因此，在該包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111中，優(yōu)選盡可能地減少氮，例如，優(yōu)選使氮濃度為5 X 1018atoms/cm3以下。
[0133]如此，當(dāng)使用通過盡量地減少了雜質(zhì)(氫、氮、堿金屬或堿土金屬等)而被高純度化的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111時(shí)，可以抑制晶體管103變?yōu)楹谋M型，由此可以使晶體管103的關(guān)態(tài)電流降至極低。由此，可以制造具有良好電特性的顯示裝置。此外，可以制造可靠性得到提高的顯示裝置。
[0134]注意，可以利用各種試驗(yàn)證明使用高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的關(guān)態(tài)電流低的事實(shí)。例如，即便是溝道寬度為I XioV m，溝道長度L為IOiim的元件，當(dāng)源電極與漏電極間的電壓(漏電壓)為IV至IOV的范圍內(nèi)，關(guān)態(tài)電流也可以得到半導(dǎo)體參數(shù)分析儀的測(cè)量極限以下，即I X KT13A以下的特性。在此情況下，可知:相當(dāng)于關(guān)態(tài)電流除以晶體管的溝道寬度的數(shù)值的關(guān)態(tài)電流為lOOzA/ym以下。另外，利用如下電路測(cè)量關(guān)態(tài)電流，該電路中電容元件與晶體管連接并且該晶體管控制流入到電容元件中或從電容元件流出的電荷。在該測(cè)量時(shí)，將被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜用于上述晶體管的溝道形成區(qū)，且根據(jù)電容元件的每單位時(shí)間的電荷量推移測(cè)量該晶體管的關(guān)態(tài)電流。其結(jié)果是，可知:當(dāng)晶體管的源電極與漏電極之間的電壓為3V時(shí)，可以獲得幾十yA/y m的更低的關(guān)態(tài)電流。由此，使用被高純度化的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的關(guān)態(tài)電流顯著低。
[0135]具有與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111相同的層結(jié)構(gòu)的多層膜119是n型導(dǎo)電性的電極。通過對(duì)以與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111同一工序被形成的多層膜使用掩模等選擇性地進(jìn)行n型化處理，可以形成多層膜119。作為n型化處理，可以舉出使用紫外線、X線等的光照射的處理以及賦予n型雜質(zhì)的摻雜處理等。[0136]對(duì)包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113以及將電容元件105中的多層膜119和電容線115電連接的導(dǎo)電膜125采用能夠用于掃描線107及電容線115的材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。
[0137]用作晶體管103的保護(hù)絕緣膜及電容元件105的介電膜的絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132是使用能夠用于柵極絕緣膜127的材料的絕緣膜。尤其優(yōu)選作為絕緣膜129及絕緣膜131使用氧化物絕緣膜，作為絕緣膜132使用氮化物絕緣膜。另外，通過作為絕緣膜132使用氮化物絕緣膜，可以抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)侵入晶體管103(尤其是包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111)。另外，也可以采用不設(shè)置絕緣膜129的結(jié)構(gòu)。
[0138]另外，優(yōu)選絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方為含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜。由此，可以防止氧從氧化物半導(dǎo)體層脫離并可以使氧過剩區(qū)域中包含的該氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體層中來填補(bǔ)氧缺陷。例如，通過使用利用熱脫附譜分析(以下稱為TDS(Thermal Desorption Spectroscopy)分析)測(cè)量的氧分子的釋放量為1.0XlO18分子/cm3以上的氧化物絕緣膜，可以填補(bǔ)該氧化物半導(dǎo)體層中包含的氧缺陷。注意，絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方也可以為如下氧化物絕緣膜，該氧化物絕緣膜的一部分為與化學(xué)計(jì)量組成相比含有過剩的氧的區(qū)域(氧過剩區(qū)域)，通過至少使與包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111重疊的區(qū)域中存在氧過剩區(qū)域，可以防止氧從該氧化物半導(dǎo)體層脫離并可以使氧過剩區(qū)域中包含的氧移動(dòng)到氧化物半導(dǎo)體層中來填補(bǔ)氧缺陷。
[0139]當(dāng)絕緣膜131為含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜時(shí)，優(yōu)選絕緣膜129為使氧透過的氧化物絕緣膜。另外，在絕緣膜129中，從外部進(jìn)入絕緣膜129的氧不都穿過絕緣膜129并移動(dòng),也有留在絕緣膜129中的氧。此外,還有預(yù)先包含于絕緣膜129中的氧移動(dòng)到絕緣膜129的外部的情況。因此，優(yōu)選絕緣膜129為氧的擴(kuò)散系數(shù)大的氧化物絕緣膜。
[0140]可以將絕緣膜129的厚度設(shè)定為5nm以上且150nm以下，優(yōu)選為5nm以上且50nm以下，更優(yōu)選為IOnm以上且30nm以下。可以將絕緣膜131的厚度設(shè)定為30nm以上且500nm以下，優(yōu)選為150nm以上且400nm以下。
[0141]當(dāng)作為絕緣膜132采用氮化物絕緣膜時(shí)，絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方優(yōu)選為對(duì)氮具有阻擋性的絕緣膜。例如，通過采用致密的氧化物絕緣膜可以對(duì)氮具有阻擋性，具體地，優(yōu)選采用在25°C使用0.5重量％的氫氟酸時(shí)蝕刻速度為IOnm/分以下的氧化物絕緣膜。
[0142]另外，當(dāng)作為絕緣膜129和絕緣膜131中的一方或雙方采用氧氮化硅或氮氧化硅等含有氮的氧化物絕緣膜時(shí)，優(yōu)選使利用SIMS (Secondary 1n Mass Spectrometry:二次離子質(zhì)量分析法)得到的氮濃度為SMS的檢出下限以上且低于3X 102°atomS/Cm3，更優(yōu)選為I X 1018atoms/cm3以上且I X 102°atoms/cm3以下。如此,可以減少向晶體管103中所包含的包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜111的氮的移動(dòng)量。另外，如此還可以減少含有氮的氧化物絕緣膜本身的缺陷量。
[0143]作為絕緣膜132也可以設(shè)置氫含量少的氮化物絕緣膜。作為該氮化物絕緣膜，例如可以使用利用TDS分析測(cè)量的氫分子的釋放量低于5.0XlO21分子/cm3，優(yōu)選為低于
3.0XlO21分子/cm3，更優(yōu)選為低于1.0X IO21分子/cm3的氮化物絕緣膜。
[0144]將絕緣膜132的厚度設(shè)定為能夠抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)進(jìn)入的厚度。例如，可以將其設(shè)定為50nm以上且200nm以下，優(yōu)選為50nm以上且150nm以下，更優(yōu)選為50nm以上且IOOnm以下。
[0145]使用In-Sn氧化物、In-W氧化物、In-Zn-W氧化物、In-Ti氧化物、In-T1-Sn氧化物、In-Zn氧化物、In-S1-Sn氧化物等具有透光性的導(dǎo)電性材料設(shè)置像素電極121。
[0146]接著，說明設(shè)置在第二襯底150上的元件部的結(jié)構(gòu)。在第二襯底150上設(shè)置有遮光膜152、遮光膜152上的與像素電極121對(duì)置而設(shè)置的電極(對(duì)置電極154)。此外,在對(duì)置電極154上設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜156。
[0147]第二襯底150可以使用與第一襯底102相同的材料。
[0148]遮光膜152抑制來自背光燈或外部的光照射到晶體管103。遮光膜152可以使用金屬或包含顏料的有機(jī)樹脂等材料形成。此外，除了像素101的晶體管103上以外，還可以在掃描線驅(qū)動(dòng)電路104、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路106 (參照?qǐng)D1A)等像素部100以外的區(qū)域設(shè)置遮光膜152。
[0149]另外，在相鄰的遮光膜152之間還可以設(shè)置能夠透過規(guī)定的波長的光的著色膜(也稱為彩色濾光片)。再者，還可以在遮光膜152及著色膜與對(duì)置電極154之間設(shè)置保護(hù)膜，以抑制來自遮光膜152及著色膜等雜質(zhì)擴(kuò)散到液晶層160 —側(cè)。
[0150]適當(dāng)?shù)厥褂迷谙袼仉姌O121中示出的具有透光性的導(dǎo)電性材料設(shè)置對(duì)置電極154。
[0151]液晶元件108包括像素電極121、對(duì)置電極154以及液晶層160。此外，由設(shè)置在第一襯底102的元件部中的用作取向膜的絕緣膜158與設(shè)置在第二襯底150的元件部的用作取向膜的絕緣膜156夾著液晶層160。此外，像素電極121及對(duì)置電極154隔著液晶層160彼此重疊。
[0152]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管103及電容元件105使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件105的多層膜119具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管103的多層膜111中，溝道形成在不與柵極絕緣膜127接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0153]另外，在本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置中，通過將偏振構(gòu)件(偏振襯底)的偏振軸設(shè)置為平行，并將該顯示裝置的顯示模式設(shè)定為不施加電壓時(shí)液晶元件108為不使背光燈等光源裝置的光透過的常黑模式，可以縮小像素101的設(shè)置有遮光膜152的區(qū)域或者可以省去設(shè)置有遮光膜152的區(qū)域。其結(jié)果，即使在如像素密度為200ppi以上甚至為300ppi以上的高精密的顯示裝置那樣一個(gè)像素較小的情況下，也可以提高開口率。另外，通過使用具有透光性的電容元件105可以進(jìn)一步提高開口率。
[0154]實(shí)施方式2
[0155]在本實(shí)施方式中，使用圖4A至圖4C以及圖5A和圖5B說明設(shè)置在上述實(shí)施方式I的圖3A至圖3C所示的顯示裝置的第一襯底102上的元件部的制造方法。
[0156]<顯示裝置的制造方法>
[0157]首先，在第一襯底102上形成掃描線107及電容線115，以覆蓋掃描線107及電容線115的方式形成后來被加工為柵極絕緣膜127的絕緣膜126，在絕緣膜126的與掃描線107重疊的區(qū)域上形成多層膜111，以與之后形成像素電極121的區(qū)域重疊的方式形成多層膜118 (參照?qǐng)D4A)。
[0158]可以使用在實(shí)施方式I中列舉的材料形成導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜上形成掩模，利用該掩模進(jìn)行加工來形成掃描線107及電容線115。該導(dǎo)電膜可以利用蒸鍍法、PE-CVD法、濺射法、旋涂法等各種成膜方法。注意，對(duì)于該導(dǎo)電膜的厚度沒有特別的限制，可以考慮形成所需時(shí)間以及所希望的電阻率等決定其厚度。該掩模例如可以使用利用光刻工序形成的抗蝕劑掩模。另外，該導(dǎo)電膜的加工可以采用干蝕刻和濕蝕刻中的一方或雙方。
[0159]絕緣膜126可以使用能夠用于柵極絕緣膜127的材料并利用PE-CVD法或?yàn)R射法等各種成膜方法形成。
[0160]可以使用在實(shí)施方式I中列舉的材料形成多層膜111及多層膜118。此外，優(yōu)選在真空中連續(xù)地形成構(gòu)成多層膜111及多層膜118的各氧化物膜。通過在真空中連續(xù)地形成各氧化物膜，可以抑制混入到各氧化物膜的界面的雜質(zhì)。
[0161]此外，多層膜111及多層膜118可以使用濺射法、涂敷法、脈沖激光蒸鍍法、激光燒蝕法等形成。通過使用印刷法，可以將元件分離的多層膜111及多層膜118直接形成于絕緣膜126上。
[0162]當(dāng)利用濺射法形成多層膜111及多層膜118時(shí)，作為生成等離子體的電源裝置可以適當(dāng)?shù)厥褂肦F電源裝置、AC電源裝置或DC電源裝置等。作為濺射氣體，可以適當(dāng)?shù)厥褂孟∮袣怏w(典型地為氬)、氧氣、稀有氣體及氧的混合氣體。此外，當(dāng)采用稀有氣體和氧的混合氣體時(shí)，優(yōu)選增高氧氣氣體對(duì)稀有氣體的比例。另外，根據(jù)所形成的氧化物半導(dǎo)體膜的組成而適當(dāng)?shù)剡x擇靶材即可。
[0163]此外，多層膜111及多層膜118的加工可以利用干蝕刻和濕蝕刻中的一方或雙方。以能夠蝕刻為所希望的形狀的方式，根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卦O(shè)定蝕刻條件(蝕刻氣體、蝕刻液、蝕刻時(shí)間、溫度等)。
[0164]此外，優(yōu)選在形成多層膜111及多層膜118之后進(jìn)行加熱處理，來使多層膜111及多層膜118脫氫化或脫水化。該加熱處理的溫度，典型地為150°C以上且低于襯底的應(yīng)變點(diǎn)，優(yōu)選為200°C以上且450°C以下，更優(yōu)選為300°C以上且450°C以下。另外，也可以對(duì)被加工為多層膜111及多層膜118之前的多層膜進(jìn)行該加熱處理。
[0165]在上述加熱處理中，加熱處理裝置不限于電爐，還可以是由通過被加熱的氣體等媒介的熱傳導(dǎo)或熱輻射加熱被處理物的裝置。例如，可以使用GRTA (Gas Rapid ThermalAnneal:氣體快速熱退火)裝置、LRTA (Lamp Rapid Thermal Anneal:燈快速熱退火)裝置等RTA (Rapid Thermal Anneal:快速熱退火)裝置。LRTA裝置是利用從燈如齒素?zé)?、金齒燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈或高壓汞燈等燈發(fā)出的光(電磁波)的輻射加熱被處理物的裝置。GRTA裝置是使用高溫的氣體進(jìn)行加熱處理的裝置。
[0166]上述加熱處理可以在氮、氧、超干燥空氣(水含量為20ppm以下，優(yōu)選為Ippm以下，更優(yōu)選為IOppb以下的空氣)或稀有氣體(氬、氦等)的氣氛下進(jìn)行。另外，優(yōu)選上述氮、氧、超干燥空氣或稀有氣體中不含有氫、水等。也可以在惰性氣體氣氛中進(jìn)行加熱之后在氧氣氣氛中進(jìn)行加熱。另外，將處理時(shí)間設(shè)定為3分鐘至24小時(shí)。
[0167]另外，當(dāng)在第一襯底102與掃描線107、電容線115及柵極絕緣膜127之間設(shè)置基底絕緣膜時(shí)，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鎵、氧化釔、氧化鋁、氧氮化鋁等形成該基底絕緣膜。另外，作為基底絕緣膜，通過使用氮化硅、氧化鎵、氧化釔、氧化鋁等形成，可以抑制雜質(zhì)從第一襯底102擴(kuò)散到多層膜111中，典型的雜質(zhì)如堿金屬、水、氫等?；捉^緣膜可以利用濺射法或PE-CVD法形成。
[0168]接著，以至少覆蓋多層膜111的方式形成抗蝕劑掩模122，對(duì)多層膜118進(jìn)行n型化處理，來形成多層膜119 (參照?qǐng)D4B)。
[0169]在本實(shí)施方式中，作為n型化處理采用對(duì)多層膜118添加摻雜劑的方法而進(jìn)行說明。作為對(duì)多層膜118添加摻雜劑的方法，有在多層膜118之外的區(qū)域中設(shè)置抗蝕劑掩模122，使用抗蝕劑掩模122并利用離子注入法或離子摻雜法等添加選自硼、氮、氟、鋁、磷、砷、銦、錫、銻和稀有氣體元素中的一種以上的摻雜劑的方法。也可以代替利用離子注入法或離子摻雜法，通過使多層膜118暴露于包含該摻雜劑的等離子體中，添加該摻雜劑。此夕卜，也可以在添加摻雜劑之后進(jìn)行加熱處理。參照進(jìn)行多層膜111及多層膜118的脫氫化或脫水化的加熱處理的詳細(xì)可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行該加熱處理。
[0170]接著，在去除抗蝕劑掩模122之后，在絕緣膜126中形成到達(dá)電容線115的開口123來形成柵極絕緣膜127。然后，形成包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109、包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113、將多層膜119和電容線115電連接的導(dǎo)電膜125 (參照?qǐng)D4C)。
[0171]以使絕緣膜126的與電容線115重疊的區(qū)域的一部分露出的方式形成掩模，通過利用該掩模進(jìn)行加工可以形成開口 123。另外，可以與掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0172]可以使用能夠用于信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113及導(dǎo)電膜125的材料形成導(dǎo)電膜，并在該導(dǎo)電膜上形成掩模，利用該掩模進(jìn)行加工來形成信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113及導(dǎo)電膜125?？梢耘c掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0173]接著，在多層膜111、多層膜119、信號(hào)線109、導(dǎo)電膜113、導(dǎo)電膜125及柵極絕緣膜127上形成絕緣膜128，在絕緣膜128上形成絕緣膜130，在絕緣膜130上形成絕緣膜133(參照?qǐng)D5A)。
[0174]另外，優(yōu)選在真空中連續(xù)地形成絕緣膜128、絕緣膜130及絕緣膜133。如此，可以防止雜質(zhì)混入絕緣膜128、絕緣膜130及絕緣膜133的每一個(gè)的界面。此外，在圖5A中，以虛線示出絕緣膜128與絕緣膜130的界面。當(dāng)使用相同種類的材料形成絕緣膜128及絕緣膜130時(shí)，有時(shí)絕緣膜128與絕緣膜130的界面無法明確了解。
[0175]絕緣膜128可以使用能夠用于絕緣膜129的材料并利用PE-CVD法或?yàn)R射法等各種成膜方法形成。絕緣膜130可以使用能夠用于絕緣膜131的材料來形成。絕緣膜133可以使用能夠用于絕緣膜132的材料形成。
[0176]絕緣膜128(絕緣膜129)可以利用如下形成條件形成。另外，這里對(duì)作為氧化物絕緣膜形成氧化硅膜或氧氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于180°C以上且400°C以下、優(yōu)選為200°C以上且370°C以下，向處理室中導(dǎo)入為原料氣體的含有硅的沉積氣體及氧化性氣體，并將處理室內(nèi)的壓力設(shè)定為20Pa以上且250Pa以下，優(yōu)選為40Pa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)高頻電力。
[0177]作為含有硅的沉積氣體的代表例，可以舉出硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅等。作為
氧化性氣體，可以舉出氧、臭氧、一氧化二氮、二氧化氮等。[0178]另外，通過使氧化性氣體量為包含硅的沉積氣體的100倍以上，可以在減少絕緣膜128 (絕緣膜129)中包含的氫含量的同時(shí)減少絕緣膜128 (絕緣膜129)中包含的懸空鍵。從絕緣膜130 (絕緣膜131)移動(dòng)的氧有時(shí)被包括在絕緣膜128 (絕緣膜129)中的懸空鍵俘獲，因此當(dāng)包括在絕緣膜128 (絕緣膜129)中的懸空鍵減少時(shí)，絕緣膜130 (絕緣膜131)中包含的氧可以有效地移動(dòng)到多層膜111及多層膜119中，從而可以填補(bǔ)包括在多層膜111及多層膜119中的氧缺陷。其結(jié)果是，可以減少混入氧化物半導(dǎo)體膜中的氫含量并可以減少氧化物半導(dǎo)體膜中包含的氧缺陷。
[0179]當(dāng)作為絕緣膜130 (絕緣膜131)采用上述包括氧過剩區(qū)域的氧化物絕緣膜或者含有多于滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧的氧化物絕緣膜時(shí)，可以利用如下形成條件形成絕緣膜130(絕緣膜131)。注意，這里對(duì)作為該氧化物絕緣膜形成氧化硅膜或氧氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于180°C以上且260°C以下、優(yōu)選為180°C以上且230°C以下，向處理室中導(dǎo)入原料氣體并使處理室內(nèi)的壓力為IOOPa以上且250Pa以下，優(yōu)選為IOOPa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)0.17ff/cm2以上且0.5ff/cm2以下，優(yōu)選為0.25ff/cm2以上且0.35ff/cm2以下的高頻電力。
[0180]作為絕緣膜130 (絕緣膜131)的原料氣體，可以采用能夠用于絕緣膜128 (絕緣膜129)的原料氣體。
[0181]作為絕緣膜130的形成條件，通過在上述壓力的處理室中供應(yīng)上述功率密度的高頻電力，在等離子體中原料氣體的分解效率得到提高，氧自由基增加，而促進(jìn)原料氣體的氧化，因此絕緣膜130中的氧含量比化學(xué)計(jì)量組成多。但是，當(dāng)襯底溫度為上述襯底溫度時(shí)，硅與氧的鍵合力弱，因此，因加熱而使氧的一部分脫離。其結(jié)果是，可以形成包含比滿足化學(xué)計(jì)量組成的氧多的氧且通過加熱使氧的一部分發(fā)生脫離的氧化物絕緣膜。此外，在多層膜111上設(shè)置有絕緣膜128。因此，在絕緣膜130的形成工序中絕緣膜128成為多層膜111的保護(hù)膜。其結(jié)果是，即使使用功率密度高的高頻電力形成絕緣膜130，也可以抑制對(duì)多層膜111的損傷。
[0182]另外，通過將絕緣膜130的厚度形成得較厚，可以使因加熱而脫離的氧的量增多，因此優(yōu)選將絕緣膜130形成為厚于絕緣膜128的膜。通過設(shè)置絕緣膜128，即使將絕緣膜130設(shè)置得較厚也可以實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋性。
[0183]當(dāng)作為絕緣膜133用氫含量少的氮化物絕緣膜來設(shè)置時(shí)，可以使用如下形成條件形成絕緣膜133。注意，這里對(duì)作為該氮化物絕緣膜形成氮化硅膜的情況進(jìn)行說明。該形成條件為:將設(shè)置于PE-CVD裝置的被真空排氣的處理室內(nèi)的襯底保持于80°C以上且400°C以下，優(yōu)選為200°C以上且370°C以下，向處理室中導(dǎo)入原料氣體并使處理室內(nèi)的壓力為IOOPa以上且250Pa以下，優(yōu)選為IOOPa以上且200Pa以下，對(duì)設(shè)置于處理室內(nèi)的電極供應(yīng)聞?lì)l電力。
[0184]作為絕緣膜133的原料氣體，優(yōu)選使用包含硅的沉積氣體、氮及氨。作為包含硅的沉積氣體的典型例子，可以舉出硅烷、乙硅烷、丙硅烷、氟化硅烷等。另外，優(yōu)選使氮的流量為氨的流量的5倍以上且50倍以下，更優(yōu)選為10倍以上且50倍以下。另外，通過作為原料氣體使用氨，可以促進(jìn)含有硅的沉積氣體及氮的分解。這是因?yàn)槿缦戮壒?氨因等離子體能或熱能而離解，離解時(shí)產(chǎn)生的能量有助于含有硅的沉積氣體分子的鍵合及氮分子的鍵合的分解。由此，可以形成氫含量少且能抑制來自外部的氫或水等雜質(zhì)進(jìn)入的氮化硅膜。
[0185]優(yōu)選至少在形成絕緣膜130之后進(jìn)行加熱處理,來使包含在絕緣膜128或絕緣膜130中的過剩氧移動(dòng)到多層膜111中，由此填補(bǔ)多層膜111中的氧缺陷。另外，可以適當(dāng)?shù)貐⒄者M(jìn)行多層膜111及多層膜119的脫氫化或脫水化的加熱處理的詳細(xì)來進(jìn)行該加熱處理。
[0186]接著，在絕緣膜128、絕緣膜130以及絕緣膜133的與導(dǎo)電膜113重疊的區(qū)域中形成到達(dá)導(dǎo)電膜113的開口 117。由于開口 117的形成，使絕緣膜128、絕緣膜130和絕緣膜133彼此分?jǐn)啵纱诵纬山^緣膜129、絕緣膜131和絕緣膜132。然后，在導(dǎo)電膜113、絕緣膜129、絕緣膜131及絕緣膜132上形成具有透光性的導(dǎo)電膜，去除不需要的區(qū)域來形成像素電極121 (參照?qǐng)D5B)。
[0187]開口 117可以與開口 123同樣地形成。此外，像素電極121可以通過如下方法形成:使用上述列舉的材料形成通過開口 117與導(dǎo)電膜113接觸的具有透光性的導(dǎo)電膜，在該導(dǎo)電膜上形成掩模，并利用該掩模進(jìn)行加工而形成。另外，可以與掃描線107及電容線115同樣地進(jìn)行該掩模的形成及該加工。
[0188]通過以上工序，可以形成本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置。
[0189]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管103及電容元件105使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件105的多層膜119具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管103的多層膜111中，溝道形成在不與柵極絕緣膜127接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0190]本實(shí)施方式也可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等適當(dāng)?shù)亟M合而使用。
[0191]實(shí)施方式3
[0192]在本實(shí)施方式中，使用圖6至圖1lC說明本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的與實(shí)施方式I所示的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)。注意，在圖6至圖1lC所示的顯示裝置中，形成在液晶層及對(duì)置一側(cè)的第二襯底上的元件等具有與圖3A至圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，所以省略它們而進(jìn)行圖示。
[0193]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子I >
[0194]首先，使用圖6以及圖7A至圖7C說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子I。在此，只對(duì)與使用圖2以及圖3A至圖3C說明的電容元件105不同的電容元件165進(jìn)行說明。圖6是像素161的俯視圖，圖7A至圖7C是沿著圖6的點(diǎn)劃線C1-C2之間以及點(diǎn)劃線D1-D2之間的截面圖。
[0195]在像素161中，導(dǎo)電膜167沿著多層膜119的外周而接觸，并通過開口 123而與電容線115接觸地設(shè)置。因?yàn)樵谂c包括晶體管103的源電極的信號(hào)線109以及包括晶體管103的漏電極的導(dǎo)電膜113相同的形成工序中形成導(dǎo)電膜167，所以導(dǎo)電膜167存在具有遮光性的情況，因此在俯視圖中，導(dǎo)電膜167的面積優(yōu)選為形成得小。注意，導(dǎo)電膜167具有輔助布線的功能即可，實(shí)施者可以適當(dāng)?shù)剡x擇最適合的形狀。此外，在圖6的像素161中，其他結(jié)構(gòu)與圖2相同。
[0196]如圖7A所示那樣，在像素161中，以覆蓋電容元件165的多層膜119的邊緣的方式設(shè)置導(dǎo)電膜167。
[0197]此外，圖7B示出圖7A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖7C示出圖7A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、導(dǎo)電膜167、絕緣膜129)的放大圖。
[0198]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0199]此外，在圖6以及圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電膜167形成為環(huán)狀，但是也可以不是導(dǎo)電膜167中的與多層膜119接觸的所有部分都電連接到電容線115。就是說，在與導(dǎo)電膜167相同的形成工序中形成的導(dǎo)電膜也可以以與導(dǎo)電膜167分離的方式與多層膜119接觸而設(shè)置。
[0200]通過采用圖6以及圖7A至圖7C所示的結(jié)構(gòu)，可以降低構(gòu)成電容元件的作為另一個(gè)電極的導(dǎo)電膜與電連接到電容線的導(dǎo)電膜的接觸電阻。此外，當(dāng)構(gòu)成電容元件的另一個(gè)電極的導(dǎo)電率低時(shí)，該電極用作輔助電極。
[0201]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子2 >
[0202]接著，使用圖8以及圖9A至圖9C說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子2。在此，對(duì)與使用圖2以及圖3A至圖3C說明的電容元件105不同的電容元件175進(jìn)行說明。圖8是像素171的俯視圖，圖9A至圖9C是沿著圖8的點(diǎn)劃線E1-E2之間以及點(diǎn)劃線F1-F2之間的截面圖。
[0203]在像素171中，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)多層膜119的開口 139，在柵極絕緣膜127、絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜135的開口 138。此外，以覆蓋開口 139、開口 138以及絕緣膜132的方式形成有導(dǎo)電膜137。
[0204]在電容元件175中，像素電極124用作一個(gè)電極，多層膜119用作另一個(gè)電極。此夕卜，多層膜119隔著在與像素電極124同一工序中形成的導(dǎo)電膜137連接到在與掃描線107同一工序中形成的導(dǎo)電膜135。通過采用這種連接方法，可以在同一工序中形成開口 117、開口 139以及開口 138，所以可以縮減掩模個(gè)數(shù)。
[0205]此外，圖9B示出圖9A所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖9C示出圖9A所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、絕緣膜129)的放大圖。
[0206]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0207]<顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子3 >
[0208]接著，使用圖10以及圖1lA至圖1lC說明顯示裝置的結(jié)構(gòu)的變形例子3。在此，對(duì)與使用圖8以及圖9A至圖9C說明的電容元件175不同的電容元件185進(jìn)行說明。圖10是像素181的俯視圖，圖1lA至圖1lC是沿著圖10的點(diǎn)劃線G1-G2之間以及點(diǎn)劃線H1-H2之間的截面圖。
[0209]在像素181中，在絕緣膜129、絕緣膜131以及絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)在與導(dǎo)電膜113同一工序中形成的導(dǎo)電膜148的開口 149，在柵極絕緣膜127、絕緣膜129、絕緣膜131、絕緣膜132中設(shè)置有到達(dá)導(dǎo)電膜135的開口 138。此外，以覆蓋開口 138、開口 149以及絕緣膜132的方式形成有導(dǎo)電膜137。
[0210]在電容元件185中，像素電極124用作一個(gè)電極，多層膜119用作另一個(gè)電極。此外，多層膜119隔著在與導(dǎo)電膜148以及像素電極124同一工序中形成的導(dǎo)電膜137連接到在與掃描線107同一工序中形成的導(dǎo)電膜135。通過采用這種連接方法，可以在同一工序中形成開口 117、開口 139以及開口 138，所以可以縮減掩模個(gè)數(shù)。此外，由于在多層膜119與導(dǎo)電膜137之間有導(dǎo)電膜148，因此可以降低連接電阻。
[0211]此外，圖1lB示出圖1lA所示的顯示裝置的a區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜111、信號(hào)線109以及絕緣膜129)的放大圖，圖1lC示出圖1lA所示的顯示裝置的P區(qū)域(柵極絕緣膜127、多層膜119、絕緣膜129)的放大圖。
[0212]在本實(shí)施方式中，作為多層膜111及多層膜119的結(jié)構(gòu)，可以采用與圖3B及圖3C所示的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
[0213]此外，本實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其它實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)組合而使用。
[0214]實(shí)施方式4
[0215]在本實(shí)施方式中，說明在上述實(shí)施方式所說明的顯示裝置中所包含的晶體管及電容元件中，可以應(yīng)用于包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜的一個(gè)方式。
[0216]氧化物半導(dǎo)體膜大致分為非單晶氧化物半導(dǎo)體膜和單晶氧化物半導(dǎo)體膜。非單晶氧化物半導(dǎo)體膜是指 CAAC-OS (C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor:C 軸取向晶體氧化物半導(dǎo)體)膜、多晶氧化物半導(dǎo)體膜、微晶氧化物半導(dǎo)體膜以及非晶氧化物半導(dǎo)體膜等。
[0217]上述包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜中的至少一層優(yōu)選由CAAC-OS膜構(gòu)成。
[0218]首先，說明CAAC-OS膜。
[0219]CAAC-OS膜是包括多個(gè)c軸取向的結(jié)晶部的氧化物半導(dǎo)體膜之一。
[0220]當(dāng)通過透射電子顯微鏡(TEM!Transmission Electron Microscope)觀察CAAC-0S膜時(shí)，無法確認(rèn)結(jié)晶部與結(jié)晶部之間的明確的邊界，即晶界(grain boundary)。因此,在CAAC-OS膜中，不容易發(fā)生起因于晶界的電子遷移率的降低。
[0221]當(dāng)利用TEM從大致平行于樣品面的方向觀察CAAC-OS膜時(shí)(截面TEM觀察)，能夠確認(rèn)在結(jié)晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子的各層具有反映了形成CAAC-OS膜的膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的凸凹的形狀并以平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
[0222]注意，在本說明書中，“平行”是指兩條直線以-10°以上且10°以下的角度配置的狀態(tài)，因此也包括角度為-5°以上且5°以下的情況。另外，“垂直”是指兩條直線以80°以上且100°以下的角度配置的狀態(tài)，因此也包括85°以上且95°以下的角度的情況。
[0223]另一方面，當(dāng)從大致垂直于樣品面的方向利用TEM觀察CAAC-OS膜時(shí)(平面TEM觀察)，能夠確認(rèn)在結(jié)晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結(jié)晶部之間，金屬原子的排列看起來沒有規(guī)律性。
[0224]由截面TEM觀察以及平面TEM觀察可知，CAAC-OS膜的結(jié)晶部具有取向性。
[0225]注意，CAAC-OS膜所包含的結(jié)晶部幾乎都是可以收容在一個(gè)邊長小于IOOnm的立方體內(nèi)的尺寸。因此，還包括包含在CAAC-OS膜中的結(jié)晶部是能夠收容在一個(gè)邊長小于10nm、小于5nm或小于3nm的立方體內(nèi)的尺寸的情況。但是，有時(shí)包含在CAAC-OS膜中的多個(gè)結(jié)晶部聯(lián)結(jié)，從而形成一個(gè)大結(jié)晶區(qū)。例如，在平面TEM圖像中有時(shí)會(huì)觀察到2500nm2以上、5 ii m2以上或IOOOiim2以上的結(jié)晶區(qū)。
[0226]使用X射線衍射(XRD:X_Ray Diffraction)裝置對(duì)CAAC-0S膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。例如，在利用out-of-plane法來分析具有InGaZnO4結(jié)晶的CAAC-OS膜時(shí)，在衍射角度(2 0 )為31°附近有時(shí)出現(xiàn)峰值。由于該峰值源自InGaZnO4結(jié)晶的(009)面，由此能夠確認(rèn)CAAC-OS膜的結(jié)晶具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方向。
[0227]另一方面，當(dāng)利用從大致垂直于c軸的方向使X線入射的in-plane法分析CAAC-OS膜時(shí)，在2 0為56°附近有時(shí)出現(xiàn)峰值。該峰值來源于InGaZnO4結(jié)晶的(110)面。在此，如果是InGaZnO4的單晶氧化物半導(dǎo)體膜，則在將2 0固定為56°附近并在以樣品面的法線向量為軸(O軸)旋轉(zhuǎn)樣品邊進(jìn)行分析(0)掃描)時(shí)，能夠觀察到六個(gè)峰值，該六個(gè)峰值來源于相等于(110)面的結(jié)晶面。另一方面，當(dāng)是CAAC-OS膜時(shí)，即使在將2 0固定為56°附近的狀態(tài)下進(jìn)行O掃描也不能觀察到明確的峰值。
[0228]由上述結(jié)果可知，在CAAC-OS膜中，雖然a軸及b軸的方向在不同的結(jié)晶部之間是不規(guī)律的，但是具有c軸取向、并且c軸都朝向平行于被形成面或頂面的法線向量的方向。因此，在上述截面TEM觀察中所確認(rèn)的排列為層狀的各金屬原子層相當(dāng)于與結(jié)晶的ab面平行的面。
[0229]注意，結(jié)晶部在形成CAAC-OS膜或進(jìn)行加熱處理等晶化處理時(shí)形成。如上所述，結(jié)晶的c軸朝向平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量的方向。由此，例如，當(dāng)CAAC-OS膜的形狀因蝕刻等而發(fā)生改變時(shí)，有時(shí)結(jié)晶的c軸不一定平行于CAAC-OS膜的被形成面或頂面的法線向量。
[0230]此外，CAAC-OS膜中的c軸取向的結(jié)晶部的分布也可以不均勻。例如，在CAAC-0S膜的結(jié)晶部通過從CAAC-OS膜的頂面附近產(chǎn)生的結(jié)晶生長而形成的情況下，有時(shí)頂面附近區(qū)域的c軸取向的結(jié)晶部的比例會(huì)高于被形成面附近的區(qū)域。另外，在對(duì)CAAC-OS膜添加雜質(zhì)時(shí)，有時(shí)被添加雜質(zhì)的區(qū)域變質(zhì)，而部分性地形成c軸取向的結(jié)晶部的比例不同的區(qū)域。
[0231]注意,在通過out-of-plane法分析包含InGaZnO4結(jié)晶的CAAC-OS膜的情況下，除了 20為31°附近的峰值之外，有時(shí)還在2 0為36°附近出現(xiàn)峰值。2 0為36°附近的峰值示出不具有c軸取向性的結(jié)晶包含在CAAC-OS膜的一部分中。優(yōu)選的是，在CAAC-OS膜中出現(xiàn)2 0為31。附近的峰值而不出現(xiàn)2 0為36°附近的峰值。
[0232]CAAC-OS膜是雜質(zhì)濃度低的氧化物半導(dǎo)體膜。雜質(zhì)是指氫、碳、硅以及過渡金屬元素等氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的元素。尤其是，與氧的鍵合力比構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體膜的金屬元素強(qiáng)的硅等元素會(huì)奪取氧化物半導(dǎo)體膜中的氧，從而打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。另外，由于鐵或鎳等的重金屬、氬、二氧化碳等的原子半徑(或分子半徑)大，所以如果包含在氧化物半導(dǎo)體膜內(nèi)部，也會(huì)打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列，導(dǎo)致結(jié)晶性下降。此外，包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱或載流子發(fā)生源。
[0233]另外，CAAC-OS膜是缺陷能級(jí)密度低的氧化物半導(dǎo)體膜。例如，氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺陷有時(shí)會(huì)成為載流子陷阱，或因俘獲氫而成為載流子發(fā)生源。
[0234]將雜質(zhì)濃度低且缺陷能級(jí)密度低(氧缺陷的個(gè)數(shù)少)的狀態(tài)稱為“高純度本征”或“實(shí)際上高純度本征”。在高純度本征或?qū)嶋H上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中載流子發(fā)生源少，所以可以降低載流子密度。因此，采用該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管很少具有負(fù)閾值電壓的電特性(也稱為常導(dǎo)通)。此外，在高純度本征或?qū)嶋H上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜中載流子陷阱少。因此，采用該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的電特性變動(dòng)小，于是成為可靠性高的晶體管。注意，被氧化物半導(dǎo)體膜的載流子陷阱俘獲的電荷直到被釋放需要的時(shí)間長，有時(shí)會(huì)像固定電荷那樣動(dòng)作。所以，采用雜質(zhì)濃度高且缺陷能級(jí)密度高的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管有時(shí)電特性不穩(wěn)定。
[0235]此外，在采用CAAC-OS膜的晶體管中，由可見光或紫外光的照射導(dǎo)致的電特性變動(dòng)小。
[0236]接下來，說明微晶氧化物半導(dǎo)體膜。
[0237]在使用TEM觀察微晶氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)的圖像中，有時(shí)無法明確地確認(rèn)到結(jié)晶部。微晶氧化物半導(dǎo)體膜中含有的結(jié)晶部的尺寸大多為Inm以上且IOOnm以下，或Inm以上且IOnm以下。尤其是，將具有尺寸為Inm以上且IOnm以下或Inm以上且3nm以下的微晶的納米晶(nc:nanocrystal)的氧化物半導(dǎo)體膜稱為nc_0S (nanocrystalline OxideSemi conductor)膜。另外，例如在使用TEM觀察nc_0S膜時(shí)的圖像中，有時(shí)無法明確地確認(rèn)到晶粒界面。
[0238]nc-0S膜在微小區(qū)域(例如Inm以上且IOnm以下的區(qū)域,特別是Inm以上且3nm以下的區(qū)域)中其原子排列具有周期性。另外，nc-OS膜在不同的結(jié)晶部之間觀察不到晶體取向的規(guī)律性。因此，在膜整體中觀察不到取向性。所以，有時(shí)nc-OS膜通過分析方法無法與非晶氧化物半導(dǎo)體膜區(qū)別。例如，在利用使用直徑比結(jié)晶部大的X射線的XRD裝置對(duì)nc-OS膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)在基于out-of-plane法的分析中，檢測(cè)不出表示結(jié)晶面的峰值。此外，當(dāng)對(duì)nc-OS膜進(jìn)行使用其探針的直徑(例如，50nm以上)大于結(jié)晶部的電子射線的電子衍射(也稱為限制視野電子衍射)時(shí)，觀察到類似光暈圖案的衍射圖像。另一方面，當(dāng)對(duì)nc-OS膜進(jìn)行使用其探針的直徑(例如，Inm以上且30nm以下)近于或小于結(jié)晶部的電子射線的電子衍射(也稱為納米束電子衍射)時(shí)，觀察到斑點(diǎn)。另外，在對(duì)nc-OS膜進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，有時(shí)觀察到如圓圈那樣的(環(huán)狀的)亮度高的區(qū)域。而且，在對(duì)nc-OS膜進(jìn)行納米束電子衍射時(shí)，有時(shí)還觀察到環(huán)狀的區(qū)域內(nèi)的多個(gè)斑點(diǎn)。
[0239]nc-OS膜是比非晶氧化物半導(dǎo)體膜規(guī)律性高的氧化物半導(dǎo)體膜。因此，nc_0S膜的缺陷能級(jí)密度比非晶氧化物半導(dǎo)體膜低。但是，nc-OS膜在不同的結(jié)晶部之間觀察不到晶面取向的規(guī)律性。所以，nc-OS膜的缺陷能級(jí)密度比CAAC-OS膜高。
[0240]注意，氧化物半導(dǎo)體膜例如也可以是包括非晶氧化物半導(dǎo)體膜、微晶氧化物半導(dǎo)體膜和CAAC-OS膜中的兩種以上的疊層膜。
[0241]此外，CAAC-OS優(yōu)選使用多晶的氧化物半導(dǎo)體濺射靶材且利用濺射法形成。當(dāng)離子碰撞到該濺射靶材時(shí)，有時(shí)包含在濺射靶材中的結(jié)晶區(qū)域沿著a-b面劈開，作為具有平行于a-b面的面的平板狀或顆粒狀的濺射粒子剝離。此時(shí)，通過使該平板狀或顆粒狀的濺射粒子在保持結(jié)晶狀態(tài)的情況下到達(dá)被形成面，可以形成CAAC-OS膜。
[0242]另外，為了形成CAAC-OS膜，優(yōu)選采用如下條件。
[0243]通過降低成膜時(shí)的雜質(zhì)的混入，可以抑制因雜質(zhì)導(dǎo)致的結(jié)晶狀態(tài)的破壞。例如，可以降低存在于成膜室內(nèi)的雜質(zhì)(氫、水、二氧化碳及氮等)的濃度即可。另外，可以降低成膜氣體中的雜質(zhì)濃度即可。具體而言，使用露點(diǎn)為-80°C以下，優(yōu)選為-100°C以下的成膜氣體。
[0244]另外，通過增高成膜時(shí)的被形成面加熱溫度(例如，襯底加熱溫度)，在濺射粒子到達(dá)被形成面之后發(fā)生濺射粒子的遷移。具體而言，在將被形成面加熱溫度設(shè)定為100°C以上且740°C以下，優(yōu)選為150°C以上且500°C以下的狀態(tài)下進(jìn)行成膜。通過增高成膜時(shí)的被形成面的溫度，當(dāng)平板狀或顆粒狀的濺射粒子到達(dá)被形成面時(shí)，在該被形成面上發(fā)生遷移，濺射粒子的平坦的面附著到被形成面。
[0245]另外，優(yōu)選的是，通過增高成膜氣體中的氧比例并對(duì)電力進(jìn)行最優(yōu)化，減輕成膜時(shí)的等離子體損傷。將成膜氣體中的氧比例設(shè)定為30vol.(體積)％以上，優(yōu)選為100vol.%。
[0246]以下，作為濺射靶材的一個(gè)例子示出In-Ga-Zn氧化物靶材。
[0247]通過將InOx粉末、GaOy粉末及ZnOz粉末以規(guī)定的摩爾數(shù)比混合，并進(jìn)行加壓處理，然后在1000°C以上且1500°c以下的溫度下進(jìn)行加熱處理，由此得到多晶的In-Ga-Zn氧化物靶材。此外，也可以在冷卻(或輻射冷卻)或加熱的同時(shí)進(jìn)行該加壓處理。另外，X、Y及Z為任意正數(shù)。在此，In0x粉末、GaOy粉末及ZnOz粉末的規(guī)定的摩爾數(shù)比例如為2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3或3:1:2。另外，粉末的種類及混合粉末時(shí)的摩爾數(shù)比可以根據(jù)所制造的濺射靶材適當(dāng)?shù)馗淖兗纯伞?br> [0248]本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。
[0249]實(shí)施方式5
[0250]在本實(shí)施方式中，使用圖12A至圖14C說明將在上述實(shí)施方式中示出一個(gè)例子的顯示裝置、驅(qū)動(dòng)電路的一部分或全部與像素部一起形成在同一個(gè)襯底上，來形成系統(tǒng)整合型面板(system-on-panel)的例子。此外，圖13A及圖13B是示出沿圖12B中的點(diǎn)劃線M-N所示的部分的截面結(jié)構(gòu)的截面圖。此外，在圖13A及圖13B中，只示出像素部的結(jié)構(gòu)的一部分。
[0251]在圖12A中，以圍繞設(shè)置在第一襯底901上的像素部902的方式設(shè)置有密封劑905，并且使用第二襯底906進(jìn)行密封。在圖12A中，在第一襯底901上的與由密封劑905圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有使用單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成在另行準(zhǔn)備的襯底上的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903及掃描線驅(qū)動(dòng)電路904。此外，供應(yīng)到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904或者像素部902的各種信號(hào)及電位通過FPC (Flexible printed circuit:柔性印刷電路)918a、FPC918b供應(yīng)。
[0252]在圖12B和圖12C中，以圍繞設(shè)置在第一襯底901上的像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904的方式設(shè)置有密封劑905。此外，在像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904上設(shè)置有第二襯底906。因此，像素部902及掃描線驅(qū)動(dòng)電路904與顯示元件一起由第一襯底901、密封劑905以及第二襯底906密封。在圖12B和圖12C中，在第一襯底901上的與由密封劑905圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有使用單晶半導(dǎo)體或多晶半導(dǎo)體形成在另行準(zhǔn)備的襯底上的信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903。在圖12B和圖12C中，供應(yīng)到信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904或者像素部902的各種信號(hào)及電位由FPC918供應(yīng)。
[0253]此外，圖12B和圖12C示出另行形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903并且將其安裝到第一襯底901的例子，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線驅(qū)動(dòng)電路并進(jìn)行安裝，又可以僅另行形成信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或者掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分并進(jìn)行安裝。[0254]另外，對(duì)另行形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG (ChipOn Glass:玻璃覆晶封裝)方法、引線鍵合方法或者TAB (Tape Automated Bonding:卷帶式自動(dòng)接合)方法等。圖12A是通過COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903、掃描線驅(qū)動(dòng)電路904的例子，圖12B是通過COG方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903的例子，而圖12C是通過TAB方法安裝信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路903的例子。
[0255]此外，顯示裝置包括顯示元件為密封狀態(tài)的面板和處于在該面板中安裝有IC諸如控制器等的狀態(tài)的模塊。
[0256]注意，本說明書中的顯示裝置是指圖像顯示設(shè)備、顯示設(shè)備或光源(包括照明設(shè)備)。另外，顯示裝置還包括:安裝有諸如FPC或TCP的連接器的模塊；在TCP的端部設(shè)置有印刷線路板的模塊；或者通過COG方式將IC (集成電路)直接安裝到顯示元件的模塊。
[0257]此外，設(shè)置在第一襯底上的像素部及掃描線驅(qū)動(dòng)電路具有多個(gè)晶體管，而且可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的晶體管。
[0258]作為設(shè)置在顯示裝置中的顯示元件，可以使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)、發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件將由電流或電壓控制亮度的元件包括在其范疇內(nèi)，具體而言，包括無機(jī)EL (Electro Luminescence:電致發(fā)光)元件、有機(jī)EL元件等。此夕卜，也可以應(yīng)用電子墨水等由于電作用而改變對(duì)比度的顯示媒介。圖13A和圖13B示出作為顯示元件使用液晶元件的液晶顯示裝置的例子。
[0259]圖13A所示的液晶顯示裝置是縱向電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置包括連接端子電極915及端子電極916，連接端子電極915及端子電極916通過各向異性導(dǎo)電劑919電連接到FPC918所具有的端子。
[0260]連接端子電極915由與第一電極930相同的導(dǎo)電膜形成，并且，端子電極916由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。
[0261]此外，設(shè)置在第一襯底901上的像素部902和掃描線驅(qū)動(dòng)電路904包括多個(gè)晶體管，例示包括在像素部902中的晶體管910、包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路904中的晶體管911。在晶體管910及晶體管911上設(shè)置有相當(dāng)于實(shí)施方式I所示的絕緣膜129、絕緣膜131及絕緣膜132的絕緣膜924。此外，絕緣膜923用作基底膜。
[0262]在本實(shí)施方式中，作為晶體管910、晶體管911可以應(yīng)用上述實(shí)施方式所示的晶體管。此外，使用氧化物半導(dǎo)體膜927、絕緣膜924及第一電極930構(gòu)成電容元件926。此外，氧化物半導(dǎo)體膜927通過電極928與電容布線929連接。電極928由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。電容布線929由與晶體管910、晶體管911的柵電極相同的導(dǎo)電膜形成。此外，這里，作為電容元件926示出實(shí)施方式I所示的電容元件，但是也可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌麑?shí)施方式所示的電容元件。
[0263]此外，示出在絕緣膜924上的與包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管911的氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置上設(shè)置有導(dǎo)電膜917的例子。在本實(shí)施方式中，由與第一電極930、第一電極940相同的導(dǎo)電膜形成導(dǎo)電膜917。通過將導(dǎo)電膜917設(shè)置在與氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置，可以進(jìn)一步降低可靠性測(cè)試(例如，BT(BiasTemperature:偏壓溫度)應(yīng)力測(cè)試)前后的晶體管911的閾值電壓的變動(dòng)量。此外，導(dǎo)電膜917的電位既可以與晶體管911的柵電極的電位相同，又可以不同，并且，還可以將導(dǎo)電膜917用作第二柵電極。此外，將導(dǎo)電膜917的電位設(shè)定為接地電位、源電位、恒電位或柵電位。
[0264]此外，導(dǎo)電膜917還具有遮蔽外部的電場(chǎng)的功能。就是說，導(dǎo)電膜917還具有不使外部的電場(chǎng)作用于內(nèi)部(包括晶體管的電路部)的功能(尤其是，遮蔽靜電的靜電遮蔽功能)。通過利用導(dǎo)電膜917的遮蔽功能，可以防止由于靜電等外部的電場(chǎng)的影響而使晶體管的電特性變動(dòng)。此外，可以控制晶體管的閾值電壓。另外，在圖13A及圖13B中示出包括在掃描線驅(qū)動(dòng)電路的晶體管，包括在信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路中的晶體管也與晶體管911同樣，也可以是在絕緣膜924上在與氧化物半導(dǎo)體膜的溝道形成區(qū)重疊的位置設(shè)置有導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)。
[0265]設(shè)置在像素部902中的晶體管910與顯示元件電連接，而構(gòu)成顯示面板。顯示元件只要能夠進(jìn)行顯示就沒有特別的限制，而可以使用各種各樣的顯示元件。
[0266]作為顯示元件的液晶元件913包括第一電極930、第二電極931以及液晶層908。另外，以夾持液晶層908的方式設(shè)置有用作取向膜的絕緣膜932、絕緣膜933。此外，第二電極931設(shè)置在第二襯底906 —側(cè)，并且，第一電極930和第二電極931隔著液晶層908重疊。
[0267]關(guān)于對(duì)顯示元件施加電壓的第一電極及第二電極(也稱為像素電極、公共電極、對(duì)置電極等)，可以根據(jù)取出光的方向、設(shè)置電極的位置以及電極的圖案結(jié)構(gòu)選擇透光性或反射性。
[0268]第一電極930及第二電極931可以適當(dāng)?shù)厥褂门c實(shí)施方式I所示的像素電極121及對(duì)置電極154相同的材料。
[0269]此外，間隔物935是通過對(duì)絕緣膜選擇性地進(jìn)行蝕刻而得到的柱狀間隔物，并且它是為控制第一電極930與第二電極931之間的間隔(單元間隙)而設(shè)置的。此外，也可以使用球狀間隔物。
[0270]當(dāng)作為顯示元件使用液晶元件時(shí)，可以使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等。這些液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)出膽留相、近晶相、立方相、手向列相、各向同性相等。
[0271]另外，也可以采用不使用取向膜的呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相中之一種，當(dāng)使膽甾相液晶的溫度升高時(shí)，在即將由膽留相轉(zhuǎn)變成各向同性相之前呈現(xiàn)。由于藍(lán)相只出現(xiàn)在較窄的溫度范圍內(nèi)，所以為了改善溫度范圍而將混合有手性試劑的液晶組成物用于液晶層。另外，由于取向膜由有機(jī)樹脂構(gòu)成，而有機(jī)樹脂含有氫或水等，因此有可能降低本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置的晶體管的電特性。于是，通過作為液晶層160使用藍(lán)相，可以不使用有機(jī)樹脂地制造本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置，因此可以形成可靠性高的顯示裝置。
[0272]第一襯底901和第二襯底906由密封劑925固定。作為密封劑925，可以使用熱固化樹脂或光固化樹脂等有機(jī)樹脂。另外，密封劑925接觸于絕緣膜924。此外，密封劑925相當(dāng)于圖12A至圖12C所示的密封劑905。
[0273]此外，在液晶顯示裝置中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置黑矩陣(遮光膜)、偏振構(gòu)件、相位差構(gòu)件、抗反射構(gòu)件等的光學(xué)構(gòu)件(光學(xué)襯底)等。例如，也可以使用利用偏振襯底以及相位差襯底的圓偏振。此外，作為光源，也可以使用背光燈、側(cè)光燈等。
[0274]此外，由于晶體管容易被靜電等損壞，所以優(yōu)選設(shè)置用來保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路的保護(hù)電路。保護(hù)電路優(yōu)選使用非線性元件構(gòu)成。
[0275]下面，參照?qǐng)D13B說明橫電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置。圖13B是作為橫電場(chǎng)方式的一個(gè)例子的FFS (Fringe Field Switching:邊緣場(chǎng)切換)模式的液晶顯示裝置。以下說明與圖13A所示的縱電場(chǎng)方式的液晶顯示裝置不同的結(jié)構(gòu)。
[0276]在圖13B所示的液晶顯示裝置中，連接端子電極915由與第一電極940相同的導(dǎo)電膜形成，并且，端子電極916由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。
[0277]此外，液晶元件943包括形成在絕緣膜924上的第一電極940、第二電極941以及液晶層908。此外，液晶元件943可以采用與實(shí)施方式I所示的電容元件105相同的結(jié)構(gòu)。第一電極940可以適當(dāng)?shù)厥褂脠D13A所示的第一電極930所示的材料。此外，第一電極940的平面形狀為梳齒狀、階梯狀、梯子狀等。第二電極941用作公共電極，可以與實(shí)施方式I所示的多層膜119同樣地形成。在第一電極940與第二電極941之間設(shè)置有絕緣膜924。
[0278]第二電極941通過電極945與公共布線946連接。另外，電極945由與晶體管910、晶體管911的源電極及漏電極相同的導(dǎo)電膜形成。公共布線946由與晶體管910、晶體管911的柵電極相同的導(dǎo)電膜形成。此外，這里，作為液晶元件943使用實(shí)施方式I所示的電容元件說明，但是也可以適當(dāng)?shù)厥褂闷渌麑?shí)施方式所示的電容元件。
[0279]圖14A至圖14C示出在圖13A所示的液晶顯示裝置中與將設(shè)置在第二襯底906上的第二電極931電連接的公共連接部(焊盤部)形成在第一襯底901上的例子。
[0280]公共連接部配置在與用來粘結(jié)第一襯底901和第二襯底906的密封劑重疊的位置，并且通過密封劑所包含的導(dǎo)電粒子與第二電極931電連接?；蛘?，在不與密封劑重疊的位置(注意，像素部以外的位置)設(shè)置公共連接部，并且，以與公共連接部重疊的方式將包含導(dǎo)電粒子的膏劑與密封劑另行設(shè)置，而與第二電極931電連接。
[0281]圖14A是公共連接部的截面圖，并相當(dāng)于圖14B所示的俯視圖的1-J。
[0282]公共電位線975設(shè)置在柵極絕緣膜922上并利用與圖14A至圖14C所示的晶體管910的源電極971或漏電極973相同的材料及工序制造。
[0283]此外，公共電位線975由絕緣膜924覆蓋，絕緣膜924在重疊于公共電位線975的位置上具有多個(gè)開口。該開口在與使晶體管910的源電極971和漏電極973中的一方與第一電極930連接的接觸孔相同的工序中制造。
[0284]此外，公共電位線975及公共電極977在開口中連接。公共電極977設(shè)置在絕緣膜924上，并使用與連接端子電極915、像素部的第一電極930相同的材料及工序制造。
[0285]如此，與像素部902的開關(guān)元件的制造工序共同地制造公共連接部。
[0286]公共電極977是與包括在密封劑中的導(dǎo)電粒子接觸的電極，并與第二襯底906的第二電極931電連接。
[0287]此外，如圖14C所示，公共電位線985也可以使用與晶體管910的柵電極相同的材料及工序制造。
[0288]在圖14C所示的公共連接部中，公共電位線985設(shè)置在柵極絕緣膜922及絕緣膜924的下層，柵極絕緣膜922及絕緣膜924在重疊于公共電位線985的位置上具有多個(gè)開口。該開口在與使晶體管910的源電極971和漏電極973中的一方與第一電極930連接的接觸孔相同的工序中對(duì)絕緣膜924進(jìn)行蝕刻之后，還對(duì)柵極絕緣膜922選擇性地進(jìn)行蝕刻形成。
[0289]此外，公共電位線985及公共電極987在開口中連接。公共電極987設(shè)置在絕緣膜924上，并使用與連接端子電極915、像素部的第一電極930相同的材料及工序制造。[0290]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，通過對(duì)晶體管及電容元件使用包括氧化物半導(dǎo)體層的多層膜，可以在大面積襯底上進(jìn)行制造，因此可以提供一種制造成本低的顯示裝置。此外，由于用于電容元件的多層膜具有透光性，因此像素的開口率得到提高，而可以提供一種功耗小的顯示裝置。此外，在用于晶體管的多層膜中，溝道形成在不與柵極絕緣膜接觸的層中，因此可以形成一種具有穩(wěn)定的電特性的晶體管，可以制造可靠性高的顯示裝置。
[0291]另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等組合而使用。
[0292]實(shí)施方式6
[0293]本發(fā)明的一個(gè)方式的顯示裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(也包括游戲機(jī))。作為電子設(shè)備，可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機(jī))、用于計(jì)算機(jī)等的顯示器、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼相框、移動(dòng)電話機(jī)、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、游戲機(jī)(彈珠機(jī)(pachinko machine)或投幣機(jī)(slot machine)等)、框體游戲機(jī)。圖15A至圖15C示出上述電子設(shè)備的一個(gè)例子。
[0294]圖15A示出具有顯示部的桌子9000。在桌子9000中，框體9001組裝有顯示部9003，利用顯示部9003可以顯示影像。另外，示出利用四個(gè)桌腿9002支撐框體9001的結(jié)構(gòu)。另外，框體9001具有用來供應(yīng)電力的電源供應(yīng)線9005。
[0295]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9003。由此可以提高顯示部9003的顯示質(zhì)量。
[0296]顯示部9003具有觸屏輸入功能，通過用手指等按觸顯示在桌子9000的顯示部9003中的顯示按鈕9004來可以進(jìn)行畫面操作或信息輸入，并且顯示部9003也可以用作如下控制裝置，即通過使其具有能夠與其他家電產(chǎn)品進(jìn)行通信的功能或能夠控制其他家電產(chǎn)品的功能，而通過畫面操作控制其他家電產(chǎn)品。例如，通過使用具有圖像傳感器功能的顯示裝置，可以使顯示部9003具有觸屏輸入功能。
[0297]另外，利用設(shè)置于框體9001的鉸鏈也可以將顯示部9003的畫面以垂直于地板的方式立起來，從而也可以將桌子9000用作電視裝置。雖然當(dāng)在小房間里設(shè)置大畫面的電視裝置時(shí)自由使用的空間變小，但是若在桌子內(nèi)安裝有顯示部則可以有效地利用房間的空間。
[0298]圖15B示出電視裝置9100。在電視裝置9100中，框體9101組裝有顯示部9103，并且利用顯示部9103可以顯示影像。此外，在此示出利用支架9105支撐框體9101的結(jié)構(gòu)。
[0299]通過利用框體9101所具備的操作開關(guān)、另外提供的遙控操作機(jī)9110，可以進(jìn)行電視裝置9100的操作。通過利用遙控操作機(jī)9110所具備的操作鍵9109，可以進(jìn)行頻道及音量的操作，并可以對(duì)在顯示部9103上顯示的影像進(jìn)行操作。此外，也可以采用在遙控操作機(jī)9110中設(shè)置顯示從該遙控操作機(jī)9110輸出的信息的顯示部9107的結(jié)構(gòu)。
[0300]圖15B所示的電視裝置9100具備接收機(jī)及調(diào)制解調(diào)器等。電視裝置9100可以利用接收機(jī)接收一般的電視廣播。再者，電視裝置9100通過調(diào)制解調(diào)器連接到有線或無線方式的通信網(wǎng)絡(luò)，也可以進(jìn)行單向(從發(fā)送者到接收者)或雙向(發(fā)送者和接收者之間或接收者之間等)的信息通信。
[0301]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9103、顯示部9107。由此可以提高電視裝置的顯示質(zhì)量。[0302]圖15C示出計(jì)算機(jī)9200，該計(jì)算機(jī)9200包括主體9201、框體9202、顯示部9203、鍵盤9204、外部連接端口 9205、指向設(shè)備9206等。
[0303]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9203。由此可以提高計(jì)算機(jī)的顯示質(zhì)量。
[0304]顯示部9203具有觸屏輸入功能，通過用手指等按觸顯示在計(jì)算機(jī)9200的顯示部9203中的鍵盤9204來可以進(jìn)行畫面操作或信息輸入，并且顯示部9003也可以用作如下控制裝置，即通過使其具有能夠與其他家電產(chǎn)品進(jìn)行通信的功能或能夠控制其他家電產(chǎn)品的功能，而通過畫面操作控制其他家電產(chǎn)品。
[0305]圖16A和圖16B是能夠折疊的平板終端。圖16A是打開的狀態(tài)，并且平板終端包括框體9630、顯示部9631a、顯示部9631b、顯示模式切換開關(guān)9034、電源開關(guān)9035、省電模式切換開關(guān)9036、卡子9033以及操作開關(guān)9038。
[0306]可以將上述實(shí)施方式中任一個(gè)所示的顯示裝置用于顯示部9631a、顯示部9631b。由此可以提高平板終端的顯示質(zhì)量。
[0307]在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸摸屏的區(qū)域9632a，并且可以通過按觸所顯示的操作鍵9638來輸入數(shù)據(jù)。此外，作為一個(gè)例子在此示出:顯示部9631a的一半只具有顯示的功能，而另一半具有觸摸屏的功能，但是不局限于該結(jié)構(gòu)。也可以采用顯示部9631a的全部區(qū)域具有觸摸屏的功能的結(jié)構(gòu)。例如，可以使顯示部9631a的整個(gè)面顯示鍵盤按鈕來將其用作觸摸屏，并且將顯示部9631b用作顯示畫面。
[0308]此外，顯示部9631b也與顯示部9631a同樣，可以將其一部分用作觸摸屏的區(qū)域9632b。此外，通過使用手指或觸屏筆等按觸觸摸屏的顯示鍵盤顯示切換按鈕9639的位置，可以在顯示部9631b顯示鍵盤按鈕。
[0309]此外，也可以對(duì)觸摸屏的區(qū)域9632a和觸摸屏的區(qū)域9632b同時(shí)進(jìn)行按觸輸入。
[0310]另外，顯示模式切換開關(guān)9034能夠進(jìn)行豎屏顯示和橫屏顯示等顯示的方向的切換以及黑白顯示或彩色顯示等的切換等。根據(jù)內(nèi)置于平板終端中的光傳感器所檢測(cè)的使用時(shí)的外光的光量，省電模式切換開關(guān)9036可以將顯示的亮度設(shè)定為最適合的亮度。平板終端除了光傳感器以外還可以內(nèi)置陀螺儀和加速度傳感器等檢測(cè)傾斜度的傳感器等的其他檢測(cè)裝置。
[0311]此外，圖16A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是不局限于此，一方的尺寸和另一方的尺寸可以不同，并且它們的顯示質(zhì)量也可以不同。例如顯示部9631a和顯示部9631b中的一方可以進(jìn)行比另一方更高精細(xì)的顯示。
[0312]圖16B是合上的狀態(tài)，并且平板終端包括框體9630、太陽能電池9633、充放電控制電路9634。此外，在圖16B中，作為充放電控制電路9634的一個(gè)例子示出具有電池9635和D⑶C轉(zhuǎn)換器9636的結(jié)構(gòu)。
[0313]此外，平板終端可以折疊，因此不使用時(shí)可以合上框體9630。因此，由于可以保護(hù)顯示部9631a和顯示部9631b，所以可以提供一種具有良好的耐久性且從長期使用的觀點(diǎn)來看具有良好的可靠性的平板終端。
[0314]此外，圖16A和圖16B所示的平板終端還可以具有如下功能:顯示各種各樣的信息(靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像等)；將日歷、日期或時(shí)刻等顯示在顯示部上；對(duì)顯示在顯示部上的信息進(jìn)行操作或編輯的觸摸輸入；通過各種各樣的軟件(程序)控制處理等。[0315]通過利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應(yīng)到觸摸屏、顯示部或影像信號(hào)處理部等。注意，太陽能電池9633可以設(shè)置在框體9630的一面或兩面，因此可以進(jìn)行高效的電池9635的充電，因此優(yōu)選。另外，當(dāng)作為電池9635使用鋰離子電池時(shí)，有可以實(shí)現(xiàn)小型化等的優(yōu)點(diǎn)。
[0316]另外，參照?qǐng)D16C所示的方框圖對(duì)圖16B所示的充放電控制電路9634的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。圖16C示出太陽能電池9633、電池9635、D⑶C轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)SWl至SW3以及顯示部9631，電池9635、DCDC轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)SWl至SW3對(duì)應(yīng)于圖16B所示的充放電控制電路9634。
[0317]首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發(fā)電時(shí)的工作的例子。使用D⑶C轉(zhuǎn)換器9636對(duì)太陽能電池所產(chǎn)生的電力進(jìn)行升壓或降壓以使它成為用來對(duì)電池9635進(jìn)行充電的電壓。并且，當(dāng)利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時(shí)使開關(guān)SWl導(dǎo)通，并且，利用轉(zhuǎn)換器9637將其升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，當(dāng)不進(jìn)行顯示部9631中的顯示時(shí)，可以采用使開關(guān)SWl截止且使開關(guān)SW2導(dǎo)通來對(duì)電池9635進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu)。
[0318]注意，作為發(fā)電單元的一個(gè)例子示出太陽能電池9633，但是不局限于此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉(zhuǎn)換元件(拍耳帖元件(Peltier element))等其他發(fā)電單元進(jìn)行電池9635的充電。例如，也可以使用以無線(不接觸)的方式能夠收發(fā)電力來進(jìn)行充電的無線電力傳輸模塊或組合其他充電方法進(jìn)行充電。
[0319]本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等可以適當(dāng)?shù)嘏c其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)等組合而使用。
[0320]符號(hào)說明
[0321]100 像素部
[0322]101 像素
[0323]102 第一襯底
[0324]103 晶體管
[0325]104 掃描線驅(qū)動(dòng)電路
[0326]105 電容元件
[0327]106 信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路
[0328]107 掃描線
[0329]108 液晶元件
[0330]109 信號(hào)線
[0331]111 多層膜
[0332]111_1第一氧化物層
[0333]111_2第二氧化物層
[0334]111_3第三氧化物層
[0335]113 導(dǎo)電膜
[0336]115 電容線
[0337]117 開口
[0338]118 多層膜
[0339]119 多層膜[0340]119_1 第一氧化物層
[0341]119_2第二氧化物層
[0342]119_3第三氧化物層
[0343]121像素電極
[0344]122抗蝕劑掩模
[0345]123開口
[0346]124像素電極
[0347]125導(dǎo)電膜
[0348]126絕緣膜
[0349]127柵極絕緣膜
[0350]128絕緣膜
[0351]129絕緣膜
[0352]130絕緣膜
[0353]131絕緣膜
[0354]132絕緣膜
[0355]133絕緣膜
[0356]135導(dǎo)電膜
[0357]137導(dǎo)電膜
[0358]138開口
[0359]139開口
[0360]148導(dǎo)電膜
[0361]149開口
[0362]150第二襯底
[0363]152遮光膜
[0364]153遮光膜
[0365]154對(duì)置電極
[0366]155布線
[0367]156絕緣膜
[0368]158絕緣膜
[0369]160液晶層
[0370]161像素
[0371]165電容元件
[0372]167導(dǎo)電膜
[0373]171像素
[0374]175電容元件
[0375]181像素
[0376]185電容元件
[0377]901第一襯底
[0378]902像素部[0379]903信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路
[0380]904掃描線驅(qū)動(dòng)電路
[0381]905密封劑
[0382]906第二襯底
[0383]908液晶層
[0384]910晶體管
[0385]911晶體管
[0386]913液晶元件
[0387]915連接端子電極
[0388]916端子電極
[0389]917導(dǎo)電膜
[0390]918FPC [0391]918bFPC
[0392]919各向異性導(dǎo)電劑
[0393]922柵極絕緣膜
[0394]923絕緣膜
[0395]924絕緣膜
[0396]925密封劑
[0397]926電容元件
[0398]927氧化物半導(dǎo)體膜
[0399]928電極
[0400]929電容布線
[0401]930電極
[0402]931電極
[0403]932絕緣膜
[0404]933絕緣膜
[0405]935間隔物
[0406]940電極
[0407]941電極
[0408]943液晶元件
[0409]945電極
[0410]946公共布線
[0411]971源電極
[0412]973漏電極
[0413]975公共電位線
[0414]977公共電極
[0415]985公共電位線
[0416]987公共電極
[0417]9000桌子[0418]9001框體
[0419]9002桌腿
[0420]9003顯示部
[0421]9004顯示按鈕
[0422]9005電源供應(yīng)線
[0423]9033卡子
[0424]9034開關(guān)
[0425]9035電源開關(guān)
[0426]9036開關(guān)
[0427]9038操作開關(guān)
[0428]9100電視裝置
[0429]9101框體
[0430]9103顯示部
[0431]9105支架
[0432]9107顯示部
[0433]9109操作鍵
[0434]9110遙控操作機(jī)
[0435]9201主體
[0436]9202框體
[0437]9203顯示部
[0438]9204鍵盤
[0439]9205外部連接端口
[0440]9206指向設(shè)備
[0441]9630框體
[0442]9631顯示部
[0443]9631a顯示部
[0444]9631b顯示部
[0445]9632a區(qū)域
[0446]9632b區(qū)域
[0447]9633太陽能電池
[0448]9634充放電控制電路
[0449]9635電池
[0450]9636DCDC 轉(zhuǎn)換器
[0451]9637轉(zhuǎn)換器
[0452]9638操作鍵
[0453]9639按鈕
【權(quán)利要求】
1.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 所述第一絕緣膜上的包括氧化物半導(dǎo)體的第一多層膜， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第一 多層膜的溝道形成區(qū)不與所述第一絕緣膜接觸， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜的載流子密度高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置， 其中所述第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層以及在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層， 并且所述第二氧化物層包括所述溝道形成區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
6.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
7.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 第一多層膜，該第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層以及在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第二氧化物層包括溝道形成區(qū)， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜高的載流子密度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜包括所述第一氧化物層和所述第二氧化物層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
12.一種包括根據(jù)權(quán)利要求7所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
13.一種顯示裝置，包括: 晶體管，該晶體管包括: 柵電極； 所述柵電極上的第一絕緣膜；以及 第一多層膜，該第一多層膜包括在所述第一絕緣膜上并與所述第一絕緣膜接觸的第一氧化物層、在所述第一氧化物層上并與所述第一氧化物層接觸的第二氧化物層以及在所述第二氧化物層上并與所述第二氧化物層接觸的第三氧化物層， 電連接到所述晶體管的透光性像素電極；以及 電容元件，該電容元件包括: 所述第一絕緣膜上的作為電容元件的電極的第二多層膜；以及 所述透光性像素電極的與所述第二多層膜重疊的一部分， 其中，所述第二氧化物層包括溝道形成區(qū)， 并且，所述第二多層膜的載流子密度比所述第一多層膜的載流子密度高。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜以比所述第一多層膜高的濃度包含賦予η型導(dǎo)電性的雜質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第二多層膜包括所述第一氧化物層、所述第二氧化物層和所述第三氧化物層。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，其中所述第一氧化物層和所述第三氧化物層的每一個(gè)中的鋁、硅、鈦、鎵、鍺、釔、鋯、錫、鑭、鈰或鉿的濃度比所述第二氧化物層中的濃度高1.5倍以上。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置，還包括所述透光性像素電極的所述一部分與所述第二多層膜之間的第二絕緣膜。
18.—種包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的顯示裝置的電子設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G02F1/1362GK103681874SQ201310416236
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月13日
【發(fā)明者】山崎舜平 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
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