(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に、第１の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜上に、亜鉛と酸素とを含む第２の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜をエッチングストッパーとして機能させて、前記第２の導電膜をエッチングして第２の導電層を形成し、
前記第１の絶縁膜をエッチングストッパーとして機能させて、前記第１の導電膜をエッチングして第１の導電層を形成し、
前記第２の導電層及び前記第１の絶縁層上に、亜鉛と酸素とを含む半導体膜を形成し、
前記半導体膜をエッチングして半導体層を形成し、且つ、前記第２の導電層において前記半導体層と重ならない領域をエッチングし、
前記半導体層上に、第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に、ゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
第１の絶縁膜を形成し、
前記第１の絶縁膜上に、第１の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜上に、亜鉛と酸素とを含む第２の導電膜を形成し、
前記第１の導電膜をエッチングストッパーとして機能させて、前記第２の導電膜をエッチングして第２の導電層を形成し、
前記第１の絶縁膜をエッチングストッパーとして機能させて、前記第１の導電膜をエッチングして第１の導電層を形成し、
前記第２の導電層及び前記第１の絶縁層上に、亜鉛と酸素とを含む半導体膜を形成し、
前記半導体膜をエッチングして半導体層を形成し、且つ、前記第２の導電層において前記半導体層と重ならない領域をエッチングし、
窒化性雰囲気、窒素と希ガスを含む雰囲気、窒素と水素と希ガスを含む雰囲気、又は、アンモニアと希ガスを含む雰囲気においてプラズマ処理して前記半導体層表面を窒化して、第２の絶縁膜を形成し、
前記第２の絶縁膜上に、ゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  酸化亜鉛）を用いた半導体装置及びその
作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  エレクトロルミネ
ッセンス）表示装置の表示パネルに用いられる半導体装置、例えばＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆ
ｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  薄膜トランジスタ）、の半導体部分は、通常、ａ−Ｓｉ
（アモルファスシリコン）やｐｏｌｙ−Ｓｉ（多結晶シリコン）で形成されている。
【０００３】
Ｓｉ（シリコン）材料は禁制帯幅（バンドギャップ）が１．１ｅＶであり、可視光を
吸収する。この光の照射によってＳｉ中に電子及び正孔（キャリア）が形成される。Ｓｉ
膜をＴＦＴのチャネル形成領域に用いると、オフ状態にあるときでも、光の照射によって
チャネル形成領域にキャリアが生成され、ソース領域とドレイン領域との間に電流が流れ
る。オフ状態のときに流れる電流は「オフリーク電流」と呼ばれ、この値が大きいと、表
示パネルが正常に動作しない。このため、光がＳｉ膜に照射されないように遮光膜を形成
することが行われている。しかし、遮光膜を形成するには、堆積工程やフォトリソグラフ
ィー工程、エッチング工程が必要になるため、工程が煩雑になる。
【０００４】
このような問題を解決するため、バンドギャップが３．４ｅＶとＳｉよりも大きい半
導体である酸化亜鉛（ＺｎＯ）を用いた透明トランジスタが注目されている。このような
透明トランジスタでは、バンドギャップが可視光帯域の光エネルギーよりも大きく、可視
光を吸収しない。したがって光の照射を受けてもオフリーク電流は増大しないという利点
を有している。
【０００５】
ＺｎＯをチャネル形成領域に用いた半導体装置は、例えば、特許文献１に開示されて
いる。図７（Ａ）を参照しながら、ＺｎＯを用いた半導体装置の構成を説明する。
【０００６】
図７（Ａ）の半導体装置は、ガラス基板等の絶縁性基板１０００上に形成されたソー
ス電極１００１およびドレイン電極１００２と、ソース電極１００１及びドレイン電極１
００２に接触するように配置されたＺｎＯ層１００３と、ＺｎＯ層１００３に積層された
ゲート絶縁層１００４、ゲート電極１００５とを備えている。
【０００７】
ソース電極１００１及びドレイン電極１００２にはＩＩＩ族元素（Ｂ（ホウ素）、Ａ
ｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｔｌ（タリウム））、Ｖ
ＩＩ族元素（Ｆ（フッ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ（臭素）、Ｉ（ヨウ素））、Ｉ族元素（
Ｌｉ（リチウム）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｋ（カリウム）、Ｒｂ（ルビジウム）、Ｃｓ（
セシウム））、Ｖ族元素（Ｎ（窒素）、Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）、Ｓｂ（アンチモン）
、Ｂｉ（ビスマス））のいずれかをドープした導電性ＺｎＯが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１５０９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者の検討によると、図７（Ａ）に示されるトップゲート型半導体装置のソース
電極１００１及びドレイン電極１００２を形成する際のエッチングによって基板１０００
がエッチングされる場合があることがわかった。基板１０００上に酸化珪素膜や酸化窒化
珪素膜からなる下地膜１００６を形成した場合でも、この下地膜がエッチングされて基板
１０００の表面が露出する場合があることがわかった。また図７（Ｂ）に示されるボトム
ゲート型半導体装置においては、ソース電極１００１及びドレイン電極１００２を形成す
る際のエッチングによって酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜からなるゲート絶縁膜１００４が
エッチングされることがわかった。
【００１０】
トップゲート型半導体装置において、ガラス基板１０００や酸化珪素膜や酸化窒化珪
素膜からなる下地膜１００６がエッチングされると、基板１０００からナトリウムなどの
不純物が半導体膜１００３に拡散し、特性を劣化させてしまう。
【００１１】
ボトムゲート型半導体装置（図７（Ｂ））において、ソース電極１００１及びドレイ
ン電極１００２の形成の際のエッチングによりゲート絶縁膜１００４がエッチングされて
しまうと、特性が安定せず、不良の原因となる。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チャネ
ル形成領域にＺｎＯ半導体膜を用い、ソース電極及びドレイン電極にｎ型又はｐ型の不純
物を添加したＺｎＯ膜を用いたときでも欠陥や不良が生じない半導体装置及びその作製方
法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の半導体装置は、酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上のＡｌ膜又はＡｌ合金膜と
、前記Ａｌ膜又はＡｌ合金膜上のｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜とを有する
ことを特徴とする。なお、本明細書においては、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜、Ａｌ膜、
Ａｌ合金膜、ＺｎＯ膜はそれぞれ酸化珪素を含む膜、酸化窒化珪素を含む膜、Ａｌを含む
膜、Ａｌ合金を含む膜、ＺｎＯを含む膜を意味するものとする。
【００１４】
本発明の半導体装置は、ゲート電極上の酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜からなるゲー
ト絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のＡｌ膜又はＡｌ合金膜と、前記Ａｌ膜又はＡｌ合金膜
上のｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜と、前記ｎ型又はｐ型の不純物が添加さ
れたＺｎＯ膜及び前記ゲート絶縁膜上のＺｎＯ半導体膜とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の半導体装置は、酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上のＡｌ膜又はＡｌ合金膜と
、前記Ａｌ膜又はＡｌ合金膜上のｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜と、前記酸
化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上及び前記ｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜上の
ＺｎＯ半導体膜と、前記ＺｎＯ半導体膜上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲー
ト電極とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の半導体装置の作製方法は、酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成し、前記酸
化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にＡｌ膜又はＡｌ合金膜を形成し、前記Ａｌ膜又はＡｌ合
金膜上にｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜を形成し、前記ｎ型又はｐ型の不純
物が添加されたＺｎＯ膜を第１のエッチングによって島状にし、前記Ａｌ膜又はＡｌ合金
膜を第２のエッチングによって島状にすることを特徴とする。
【００１７】
本発明の半導体装置の作製方法は、前記第２のエッチングをした後、前記ｎ型又はｐ
型の不純物が添加されたＺｎＯ膜及び前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上にＺｎＯ半導
体膜を形成することを特徴とする。
【００１８】
ボトムゲート型の半導体装置の場合にはゲート電極を形成した後、前記ゲート電極上
に前記酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜からなるゲート絶縁膜を形成することを特徴とする
。
【００１９】
トップゲート型の半導体装置の場合には前記ＺｎＯ半導体膜を形成した後、ゲート絶
縁膜を形成し、ゲート電極を形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１のエッチングはウエットエッチングでもよい。
【００２１】
本発明の第１のエッチングはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングでもよ
い。
【００２２】
本発明の第１のエッチングはドライエッチングでもよい。
【００２３】
本発明の第１のエッチングはＣＨ４（メタン）ガスを用いたドライエッチングでもよ
い。
【００２４】
本発明の第２のエッチングはウエットエッチングでもよい。
【００２５】
本発明の第２のエッチングはフォトレジスト用の現像液を用いたウエットエッチング
でもよい。
【００２６】
本発明の第２のエッチングは有機アルカリ系水溶液を用いたウエットエッチングでも
よい。
【００２７】
本発明の第２のエッチングはＴＭＡＨ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｎｍｍｏｎｉｕｍ
ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）を用いたウエットエッ
チングでもよい。
【００２８】
また本発明の半導体装置は、ゲート電極上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上の
金属材料を有する第１の膜と、前記第１の膜上のｎ型又はｐ型の不純物が添加された透明
半導体材料を有する第２の膜と、前記第２の膜上及び前記ゲート絶縁膜上の透明半導体を
有する第３の膜とを有することを特徴とする。
【００２９】
また本発明の半導体装置は、絶縁膜上の金属材料を有する第１の膜と、前記第１の膜
上のｎ型又はｐ型の不純物が添加された透明半導体材料を有する第２の膜と、前記第１の
膜上及び前記第２の膜上の透明半導体材料を有する第３の半導体膜と、前記第３の膜上の
ゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲート電極とを有することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の半導体装置の作製方法は、絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に金属材料を
有する第１の膜を形成し、前記第１の膜上にｎ型又はｐ型の不純物が添加された透明半導
体材料を有する第２の膜を形成し、前記第２の膜を第１のエッチングによって島状にし、
前記第１の膜を第２のエッチングによって島状にすることを特徴とする。
【００３１】
また本発明の半導体装置の作製方法は、ゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲ
ート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に金属材料を有する第１の膜を形成し、前記１
の膜上にｎ型又はｐ型の不純物が添加された透明半導体材料を有する第２の膜を形成し、
前記第２の膜を第１のエッチングによって島状にし、前記第１の膜を第２のエッチングに
よって島状にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
トップゲート型半導体装置においては、ガラス基板や酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜
からなる下地膜がエッチングされず、基板からナトリウムなどの不純物が半導体膜に拡散
し、特性を劣化させることがない。
【００３３】
ボトムゲート型半導体装置においては、ゲート絶縁膜がエッチングされず、特性が不
安定になることがない。
【００３４】
ソース電極及びドレイン電極の一部にＡｌを用いているので配線の低抵抗化を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る半導体装置を説明する図。
【図２】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する図。
【図３】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する図。
【図４】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する図。
【図５】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する図。
【図６】本発明に係る半導体装置の作製工程を説明する図。
【図７】従来例を説明する図。
【図８】液晶表示装置の作製工程を説明する図。
【図９】液晶表示装置の作製工程を説明する図。
【図１０】発光装置の作製工程を説明する図。
【図１１】発光装置の作製工程を説明する図。
【図１２】発光装置の等価回路図。
【図１３】発光装置の等価回路図。
【図１４】発光装置の画素部の上面図と等価回路図。
【図１５】本発明が適用される電子機器の例を示す図。
【図１６】本発明が適用される電子機器の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。但し
、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲か
ら逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理
解される。従って、本発明は本実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３７】
（実施形態１）
ここではボトムゲート型の半導体装置について説明する。
【００３８】
図１（Ａ）は、本発明の実施形態の一例を示した断面図である。図１（Ａ）において
、１は基板、３はゲート電極、５はゲート絶縁膜、１０はソース電極、１０ａは第１の導
電膜、１０ｂは第２の導電膜、１１はドレイン電極、１１ａは第１の導電膜、１１ｂは第
２の導電膜、１３は半導体膜を示している。半導体膜１３上にパッシベーション用の絶縁
膜や平坦化用の絶縁膜を形成してもよい。
【００３９】
基板１上にゲート電極３が形成され、ゲート電極３上にゲート絶縁膜５が形成され、
ゲート絶縁膜５上にソース電極１０、ドレイン電極１１が形成されている。ソース電極１
０は第１の導電膜１０ａ及び第２の導電膜１０ｂの積層膜によって形成され、ドレイン電
極１１は第１の導電膜１１ａ及び第２の導電膜１１ｂの積層膜によって形成されている。
第１の導電膜１０ａと第２の導電膜１０ｂとの間や、第１の導電膜１１ａと第２の導電膜
１１ｂとの間に第３の導電膜が形成されていてもよい。ソース電極１０とドレイン電極１
１はそれぞれゲート絶縁膜５を介してゲート電極３と一部重なるように形成されていても
よい。ゲート絶縁膜５上であってソース電極１０とドレイン電極１１上に半導体膜１３が
形成される構成になっている。
【００４０】
以下、各構成について説明する。
（１）基板
ガラス基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板、後工程の処理温度に耐え得る
耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。基板１にプラスチック基板を
用いる場合、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  ポリカーボネート）、ＰＥＳ（Ｐｏｌ
ｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ  ポリエーテルサルフォン）、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌ
ｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ  ポリエチレンテレフタレート）もしくはＰＥＮ（
Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ  ポリエチレンナフタレート）等を
用いることができる。プラスチック基板の場合は、表面にガスバリア層として無機層また
は有機層を設けてもよい。プラスチック基板の作製時のゴミ等によって基板に突起が発生
している場合は、ＣＭＰなどを用いて基板を研磨し、基板の表面を平坦化させた後に使用
してもよい。基板１の上には酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪
素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）など、基板側
から不純物などの拡散を防止するための絶縁膜を形成しておいてもよい。
【００４１】
（２）ゲート電極
Ａｌ（アルミニウム）膜、Ｗ（タングステン）膜、Ｍｏ（モリブデン）膜、Ｔａ（タ
ンタル）膜、Ｃｕ（銅）膜、Ｔｉ（チタン）膜、または前記元素を主成分とする合金材料
（例えばＡｌ合金膜、ＭｏＷ（モリブデンタングステン）合金膜）などを用いることがで
きる。Ｐ（リン）等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体
膜を用いてもよい。またゲート電極３は単層であっても２層以上積層させたものであって
もよい。
【００４２】
（３）ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜５は珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜で
形成される。また単層であっても積層膜であってもよい。
【００４３】
（４）ソース電極、ドレイン電極
ソース電極１０は第１の導電膜１０ａ及び第２の導電膜１０ｂの積層膜によって形成
され、ドレイン電極１１は第１の導電膜１１ａ及び第２の導電膜１１ｂの積層膜によって
形成されている。
【００４４】
第１の導電膜としてはＡｌ膜、ＡｌＮｉ（アルミニウムニッケル）膜やＡｌＮｄ（ア
ルミニウムネオジム）膜等のＡｌ合金膜を用いることができる。第２の導電膜としてはＢ
（ホウ素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）など
のｐ型又はｎ型の不純物が添加されたＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いることができる。第１の
導電膜と第２の導電膜の間に第３の導電膜としてＴｉ膜などの金属膜を設けてもよい。
【００４５】
（５）半導体膜
半導体膜としてはＺｎＯ膜を用いる。半導体膜と接するソース電極、ドレイン電極が
ｐ型又はｎ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜を有しているので半導体膜と容易に電気的に
接続させることができる。
【００４６】
（６）絶縁膜
図示しないが、半導体膜１３上にはパッシベーション膜、平坦化膜などの絶縁膜を形
成してもよい。酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘ
Ｎｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ−ｏｎ
−ｇｌａｓｓ）膜、アクリルなどの有機樹脂膜またはこれらの積層膜を用いることができ
る。
【００４７】
上記のようなボトムゲート型半導体装置はその作製時にゲート絶縁膜がエッチングさ
れず、特性が不安定になることがない。ソース電極及びドレイン電極の一部にＡｌを用い
ているため、配線の低抵抗化を図ることができる。
【００４８】
（実施形態２）
ここではトップゲート型の半導体装置について説明する。
【００４９】
図１（Ｂ）は、本発明の実施形態の一例を示した断面図である。図１（Ｂ）において
、１は基板、２０は絶縁膜、２５はソース電極、２５ａは第１の導電膜、２５ｂは第２の
導電膜、２６はドレイン電極、２６ａは第１の導電膜、２６ｂは第２の導電膜、２７は半
導体膜、２８はゲート絶縁膜、２９はゲート電極を示している。ゲート電極上にパッシベ
ーション用の絶縁膜や平坦化用の絶縁膜を形成してもよい。
【００５０】
基板１上に絶縁膜２０が形成され、絶縁膜２０上にソース電極２５、ドレイン電極２
６が形成されている。ソース電極２５は第１の導電膜２５ａ及び第２の導電膜２５ｂの積
層膜によって形成され、ドレイン電極２６は第１の導電膜２６ａ及び第２の導電膜２６ｂ
の積層膜によって形成されている。第１の導電膜２５ａと第２の導電膜２５ｂとの間、第
１の導電膜２６ａと第２の導電膜２６ｂとの間に第３の導電膜が形成されていてもよい。
絶縁膜２０上であって、ソース電極２５とドレイン電極２６上に半導体膜２７が形成され
、半導体膜２７上にゲート絶縁膜２８が形成され、ゲート絶縁膜２８上にゲート電極２９
が形成されている。ゲート電極２９はゲート絶縁膜２８、半導体膜２７を介してソース電
極２５とドレイン電極２６のそれぞれと一部重なるように形成してもよい。
【００５１】
以下、各構成について説明する。
【００５２】
基板、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜、ゲート電極は実施形態１において説明
したものを用いることができる。
（１）基板上の絶縁膜
基板１の上には基板側から不純物などの拡散を防止するための絶縁膜２０として酸化
珪素膜や酸化窒化珪素膜を形成する。また単層であっても積層膜であってもよい。
【００５３】
（２）ゲート絶縁膜
ゲート絶縁膜２８は珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜
、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜で形成される。また単層であっても積層膜であってもよい
。
【００５４】
（３）ゲート電極上の絶縁膜
図示しないが、ゲート電極２９上にはパッシベーション膜、平坦化膜などの層間絶縁
膜を形成してもよい。ＳｉＯｘ膜、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯＮ膜、ＳｉＮＯ膜、ＳＯＧ（ｓｐ
ｉｎ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）膜、アクリルなどの有機樹脂膜またはこれらの積層膜を用いる
ことができる。
【００５５】
上記のようなトップゲート型半導体装置においては、その作製時に基板や酸化珪素膜
又は酸化窒化珪素膜からなる下地膜がエッチングされず、基板からナトリウムなどの不純
物が半導体膜に拡散し、特性を劣化させることがない。ソース電極及びドレイン電極の一
部にＡｌを用いているため、配線の低抵抗化を図ることができる。
【００５６】
（実施形態３）
ここではボトムゲート型の半導体装置において、ゲート電極上にゲート絶縁膜として
酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を形成し、第１の導電膜としてＡｌ膜又はＡｌ合金膜を形
成し、第２の導電膜としてｎ型又はｐ型の不純物が添加されたＺｎＯ膜を形成した後に、
前記第２の導電膜を第１のエッチングによって島状にし、前記第１の導電膜を第２のエッ
チングによって島状にしてソース電極及びドレイン電極を形成し、ＺｎＯ半導体膜を形成
する方法について説明する。
【００５７】
図２（Ａ）に示すように、基板１上にゲート電極３を１０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さで
形成する。基板１としては実施形態１に示したものを用いる。ここではガラス基板を用い
る。
【００５８】
基板１の上には酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（Ｓｉ
ＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）など、基板側から不純
物などの拡散を防止するための絶縁膜２をＣＶＤ法やスパッタ法により１０ｎｍ〜２００
ｎｍの厚さで形成しておいてもよい（図２（Ｂ））。
【００５９】
絶縁膜２は基板１の表面を高密度プラズマによって処理することによって形成しても
よい。高密度プラズマは例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を用いることによって生成さ
れ、電子密度が１×１０１１〜１×１０１３／ｃｍ３かつ電子温度が２ｅＶ以下のもので
あればよい。このような高密度プラズマは活性種の運動エネルギーが低く、従来のプラズ
マ処理と比較してプラズマによるダメージが少なく、欠陥の少ない膜を形成することがで
きる。
【００６０】
窒化性雰囲気、例えば窒素と希ガスを含む雰囲気下、または窒素と水素と希ガスを含
む雰囲気下、またはアンモニアと希ガスを含む雰囲気下において、上記高密度プラズマ処
理を行うことによって基板１の表面を窒化することができる。基板１としてガラス基板な
どを用いた場合、上記高密度プラズマによる窒化処理を行った場合、基板１表面に形成さ
れる窒化膜は窒化珪素が主成分である絶縁膜２を形成することができる。この窒化膜の上
に酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形成して複数層よりなる絶
縁膜２としてもよい。
【００６１】
また絶縁膜２の表面に同様に高密度プラズマによる窒化処理を行うことによって、そ
の表面に窒化膜を形成することができる。
【００６２】
高密度プラズマによる窒化処理によって形成された窒化膜は基板１からの不純物の拡
散を抑制することができる。
【００６３】
ゲート電極３としては実施形態１に示したものを用いることができる。ここではＡｌ
Ｎｄ（アルミニウムネオジム）膜を、ＡｌＮｄターゲットを用いてスパッタ法により成膜
し、島状に加工する。島状に加工するにはフォトリソグラフィー法を用い、ドライエッチ
ングやウエットエッチング方法を用いる。
【００６４】
ゲート電極３の表面及び、基板１又は絶縁膜２の表面を洗浄した後、ゲート電極３上
にゲート絶縁膜５を、公知のＣＶＤ法又はスパッタ法を用いて１０ｎｍ〜２００ｎｍの厚
さで形成する（図２（Ａ）、（Ｂ））。これら表面洗浄工程とゲート絶縁膜５の形成工程
とは、大気にふれさせずに連続的に行ってもよい。ゲート電極３にＡｌ膜を用いた場合に
はゲート絶縁膜５を高温で形成すると、ヒロックが発生することがあるため、５００℃以
下、好ましくは３５０℃以下の低温で形成することが望ましい。
【００６５】
ゲート絶縁膜５は実施形態１に示したものを用いることができる。ここでは酸化珪素
膜を形成する。なお、以下の図面において絶縁膜２は省略する。
【００６６】
ゲート絶縁膜５上にソース電極及びドレイン電極用の第１の導電膜６を膜厚１０ｎｍ
〜２００ｎｍで形成する。第１の導電膜６としては実施形態１に示したものを用いること
ができる。ここではＡｌＮｉ（アルミニウムニッケル）膜又はＡｌＮｄ膜を用いる。第１
の導電膜６はスパッタ法により形成でき、ＡｌＮｉターゲット又はＡｌＮｄターゲットを
用いてスパッタ法により形成することができる。またゲート絶縁膜５を形成した後、大気
にさらすことなく、連続して第１の導電膜６を形成してもよい。
【００６７】
第１の導電膜６上に第２の導電膜７を膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍで形成する（図２（
Ｃ））。第２の導電膜７としては実施形態１に示したものを用いることができる。ここで
はＡｌ又はＧａの不純物が添加されたＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いる。これによって後に形
成される半導体層であるＺｎＯ膜と容易にオーミック接続させることができる。第２の導
電膜７はスパッタ法等により形成できる。例えばＡｌやＧａを添加するには、ＡｌやＧａ
が１〜１０重量％添加されたＺｎＯターゲットを用いてスパッタする方法や、ＺｎＯター
ゲットにＡｌやＧａのチップを載せて２００〜３００℃でスパッタする方法によって形成
することができる。
【００６８】
第１の導電膜６を形成した後、大気にさらすことなく、連続して第２の導電膜７を形
成してもよい。したがってゲート絶縁膜５から第２の導電膜７までは大気にさらすことな
く、連続形成してもよい。
【００６９】
第１の導電膜６と第２の導電膜７の間に第３の導電膜８を膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍ
で設けてもよい（図２（Ｄ））。作製工程における熱処理温度によって、第１の導電膜６
と第２の導電膜７との間のコンタクト抵抗が上昇する場合がある。しかし、第３の導電膜
８を形成することによって第１の導電膜６と第２の導電膜７との間のコンタクト抵抗を低
くすることができる。第３の導電膜８はＴｉ膜などの金属膜を用いることができ、スパッ
タ法等により形成することができる。
【００７０】
第２の導電膜７上にレジストマスク９を形成して第２の導電膜７をエッチングする（
図３（Ａ）、（Ｂ））。ウエットエッチング方法を用いる場合には、バッファードフッ酸
（ＨＦ（フッ化水素酸）とＮＨ４Ｆ（フッ化アンモニウム）とを混合したもの）、例えば
ＨＦ：ＮＨ４Ｆ（重量比）＝１：１００〜１：１０の溶液を用いることができる。
【００７１】
ドライエッチング方法を用いる場合には、ＣＨ４ガスによる異方性プラズマエッチン
グを用いることができる。
【００７２】
第２の導電膜７の下には、第１の導電膜６が形成されている。したがって第２の導電
膜７をエッチングする際に、第１の導電膜６がエッチングストッパーとなる。これにより
ゲート絶縁膜５をエッチングしてダメージを与えることなく、ソース電極及びドレイン電
極を形成することができる。
【００７３】
また第２の導電膜７をエッチングするときに第１の導電膜６の一部をエッチングして
もよい。ただし第１の導電膜６をすべてエッチングしてしまうと、ゲート絶縁膜にダメー
ジを与えることになるため注意を要することは言うまでもない。
【００７４】
次にレジストマスク９を用いて第１の導電膜６をエッチングしてソース電極１０及び
ドレイン電極１１を形成する（図３（Ｃ））。本発明ではフォトレジスト用の現像液、Ｔ
ＭＡＨ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｎｍｍｏｎｉｕｍ  ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド）に代表される有機アルカリ系水溶液を用いて第１の導電膜
６をエッチングする。
【００７５】
例えば第１の導電膜６にＡｌＮｉ膜を用い、エッチング液にＴＭＡＨを用いた場合、
エッチング速度は３０℃で約３００ｎｍ／ｍｉｎである。一方、上述した材料を用いた第
２の導電膜７やゲート絶縁膜５はＴＭＡＨによってエッチングされることはない。これに
よりゲート絶縁膜５にダメージを与えることなく、ソース電極１０及びドレイン電極１１
を形成することができる。また島状の第２の導電膜１０ｂ、１１ｂのサイズを縮小するこ
ともない。本発明では第１の導電膜６用に特殊なエッチング液を用いずにレジストマスク
を形成する際の現像液を用いてエッチングすることができる。したがって低コスト化、高
効率化につながる。
【００７６】
ソース電極１０及びドレイン電極１１を形成した後、レジストマスク９を除去する。
【００７７】
ソース電極１０、ドレイン電極１１及びゲート絶縁膜５上に半導体膜１２としてＺｎ
Ｏ膜をスパッタ法にて膜厚２０ｎｍ〜２００ｎｍで形成する（図３（Ｄ））。例えばＺｎ
Ｏターゲットを用い、酸素／アルゴンの流量比を３０〜２０にし、２００〜３００℃でス
パッタすることによって形成できる。
【００７８】
半導体膜１２を、フォトリソグラフィー法を用いてエッチングして島状の半導体膜１
３にする（図４（Ａ））。エッチングにはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチン
グ方法やＣＨ４ガスを用いた異方性ドライエッチング法を用いることができる。
【００７９】
半導体膜１２と第２の導電膜１０ｂ、１１ｂとはＺｎＯを用いている点で共通してお
り、十分なエッチング選択比を得ることは困難である。しかし第２の導電膜７は半導体膜
１２と接する部分に形成されていればよいため、半導体膜１２と接しない部分、例えば配
線部分については第２の導電膜７がエッチングされてもよい。上記したエッチング方法で
は、第２の導電膜１０ｂ、１１ｂがエッチングされても第１の導電膜１０ａ、１１ａはエ
ッチングされることはない。したがって第１の導電膜１０ａ、１１ａが配線となり、半導
体装置との電気的接続は確保される。
【００８０】
半導体膜１３上に絶縁膜１４をＣＶＤ法やスパッタ法により膜厚５０ｎｍ〜１μｍで
形成する（図４（Ｂ））。絶縁膜１４には珪素を主成分とする絶縁膜を用いることができ
る。珪素を含む絶縁膜の上に有機樹脂膜等を積層してもよい。絶縁膜１４は平坦膜やパッ
シベーション膜として機能する。ソース電極１０、ドレイン電極１１にはＡｌが含まれて
いるため絶縁膜１４を高温で形成すると、ヒロックが発生することがあるため、５００℃
以下、好ましくは３５０℃以下の低温で形成することが望ましい。
【００８１】
絶縁膜１４にコンタクトホール形成して、ゲート電極３、ソース電極１０、ドレイン
電極１１とコンタクトする導電膜を必要に応じて設ける。
【００８２】
このように本発明によって、ゲート絶縁膜にダメージを与えることなく、半導体装置
を形成することが可能である。第１の導電膜としてＡｌＮｉ膜等のＡｌ合金膜を用いてい
るので、配線の低抵抗化を図ることができる。
【００８３】
（実施形態４）
ここではトップゲート型の半導体装置において、酸化珪素膜又は酸化窒化珪素膜上に
第１の導電膜としてＡｌ膜又はＡｌ合金膜を形成し、第２の導電膜としてｎ型又はｐ型の
不純物が添加されたＺｎＯ膜を形成した後に、第２の導電膜を第１のエッチングによって
島状にし、第１の導電膜を第２のエッチングによって島状にしてソース電極及びドレイン
電極を形成し、ＺｎＯ半導体膜を形成し、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート電極を形成する
方法について説明する。なお本実施形態に用いる材料、作製に用いる方法は実施形態１〜
３に記載したものを用いることができることはいうまでもない。
【００８４】
まず図５（Ａ）に示すように、基板１上に絶縁膜２０として酸化珪素膜（ＳｉＯｘ）
をＣＶＤ法やスパッタ法により１０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さで形成する。絶縁膜２０は基
板１側から不純物などの拡散を防止する。
【００８５】
絶縁膜２０上にソース電極及びドレイン電極用の第１の導電膜２１をスパッタ法又は
蒸着法により１０ｎｍ〜２００ｎｍ形成する。第１の導電膜２１としては実施形態１に示
したもの、ＡｌＮｉ（アルミニウムニッケル）膜等のＡｌ合金膜を用いることができる。
また絶縁膜２０を形成した後、大気にさらすことなく、連続して第１の導電膜２１を形成
してもよい。
【００８６】
第１の導電膜２１上に第２の導電膜２２をスパッタ法により膜厚１０ｎｍ〜２００ｎ
ｍで形成する（図５（Ａ））。第２の導電膜２２としてはＢ（ホウ素）、Ａｌ（アルミニ
ウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｐ（リン）、Ａｓ（砒素）などのｐ型又はｎ型の不純物が添
加されたＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いることができる。また第１の導電膜２１を形成した後
、大気にさらすことなく、連続して第２の導電膜２２を形成してもよい。したがって絶縁
膜２０から第２の導電膜２２までは大気にさらすことなく、連続形成してもよい。
【００８７】
第１の導電膜２１と第２の導電膜２２との間のコンタクト抵抗を低くするために、第
１の導電膜２１と第２の導電膜２２の間に、第３の導電膜２３としてＴｉ膜などの金属膜
をスパッタ法により１０ｎｍ〜２００ｎｍ設けてもよい（図５（Ｂ））。
【００８８】
第２の導電膜２２上にレジストマスク２４を形成して第２の導電膜２２をエッチング
する（図５（Ｃ））。エッチング方法はバッファードフッ酸を用いたウエットエッチング
又はＣＨ４ガスを用いたドライエッチングを用いることができる。
【００８９】
第２の導電膜２２の下には、第１の導電膜２１が形成されている。したがって第２の
導電膜２２をエッチングする際に、第１の導電膜２１がエッチングストッパーとなる。こ
れにより、絶縁膜２０をエッチングして基板１を露出させることなく、ソース電極及びド
レイン電極を形成することができる。
【００９０】
また第２の導電膜２２をエッチングするときに第１の導電膜２１の一部をエッチング
してもよい。ただし第１の導電膜２１のすべてエッチングしてしまうと、絶縁膜２０をエ
ッチングして基板１が露出して基板１に含まれる不純物が拡散する可能性があるため注意
を要する。
【００９１】
第１の導電膜２１をエッチングしてソース電極２５及びドレイン電極２６を形成する
（図５（Ｄ））。エッチング方法としてはフォトレジスト用の現像液、ＴＭＡＨを用いた
ウエットエッチングを用いる。これにより絶縁膜２０をエッチングすることなく、ソース
電極２５及びドレイン電極２６を形成することができる。またＺｎＯ膜はＴＭＡＨによっ
てエッチングされないため、島状の第２の導電膜２５ｂ、２６ｂのサイズを縮小すること
もない。本発明では第１の導電膜２１用に特殊なエッチング液を用いずにレジストマスク
を形成する際の現像液を用いてエッチングすることができる。したがって低コスト化、高
効率化につながる。
【００９２】
ソース電極２５及びドレイン電極２６を形成した後、レジストマスク２４を除去する
。
【００９３】
ソース電極２５、ドレイン電極２６、絶縁膜２０上に半導体膜２７としてＺｎＯ膜を
スパッタ法にて膜厚２０ｎｍ〜２００ｎｍで形成する（図６（Ａ））。
【００９４】
半導体膜２７を、フォトリソグラフィー法を用いてエッチングして島状の半導体膜２
７にする。エッチングにはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチング方法やＣＨ４
ガスを用いたドライエッチング法を用いることができる。
【００９５】
半導体膜２７と第２の導電膜２５ｂ、２６ｂとはＺｎＯを用いている点で共通してお
り、十分なエッチング選択比を得ることは困難である。しかし第２の導電膜２２はソース
電極及びドレイン電極部に形成されていればよいため、半導体膜２７と接しない部分、特
に配線部分については第２の導電膜がエッチングされてもよいことは実施形態３と同様で
ある。
【００９６】
半導体膜２７上にゲート絶縁膜２８を、ＣＶＤ法やスパッタ法を用いて１０ｎｍ〜２
００ｎｍの厚さで形成する（図６（Ｂ））。半導体膜２７に上記実施形態で記載した高密
度プラズマ処理を行ってゲート絶縁膜を形成してもよい。例えば窒化性雰囲気、例えば窒
素と希ガスを含む雰囲気下、または窒素と水素と希ガスを含む雰囲気下、またはアンモニ
アと希ガスを含む雰囲気下において、上記高密度プラズマ処理を行うことによって半導体
膜２７の表面を窒化することができる。
【００９７】
ゲート絶縁膜２８は珪素を主成分とする絶縁膜、例えば酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜
、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜などで形成してもよい。また単層であっても積層膜であっ
てもよい。
【００９８】
ゲート絶縁膜２８上にゲート電極２９を形成する（図６（Ｂ））。ゲート電極２９と
しては上記実施形態に示した材料を用いることができ、単層であっても２層以上積層させ
たものであってもよい。膜形成方法には公知のＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等を用いる
ことができる。また島状に加工するにはフォトリソグラフィー法を用い、ドライエッチン
グやウエットエッチング方法を用いることができる。
【００９９】
ゲート電極２９及びゲート絶縁膜２８上に絶縁膜３０をＣＶＤ法やスパッタ法により
５０ｎｍ〜１μｍ形成する（図６（Ｃ））。絶縁膜３０は珪素を含む絶縁膜を用いること
ができる。珪素を含む絶縁膜の上に有機樹脂膜等を積層してもよい。絶縁膜３０は平坦化
膜やパッシベーション膜として機能する。ソース電極２５、ドレイン電極２６はＡｌを含
んでいるためゲート絶縁膜２８、ゲート電極２９、絶縁膜３０を高温で形成すると、ヒロ
ックが発生することがあるため、５００℃以下、好ましくは３５０℃以下の低温で形成す
ることが望ましい。
【０１００】
このように本発明によって、基板１が露出することによる不純物の拡散を防止できる
。第１の導電膜としてＡｌＮｉ膜等のＡｌ合金膜を用いているので、配線の低抵抗化を図
ることができる。
【０１０１】
（実施形態５）
ここでは実施形態１、３で示したボトムゲート型の半導体装置を用いて液晶表示装置
を作製する形態について図８、９を用いて説明する。なお実施形態２、４で示したトップ
ゲート型の半導体装置を適用できることは言うまでもない。図８（Ａ）、図９（Ａ）は図
８（Ｂ）におけるＸ−Ｙの断面図を示す。
【０１０２】
ガラス基板又はプラスチック基板１上にゲート配線４０及び補助容量配線４１を形成
する。スパッタ法にてＡｌＮｄ膜を成膜し、その後公知のフォトリソグラフィー法及びエ
ッチング方法を用いて形成する。
【０１０３】
ＣＶＤ法又はスパッタ法にて酸化珪素膜又は酸化窒素珪素膜からなるゲート絶縁膜４
２を形成する。
【０１０４】
ゲート絶縁膜４２上に第１の導電膜としてスパッタ法にてＡｌＮｉ膜を成膜する。第
１の導電膜は後にソース電極４５ａ、ドレイン電極４６ａ及びソース配線４７を形成する
。
【０１０５】
第１の導電膜上に第２の導電膜としてＡｌが添加されたＺｎＯ（酸化亜鉛）をスパッ
タ法にて成膜する。第２の導電膜は後にソース電極４５ｂ、ドレイン電極４６ｂ及びソー
ス配線４７を形成する。
【０１０６】
第２の導電膜上であって、後にソース電極部、ドレイン電極部、ソース配線部となる
領域にレジストマスクを形成する（図示しない）。そして第２の導電膜をエッチングして
ソース電極４５ｂ、ドレイン電極４６ｂ及びソース配線４７を形成する。ここではバッフ
ァードフッ酸、ＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：１００（重量比）の溶液を用いてエッチングする。
【０１０７】
次に第１の導電膜を、ＴＭＡＨ溶液を用いてエッチングしてソース電極４５ａ、ドレ
イン電極４６ａ、ソース配線４７を形成する。その後レジストマスクを除去する。これに
よりゲート絶縁膜４２にダメージを与えることなく、ソース電極４５、ドレイン電極４６
及びソース配線４７を形成することができる。またＺｎＯ膜はＴＭＡＨによってエッチン
グされないため、島状の第２の導電膜のサイズを縮小することもない。また第１の導電膜
にＡｌＮｉ膜を用いているのでソース配線の低抵抗化を図ることができる。
【０１０８】
次に半導体膜４８を形成する。スパッタ法にてＺｎＯ膜を成膜し、その後フォトリソ
グラフィー法及びエッチング方法を用いてＺｎＯ膜から成る半導体膜４８を形成する。エ
ッチングにはバッファードフッ酸を用いたウエットエッチングを用いる。このとき半導体
膜４８と接しない部分の第２の導電膜は一部除去されてもよい。配線となる部分には第１
の導電膜が形成されているからである。
【０１０９】
半導体膜４８上に絶縁膜４９をＣＶＤ法、スパッタ法、塗布法等により形成する。絶
縁膜４９は珪素を含む絶縁膜及び有機樹脂膜等の積層膜を用いることができる。絶縁膜４
９は表面の凹凸を平坦化する膜であればよい。
【０１１０】
絶縁膜４９にフォトリソグラフィー法及びエッチング法を用いてドレイン電極４６へ
のコンタクトホール及び補助容量用のコンタクトホールを形成する。
【０１１１】
透明導電膜をスパッタ法にて成膜し、その後フォトリソグラフィー法及びエッチング
方法を用いて画素電極５０を形成する。例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄ
ｅ、インジウム錫酸化物）、ＩＴＳＯ（酸化珪素を含むインジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（
Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  酸化インジウム酸化亜鉛）を用いればよい。
【０１１２】
反射型液晶表示装置の場合には透明電極でなく、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅
）、Ｗ（タングステン）、Ａｌ（アルミニウム）等の光反射性を有する金属材料を形成す
る。
【０１１３】
画素電極５０と補助容量配線４１との重なった部分は、画素電極５０、ゲート絶縁膜
４２及び補助容量配線４１によって補助容量１００を形成する（図８（Ａ）（Ｂ））。
【０１１４】
配線や電極において、屈曲部や配線幅が変化する部位の角部をなめらかにして、丸み
を付けてもよい。フォトマスクのパターンを用いてマスクパターンを作製し、当該マスク
パターンを用いて形成することにより、角部を面取した形状にすることができる。これに
より以下の効果がある。凸部を面取りすることによって、プラズマを用いたドライエッチ
ングを行う際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。また、凹部を面取りす
ることによって、微粉が発生した場合でも、洗浄のときに当該微粉が角に集まるのを防止
し、当該微粉を洗い流すことができる。こうして、製造工程における塵や微粉の問題を解
消し、歩留まりを向上させることができる。
【０１１５】
画素電極５０を覆うように配向膜５１を形成する。配向膜は液滴吐出法や印刷法等に
よって形成する。配向膜を形成した後、ラビング処理を行う。
【０１１６】
対向基板５６には、着色層及び遮光層（ブラックマトリクス）によってカラーフィル
ター５５を形成し、保護絶縁膜５４を形成する。保護絶縁膜５４上に透明電極５７を形成
し、配向膜５３を形成する（図９（Ａ））。配向膜にはラビング処理を行う。
【０１１７】
次いでシール材の閉パターン７５を形成する（図９（Ｂ））。液滴吐出法等により形
成することができる。このシール材で囲まれた領域に液晶組成物５２が充填される（図９
（Ａ））。
【０１１８】
この閉パターン７５内に液晶組成物５２を滴下してから、対向基板５６と半導体装置
が形成された基板１を貼り合わせる。液晶組成物５２を充填する際には開口部を有するシ
ールパターンを基板１に設け、対向基板５６と基板１とを貼り合わせた後に毛細管現象を
用いて液晶を注入してもよい。
【０１１９】
液晶組成物５２の配向モードとしては、液晶分子の配列が光の入射側から射出側に向
かって９０°ツイスト配向したＴＮモード、ＦＬＣモード、ＩＰＳモード、ＶＡモードな
どを用いることができる。ただしＩＰＳモードの場合には電極パターンが図８（Ｂ）に示
したものと異なり、櫛歯状になる。
【０１２０】
偏光板は半導体装置が形成されている基板１と対向基板５６の両方に貼り付ける。ま
た必要に応じて光学フィルムを貼り付けることができる。
【０１２１】
半導体装置が形成されている基板１と対向基板５６との基板間隔は、球状のスペーサ
を散布する、樹脂からなる柱状のスペーサを形成する、シール材にフィラーを含ませるこ
となどによって維持すればよい。上記柱状のスペーサは、アクリル、ポリイミド、ポリイ
ミドアミド、エポキシの少なくとも１つを主成分とする有機樹脂材料、もしくは酸化珪素
、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素のいずれか一種の材料、或いはこれらの積層膜からなる
無機材料を用いることができる。
【０１２２】
そして、異方性導電体層を介し、公知の技術を用いてＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐ
ｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を貼りつける。
【０１２３】
周辺駆動回路を基板上に形成してもよい。平面模式図を図９（Ｂ）に示す。
【０１２４】
ガラス等の基板６１上にゲート配線駆動回路６２、ソース配線駆動回路６３、アクテ
ィブマトリクス部６４が形成されている。ゲート配線駆動回路６２は、少なくともシフト
レジスタ６２ａ及びバッファ６２ｂから構成される。ソース配線駆動回路６３は、少なく
ともシフトレジスタ６３ａと、バッファ６３ｂと、ビデオライン６８を通じて送られる信
号のサンプリングを行うアナログスイッチ６９とから構成される。アクティブマトリクス
部６４には、ゲート配線駆動回路６２から延びる複数の平行するゲート配線７２が配され
ている。ソース配線駆動回路６３からは複数のソース配線７１がゲート配線７２に直交し
て配設されている。また、ゲート配線７２に平行して補助容量配線７３が配設されている
。そして、ゲート配線７２、ソース配線７１及び補助容量配線７３に囲まれた領域には、
半導体装置６５、液晶部６６、及び補助容量６７が設けられている。
【０１２５】
ゲート配線駆動回路６２、ソース配線駆動回路６３、アナログスイッチ６９にはそれ
ぞれ半導体装置６５と同じ作製方法によって同様の構造の半導体装置が形成されている。
【０１２６】
半導体装置６５のゲート電極は、ゲート配線７２に接続され、ソース電極はソース配
線７１に接続されている。半導体装置６５のドレイン電極に接続された画素電極と、対向
基板上の対向電極との間に液晶が封入され、液晶部６６が構成されている。また補助容量
配線７３は対向電極と同じ電位の電極に接続されている。
【０１２７】
上記した液晶表示装置はゲート絶縁膜がエッチングされず、特性が不安定になること
がなく信頼性が高い。またトップゲート型半導体装置を用いた場合にはガラス基板や酸化
珪素膜や酸化窒化珪素膜からなる下地膜がエッチングされないため、基板からナトリウム
などの不純物が半導体膜に拡散し、特性を劣化させることがなく信頼性が高い。
【０１２８】
ソース電極及びドレイン電極の一部にＡｌを用いているため、配線の低抵抗化を図る
ことができる。
【０１２９】
（実施形態６）
ここでは実施形態１、３で示したボトムゲート型の半導体装置を用いて発光装置を作
製する形態について図１０、１１を用いて説明する。なお実施形態２、４の半導体装置を
適用できることは言うまでもない。
【０１３０】
上記実施形態の記載に基づいて半導体装置を作製し、図１０（Ａ）の形成までを行う
。上記実施形態と同じものは同じ符号で表す。
【０１３１】
画素電極５０はＥＬ表示装置において、陽極又は陰極として機能する。画素電極５０
の材料としてはアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケ
ル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、
コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃ
ｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、チタン（
Ｔｉ）などの導電性を有する金属、又はアルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミ
ニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）等の
合金、または窒化チタン（ＴｉＮ）等の金属材料の窒化物、ＩＴＯ、ケイ素を含有するＩ
ＴＯ、ＩＺＯ等の金属化合物などを形成することができる。
【０１３２】
ＥＬ層からの発光を取り出す方の電極は透明性を有する導電膜により形成すれば良く
、ＩＴＯ、ケイ素を含有するＩＴＯ、ＩＺＯなどの金属化合物の他、Ａｌ、Ａｇ等金属の
極薄膜を用いても良い。
【０１３３】
画素電極５０と対向する電極の方から発光を取り出す場合、画素電極５０は反射率の
高い材料（Ａｌ、Ａｇ等）を用いることができる。本実施形態ではＩＴＳＯ（ケイ素を含
むＩＴＯ）を画素電極５０として用いる（図１０（Ａ））。
【０１３４】
次に絶縁膜４９及び画素電極５０を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁膜
を形成する。続いて当該絶縁膜を画素電極５０の一部が露出するように加工し、隔壁８１
を形成する。隔壁８１の材料としては、感光性を有する有機材料（アクリル、ポリイミド
など）が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材料や無機材料で形成してもかまわ
ない。また、隔壁８１の材料にチタンブラックやカーボンナイトライドなどの黒色顔料や
染料を分散剤などを用いて分散し、隔壁８１を黒くすることでブラックマトリクスとして
用いても良い。隔壁８１は、テーパー形状を示し、画素電極に向かう隔壁８１の端面８１
ａは曲率を有し、当該曲率が連続的に変化していることが望ましい（図１０（Ｂ））。
【０１３５】
次に、発光物質を含む層８２を形成し、続いて発光物質を含む層８２を覆う対向電極
８３を形成する。これによって画素電極５０と対向電極８３との間に発光物質を含む層８
２を挟んでなる発光素子を作製することができ、画素電極５０と対向電極８３の間に電圧
を印加することによって発光を得ることができる。
【０１３６】
対向電極８３の形成に用いられる電極材料としては画素電極に用いることのできる材
料と同様の材料を用いることができる。本実施形態ではアルミニウムを第２の電極として
用いる。
【０１３７】
発光物質を含む層８２は、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコ
ート法、ロールツーロール法、スパッタ法などによって形成される。
【０１３８】
有機エレクトロルミネッセンス表示装置の場合、発光物質を含む層８２は正孔輸送、
正孔注入、電子輸送、電子注入、発光など各機能を有する層の積層であっても良いし、発
光層単層であっても良い。発光物質を含む層としては、単層の有機化合物層もしくは積層
の有機化合物層を用いることができる。
【０１３９】
正孔注入層は陽極と正孔輸送層の間に設けられる。正孔注入層としては有機化合物と
金属酸化物の混合層を用いることができる。これによって画素電極５０の表面に形成され
た凹凸や電極表面に残った異物の影響で画素電極５０と対向電極８３がショート（短絡）
することを防ぐことができる。混合層の膜厚は６０ｎｍ以上あることが望ましい。また、
１２０ｎｍ以上であるとなお良い。厚膜化しても発光素子の駆動電圧の上昇を招かないた
め、凹凸や異物の影響を充分にカバーできる膜厚を選ぶことができる。したがって本発明
によって作製された発光装置は暗点を発生させることがない。また駆動電圧や消費電力の
増加を招くことがない。
【０１４０】
金属酸化物としては、遷移金属の酸化物や窒化物が望ましく、具体的には、酸化ジル
コニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、
酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化マンガン、酸化レニウムが好適で
ある。
【０１４１】
有機化合物としては４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェ
ニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ
−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡ
ＴＡ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ
−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ
（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス
（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等のアリールアミノ基を有
する有機材料や、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰ
ｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等も用いることができる。
【０１４２】
正孔輸送層は陽極と発光層との間、正孔注入層が設けられる場合には正孔注入層と発
光層との間に設けられる。正孔輸送層はホールを輸送する機能に優れた層、例えばＮＰＢ
やＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン（即ち、ベンゼン環
−窒素の結合を有する）の化合物からなる層である。ここに述べた物質は、主に１×１０
−６〜１０ｃｍ２／Ｖｓの正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送
性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送層は、単層の
ものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものであってもよい。
【０１４３】
発光層は陽極と陰極の間、正孔輸送層や電子輸送層が設けられる場合には、正孔輸送
層と電子輸送層との間に設けられる。発光層について特に限定は無いが、発光層として機
能する層には大きく分けて２つの態様ある。一つは発光中心となる発光材料（ドーパント
材料）の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する材料（ホス
ト材料）からなる層に発光材料を分散するホストーゲスト型の層と、もう一つは発光材料
のみで発光層を構成する層である。前者は濃度消光が起こりにくく、好ましい構成である
。発光中心となる発光物質としては、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１
，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）
、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロ
リジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビ
ス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エ
テニル］ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、
クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，
９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−
ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−
ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、ＰｔＯＥＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃ
ａｃ）、ＦＩｒｐｉｃ等が挙げられる。また、上記発光材料を分散してなる層を形成する
場合に母体となるホスト材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−
ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス
（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、トリス（８
−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノ
ラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノ
リナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４
−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシ
フェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニ
ル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることがで
きる。また、発光物質のみで発光層を構成することのできる材料としては、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アン
トラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェ
ノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）などがある。
【０１４４】
電子輸送層は発光層と陰極との間、電子注入層が設けられる場合には、発光層と電子
注入層との間に設けられる。電子輸送層は、電子を輸送する機能に優れた層、例えばトリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］
−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト
）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格また
はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（
２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビ
ス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）
２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることがで
きる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブ
チルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５
−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベン
ゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５
−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１
，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰ
ｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた
物質は、主に１×１０−６〜１０ｃｍ２／Ｖｓの電子移動度を有する物質である。なお、
正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いて
も構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以
上積層したものとしてもよい。
【０１４５】
電子注入層は陰極と電子輸送層との間に設けられる。電子注入層としては、フッ化リ
チウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のよう
なアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電
子輸送性を有する物質にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばＡ
ｌｑ３中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。
【０１４６】
無機エレクトロルミネッセンス表示装置の場合、発光物質を含む層８２には蛍光体粒
子を分散剤に分散したものを用いることができる。
【０１４７】
ＺｎＳにＣｕ（銅）とともにＣｌ（塩素）、Ｉ（ヨウ素）、Ａｌ（アルミニウム）な
どのドナー性不純物を添加した蛍光体を用いることができる。
【０１４８】
分散剤としては、シアノエチルセルロース系樹脂のように比較的誘電率の高いポリマ
ーや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ
樹脂、フッ化ビニリデンなどの樹脂を用いることができる。これらの樹脂に、ＢａＴｉＯ
３（チタン酸バリウム）やＳｒＴｉＯ３（チタン酸ストロンチウム）などの高誘電率の微
粒子を適度に混合して誘電率を調整することもできる。分散手段としては、超音波分散機
などを用いることができる。
【０１４９】
発光物質を含む層８２と電極との間には誘電体層を隣接してもよい。誘電体層は、誘
電率と絶縁性が高く、且つ高い誘電破壊電圧を有する材料であれば任意のものが用いられ
る。これらは金属酸化物、窒化物から選択され、例えばＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴ
ｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＫＮｂＯ３、ＰｂＮｂＯ３、Ｔａ２Ｏ３、ＢａＴａ２Ｏ６、Ｌｉ
ＴａＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＡｌＯＮ、ＺｎＳなどが用いられる。これ
らは均一な膜として設置されても良いし、また粒子構造を有する膜として用いても良い。
【０１５０】
無機エレクトロルミネッセンス表示装置の場合、発光層を絶縁層で挟んだ二重絶縁構
造としてもよい。発光層にはＭｎ（マンガン）や希土類元素を含んだＺｎＳ（硫化亜鉛）
などの２−６族化合物、絶縁層にはＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などの
酸化物、窒化物を用いることができる。
【０１５１】
対向電極８３上にプラズマＣＶＤ法により窒素を含む酸化ケイ素膜をパッシベーショ
ン膜として形成する（図示しない）。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズ
マＣＶＤ法でＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ
４、Ｎ２Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ４、Ｎ２ＯをＡｒで希釈し
たガスから形成される酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。
【０１５２】
また、パッシベーション膜としてＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、Ｈ２から作製される酸化窒化水
素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろんパッシベーション膜は上記したものに限定され
るものではない。他のケイ素を主成分とする絶縁層を用いることもできる。また単層構造
ではなく積層構造でもよい。また窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマー
の多層膜を用いてもよい。窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を形成してもよ
い。
【０１５３】
発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行う。
対向基板そのものを封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出す
るように貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性
気体を充填しても良いし、シール材を画素部全面に形成し、そのシール材によって対向基
板を貼り合わせても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シー
ル材には乾燥剤や基板間のギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続
いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、発光装置が完成する
。
【０１５４】
以上のように作製した発光装置の構成の１例について図１１を参照しながら説明する
。なお、形が異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略
する部分もある。
【０１５５】
図１１（Ａ）は画素電極５０が透光性を有する導電膜により形成されており、基板１
側に発光物質を含む層８２より発せられた光が取り出される構造である。なお８６は対向
基板であり、発光素子が形成された後、シール材などを用い、基板１に固着される。対向
基板８６と素子との間に透光性を有する樹脂８５等を充填し、封止する。これによって発
光素子が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、樹脂８５が吸湿性を有してい
ることが望ましい。さらに樹脂８５中に透光性の高い乾燥剤８４を分散させるとさらに水
分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。
【０１５６】
図１１（Ｂ）は画素電極５０と対向電極８３の両方が透光性を有する導電膜により形
成されている。よって基板１側及び対向基板８６側の両方に点線の矢印で示すように光を
取り出すことが可能な構成となっている。この構成では基板１と対向基板８６の外側に偏
光板８８を設けることによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上
する。偏光板８８の外側には保護フィルム８７を設けると良い。
【０１５７】
なお、表示機能を有する本発明の発光装置には、アナログのビデオ信号、デジタルの
ビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信
号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。
【０１５８】
発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電
流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のも
のと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。
【０１５９】
またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発
光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のもの
は定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆
動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明を用いて作製された発
光装置及びその駆動方法には、上記したどの駆動方法を用いてもよい。
【０１６０】
上記した発光装置はゲート絶縁膜がエッチングされず、特性が不安定になることがな
く信頼性が高い。またトップゲート型半導体装置を用いた場合にはガラス基板や酸化珪素
膜や酸化窒化珪素膜からなる下地膜がエッチングされないため、基板からナトリウムなど
の不純物が半導体膜に拡散し、特性を劣化させることがなく信頼性が高い。
【０１６１】
ソース電極及びドレイン電極の一部にＡｌを用いているため、配線の低抵抗化を図る
ことができる。
【０１６２】
パネル、モジュールが有する画素回路、保護回路及びそれらの動作について図１２、
図１３等を用いて説明する。図１０、１１に示した半導体装置は駆動用ＴＦＴ１４０３の
断面図となっている。スイッチング用ＴＦＴ１４０１、電流制御用ＴＦＴ１４０４、消去
用ＴＦＴ１４０６はすべて駆動用ＴＦＴ１４０３と同時に作製され、駆動用ＴＦＴ１４０
３と同様の構成をしていても良い。
【０１６３】
図１２（Ａ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０及び電源線１４１１、１４１２
、行方向に走査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用
ＴＦＴ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４、補助容量１４０２及び発光素子１４０５を
有する。
【０１６４】
図１２（Ｃ）に示す画素は、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が、行方向に配置さ
れた電源線１４１２に接続される点が異なっており、それ以外は図１２（Ａ）に示す画素
と同じ構成である。つまり、図１２（Ａ）、（Ｃ）に示す両画素は、同じ等価回路図を示
す。しかしながら、列方向に電源線１４１２が配置される場合（図１２（Ａ））と、行方
向に電源線１４１２が配置される場合（図１２（Ｃ））とでは、各電源線は異なるレイヤ
ーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が接続される配
線に注目し、これらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図１２（Ａ）、（Ｃ
）として分けて記載する。
【０１６５】
図１２（Ａ）、（Ｃ）に示す画素の特徴として、画素内に駆動用ＴＦＴ１４０３と電
流制御用ＴＦＴ１４０４が直列に接続されている。駆動用ＴＦＴ１４０３のチャネル長Ｌ
（１４０３）、チャネル幅Ｗ（１４０３）、電流制御用ＴＦＴ１４０４のチャネル長Ｌ（
１４０４）、チャネル幅Ｗ（１４０４）は、Ｌ（１４０３）／Ｗ（１４０３）：Ｌ（１４
０４）／Ｗ（１４０４）＝５〜６０００：１を満たすように設定するとよい。
【０１６６】
なお、駆動用ＴＦＴ１４０３は、飽和領域で動作し発光素子１４０５に流れる電流値
を制御する役目を有する。電流制御用ＴＦＴ１４０４は線形領域で動作し発光素子１４０
５に対する電流の供給を制御する役目を有する。両ＴＦＴは同じ導電型を有していると作
製工程上好ましく、本実施形態ではｎチャネル型ＴＦＴとして形成する。また駆動用ＴＦ
Ｔ１４０３には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のＴＦＴを用いて
もよい。上記構成を有する発光装置は、電流制御用ＴＦＴ１４０４が線形領域で動作する
ために、電流制御用ＴＦＴ１４０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子１４０５の電流値
に影響を及ぼさない。つまり、発光素子１４０５の電流値は、飽和領域で動作する駆動用
ＴＦＴ１４０３により決定することができる。上記構成により、ＴＦＴの特性バラツキに
起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた発光装置を提供することがで
きる。
【０１６７】
図１２（Ａ）〜（Ｄ）に示す画素において、スイッチング用ＴＦＴ１４０１は、画素
に対するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用ＴＦＴ１４０１がオン
となると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、補助容量１４０２にそのビデオ信
号の電圧が保持される。なお図１２（Ａ）、（Ｃ）には、補助容量１４０２を設けた構成
を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などで
可能な場合には、補助容量１４０２を設けなくてもよい。
【０１６８】
図１２（Ｂ）に示す画素は、ＴＦＴ１４０６と走査線１４１５を追加している以外は
、図１２（Ａ）に示す画素構成と同じである。同様に、図１２（Ｄ）に示す画素は、ＴＦ
Ｔ１４０６と走査線１４１５を追加している以外は、図１２（Ｃ）に示す画素構成と同じ
である。
【０１６９】
ＴＦＴ１４０６は、新たに配置された走査線１４１５によりオン又はオフが制御され
る。ＴＦＴ１４０６がオンとなると、補助容量１４０２に保持された電荷は放電し、電流
制御用ＴＦＴ１４０４がオフとなる。つまり、ＴＦＴ１４０６の配置により、強制的に発
光素子１４０５に電流が流れない状態を作ることができる。そのためＴＦＴ１４０６を消
去用ＴＦＴと呼ぶことができる。従って、図１２（Ｂ）、（Ｄ）の構成は、全ての画素に
対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を
開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
【０１７０】
図１２（Ｅ）に示す画素は、列方向に信号線１４１０、電源線１４１１、行方向に走
査線１４１４が配置される。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０
３、補助容量１４０２及び発光素子１４０５を有する。図１２（Ｆ）に示す画素は、ＴＦ
Ｔ１４０６と走査線１４１５を追加している以外は、図１２（Ｅ）に示す画素構成と同じ
である。なお、図１２（Ｆ）の構成も、ＴＦＴ１４０６の配置により、デューティ比を向
上することが可能となる。
【０１７１】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素に
ＴＦＴが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられる。
【０１７２】
本実施形態では、一画素にＴＦＴが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置に
ついて説明したが、パッシブマトリクス型の発光装置を形成することもできる。パッシブ
マトリクス型の発光装置は、各画素にＴＦＴが設けられていないため、高開口率となる。
発光が発光積層体の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の発光装置を
用いると透過率が高まる。
【０１７３】
続いて、図１２（Ｅ）に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダ
イオードを設ける場合について説明する。
【０１７４】
図１３には、画素部１５００にスイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０
３、補助容量１４０２、発光素子１４０５が設けられている。信号線１４１０には、ダイ
オード１５６１と１５６２が設けられている。ダイオード１５６１と１５６２は、スイッ
チング用ＴＦＴ１４０１又は駆動用ＴＦＴ１４０３と同様に、上記実施形態に基づき作製
され、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード１５
６１と１５６２は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することにより
ダイオードとして動作させている。
【０１７５】
ダイオード１５６１、１５６２と接続する共通電位線１５５４、１５５５はゲート電
極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と
接続するには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
【０１７６】
走査線１４１４に設けられるダイオード１５６３、１５６４も同様な構成である。ま
た共通電位線１５６５、１５６６も同様な構成である。
【０１７７】
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成する
ことができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と
画素との間に設けることもできる。
【０１７８】
図１２（Ｅ）に示す等価回路を用いた場合の画素部分の上面図を図１４（Ａ）に示す
。また図１４（Ｂ）には図１２（Ｅ）と同じ等価回路を示す。図１０、１１に示した半導
体装置は駆動用ＴＦＴ１４０３に対応する。図１０、１１は図１４におけるＸ−Ｙの断面
図を示している。電源線１４１１、信号線１４１０、スイッチング用ＴＦＴ１４０１のソ
ース電極、ドレイン電極、駆動用ＴＦＴ１４０３のソース電極、ドレイン電極とは同じ導
電膜、すなわち第１の導電膜及び第２の導電膜によって形成されている。
【０１７９】
スイッチング用ＴＦＴ１４０１は駆動用ＴＦＴ１４０３と同じ方法によって作製され
る。スイッチング用ＴＦＴ１４０１のドレイン電極と駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極
４０はゲート絶縁膜４２と同じ層の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して電気的
に接続されている。
【０１８０】
補助容量１４０２は駆動用ＴＦＴ１４０３のゲート電極が延長した部分と、電源線１
４１１と、ゲート絶縁膜４２と同じ層の絶縁膜によって形成されている。
【０１８１】
発光領域１４２０は隔壁８１の開口部に形成される。図示しないが発光領域１４２０
の周辺には隔壁８１が形成されている。発光領域１４２０は角部が丸みを帯びていてもよ
い。隔壁８１の開口部の角部に丸みを与えることによって発光領域１４２０の角部に丸み
を与えることができる。角部に丸みを与えることによって、隔壁８１の加工にプラズマを
用いたドライエッチングを行う際、異常放電による微粉の発生を抑えることができる。
【０１８２】
本実施形態は上記実施形態の適当な構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１８３】
（実施形態７）
上記実施形態にその一例を示したようなモジュールを搭載した本発明の半導体装置を
有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッ
ドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオコ
ンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話
、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉ
ｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像
を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが挙げられる。それらの電子機器の具体例
を図１５、図１６に示す。
【０１８４】
図１５（Ａ）はテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどである。筐体
３００１、表示部３００３、スピーカー部３００４等を含む。表示部３００３にはアクテ
ィブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３００３は画素ごとに本発明の半導体
装置を有している。これにより特性劣化が少ないテレビを得ることができる。
【０１８５】
図１５（Ｂ）は携帯電話であり、本体３１０１、筐体３１０２、表示部３１０３、音
声入力部３１０４、音声出力部３１０５、操作キー３１０６、アンテナ３１０８等を含む
。表示部３１０３にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３１０３
は画素ごとに本発明の半導体装置を有している。これにより特性劣化が少ない携帯電話を
得ることができる。
【０１８６】
図１５（Ｃ）はコンピュータであり、本体３２０１、筐体３２０２、表示部３２０３
、キーボード３２０４、外部接続ポート３２０５、ポインティングマウス３２０６等を含
む。表示部３２０３にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３２０
３は画素ごとに本発明の半導体装置を有している。これにより特性劣化が少ないコンピュ
ータを得ることができる。
【０１８７】
図１５（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体３３０１、表示部３３０２、スイ
ッチ３３０３、操作キー３３０４、赤外線ポート３３０５等を含む。表示部３３０２には
アクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３３０２は画素ごとに本発明の
半導体装置を有している。これにより特性劣化が少ないモバイルコンピュータを得ること
ができる。
【０１８８】
図１５（Ｅ）は携帯型のゲーム機であり、筐体３４０１、表示部３４０２、スピーカ
ー部３４０３、操作キー３４０４、記録媒体挿入部３４０５等を含む。表示部３４０２に
はアクティブマトリクス表示装置が設けられている。表示部３４０２は画素ごとに本発明
の半導体装置を有している。これにより特性劣化が少ない携帯型ゲーム機を得ることがで
きる。
【０１８９】
図１６はフレキシブルディスプレイであり、本体３１１０、画素部３１１１、ドライ
バＩＣ３１１２、受信装置３１１３、フィルムバッテリー３１１４等を含む。受信装置で
は上記携帯電話の赤外線通信ポート３１０７からの信号を受信することができる。画素部
３１１１にはアクティブマトリクス表示装置が設けられている。画素部３１１１は画素ご
とに本発明の半導体装置を有している。これにより特性劣化が少ないフレキシブルディス
プレイを得ることができる。
【０１９０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いること
が可能である。
【符号の説明】
【０１９１】
１    基板
２    絶縁膜
３    ゲート電極
５    ゲート絶縁膜
６    第１の導電膜
７    第２の導電膜
８    第３の導電膜
９    レジストマスク
１０    ソース電極
１０ａ    ソース電極、第１の導電膜
１０ｂ    ソース電極、第２の導電膜
１１    ドレイン電極
１１ａ    ドレイン電極、第１の導電膜
１１ｂ    ドレイン電極、第２の導電膜
１２    半導体膜
１３    島状の半導体膜
１４    絶縁膜
２０    絶縁膜
２１    第１の導電膜
２２    第２の導電膜
２３    第３の導電膜
２４    レジストマスク
２５    ソース電極
２５ａ    ソース電極、第１の導電膜
２５ｂ    ソース電極、第２の導電膜
２６    ドレイン電極
２６ａ    ドレイン電極、第１の導電膜
２６ｂ    ドレイン電極、第２の導電膜
２７    半導体膜
２８    ゲート絶縁膜
２９    ゲート電極
３０    絶縁膜
４０    ゲート電極、ゲート配線
４１    補助容量配線
４２    ゲート絶縁膜
４５    ソース電極
４５ａ    ソース電極
４５ｂ    ソース電極
４６    ドレイン電極
４６ａ    ドレイン電極
４６ｂ    ドレイン電極
４７    ソース配線
４８    半導体膜
４９    絶縁膜
５０    画素電極
５１    配向膜
５２    液晶組成物
５３    配向膜
５４    保護絶縁膜
５５    カラーフィルター
５６    対向基板
６１    基板
６２    ゲート配線駆動回路
６２ａ    シフトレジスタ
６２ｂ    バッファ
６３    ソース配線駆動回路
６３ａ    シフトレジスタ
６３ｂ    バッファ
６４    アクティブマトリクス部
６５    半導体装置
６６    液晶部
６７    補助容量
６８    ビデオライン
６９    アナログスイッチ
７１    ソース配線
７２    ゲート配線
７３    補助容量配線
７５    シール材
８１    隔壁
８１ａ    端面
８２    発光物質を含む層
８３    対向電極
８４    乾燥剤
８５    樹脂
８６    対向基板
８７    保護フィルム
８８    偏光板
１００    補助容量
１０００    基板
１００１    ソース電極
１００２    ドレイン電極
１００３    半導体膜
１００４    ゲート絶縁膜
１００５    ゲート電極
１００６    下地膜
１４０１    スイッチング用ＴＦＴ
１４０２    補助容量
１４０３    駆動用ＴＦＴ
１４０４    電流制御用ＴＦＴ
１４０５    発光素子
１４０６    ＴＦＴ
１４１０    信号線
１４１１    電源線
１４１２    電源線
１４１４    走査線
１４１５    走査線
１４２０    発光領域
１５００    画素部
１５５４    共通電位線
１５５５    共通電位線
１５６１    ダイオード
１５６２    ダイオード
１５６３    ダイオード
１５６４    ダイオード
１５６５    共通電位線
１５６６    共通電位線
３００１    筐体
３００３    表示部
３００４    スピーカー部
３１０１    本体
３１０２    筐体
３１０３    表示部
３１０４    音声入力部
３１０５    音声出力部
３１０６    操作キー
３１０７    赤外線通信ポート
３１０８    アンテナ
３１１０    本体
３１１１    画素部
３１１２    ドライバＩＣ
３１１３    受信装置
３１１４    フィルムバッテリー
３２０１    本体
３２０２    筐体
３２０３    表示部
３２０４    キーボード
３２０５    外部接続ポート
３２０６    ポインティングマウス
３３０１    本体
３３０２    表示部
３３０３    スイッチ
３３０４    操作キー
３３０５    赤外線ポート
３４０１    筐体
３４０２    表示部
３４０３    スピーカー部
３４０４    操作キー
３４０５    記録媒体挿入部
【図１】
0005890494.tif 000002
【図２】
0005890494.tif 000003
【図３】
0005890494.tif 000004
【図４】
0005890494.tif 000005
【図５】
0005890494.tif 000006
【図６】
0005890494.tif 000007
【図７】
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【図８】
0005890494.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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