晶体管、晶体管的制造方法、及使用该晶体管的显示装置与流程

[相关申请案的交叉引用]

本申请以2018年9月26日提交的在先日本专利申请no.2018-180487为基础并主张其优先权，且将其全部内容通过引用而合并于本文中。

本发明的一实施方式涉及一种包含氧化物半导体的晶体管及其制作方法、以及由包含氧化物半导体的晶体管形成像素的显示装置。

背景技术：

主动矩阵型显示装置在各像素设置有显示元件、及驱动显示元件的晶体管。作为显示元件，应用在一组电极间设置液晶层而成的液晶元件、在称为阴极及阳极的电极间设置包含有机电致发光材料的层而成的有机电致发光元件(以下，也称为“有机el元件”)；作为晶体管，应用使用有非晶硅半导体、多晶硅半导体的薄膜晶体管，进而，近年来，应用使用有氧化物半导体的薄膜晶体管。

非晶硅半导体膜虽然能够容易地形成于大面积衬底，但有形成薄膜晶体管时获得的场效应迁移率低的问题。另一方面，使用多晶硅半导体膜所制作的薄膜晶体管虽然场效应迁移率高，但由于必需激光退火等结晶工序，因此难以针对衬底的大面积化而形成具有均一性的多晶，有阈值电压不均的问题。使用氧化物半导体所制作的薄膜晶体管和使用非晶硅半导体膜的情况相比，有高场效应迁移率。另外，和使用多晶硅半导体来制作薄膜晶体管的情况相比，有容易应对衬底的大面积化、无需结晶工序的优点。然而，氧化物半导体膜有依成膜条件或薄膜晶体管的制造条件而改变组成，产生缺陷，由此电特性容易变动等问题。

例如，在jp特开2010-153842号公报中公开了：在将第1氧化物半导体区域用作活性层的薄膜晶体管中，通过在第1氧化物半导体区域与薄膜晶体管的保护绝缘层之间形成导电率低于第1氧化物半导体且发挥作为保护层的功能的第2氧化物半导体区域，从而防止第1氧化物半导体区域的组成变化及膜质劣化，使薄膜晶体管的电特性稳定。

技术实现要素：

本发明的一实施方式所涉及的晶体管具有：氧化物半导体层，其配置在衬底上，且包含靠近衬底的第1区域、及配置在所述第1区域的和所述衬底侧相反的面上且载流子浓度低于所述第1区域的第2区域；第1栅极电极，其具有和所述氧化物半导体层重叠的区域，且配置在所述氧化物半导体层的和所述衬底侧相反的面上；第1绝缘层，其位于所述第1栅极电极和所述氧化物半导体层之间；以及第1氧化物导电层及第2氧化物导电层，它们配置在所述氧化物半导体层和所述衬底之间，且包含和所述氧化物半导体层相接的区域。

本发明的一实施方式所涉及的显示装置具有如下像素，该像素至少包含上述晶体管及与所述晶体管电性连接的显示元件。

本发明的一实施方式所涉及的晶体管的制造方法包括：在衬底上形成第1氧化物导电层及第2氧化物导电层；形成氧化物半导体层，所述氧化物半导体层包含和所述第1氧化物导电层及所述第2氧化物导电层相接的第1区域、以及配置在所述第1区域的和所述衬底侧相反的面上且载流子浓度低于所述第1区域的第2区域；以覆盖所述氧化物半导体层的方式形成第1绝缘层；及形成第1栅极电极，所述第1栅极电极配置在所述第1绝缘层上，且具有和所述氧化物半导体层重叠的区域。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的结构的截面图；

图2a及图2b是本发明的一实施方式所涉及的氧化物半导体层的能带图；

图3是表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的电特性的图；

图4a及图4b是说明本发明的一实施方式所涉及的晶体管的制作方法的图，图4a表示形成第2绝缘层、第2导电膜、及第3导电膜的阶段，图4b表示形成光阻膜并利用多阶光掩模进行曝光的阶段；

图5a及图5b是说明本发明的一实施方式所涉及的晶体管的制作方法的图，图5a表示形成光阻掩模的阶段，图5b表示对第3导电膜及第2导电膜进行蚀刻的阶段；

图6a及图6b是说明本发明的一实施方式所涉及的晶体管的制作方法的图，图6a表示对第3导电膜进行蚀刻的阶段，图6b表示形成氧化物半导体层的阶段；

图7a及图7b是说明本发明的一实施方式所涉及的晶体管的制作方法的图，图7a表示形成第1绝缘层及第4导电膜的阶段，图7b表示晶体管的结构；

图8是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的构成的图；

图9表示本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的等效电路；

图10表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的构成的俯视图；

图11a及图11b是表示本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的构成的截面图，图11a表示沿图10所示的a1-a2线的截面结构，图11b表示沿图10所示的b1-b2的截面结构；

图12a表示底接触底栅极型晶体管的结构和工作时的电荷的影响，图12b表示顶接触底栅极型晶体管的结构和工作时的电荷的影响；

图13表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的截面结构；

图14表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的俯视图；

图15是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图15a表示沿图14所示的a1-a2线的截面结构，图15b表示沿图14所示的b1-b2的截面结构；

图16是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图16a表示与图14所示的a1-a2线对应的区域的截面结构，图16b表示与图14所示的b1-b2线对应的区域的截面结构；

图17表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的俯视图；

图18是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图18a表示沿图17所示的a1-a2线的截面结构，图18b表示沿图17所示的b1-b2的截面结构；

图19表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的俯视图；

图20是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图20a表示沿图19所示的a1-a2线的截面结构，图20b表示沿图19所示的b1-b2的截面结构；

图21表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的俯视图；

图22是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图22a表示沿图21所示的a1-a2线的截面结构，图22b表示沿图21所示的b1-b2的截面结构；

图23是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图23a表示与图21所示的a1-a2线对应的区域的截面结构，图23b表示与图21所示的b1-b2线对应的区域的截面结构；

图24是说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的制造方法的截面图，图24a表示与图21所示的a1-a2线对应的区域的截面结构，图24b表示与图21所示的b1-b2线对应的区域的截面结构；

图25a至图25c表示用于制造本发明的一实施方式所涉及的显示装置的光掩模的俯视图；

图26是表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的结构的截面图；

图27表示本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的等效电路；

图28表示说明本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的构成的俯视图；

图29a及图29b是表示本发明的一实施方式所涉及的显示装置的像素的构成的截面图，图29a表示沿图28所示的a1-a2线的截面结构，图29b表示沿图28所示的b1-b2的截面结构；

图30a及图30b表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的结构，图30a及图30b表示截面结构；

图31a及图31b表示用于制造本发明的一实施方式所涉及的显示装置的光掩模的俯视图；

图32是表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的结构的截面图；

图33是表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管的结构的截面图。

具体实施方式

以下，一面参照附图等一面对本发明的实施方式进行说明。但本发明包含多种不同形态，不应限定于以下所例示的实施方式地解释。本说明书中随附的附图有时为了使说明更明确，与实际的形态相比，各部分的宽度、厚度、形状等是示意性地表示的，但这只不过是一例，未必限定本发明的内容。另外，在本发明中，在某一附图中记载的特定要素和另一附图中记载的特定要素相同或为对应关系时，有时标注同一符号(或者在作为符号所记载的数字后标注a、b等的符号)，并适当省略重复的说明。进而，对各要素所标注的“第1”、“第2”的文字是用于区分各要素的方便的标记，只要没有特别说明，就没有进一步的含义。

在本说明书中，当某一构件或区域位于其它构件或区域之“上(或下)”的情况下，只要没有特别限定，那么这不仅包括位于其它构件或区域的正上(或正下)的情况，还包括位于其它构件或区域的上方(或下方)的情况。即，也包括在其它构件或区域的上方(或下方)与某一构件或区域之间包含别的构成要素的情况。

氧化物半导体是包含金属与氧的化合物半导体的一种，因此在薄膜晶体管的制造工序中，必须控制氧化物半导体的组成及控制氧空位、以及控制杂质。jp特开2010-153842号公报所记载的底栅极型薄膜晶体管元件有如下致命缺点：背沟道侧的电位在液晶显示装置中容易受到共用电位的影响，在有机el显示装置中，当将倒序层叠结构的有机el元件设置在像素中的情况下，背沟道侧的电位容易受到阳极电极的正电位的影响。进而，在将铜(cu)用于源极、漏极的电极的情况下，铜(cu)原子主要起到作为n型氧化物半导体的载流子(电子)扼杀剂的作用，在jp特开2010-153842号公报的结构中会产生铜(cu)原子污染沟道区域的问题。另一方面，对于由器件结构来控制薄膜晶体管的特性而言，认为例如设置背栅极是有效的。然而，具备背栅极的薄膜晶体管有结构变复杂，制造所需要的光掩模的数量增加等问题。在以下所述的一些实施方式中，示出能够克服这些课题中的一个或多个的显示装置的一个形态。

第1实施方式：

1-1.晶体管的结构

图1用截面图表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管100a的结构。晶体管100a包含：设置在具有绝缘表面的衬底102上的第2绝缘层106、氧化物半导体层112、第1绝缘层114、第1栅极电极116。

第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102的相反侧)。第1绝缘层114配置在氧化物半导体层112和第1栅极电极116之间。第1栅极电极116和氧化物半导体层112配置成包含隔着第1绝缘层114重叠的区域。晶体管100a在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。第1绝缘层114在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。

在氧化物半导体层112和衬底102之间配置有第2绝缘层106。在氧化物半导体层112和第2绝缘层106之间配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112相接地设置。第1氧化物导电层108a的一端和第2氧化物导电层108b的一端配置成和第1栅极电极116重叠。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一个发挥作为源极区域的功能，另一个发挥作为漏极区域的功能。根据图1所示的结构，通过将第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一端配置成和第1栅极电极116重叠，从而不会在氧化物半导体层112形成偏移区域(电阻高的区域)，因此能够提高导通电流。

和第1氧化物导电层108a相接地设置有第1布线110a，和第2氧化物导电层108b相接地设置有第2布线110b。第1布线110a配置在第1氧化物导电层108a和氧化物半导体层112之间，第2布线110b配置在第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112之间。通过将第1布线110a及第2布线110b分别和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b相接地设置，能够如下文所述削减光刻工序的次数。

1-2.氧化物半导体层

氧化物半导体层112是包含从铟(in)、锌(zn)、镓(ga)、锡(sn)、铝(al)、钨(w)、硅(si)中选择的一种或多种元素的透明氧化物半导体。例如，作为形成氧化物半导体层112的氧化物半导体材料，应用显示半导体特性的四元系氧化物材料、三元系氧化物材料、及二元系氧化物材料。例如，作为四元系氧化物材料，可以使用in2o3-ga2o3-sno2-zno系氧化物材料，作为三元系氧化物材料，可以使用in2o3-ga2o3-sno2系氧化物材料、in2o3-ga2o3-zno系氧化物材料、in2o3-sno2-zno系氧化物材料、in2o3-al2o3-zno系氧化物材料、ga2o3-sno2-zno系氧化物材料、ga2o3-al2o3-zno系氧化物材料、sno2-al2o3-zno系氧化物材料，作为二元系氧化物材料，可以使用in2o3-sno2系氧化物材料、in2o3-zno系氧化物材料、sno2-zno系氧化物材料、al2o3-zno系氧化物材料、ga2o3-zno系氧化物材料、sno2-sio2系氧化物材料、in2o3-w2o3系氧化物材料等，尤其优选使用in2o3-ga2o3-sno2系氧化物材料。另外，上述氧化物半导体中可以含有钽(ta)、钪(sc)、镍(ni)、镧(la)、镁(mg)、铪(hf)、钇(y)、钛(ti)。此外，例如上述所示的in-ga-sn-o系氧化物材料是至少包含in、ga、sn的氧化物材料，其组成比没有特别限制。关于in-ga-sn-o系氧化物材料的组成比，更优选为相对于in、ga、sn，in的原子组成百分率为60atm％～70atm％，ga的原子组成百分率为10atm％～25atm％，sn的原子组成百分率为5atm％～30atm％。另外，如果采用其它表述，那么氧化物半导体层112可以使用由化学式inmo3(zno)m(m＞0)所表示的薄膜。这里，m表示从sn、ga、zn、sc、la、y、ni、al、mg、ti、ta、w、hf及si中选择的一种或多种金属元素。此外，上述四元系氧化物材料、三元系氧化物材料、二元系氧化物材料不限于所包含的氧化物是化学计量组成的材料，也可以由具有偏离化学计量组成的组成的氧化物材料构成。

氧化物半导体层112具有从衬底102侧起层叠第1区域112-1和第2区域112-2而成的结构。第1区域112-1配置在氧化物半导体层112的和衬底102侧对向的第1面，第2区域配置在和第1面为相反侧的第2面。氧化物半导体层112中，第1区域112-1的膜厚大于第2区域112-2的膜厚。氧化物半导体层112的第1区域112-1的膜厚优选为30nm～100nm。氧化物半导体层112的第2区域112-2的膜厚优选为2nm～10nm。但不限于此，包含第1区域112-1及第2区域112-2的氧化物半导体层112的膜厚只要为20nm～100nm、例如30nm～60nm即可。

氧化物半导体层112中，第1区域112-1和第2区域112-2的载流子浓度(多数载流子的浓度)不同。第2区域112-2的载流子浓度具有小于第1区域112-1的载流子浓度的值。第1区域112-1的载流子浓度优选为1×10¹⁵/cm³～5×10¹⁸/cm³左右，第2区域112-2的载流子浓度优选为1×10¹¹/cm³～1×10¹⁵/cm³左右。相应地，氧化物半导体层112的第1区域112-1的导电率理想为1×10^-5s/cm～10s/cm左右。氧化物半导体层112的第2区域112-2的导电率理想为1×10^-10s/cm～1×10^-5s/cm左右。另外，氧化物半导体层112的第2区域112-2的载流子迁移率也优选为小于氧化物半导体层112的第1区域112-1的载流子迁移率。

另外，氧化物半导体层112在第1区域112-1和第2区域112-2中，结晶性可以不同。氧化物半导体层112的第2区域112-2的结晶率优选为高于第1区域112-1的结晶率。氧化物半导体层112的第1区域112-1可以是非晶的形态，也可以是非晶和纳米微晶相的混合相的形态。氧化物半导体层112的第2区域112-2可以是纳米微晶相的形态，也可以是非晶和纳米微晶相的混合相的形态。在该情况下，第2区域112-2的微晶相的混合比高于第1区域112-1，也可以是进而和多晶相的混合相的形态。

氧化物半导体层112可以利用溅射法来制作。第1区域112-1和第2区域112-2可以通过改变溅射条件来制作。例如，氧化物半导体层112的第1区域112-1是使用ar等稀有气体作为溅射气体来成膜的，第2区域112-2是使用ar等稀有气体及氧气作为溅射气体来成膜的。通过使成膜第2区域112-2时的氧分压高于第1区域112-1，能够减少第2区域112-2的施主缺陷，能够提高结晶率。由此，能够与第1区域112-1相比，降低第2区域112-2的载流子浓度，从而相应地降低导电率。另外，通过在成膜第2区域112-2时在溅射气体中添加氧(通过提高氧分压)，能够形成比第1区域112-1致密的膜(密度高的膜)。

氧化物半导体层112可以将第1区域112-1及第2区域112-2的组成设为相同，并以结晶率不同的方式进行组合。另外，氧化物半导体层112也可以第1区域112-1及第2区域112-2使用同种金属氧化物，并以组成不同的方式进行组合。进而，也可以对第1区域112-1和第2区域112-2组合组成不同的金属氧化物。通过对第1区域112-1及第2区域112-2应用这样的组合，能够使载流子浓度不同，且使导电率不同。

图2a表示第1区域112-1和第2区域112-2的结晶率不同时氧化物半导体层112的能带图的一例。例如，氧化物半导体层112由in2o3-ga2o3-zno系氧化物材料形成，第1区域112-1可以是非晶状态的区域，也可以是非晶和纳米微晶混合的区域。第2区域112-2可以是纳米微晶的区域，也可以是非晶和纳米微晶混合的区域，在该情况下，纳米微晶成分优选为多于第1区域112-1。

氧化物半导体层112即便是单一组成，由于第1区域112-1的晶体结构和第2区域112-2的结晶率不同，所以各自的带隙也不同。第1区域112-1的带隙为2.8ev～3.0ev，第2区域112-2的带隙为3.0ev～3.2ev，第1区域112-1的带隙具有小于第2区域的带隙的值。另外，随着结晶率的不同，第1区域112-1的功函数大于第2区域112-2的功函数。因此，在第1区域112-1和第2区域112-2接合的状态的能带图中，第2区域112-2中的导带的底部的能量(ec)高于第1区域112-1。

对此参照晶体管100a的结构来看，形成如下状态：在第1绝缘层114和第1区域112-1之间，以相对于导带的电子形成能量势垒的方式设置有第2区域112-2。通过这种结构，晶体管100a能够在远离第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面的位置形成沟道区域。晶体管100a通过在氧化物半导体层112形成埋沟并使之可工作，从而能够防止载流子(电子)在第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面被捕获。

图2b表示第1区域112-1和第2区域112-2使用不同组成的氧化物材料时的能带图的一例。例如，可以让第1区域112-1由in2o3-ga2o3-sno2-zno系氧化物材料、in2o3-ga2o3-sno2系氧化物材料、in2o3-ga2o3-zno系氧化物材料构成，第2区域112-2由ga2o3系氧化物材料、gasnox系氧化物材料、gasiox系氧化物材料等镓氧化物材料构成。镓氧化物材料是宽带隙材料，能够形成4ev以上的带隙。例如，形成第1区域112-1的in2o3-ga2o3-sno2系氧化物材料的带隙为2.8ev～3.0ev。与此相对，作为形成第2区域112-2的氧化物材料，α-ga2o3的带隙为4.3ev，α-gasnox的带隙为4.0ev，α-gasiox的带隙为4.5ev以上，能够比第1区域112-1增大1.0ev以上。

另外，构成第1区域112-1的氧化物材料中也可以进而含有硅(si)2atm％～5atm％。通过在构成第1区域112-1的氧化物材料中含有硅，能够提升晶体管100a的场效应迁移率，能够通过提升耐热性来控制阈值电压。

如图2b所示，由不同组成的氧化物半导体材料构成的第1区域112-1和第2区域112-2的带隙不同。第1区域112-1的带隙小于第2区域112-2的带隙，第1区域112-1的功函数大于第2区域112-2的功函数。由此，与图2a同样地，第1区域112-1和第2区域112-2接合的状态的能带图中，第2区域112-2中的导带的底部的能量(ec)变得高于第1区域112-1。通过这种结构，晶体管100a能够在远离第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面的位置形成沟道区域。换言之，晶体管100a能够防止载流子(电子)在第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面被捕获。

在第1区域112-1和第2区域112-2由包含不同元素的氧化物半导体层构成的情况下，只要构成第2区域112-2的ga氧化物材料的带隙比构成第1区域112-1的氧化物材料大1ev以上即可。例如，可以氧化物半导体层112的第1区域112-1由in2o3-ga2o3-zno系氧化物材料构成，第2区域112-2由ga2o3系氧化物材料构成。

认为在利用溅射法制作氧化物半导体层时，在停止辉光放电的阶段，离子鞘湮灭，与此相对，其后在气相中残留的溅射粒子沉积而形成的密度低的区域对晶体管特性产生影响。对此，本实施方式所涉及的晶体管100a通过在氧化物半导体层112形成第1区域112-1和第2区域112-2，从而克服了这种问题。

在晶体管100a中，氧化物半导体层112通过使第2区域112-2的导电率小于第1区域112-1，降低载流子浓度，从而使载流子不易流过第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面。另外，通过使第2区域112-2的结晶率高于第1区域112-1，从而形成致密的膜。进而，通过使第2区域112-2的能带的带隙比第1区域112-1宽，从而使沟道区域形成于氧化物半导体层112的内部(即，形成埋沟型的晶体管)。

晶体管100a通过具有这种构成，从而减少在第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面被捕获的电荷，防止阈值电压漂移，实现了常关(normally-off)晶体管。另外，晶体管100a通过变成埋沟型，从而能够抑制流过第1绝缘层114和氧化物半导体层112的界面的漏电流，降低断开电流。另外，如图1所示，形成源极区域、漏极区域的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和导电率高的第1区域112-1接触，因此能够提高导通电流。由此，晶体管100a能够获得1×10⁹至1×10¹²左右的导通电流和断开电流的比(导通断开比)。

另外，在第1区域112-1和第2区域112-2之间也可以存在载流子浓度阶梯性地或连续地变化的氧化物半导体的中间区域。另外，氧化物半导体的中间区域可以和第1区域112-1及第2区域112-2一起形成于同一氧化物半导体层中，也可以作为不同的氧化物半导体层分开形成。

1-3.氧化物导电层

第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b是使用具有导电性的金属氧化物材料、金属氮化物材料或金属氮氧化物材料制作的。作为金属氧化物材料，例如，可以使用氧化铟锡(in2o3·sno2：ito)、氧化铟锡锌(in2o3·sno2·zno：itzo)、氧化铟锡硅(in2o3·sno2·sio2：itso)、氧化锡(sno2)、氧化铝锌锡(al2o3·zno·sno2：azto)、氧化镓锌锡(ga2o3·zno·sno2：gzto)、氧化锌锡(zno·sno2：zto)、氧化镓锡(ga2o3·sno2：gto)等。像这样的金属氧化物材料可与氧化物半导体层112的第1区域112-1形成良好的欧姆接触。

另外，关于第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b，作为金属氧化物材料，可以应用氧化钛(tiox)等；作为金属氮化物材料，可以应用氮化钛(tinx)、氮化锆(zrnx)等；作为金属氮氧化物材料，可以应用氮氧化钛(tioxny)、氮氧化钽(taoxny)、氮氧化锆(zroxny)、氮氧化铪(hfoxny)等。另外，也可以在这些金属氧化物材料、金属氮化物材料、金属氮氧化物材料中添加提高导电性的微量的金属元素。例如，也可以使用掺铌的氧化钛(tiox：nb)。也可以使用tisiox等高熔点金属硅氧化物。通过使用这种显示n型导电性的金属氧化物材料、金属氮化物材料、金属氮氧化物材料，从而在与第1布线110a及第2布线110b接触的情况下也能够确保稳定性。即，通过使用这种金属氧化物材料、金属氮化物材料、金属氮氧化物材料，能够防止和具有低电位的铝(al)的氧化还原反应(局部的电池反应)。

1-4.绝缘层

第2绝缘层106及第1绝缘层114是使用无机绝缘材料形成的。作为无机绝缘材料，可以应用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等。第2绝缘层106及第1绝缘层114具有由这些无机绝缘材料构成的单层膜结构或层叠多层膜而成的结构。例如，作为第2绝缘层106，可以应用从衬底102侧起层叠氮化硅膜和氧化硅膜而成的结构。另外，第1绝缘层114可以应用从氧化物半导体层112侧起层叠氧化硅膜和氮化硅膜而成的结构。第2绝缘层106及第1绝缘层114通过像这样层叠多种无机绝缘膜，从而能够缓和内部应力的作用，且能够提高对水蒸汽等的阻隔性。

此外，第2绝缘层106及第1绝缘层114优选和氧化物半导体层112相接的面为氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜。通过使包含氧化物无机绝缘材料的绝缘层与氧化物半导体层112相接地设置(换言之，通过不使包含氮化物无机绝缘材料的绝缘层与氧化物半导体层112相接地设置)，能够减少产生施主的氢等杂质向氧化物半导体层112的扩散。另外，通过使氧化物的绝缘膜与氧化物半导体层112相接地设置，能够防止在氧化物半导体层112产生由氧空位导致的缺陷(施主)。

此外，在第2绝缘层106及第1绝缘层114的和氧化物半导体层112相接的氧化硅膜的硅系材料由siα-xβ表示的情况下，优选地，x包含：-o-c≡n即氰酸基、-n＝c＝o即异氰酸基、-c≡n即氰基、＝n2即重氮基、-n3即叠氮基、-no即亚硝基、及-no2即硝基中的至少一种，α为1～3，β为1～8，例如优选为使用下述结构式(1)所表示的四氰酸基硅烷、结构式(2)所表示的四异氰酸基硅烷、结构式(3)所表示的四氰基硅烷、结构式(4)所表示的1,1,1,1-异氰酸基氰酸基氰基硝基硅烷、结构式(5)所表示的1,1-二异氰酸基1,1-二氰酸基硅烷、结构式(6)所表示的六异氰酸基硅烷、结构式(7)所表示的八异氰酸基硅烷中的任意材料。另外，在氧化硅膜的成膜方法中，氧化气体优选为使用o2、o3、no、no2、n2o、n2o3、n2o4、n2o5、co、co2中的至少一种。

通过像这样将不含氢的硅系材料用于第2绝缘层106及第1绝缘层114的和氧化物半导体层112相接的氧化硅膜，能够进一步减少产生施主的氢等杂质向氧化物半导体层112的扩散。

例如，第2绝缘层106及第1绝缘层114的和氧化物半导体层112相接的氧化硅膜的形成可以使用四异氰酸基硅烷系材料和氧气(o2)、氧化亚氮气体(n2o)等包含氧的气体。在氧化硅膜的形成使用平行平板型等离子体cvd装置的情况下，优选为在反应气体压力为13pa以上且666pa以下、衬底温度为200℃～350℃下进行成膜。在使用icp-cvd装置的情况下，优选为在反应气体压力为1.3pa以上且66pa以下、衬底温度为200℃～300℃下进行成膜。

进而，第2绝缘层106及第1绝缘层114优选为应用如下结构：在和氧化物半导体层112相接的氧化硅膜的与氧化物半导体层112相反一侧上层叠有氮化硅膜。作为氮化硅膜的硅系材料，优选为四氟化硅气体(sif4)。另外，在氮化硅膜的成膜方法中，优选为使用氮气(n2)作为氮原子的供给源。

通过像这样将不含氢的硅系材料用于第2绝缘层106及第1绝缘层114的和氧化硅膜相接的氮化硅膜，能够进一步降低氢的不良影响，如还原氧化物半导体层112使其变成导体、或产生氧空位而增大载流子浓度。例如，第2绝缘层106及第1绝缘层114的和氧化硅膜相接的氮化硅膜的形成也可以使用感应耦合等离子体化学气相沉积(icp-cvd)装置，由sif4气体和n2气体来成膜含氟氮化硅(p-sinx：f)膜。

像这样由不含氢原子的原料成膜的第2绝缘层106及第1绝缘层114能够将氢含量抑制为10¹⁸/cm³～10²⁰/cm³左右。本实施方式所涉及的晶体管通过使第2绝缘层106及第1绝缘层114应用原料为四异氰酸基硅烷系材料的氧化硅膜和原料为sif4的含氟氮化硅(sinx：f)膜层叠而成的结构，能够抑制氧化物半导体层112的载流子浓度的增加，能够抑制晶体管的阈值电压的变动。

1-5.栅极电极

第1栅极电极116是使用铝(al)、钼(mo)、钨(w)、锆(zr)等金属材料来制作的。例如，第1栅极电极116是使用铝(al)、钼-钨(mow)合金等的膜来制作的。另外，第1栅极电极116也可以使用铝合金、铜合金、或银合金来制作。作为铝合金，可以应用铝-钕合金(al-nd)、铝-钕-镍合金(al-nd-ni)、铝-碳-镍合金(al-c-ni)、铜-镍合金(cu-ni)等。进而，第1栅极电极116也可以由氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)等的透明导电膜来形成。另外，mo/al/mo、mo/cu/mo等3层层叠结构的电极也是有效的。即，也可以应用由包含钼(mo)、锆(zr)、钛(ti)、或它们的合金材料的抗氧化层来夹住上述金属材料而成的3层层叠结构。

1-6.布线

第1布线110a及第2布线110b使用铝(al)、铜(cu)等导电率高的金属材料。例如，第1布线110a及第2布线110b是使用铝合金、铜合金、或银合金来制作的。作为铝合金，可以应用铝-钕合金(al-nd)、铝-钛合金(al-ti)、铝-硅合金(al-si)、铝-钕-镍合金(al-nd-ni)、铝-碳-镍合金(al-c-ni)、铜-镍合金(cu-ni)等。如果使用这种金属材料，那么可以具有耐热性，并且降低布线电阻。另外，mo/al/mo、mo/cu/mo等3层层叠结构的电极也是有效的。即，也可以应用由包含钼(mo)、锆(zr)、钛(ti)、或它们的合金材料的抗氧化层来夹住上述金属材料而成的3层层叠结构。

1-7.晶体管的工作、功能的说明

晶体管100a在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102的相反侧)配置有第1栅极电极116。在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。构成氧化物半导体层112的第2区域112-2的载流子浓度低于第1区域112-1。因此，晶体管100a在氧化物半导体层112的第1区域112-1形成沟道。通过使电流流过氧化物半导体层112的第1区域112-1的第2区域112-2侧(第1栅极电极116侧)，能够提高晶体管100a的场效应迁移率。

另外，本实施方式所涉及的晶体管100a中，氧化物半导体层112的第2区域112-2是使用稀有气体和氧气(o2)的混合气体来制作的。制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压大于制作第1区域112-1时的氧分压。图3中表示使制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压变化时晶体管的电特性(vg-id特性)。如图3所示，通过使制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压变为5％、10％、15％、20％、50％，可以调整晶体管的阈值电压。本实施方式所涉及的晶体管的阈值电压优选为0v～5v的范围，更优选为0.5v～3v的范围。通过不使用还原性气体来形成第1绝缘膜114，能够使成膜时的衬底温度提高到250℃～350℃左右。由此，在完成晶体管100a后，无需高温度、长时间的退火处理，能够提高可靠性。另外，在氧分压为15％～20％的范围内使氧化物半导体层112的第2区域112-2成膜的情况下，热等的应力所导致的阈值电压的变化变小，在完成晶体管100a后即便进行数次用来形成彩色滤光片的220℃～250℃的退火处理，也能够维持稳定的晶体管特性。

晶体管100a在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。因此，第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的第1区域112-1接触。氧化物半导体层112中，第1区域112-1的导电率高于第2区域112-2的导电率。因此，能够降低第1氧化物导电层108a和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻、及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻。换言之，通过使第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b接触于氧化物半导体层112的衬底102侧的面，能够降低接触电阻。

1-8.制造方法

其次，对晶体管100a的制造工序进行说明。图4a表示在衬底102的上层形成第2绝缘层106、第2导电膜107、第3导电膜109的阶段。由第2导电膜107形成第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b，由第3导电膜109形成第1布线110a及第2布线110b。

作为衬底102，例如使用透明绝缘物衬底。作为透明绝缘物衬底，可以使用例示有铝硅酸玻璃、铝硼硅酸玻璃等的无碱玻璃衬底、石英衬底。透明绝缘物衬底之中，作为具有挠性的柔性透明绝缘物衬底，可以使用透明聚酰亚胺、或透明聚酰胺等。

第2绝缘层106是由无机绝缘膜形成的。例如，通过等离子体cvd(chemicalvapordeposition)法来成膜从氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜选择的一种或多种膜作为第2绝缘层106。另外，在制作氧化铝膜作为第2绝缘层106时，使用氧化铝的溅射靶，通过溅射法来成膜。

形成第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的第2导电膜107是通过利用溅射法来成膜具有导电性的金属氧化物材料、金属氮化物材料、金属氮氧化物材料、或高熔点金属硅氧化物材料的覆膜而制作的。例如，形成第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的第2导电膜107是由具有30nm～200nm的膜厚且具有导电性的金属氧化物材料的膜制作的。另外，形成第1布线110a及第2布线110b的第3导电膜109是通过利用溅射法来成膜金属材料或合金材料的膜而制作的。形成第1布线110a及第2布线110b的第3导电膜109为了降低电阻，是由200nm～2000nm的金属膜制作的。

图4b表示使第1布线110a、第2布线110b、第1氧化物导电层108a、及第2氧化物导电层108b成形的光刻工序。这里，应用多阶曝光法(半色调曝光法)，通过1片光掩模来形成第1布线110a、第2布线110b、第1氧化物导电层108a、及第2氧化物导电层108b的图案。

在第3导电膜109之上形成正型的光阻膜205。光阻膜205的曝光使用多阶光掩模201。已知多阶光掩模201有：灰色调光掩模，其设置曝光机的分辨率以下的狭缝作为多阶光掩模图案，该狭缝部遮挡光的一部分而实现中间曝光；及半色调光掩模，其利用半透过膜来实现中间曝光；在本实施方式中两种多阶光掩模201都可以使用。通过经由多阶光掩模201的光透过区域、半透过区域202、非透过区域203进行曝光，从而在光阻膜205形成曝光部分、中间曝光部分、及未曝光部分这3种部分。

其后，使光阻膜205显影，由此如图5a所示，形成具有厚度不同的区域的光阻掩模207a。在图5a中，表示如下形态：光阻掩模207a形成为，与形成第1布线110a及第2布线110b的区域对应的部分的膜厚变厚，与形成第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的区域对应的部分的膜厚相对变薄。

使用光阻掩模207a来蚀刻第3导电膜109及第2导电膜107。蚀刻的条件没有限定，例如，由金属材料形成的第3导电膜109是通过使用混酸蚀刻液来进行湿式蚀刻，由金属氧化物材料等形成的第2导电膜107是使用氯系气体来进行干式蚀刻或进行草酸系的湿式蚀刻。在该阶段，形成第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。该蚀刻之后，通过灰化处理来进行去除光阻掩模207a的膜厚薄的区域而使第3导电膜109的表面露出的处理。图5b表示进行灰化处理后的光阻掩模207b。光阻掩模207b成为残存在第3导电膜109之上的状态。

其次，进行露出的第3导电膜109的蚀刻。该蚀刻例如是使用混酸蚀刻液利用湿式蚀刻来进行的。由金属氧化物等形成的第2导电膜107如果含有10atm％以上的锡(sn)，那么就不易被混酸蚀刻液蚀刻，因此选择比相对高。因此，得以保持下层的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的形状。图6a表示第3导电膜109经蚀刻而形成了第1布线110a及第2布线110b的阶段。此外，在对第3导电膜109进行了蚀刻后，光阻掩模207b利用光阻剥离液或灰化而被去除。

通过光阻剥离液或灰化处理，已经形成的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的表面会暴露于氧等离子体。然而，作为第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的成分而包括的钛(ti)、钽(ta)、铪(hf)、锆(zr)即便变成氧化物，也不会产生捕获载流子(电子)的缺陷，不会表现载流子(电子)扼杀剂的作用，而是成为n型氧化物半导体。因此，即便暴露于氧等离子体，也可以和利用后续的工序制作的氧化物半导体层112形成良好的接触。

图6b表示形成氧化物半导体层112的阶段。氧化物半导体层112是以覆盖第1氧化物导电层108a、第2氧化物导电层108b、第1布线110a、及第2布线110b的方式形成于晶体管100a的大致整个面。氧化物半导体层112是利用溅射法制作的。溅射靶应用使氧化物半导体材料烧结成的靶。氧化物半导体层112制作成20nm～100nm、例如30nm～60nm的膜厚。

氧化物半导体层112例如可以使用和四元系氧化物材料、三元系氧化物材料、二元系氧化物材料、一元系氧化物材料对应的溅射靶来制作。氧化物半导体层112的第1区域112-1可以使用氩气(ar)、氙气(xe)等稀有气体作为溅射气体来制作。氧化物半导体层112的第2区域112-2可以使用稀有气体和氧气(o2)的混合气体来制作。制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压可以调节得大于制作第1区域112-1时的氧分压。制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压例如优选为10％～50％。制作氧化物半导体层112的第2区域112-2时的氧分压更优选为15％～30％。另外，也可以使用在稀有气体(ar)和氧气(o2)中添加有氮气(n2)或氧化亚氮(n2o)的混合气体来制作。具体而言，在第1区域112-1的成膜结束的阶段，维持辉光放电的状态，除了稀有气体(氩气)以外，还向成膜室内导入氧气。这时，也可以提高排气速度，使成膜室内的压力下降，从而降低成膜速度。通过这种控制，能够提高第2区域112-2的密度。

本实施方式所涉及的氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2可以通过像这样控制氧分压来连续地制作，从而能够提高生产性。通过提高使氧化物半导体层112的第2区域112-2成膜时的氧分压，能够提高第2区域112-2的膜的结晶率，从而能够即便在利用等离子体cvd来成膜第1绝缘层114时暴露于等离子体，也不易被还原。因此，能够将第1绝缘层114成膜时的衬底温度提高到250℃以上，能够形成优良的sio2膜。由此，能够提高晶体管的可靠性。

关于本实施方式所涉及的氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2的制作方法，示出通过使用同一溅射靶，并控制溅射气体的氧分压来连续地制作的方法作为一例。然而，不限于此，例如也可以将氧化物半导体层112整体在和第1区域112-1相同的条件下制作，通过进行水蒸汽处理或n2o等离子体氧化处理来形成第2区域112-2。水蒸汽处理例如可以在水蒸汽分压10％～50％的氮气氛围下，以350℃～500℃进行。另外，不仅可以在制作氧化物半导体层112时使氧分压不同来成膜，也可以通过使用nf3或sif4气体进行掺氟处理、或通过掺sn、si、或w来制作第2区域112-2。像这样制作的第2区域112-2也同样地能够使载流子浓度低于第1区域112-1。另外，例如也可以第1区域112-1使用in-ga-sn-o系氧化物材料、第2区域112-2使用ga2o3系氧化物材料来制作包含不同元素的2个区域。本实施方式所涉及的氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2通过使用这种制作方法，能够制作载流子浓度低于第1区域112-1的第2区域112-2。

其后，具有第1区域112-1及第2区域112-2的氧化物半导体层112通过蚀刻而图案化。因此，如图6b所示，氧化物半导体层112的第1区域112-1的端部露出。然而，不限于此，本实施方式的氧化物半导体层112例如在制作第1区域112-1并图案化后形成第2区域112-2的情况下，第1区域112-1的端部也可以被第2区域112-2覆盖。通过具有这种结构，能够进一步提高氧化物半导体层112的物理特性。

图7a表示在氧化物半导体层112之上形成第1绝缘层114及第4导电膜115的阶段。第1绝缘层114是和第2绝缘层106同样地制作的。另外，第4导电膜115是和第1导电膜103同样地制作的。其后，通过对第4导电膜115进行蚀刻，从而形成第1栅极电极116。由此，制作图7b所示的晶体管100a。

根据本实施方式所涉及的晶体管100a的制造方法，通过使用多阶光掩模，能够削减制造所需的光掩模的数量。另外，通过使用多阶光掩模，能够通过1次曝光来制作多个图案(第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b、以及第1布线110a及第2布线110b)。由此，能够提高具有晶体管100a的集成电路元件的生产性，降低制造成本。

如图7a及图7b所示，第1布线110a及第2布线110b和第1栅极电极116不重叠地配置。通过尽可能远离晶体管100a的沟道区域(第1栅极电极116和氧化物半导体层112重叠的区域)地配置第1布线110a及第2布线110b，能够防止由金属元素产生污染。例如，用作布线材料的铜(cu)对也是n型半导体的氧化物半导体成为扼杀剂杂质(使氧化物半导体的特性劣化并消失的杂质)。对此，通过像本实施方式中那样远离晶体管100a的沟道区域地配置第1布线110a及第2布线110b，从而即便第1布线110a及第2布线110b中含铜(cu)，也能够降低铜(cu)对氧化物半导体层112的污染。

根据本实施方式所涉及的晶体管100a的制造方法，通过使用同一溅射靶，并控制溅射气体的氧分压，能够连续地制作氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2，从而能够提高生产性。

第2实施方式：

本实施方式表示由具有和第1实施方式所示的晶体管相同结构的晶体管构成的显示装置的一例。如图8所示，显示装置120包括：包含多个像素122的显示区域121、扫描线驱动电路123、数据线驱动电路125。图8中虽然没有图示，但多个像素122中设置有作为显示元件的有机el元件、及驱动该有机el元件的晶体管。

2-1.等效电路

图9表示本实施方式所涉及的显示装置的像素122的等效电路。像素122包括：选择晶体管124、驱动晶体管126、电容元件128、有机el元件130。选择晶体管124及驱动晶体管126具有和第1实施方式所示的晶体管100a相同的构成。即，图9示出顶栅极结构的晶体管，选择晶体管124具有第1栅极电极116b，驱动晶体管126具有第1栅极电极116a。

在本实施方式中，选择晶体管124及驱动晶体管126为n沟道型。选择晶体管124的第1栅极电极116b和栅极信号线132a连接。选择晶体管124的输入/输出端子(源极及漏极)中的一个端子和数据信号线134连接，另一个端子和驱动晶体管126的第1栅极电极116a连接。驱动晶体管126的第1栅极电极116a和选择晶体管124的输入/输出端子的另一个端子连接。驱动晶体管126的漏极和有机el元件130连接，源极和第2共用布线136b连接。电容元件128的一个端子和选择晶体管124的输入/输出端子(源极及漏极)的另一个端子连接，另一个端子和第1共用布线136a连接。第1共用布线136a及第2共用布线136b例如被供给接地电位。

有机el元件130的一个端子和驱动晶体管126的漏极连接，另一个端子和电源线138连接。电源线138被供给电源电位vdd，电源电位vdd高于共用布线136的电位。在本实施方式中，有机el元件130的和驱动晶体管126的漏极连接侧的端子为阴极，和电源线138连接侧的端子为阳极。

2-2.像素的构成

将与图9所示的等效电路对应的像素122a的平面结构的一例在图10中示出。另外，将与图10所示的a1-a2线及b1-b2线对应的截面结构分别在图11a及图11b中示出。图11a表示驱动晶体管126及有机el元件130的截面结构，图11b表示选择晶体管124及电容元件128的截面结构。在以下的说明中，适当参照图10、图11a及图11b进行说明。此外，在图10所示的像素122a的俯视图中，省略了有机el元件130的结构。

2-2-1.驱动晶体管

驱动晶体管126具有和第1实施方式所示的晶体管100a相同的构成。即，驱动晶体管126具有第2绝缘层106、第1氧化物半导体层112a(第1区域112-1及第2区域112-2)、第1绝缘层114、第1栅极电极116a层叠而成的结构。第1栅极电极116a设置在第1绝缘层114的上层(和衬底102相反一侧的面)。

在第2绝缘层106和第1氧化物半导体层112a之间设置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b设置成和第1氧化物半导体层112a的第1区域112-1相接。

第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b具有与第1栅极电极116a重叠的区域，设置成在俯视下从两侧夹住第1栅极电极116a。第2氧化物导电层108b至少在和第1栅极电极116a重叠的区域在俯视下具有弯曲成u字状的图案，第1氧化物导电层108a具有在第2氧化物导电层108b的弯曲成u字状的图案的内侧延伸的直线状的图案。图1所示的晶体管的截面图表示的是第1氧化物导电层108a至第2氧化物导电层108b的单位结构，在图10中，驱动晶体管126的第2方向(d2方向)的截面图成为图1所示的截面图的重复结构。

第1氧化物导电层108a的直线状的图案的宽度优选为1.0μm～5μm的范围，更优选为1.5μm～3μm的范围。和第1栅极电极116a重叠的区域中的第1氧化物导电层108a距第2氧化物导电层108b的最短距离优选为1.5μm～10μm的范围，更优选为2μm～5μm的范围。通过采用第1氧化物导电层108a距第2氧化物导电层108b的最短距离与第1氧化物导电层108a的直线状的图案的宽度相同或大于其的结构，能够抑制驱动晶体管126断开时的漏电流增大。通过使第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b具有这种结构，从而即便产生第1栅极电极116a和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的对准的偏移，也能够抑制栅极-漏极间电容的变动，因此能够抑制显示不均，能够提高良率。

驱动晶体管126中，第1氧化物导电层108a、或第1氧化物导电层108a和第1氧化物半导体层112a相接的区域成为漏极区域，第2氧化物导电层108b、或第1氧化物半导体层112a和第2氧化物导电层108b相接的区域成为源极区域。

驱动晶体管126的第2氧化物导电层108b和第1氧化物半导体层112a一起与第1共用布线136a及第2共用布线136b电性连接。第2共用布线136b设置成与设置在氧化物导电层108和氧化物半导体层112之间的布线层110相同的层结构。第1共用布线136a和第2氧化物导电层108b经由第2绝缘层106上设置的第1接触孔117a而电性连接。第2共用布线136b直接和第2氧化物导电层108b的上表面相接。

第2绝缘层106例如具有从衬底102侧起层叠第1氮化硅膜141a及第1氧化硅膜140a而成的结构。第1绝缘层114具有从第1氧化物半导体层112a侧起层叠第2氧化硅膜140b及第2氮化硅膜141b而成的结构。

驱动晶体管126在第1氧化物半导体层112a和第1栅极电极116a重叠的区域形成沟道。因此，第1氧化物半导体层112a在形成沟道的区域和第1氧化硅膜140a、140b相接地设置。第1氧化物半导体层112a通过和具有绝缘性的氧化物的膜相接地设置，从而抑制产生氧空位。第1氧化硅膜140a、140b理想的是没有氧空位，以便不会从第1氧化物半导体层112a夺氧，优选为过量地含有氧。其原因在于，过量地含有氧的第1氧化硅膜140a、140b可成为对第1氧化物半导体层112a的氧供给源。这里，过量地含有氧的氧化硅膜包括多于化学计量组成地含有氧的氧化硅膜，且晶格内也可能含有氧。此外，第2绝缘层106及第1绝缘层114也可以应用氮氧化硅膜、氧化铝膜来代替氧化硅膜。

驱动晶体管126被平坦化层142覆盖。平坦化层142例如由丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂等有机树脂材料形成。平坦化层142在制造阶段中，在涂布含有有机树脂材料的前驱体的组合物时，通过涂膜的流平作用而使表面平坦化。

在平坦化层142和第1绝缘层114设置有开口部144。作为有机el元件130的阴极的第1电极146和该开口部144重叠地配置。有机el元件130是通过至少在开口部144的区域层叠多层而形成的。

在本实施方式中，驱动晶体管126像参照图1所说明的那样，氧化物半导体层112由第1区域112-1和第2区域112-2构成。并且，构成为第2区域112-2的载流子浓度低于第1区域112-1。由此，驱动晶体管126成为在氧化物半导体层112中，在远离第1绝缘层114的第1区域112-1形成沟道的结构。为了制作以常关(增强型)进行工作的tft，在本发明的一实施方式中，可以形成埋沟。

在假设不在氧化物半导体层112设置相当于第2区域112-2的区域的情况下，成为氧化物半导体层112的成膜最终阶段所形成的膜质差(密度低、缺陷多)的区域和第1绝缘层114直接相接的结构。在这种结构下，由于沟道区域是包括氧化物半导体层112的膜质差的区域地形成的，所以场效应迁移率会降低，由于在成膜第1绝缘层114时容易被还原，所以成为阈值电压也大幅变动的主要原因。

与此相对，本实施方式所涉及的驱动晶体管126通过在氧化物半导体层112的第1区域112-1和第1绝缘层114之间设置第2区域112-2，能够提高场效应迁移率。另外，能够抑制驱动晶体管126的阈值电压的变动，能够通过稳定的电特性来提升可靠性。

2-2-2.选择晶体管

选择晶体管124具有和第1实施方式所示的晶体管100a相同的构成。即，选择晶体管124具有第2绝缘层106、第2氧化物半导体层112b(第1区域112-1及第2区域112-2)、第1绝缘层114、第1栅极电极116b层叠而成的结构。选择晶体管124在第2氧化物半导体层112b和第1栅极电极116b重叠的区域形成沟道。

在第2绝缘层106和第2氧化物半导体层112b之间设置有第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d。第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d通过和第2氧化物半导体层112b的第1区域112-1相接地设置，从而发挥作为源极区域、漏极区域的功能。

第3氧化物导电层108c和第4氧化物导电层108d具有和第1栅极电极116b重叠的区域，设置成在俯视下从两侧夹住第1栅极电极116b。第3氧化物导电层108c至少在和第1栅极电极116b重叠的区域在俯视下具有弯曲成u字状的图案，第4氧化物导电层108d具有在第3氧化物导电层108c的弯曲成u字状的图案的内侧延伸的直线状的图案。图1所示的晶体管的截面图表示的是第1氧化物导电层108a至第2氧化物导电层108b的单位结构，在图10中，选择晶体管124的第2方向(d2方向)的截面图成为图1所示的截面图的重复结构。

第4氧化物导电层108d的直线状的图案的宽度优选为1.0μm～5μm的范围，更优选为1.5μm～3μm的范围。和第1栅极电极116b重叠的区域中的第3氧化物导电层108c距第4氧化物导电层108d的最短距离优选为1.5μm～10μm的范围，更优选为2μm～5μm的范围。通过采用第3氧化物导电层108c距第4氧化物导电层108d的最短距离与第4氧化物导电层108d的直线状的图案的宽度相同或大于其的结构，能够抑制选择晶体管124断开时的漏电流增大。通过使第3氧化物导电层108c和第4氧化物导电层108d具有这种结构，从而即便产生第1栅极电极116b和第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d的对准的偏移，也能够抑制栅极-漏极间电容的变动，因此能够抑制显示不均，能够提高生产性。

第3氧化物导电层108c和数据信号线134电性连接。数据信号线134设置成与设置在氧化物导电层108和氧化物半导体层112之间的布线层110相同的层结构。数据信号线134和第3氧化物导电层108c的上表面直接相接。另外，第2氧化物半导体层112b延伸到配设数据信号线134的区域，以覆盖数据信号线134的方式设置。数据信号线134通过和第3氧化物导电层108c直接接触，从而与经由接触孔连接的情况相比增大接触面积，因此能够降低接触电阻。另外，数据信号线134通过上表面及侧面被第2氧化物半导体层112b覆盖，从而在制造工序中不会暴露于氧化性氛围及还原性氛围。因此，数据信号线134能够抑制表面的电阻变高。

2-2-3.电容元件

电容元件128具有第1电容电极160a、第2绝缘层106、第4氧化物导电层108d、第2电容电极160b层叠而成的结构。第2电容电极160b是以与数据信号线134相同的层结构形成的。第4氧化物导电层108d由于处在和第2电容电极160b电性连接的状态，因此实质上发挥作为电容元件128的另一个电极的功能。

在第2电容电极160b的上层侧设置有第2氧化物半导体层112b及第1绝缘层114。第2电容电极160b经由贯通第1绝缘层114及第2氧化物半导体层112b的第2接触孔117b和第1栅极电极116a电性连接。

2-2-4.有机el元件

有机el元件130具有从衬底102侧起将相当于阴极的第1电极146、第1氧化物半导体层112a(第1区域112-1及第2区域112-2)、电子传输层148、电子注入层150、发光层152、空穴传输层154、空穴注入层156、相当于阳极的第2电极158层叠而成的结构。这里，有机el元件130中，将层叠顺序从靠近衬底102的阳极侧起依序层叠空穴传输层、发光层、电子传输层、阴极而成的结构称为正序层叠结构，本实施方式所涉及的有机el元件130由于具有从靠近衬底102的阴极侧起层叠电子传输层、发光层、空穴传输层等而成的结构，因此也称为倒序层叠结构。

在本实施方式中，通过采用能级按电子传输层148、第1氧化物半导体层112a的第2区域112-2、第1氧化物半导体层112a的第1区域112-1、第1电极146的顺序降低的构成，能够降低能级差，能够提高电子注入效率从而提高有机el元件130的发光效率。另外，在本实施方式中，由于驱动晶体管126为n沟道型，所以在有机el元件为正序层叠结构的情况下，源极和阳极连接。这时，有驱动晶体管的漏极电流因有机el元件的特性变动而变化的问题。然而，如果像本实施方式中那样将有机el元件设为倒序层叠结构，那么n沟道型的驱动晶体管中，漏极和有机el元件的阴极连接，因此能够制成漏极电流不易受有机el元件的特性变动的影响的电路构成。

在平坦化层142的上表面和设置在平坦化层142及第1绝缘层114上的开口部144层叠有电子传输层148、电子注入层150、发光层152、空穴传输层154、空穴注入层156、作为阳极的第2电极158。它们的层叠体和相当于阴极的第1电极146重叠的区域成为有机el元件130的发光区域。

本实施方式所涉及的有机el元件130是使光向衬底102侧出射的所谓底部发射型。以下，对构成有机el元件130的各层详细地进行说明。

2-2-4-1.阴极

作为有机el元件的阴极材料，以往使用铝-锂合金(alli)、镁-银合金(mgag)等材料。然而，这些材料是容易受到大气中的氧气及水分的影响而劣化、难以处理的材料。另外，这些阴极材料是金属材料，因此不适于构成倒序层叠结构且底部发射型的有机el元件。

本实施方式所涉及的有机el元件130通过由透明导电膜来形成作为阴极的第1电极146，从而实现了底部发射型的结构。具体来说，通过将驱动晶体管126的第1氧化物导电层108a扩张到有机el元件130的区域，从而设置发挥作为阴极即第1电极146的功能的层。通过采用这种结构，从而简化用来将驱动晶体管126和有机el元件130电性连接的结构。例如，若在驱动晶体管和有机el元件之间介置有层间绝缘层，则需要设置接触孔将两者连接，但根据本实施方式所涉及的像素122a的结构，不需要接触孔。

作为阴极的第1电极146是由和第1氧化物导电层108a相同的导电膜形成的。第1氧化物导电层108a是由具有导电性的金属氧化物材料、金属氮化物材料、金属氮氧化物材料形成的。由这些材料形成的导电膜的带隙为2.8ev以上、优选为3.0ev以上，因此使可见光频带的光几乎全部透过。因此，能够用作有机el元件130的光出射面侧的电极。

也可以在相当于阴极的第1电极146的上层设置从驱动晶体管126延伸的第1氧化物半导体层112a。第1氧化物半导体层112a由于带隙为3ev以上，所以对可见光具有透光性。另外，如下文所述，在本实施方式中，电子传输层148是由金属氧化物形成的。因此，通过使和电子传输层148为同一或同种材料的第1氧化物半导体层112a介置在和相当于阴极的第1电极146之间，从而能够不形成电子注入势垒。换言之，能够将驱动晶体管126的从沟道区域延伸的第1氧化物半导体层112a用作和相当于阴极的第1电极146相接的电子传输层148的一部分。

2-2-4-2.电子传输层

电子传输层148是使用金属氧化物材料形成的。作为金属氧化物材料，应用和第1实施方式中叙述的材料相同的三元系氧化物材料、二元系氧化物材料、及一元系氧化物材料。这些金属氧化物材料可以是非晶的形态，也可以是晶质的形态，或者也可以是非晶和晶质相的混合相的形态。例如，电子传输层148是包含从铟氧化物、锌氧化物、镓(ga)氧化物、锡(sn)氧化物选择的一种或多种而构成的。这些金属氧化物材料必须不吸收可见光而是透明的，因此要求带隙为3.0ev以上。进而，电子传输层148通过尽可能增大膜厚，能够防止阴极和阳极的短路。由此，能够大幅改善有机el面板的良率。作为代表性的电子传输层，有znsiox。通过在zno中掺杂10atm％～15atm％左右的sio2，可获得带隙3.5ev、功函数3.5ev的适于电子传输层的物性值。mgznox系的氧化物半导体且mg为20atm％、zn为80atm％的氧化物也能获得相同的物性值。这种电子传输层148可以通过溅射法、真空蒸镀法、涂布法等来制作。电子传输层148通过这种成膜方法，可以制作成50nm～1000nm的膜厚。

此外，优选地，电子传输层148的载流子浓度为第1氧化物半导体层112a的平均载流子浓度的10分之1以下，优选为100分之1以下。换言之，优选地，第1氧化物半导体层112a的平均载流子浓度相对于电子传输层148的载流子浓度为10倍以上，优选为100倍以上。具体而言，电子传输层148的载流子浓度为10¹³/cm³～10¹⁷/cm³，相对于此，第1氧化物半导体层112a的第1区域112-1中的载流子浓度在1×10¹⁵/cm³～1×10¹⁹/cm³的范围，双方的载流子浓度的差如上所述有1位数以上、优选为2位数以上的差。通过使第1氧化物半导体层112a的第1区域112-1具有10¹⁵/cm³～10¹⁹/cm³的载流子浓度，能够在驱动晶体管126和有机el元件130的电性连接中减少电阻损耗，抑制驱动电压上升。如果电子传输层148的载流子浓度成为10²⁰/cm³以上，那么发光层152中的激发态会失活而降低发光效率。另一方面，如果电子传输层148的载流子浓度为10¹³/cm³以下，那么供给到发光层152的载流子会减少，无法获得充分的亮度。通过像这样使从驱动晶体管126延伸的第1氧化物导电层108a和第1氧化物半导体层112a与电子传输层148层叠且相接地设置，并使3层各自的载流子浓度不同，能够防止驱动电压上升，提升电子注入效率，提高有机el元件130的发光效率。

2-2-4-3.电子注入层

在有机el元件中，电子注入层用于减小用来将电子从阴极向电子传输材料注入的能量势垒。在本实施方式中，为了使电子容易从由氧化物半导体形成的电子传输层148向发光层152注入，使用电子注入层150。即，电子注入层150设置在电子传输层148和发光层152之间。

电子注入层150为了将电子注入到由有机材料形成的发光层152，理想的是功函数小的材料。电子注入层150是包含钙(ca)氧化物、铝(al)氧化物而构成的。作为电子注入层150，例如优选为使用c12a7(12cao·7al2o3)电子盐。c12a7电子盐具有半导体特性，能够在高电阻到低电阻间进行控制，功函数也和碱金属为相同程度，为2.4ev～3.2ev，因此能够良好地用作电子注入层150。

由c12a7电子盐形成的电子注入层150是以c12a7电子化物的多晶体为靶，利用溅射法制作的。c12a7电子盐由于具有半导体特性，所以可以将电子注入层150的膜厚设为1nm～100nm的范围。此外，c12a7电子盐优选为ca：al的摩尔比在13：13～11：16的范围。另外，c12a7电子盐由于利用溅射法进行成膜，所以优选为非晶，也可以具有结晶性。

c12a7电子盐由于在大气中稳定，所以与以往用作电子注入层的氟化锂(lif)、氧化锂(li2o)、氯化钠(nacl)、氯化钾(kcl)等碱金属化合物相比，有操作简便的优点。由此，在有机el元件的制造工序中，无需在干燥空气或惰性气体中作业，制造条件的限制得以放缓。

另外，c12a7电子盐由于电离势大，所以通过夹着发光层152配置在和空穴传输层154相反一侧，能够用作空穴阻挡层。即，通过在电子传输层148和发光层152之间设置由c12a7电子盐形成的电子注入层150，能够抑制已注入到发光层152的空穴穿透到作为阴极的第1电极146侧，从而提高发光效率。也可以将mgznox(mg为30atm％、zn为70atm％)用作电子注入层。

2-2-4-4.发光层

作为发光层152，可以使用各种材料。例如可以使用发出荧光的荧光性化合物、发出磷光的磷光性化合物。

例如，作为蓝色系的发光材料，可以使用n,n'-双[4-(9h-咔唑-9-基)苯基]-n,n'-二苯基茋-4,4'-二胺(yga2s)、4-(9h-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(ygapa)等。作为绿色系的发光材料，可以使用n-(9,10-二苯基-2-蒽基)-n,9-二苯基-9h-咔唑-3-胺(2pcapa)、n-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-n,9-二苯基-9h-咔唑-3-胺(2pcabpha)、n-(9,10-二苯基-2-蒽基)-n,n',n'-三苯基-1,4-苯二胺(2dpapa)、n-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-n,n',n'-三苯基-1,4-苯二胺(2dpabpha)、n-[9,10-双(1,1'-联苯-2-基)]-n-[4-(9h-咔唑-9-基)苯基]-n-苯基蒽-2-胺(2ygabpha)、n,n,9-三苯基蒽-9-胺(dphapha)等。作为红色系的发光材料，可以使用n,n,n',n'-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺(p-mphtd)、7,13-二苯基-n,n,n',n'-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(p-mphafd)等。另外，可以使用双[2-(2'-苯并[4,5-α]噻吩基)吡啶-n,c³']乙酰丙酮合铱(iii)(ir(btp)2(acac))之类的磷光材料。

此外，可以使用公知的各种材料作为发光层152。发光层152可以通过蒸镀法、转印法、旋涂法、喷涂法、凹版印刷法等制作。发光层152的膜厚只要适当选择即可，例如设置在10nm～100nm的范围内。

2-2-4-5.空穴传输层

空穴传输层154是使用具有空穴传输性的材料形成的。空穴传输层154例如可以是芳基胺系化合物、包含咔唑基的胺化合物、及包含芴衍生物的胺化合物等。空穴传输层154例如可以使用4,4'-双[n-(萘基)-n-苯基-氨基]联苯(α-npd)、n,n'-双(3-甲基苯基)-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(tpd)、2-tnata、4,4',4"-三(n-(3-甲基苯基)n-苯基氨基)三苯胺(mtdata)、4,4'-n,n'-二咔唑联苯(cbp)、4,4'-双[n-(9,9-二甲基芴-2-基)-n-苯基氨基]联苯(dfldpbi)、4,4'-双[n-(螺-9,9'-联芴-2-基)-n-苯基氨基]联苯(bspb)、螺-npd、螺-tpd、螺-tad、tnb等有机材料。

空穴传输层154是由真空蒸镀法、涂布法等一般的成膜方法制作的。空穴传输层154通过这种成膜方法，制作成10nm～500nm的膜厚。此外，也可以省略空穴传输层154。

2-2-4-6.空穴注入层

空穴注入层156包含空穴注入性高于有机层的物质。作为空穴注入性高的物质，可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等金属氧化物。另外，可以使用酞菁(h2pc)、酞菁铜(ii)(简称：cupc)、酞菁氧钒(vopc)、4,4',4”-三(n,n-二苯基氨基)三苯胺(tdata)、4,4',4”-三[n-(3-甲基苯基)-n-苯基氨基]三苯胺(mtdata)、4,4'-双[n-(4-二苯基氨基苯基)-n-苯基氨基]联苯(dpab)、4,4'-双(n-{4-[n'-(3-甲基苯基)-n'-苯基氨基]苯基}-n-苯基氨基)联苯(dntpd)、1,3,5-三[n-(4-二苯基氨基苯基)-n-苯基氨基]苯(dpa3b)、3-[n-(9-苯基咔唑-3-基)-n-苯基氨基]-9-苯基咔唑(pczpca1)、3,6-双[n-(9-苯基咔唑-3-基)-n-苯基氨基]-9-苯基咔唑(pczpca2)、3-[n-(1-萘基)-n-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(pczpcn1)、2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲(hat-cn)等有机化合物。

这种空穴注入层156是利用真空蒸镀法、涂布法等一般的成膜方法制作的。空穴注入层156通过这种成膜方法，制作成1nm～100nm的膜厚。

2-2-4-7.阳极

相当于阳极的第2电极158是由功函数大(具体而言4.0ev以上)的金属、合金、导电性化合物制作的。相当于阳极的第2电极158例如使用氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、含有氧化钨及氧化锌的氧化铟(iwzo)等。使用这些导电性金属氧化物材料的相当于阳极的第2电极158是利用真空蒸镀法、溅射法制作的。在本实施方式中，有机el元件130为底部发射型，因此相当于阳极的第2电极158优选具有光反射性、或具有光反射面。由于氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)等导电性金属氧化物的覆膜具有透光性，所以在和空穴注入层156相反一侧的面也可以层叠有铝(al)、银(ag)等金属膜。此外，在相当于阳极的第2电极158的上层，也可以在显示区域121的大致整个面设置遮挡氧气(o2)及水分(h2o)透过的钝化层，但在图10、图11a及图11b中被省略。

像这样，根据本实施方式，能够实现n沟道型的表现导电性的驱动晶体管126和有机el元件130电性连接的像素122a。在该情况下，有机el元件130可以应用从作为阴极的第1电极146侧起适当层叠电子传输层148、电子注入层150、发光层152、空穴传输层154、空穴注入层156等而成的倒序层叠结构。作为阴极的第1电极146可以不使用碱金属材料，因此能够提高显示装置的可靠性。进而，通过由无机绝缘材料形成配置在下层侧的电子传输层及电子注入层，从而即便在其上形成有机层，也可以抑制由变质等引起的特性劣化，因此能够实现有机el元件130的特性的稳定化。

2-3.晶体管的结构

如图11a及图11b所示，本实施方式所涉及的像素122a的结构成为第2电极158覆盖驱动晶体管126及选择晶体管124的整个面的结构。并且，驱动晶体管126及选择晶体管124具有底接触顶栅极结构，其中，第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b配置成接触于形成沟道的氧化物半导体层112的下层，且第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的上层侧。

另一方面，图12a表示底接触底栅极型的晶体管300，其具有在衬底302上层叠有栅极电极304、第2绝缘层306、第1氧化物导电层308a、第2氧化物导电层308b、第1布线310a、第2布线310b、氧化物半导体层312、第1绝缘层314、平坦化层342、阳极358的截面结构。图12b表示顶接触底栅极型的晶体管400，其具有在衬底402上依序层叠有栅极电极404、第2绝缘层406、氧化物半导体层412、第1氧化物导电层408a、第2氧化物导电层408b、第1布线410a、第2布线410b、第1绝缘层414、平坦化层442、阳极458的截面结构。在这种底栅极型晶体管300及底栅极型晶体管400中，电流流过氧化物半导体层312、412的第1区域312-1、412-1的第1栅极电极304、404侧(虚线)的区域。进而，在底栅极型晶体管300及底栅极型晶体管400中，背沟道侧(氧化物半导体层312、412的阳极侧)容易受到阳极的影响。具体而言，阳极358、458的电位为正，氧化物半导体层312、412和第1绝缘层314、414的界面(背沟道界面)距阳极358、458的间隔为大约3μm～5μm左右，因此在氧化物半导体层312、412的背沟道侧和第1绝缘层314、414的界面容易累积正电荷。如果在背沟道侧和第1绝缘层314、414的界面累积正电荷，那么有晶体管的阈值电压向负侧漂移(变成常关)的问题。

为了消除这种问题，优选为如本实施方式中所示，采用在氧化物半导体层112的上层侧设置栅极电极的构成。这时，第1栅极电极116通过接地成为一定电位，从而能够使背沟道侧的电位变稳定。

图13表示本实施方式所涉及的晶体管100a的底接触顶栅极结构，其中，第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b配置成接触于氧化物半导体层112的下层，第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的上层侧。通过使第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的比第2区域112-2载流子浓度高的第1区域112-1相接，能够降低接触电阻。由此，本实施方式所涉及的晶体管100a能提高导纳，能够提高漏极电流。

图13中，作为晶体管100a的一个形态，表示氧化物半导体层112的上层侧的第1栅极电极116和相当于源极/漏极电极的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b双方重叠的结构。第1栅极电极116的沟道长度方向的宽度wtop和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b重叠宽度wov。通过像这样使第1栅极电极116和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一部分重叠，氧化物半导体层112的沟道区域实质上被遮挡而不会受到第2电极158的电场影响。由此，即便以覆盖晶体管100a的整个面的方式配置第2电极158，也能够不受到来自第2电极158的电场的影响。并且，能够防止晶体管100a的阈值电压随时间的经过而变动。

2-4.显示装置的制造方法

对本发明的一实施方式所涉及的显示装置120的制造方法的一例进行说明。此外，在以下的说明中，适当省略和第1实施方式中叙述的晶体管100a的制造方法的说明重复的部分，对不同的部分进行叙述。

图14及图15a及图15b表示在衬底102之上形成第1电容电极160a与第1共用布线136a的阶段、及形成第2绝缘层106的阶段。此外，图14表示相当于像素122a的区域的俯视图，图15a表示对应于a1-a2线的截面图，图15b表示对应于b1-b2线的截面图。

如图14、图15a及图15b所示，第1共用布线136a及第1电容电极160a是由相同的导电膜形成的。因此，第1共用布线136a和第1电容电极160a是利用形成为同一层的导电膜而作为连续的一个图案形成的。

在第1共用布线136a及第1电容电极160a的上层侧形成第2绝缘层106。例如，第2绝缘层106是从衬底102侧起层叠第1氮化硅膜141a和第1氧化硅膜140a而形成的。第1氮化硅膜141a是利用icp-cvd法，将sif4、n2等气体用作原料气体而成膜的。第1氧化硅膜140a也同样地是利用等离子体cvd法，适当使用四异氰酸基硅烷系材料、n2o等而成膜的。这种第2绝缘层106在衬底102的大致整个面成膜。

图16a及图16b表示在第2绝缘层106的上层成膜第2导电膜107及第3导电膜109，在其上使用多阶光掩模201形成光阻掩模207的阶段。通过经由多阶光掩模201的光透过区域、半透过区域202、非透过区域203进行曝光，在光阻膜205形成曝光部分、中间曝光部分、未曝光部分这3种部分。通过多阶光掩模201的非透过区域203的图案，光阻掩模207a、207b、207c、207d中，形成第2共用布线136b(图16a)、数据信号线134(图16b)的区域未曝光，形成得比其它区域的膜厚要厚。第2导电膜107由透明导电材料形成，第3导电膜109由金属材料形成。此外，如图16a所示，在第2绝缘层106预先形成了使第1共用布线136a露出的第1接触孔117a。

图17、图18a及图18b表示使用光阻掩模207a、207b、207c、207d蚀刻了第3导电膜109及第2导电膜107的状态。图17表示该阶段的相当于像素122a的区域的俯视图，图18a表示对应于a1-a2线的截面图，图18b表示对应于b1-b2线的截面图。

第1氧化物导电层108a、第2氧化物导电层108b、第3氧化物导电层108c、第4氧化物导电层108d是由第2导电膜107形成的。在第2绝缘层106之上形成有第1氧化物导电层108a、第2氧化物导电层108b、第3氧化物导电层108c、第4氧化物导电层108d。第2共用布线136b、第2电容电极160b、数据信号线134是由第3导电膜109形成的。在第2氧化物导电层108b之上形成有第2共用布线136b。第2共用布线136b是和第2氧化物导电层108b的上表面相接而形成的。通过该方式，第1共用布线136a、第2氧化物导电层108b及第2共用布线136b成为电性连接的状态。

第2电容电极160b是和第4氧化物导电层108d的上表面相接地形成的。第2电容电极160b配置成至少一部分区域隔着第4氧化物导电层108d及第2绝缘层106和第1电容电极160a重叠。在第1电容电极160a和第2电容电极160b隔着第2绝缘层106重叠的区域形成电容元件128。

数据信号线134是和第3氧化物导电层108c的上表面相接地形成的。通过该方式，第3氧化物导电层108c和数据信号线134成为电性连接的状态。第3氧化物导电层108c通过沿着数据信号线134设置，能够确实地变成电性连接的状态。

另外，第2共用布线136b的端部配置得比第2氧化物导电层108b的端部靠内侧。由此，即便将第2氧化物导电层108b和第2共用布线136b层叠，也会阶梯状地形成阶差部，因此可使其后的工序中形成的氧化物半导体层112及第1绝缘层114的阶差被覆性变良好。同样地，数据信号线134的端部配置得比第3氧化物导电层108c的端部靠内侧，第2电容电极160b的端部配置得比第4氧化物导电层108d的端部靠内侧，因此，可使形成在上层侧的氧化物半导体层112及第1绝缘层114的阶差被覆性变良好。

图19、图20a及图20b表示形成氧化物半导体层112、第1绝缘层114、第4导电膜115的阶段。图19表示该阶段的相当于像素122a的区域的俯视图，图20a表示对应于a1-a2线的截面图，图20b表示对应于b1-b2线的截面图。

第1氧化物半导体层112a是以覆盖第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的大致整个面的方式形成的。另外，第2氧化物半导体层112b是以覆盖第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d的大致整个面的方式形成的。此外，第1氧化物半导体层112a及第2氧化物半导体层112b分别具有包含第1区域112-1及第2区域112-2的层叠结构。第1氧化物半导体层112a及第2氧化物半导体层112b是通过将氧化物半导体用作靶的溅射法使第1区域112-1及第2区域112-2依序成膜后，经由光刻工序而形成如上所述的给定形状。通过使第1氧化物半导体层112a的第1区域112-1和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b相接地形成，使第2氧化物半导体层112b的第1区域112-1和第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d相接地形成，从而成为电性连接的状态。

在第1氧化物半导体层112a及第2氧化物半导体层112b的上层形成第1绝缘层114。第1绝缘层114例如是从氧化物半导体层112侧起层叠第2氧化硅膜140b、第2氮化硅膜141b而成。由此，在氧化物半导体层112的下层侧形成第1氧化硅膜140a，在上层侧形成第2氧化硅膜140b。氧化物半导体层112通过被氧化物系绝缘膜夹住，从而抑制产生由氧空位导致的缺陷(施主能级)。

进而，第1氧化硅膜140a、140b理想的是没有氧空位，以便不会从第1氧化物半导体层112a夺氧，优选为过量地含有氧。在使第1绝缘层114成膜后，通过进行250℃～400℃的热处理，能够使氧从第1氧化硅膜140a、第2氧化硅膜140b扩散到第1氧化物半导体层112a及第2氧化物半导体层112b。通过这种热处理，从而即便假设氧化物半导体层112中包含氧空位，也能够通过从氧化硅膜140扩散的氧来补偿氧空位，使成为施主能级的缺陷湮灭，因此能够实现提高电阻。

在第1绝缘层114中，在和第2电容电极160b重叠的区域形成第2接触孔117b。其后，形成第4导电膜115。第4导电膜115是和第1导电膜103同样地形成的。

图21、图22a及图22b表示形成第1栅极电极116的阶段。图21表示该阶段的相当于像素122a的区域的俯视图，图22a表示对应于a1-a2线的截面图，图22b表示对应于b1-b2线的截面图。

第1栅极电极116是通过对第4导电膜经由光刻工序进行蚀刻加工而形成的。第1栅极电极116a形成为包含隔着第1绝缘层114和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一端部重叠的区域。另外，第1栅极电极116b形成为包含隔着第1绝缘层114和第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d的一端部重叠的区域。由此，形成驱动晶体管126及选择晶体管124。另外，电容元件128通过第2接触孔117b和第1栅极电极116a电性连接。

如图23a及图23b所示，以埋设选择晶体管124、驱动晶体管126及电容元件128的方式形成平坦化层142。平坦化层142例如是由丙烯酸系树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂等有机树脂材料形成的。在平坦化层142，在和作为阴极的第1电极146重叠的区域形成有使第1氧化物半导体层112a露出的开口部144。在平坦化层142由感光性树脂材料形成的情况下，开口部144是通过使用光掩模进行曝光处理而形成的。另外，在第1绝缘层114，在形成平坦化层142前，预先在相当于开口部144的区域形成开口部。或者，也可以在第1绝缘层114，在对平坦化层142形成开口部144的阶段，形成使第1氧化物半导体层112a露出的开口部。平坦化层142的开口部144优选为以内壁面成为梯形的方式形成，以便形成有机el元件130。

图24a及图24b表示形成电子传输层148及电子注入层150的阶段。电子传输层148是使用金属氧化物材料形成的。作为金属氧化物材料，是使用和第1实施方式中叙述的材料相同的三元系氧化物材料、二元系氧化物材料、或一元系氧化物材料的溅射靶，利用溅射法制作的。电子注入层150是由c12a7电子盐制作的。电子注入层150也可以使用c12a7电子盐的溅射靶，利用溅射法制作。在该情况下，溅射法可以使用从由he(氦)、ne(氖)、n2(氮)、ar(氩)、no(一氧化氮)、kr(氪)、及xe(氙)所组成的群组选定的至少一种气体种类实施。电子传输层148及电子注入层150是在多个像素间共通使用的层，因此形成在配置像素122a的区域的大致整个面。

其后，形成发光层152、空穴传输层154、空穴注入层156、作为阳极的第2电极158，由此形成图11a及图11b所示的像素。发光层152是对应于红色像素、绿色像素、蓝色像素使用不同发光材料形成的。在从发光层152出射的光具有白色发光光谱的情况下，可作为各像素共通的层形成在显示区域121的大致整个面。空穴传输层154及空穴注入层156作为各像素共通的层形成在配置像素122a的区域的大致整个面。另外，作为阳极的第2电极158由于用作像素间的共通电极，因此形成在配置像素122a的区域的大致整个面。

根据本实施方式所涉及的显示装置120的制造方法，通过使用多阶光掩模201，能够削减制造所需的光掩模的数量。图25a至图25c中表示用于制造本实施方式所涉及的显示装置120的光掩模的电容元件128及选择晶体管124附近的图案。图25a是用来形成第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d和数据信号线134、第2电容电极160b的多阶光掩模201。多阶光掩模201的非透过区域203对应于形成数据信号线134及第2电容电极160b的区域。半透过区域202对应于形成第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d的区域。通过使用这种多阶光掩模201，能够通过1次曝光来制作多个图案(第1氧化物导电层108a、第2氧化物导电层108b、第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d、以及数据信号线134、第2共用布线136b、第2电容电极160b等)。图25b是用来形成第2氧化物半导体层112b的光掩模。通过使用这种光掩模，能够通过1次曝光来制作多个图案(第1氧化物半导体层112a及第2氧化物半导体层112b)。图25c是用来形成第1栅极电极116的光掩模。通过使用这种光掩模，能够通过1次曝光来制作多个图案(第1栅极电极116a及第1栅极电极116b)。由此，能够提高显示装置120的生产性，降低制造成本。在本实施方式中，虽然对选择晶体管124作为有机el元件用薄膜晶体管进行了讨论，但也可以应用于液晶显示元件。也可以改良图25a至图25c所记载的光掩模群而制作液晶显示元件用选择晶体管。

此外，在本实施方式中，表示的是选择晶体管124及驱动晶体管126均为顶栅极型结构，但本发明不限于此。例如，选择晶体管124及驱动晶体管126也可以使用下述在和第1栅极电极116重叠的区域配置有底栅极的双栅极型晶体管。另外，像素电路不限于图9所例示的电路，也可以将本实施方式所涉及的晶体管及有机el元件应用在1像素具有3个以上的晶体管的像素电路。

第3实施方式：

在第3实施方式中，对和第1实施方式不同构成的晶体管进行说明。在第3实施方式中，和第1实施方式的不同在于：在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)配置有第2栅极电极104。此外，对与第1实施方式相同的部分标注和上文说明相同的编号，从而省略重复的说明。

3-1.晶体管的结构

图26用截面图表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管100b的结构。晶体管100b包含设置在具有绝缘表面的衬底102上的、第2栅极电极104、第2绝缘层106、氧化物半导体层112、第1绝缘层114、第1栅极电极116。氧化物半导体层112从衬底102侧起具有第1区域112-1和第2区域112-2。

第2栅极电极104配置在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)。第2绝缘层106配置在氧化物半导体层112和第2栅极电极104之间。第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的另一个面侧(衬底102的相反侧)。第1绝缘层114配置在氧化物半导体层112和第1栅极电极116之间。第2栅极电极104和第1栅极电极116配置成包含隔着第2绝缘层106、氧化物半导体层112及第1绝缘层114重叠的区域。晶体管100b在氧化物半导体层112和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。第2绝缘层106在氧化物半导体层112和第2栅极电极104重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。第1绝缘层114在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。

在氧化物半导体层112和第2栅极电极104之间配置有第2绝缘层106。在氧化物半导体层112和第2绝缘层106之间配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112相接地设置。第1氧化物导电层108a的一端和第2氧化物导电层108b的一端配置成和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b中的一个发挥作为源极区域的功能，另一个发挥作为漏极区域的功能。根据图26所示的结构，通过将第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一端配置成和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠，从而不会在氧化物半导体层112形成偏移区域(电阻高的区域)，因此能够进一步提高导通电流。

和第1氧化物导电层108a相接地设置有第1布线110a，和第2氧化物导电层108b相接地设置有第2布线110b。第1布线110a配置在第1氧化物导电层108a和氧化物半导体层112之间，第2布线110b配置在第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112之间。通过将第1布线110a及第2布线110b分别和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b相接地设置，能够削减光刻工序的次数。

3-2.晶体管的工作/功能的说明

晶体管100b在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)配置有第2栅极电极104，在另一个面侧(和衬底102相反一侧)配置有第1栅极电极116。在氧化物半导体层112和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。构成氧化物半导体层112的第2区域112-2的载流子浓度低于第1区域112-1。因此，晶体管100b在氧化物半导体层112的第1区域112-1形成沟道。通过使电流流过氧化物半导体层112的第1区域112-1的第2区域112-2侧(第1栅极电极116侧)及第1区域112-1的第2绝缘层106侧双方(第1区域112-1的上下双方的界面)，能够提高晶体管100b的场效应迁移率。另外，能够抑制晶体管100b的阈值电压的变动，能够通过稳定的电特性来提高可靠性。

通过对第2栅极电极104及第1栅极电极116的一方施加一定电位(固定电位)，从而能够用作背栅极。在晶体管100b为n沟道型的情况下，例如对第2栅极电极104及第1栅极电极116的一方施加低于源极电位的电位，从而能够使其发挥作为背栅极电极的功能。由此，能够抑制晶体管100b的阈值电压的变动。另外，晶体管100b通过对第2栅极电极104及第1栅极电极116施加相同的栅极电压，能够作为双栅极晶体管进行工作。由此，晶体管100b能够实现导通电流的提高、频率特性的提高。

晶体管100b在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的第1区域112-1接触。氧化物半导体层112中，第1区域112-1的导电率高于第2区域112-2的导电率。因此，能够降低第1氧化物导电层108a和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻、及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻。换言之，通过使第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b接触于氧化物半导体层112的衬底102侧的面，能够降低接触电阻。氧化物导电层108的载流子浓度优选为10²⁰/cm³以上，更优选为10²¹/cm³以上。氧化物导电层108的导电率优选为1×10²s/cm以上，更优选为1×10³s/cm以上。和氧化物导电层108接触的氧化物半导体层112的第1区域112-1与氧化物导电层108相比，载流子浓度和导电率双方均小2位数以上。和氧化物半导体层112的第1区域112-1接触的氧化物半导体层112的第2区域112-2与第1区域112-1相比，载流子浓度和导电率双方均小2位数以上。氧化物半导体层112的第2区域112-2的载流子迁移率也小于氧化物半导体层112的第1区域112-1的载流子迁移率。

3-3.制造方法

关于晶体管100b的制造工序，在衬底102的一表面形成第2栅极电极104，在第2栅极电极104的上层形成第2绝缘层106、第2导电膜107、第3导电膜109，除此以外，和第1实施方式所涉及的晶体管的制造方法相同，因此这里仅对在衬底102之上形成第2栅极电极104的阶段进行说明。此外，第2栅极电极104可以使用和第1栅极电极116相同的金属材料来制作。

首先，在衬底102的一表面形成第1导电膜。其后，在第1导电膜之上利用光刻工序形成光阻掩模，并利用蚀刻加工形成第2栅极电极104。第1导电膜的膜厚没有限定，例如制作成100nm～2000nm左右的膜厚。第2栅极电极104优选为在截面观察下，端面成为梯形。第2栅极电极104通过使端面具有梯形，从而能够被第2绝缘层106确实地覆盖。因此，在用来形成第2栅极电极104的蚀刻工序中，优选进行所谓的梯形蚀刻，其能够一面按光阻掩模进行蚀刻，一面对第1导电膜进行异向性蚀刻。形成第2栅极电极104后残留的光阻掩模通过利用剥离液进行的处理、灰化处理而被去除。

和第1实施方式同样地，根据本实施方式所涉及的晶体管100b的制造方法，通过使用同一溅射靶并控制溅射气体的氧分压，能够连续地制作氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2，从而能够提高生产性。

第4实施方式：

本实施方式示出由具有和第3实施方式所示的晶体管相同结构的晶体管所构成的显示装置的一例。此外，对与第2实施方式相同的部分标注和上文说明相同的编号，从而省略重复的说明。

4-1.等效电路

图27表示本实施方式所涉及的显示装置的像素122b的等效电路。像素122b包含选择晶体管124b、驱动晶体管126b、电容元件128、有机el元件130。选择晶体管124b及驱动晶体管126b具有和第3实施方式所示的晶体管100b相同的构成。即，图27表示双栅极结构的晶体管，选择晶体管124b具有第2栅极电极104b及第1栅极电极116b，驱动晶体管126b具有第2栅极电极104a及第1栅极电极116a。

在本实施方式中，选择晶体管124b及驱动晶体管126b为n沟道型。选择晶体管124b的栅极(第2栅极电极104b及第1栅极电极116b)和栅极信号线132a连接。选择晶体管124b的输入/输出端子(源极及漏极)的一个端子和数据信号线134连接，另一个端子和驱动晶体管126b的栅极(第2栅极电极104a及第1栅极电极116a)连接。驱动晶体管126b的栅极(第2栅极电极104a及第1栅极电极116a)和选择晶体管124b的输入/输出端子的另一个端子连接。驱动晶体管126b的漏极和有机el元件130连接，源极和第2共用布线136b连接。电容元件128的一个端子和选择晶体管124b的输入/输出端子(源极及漏极)的另一个端子连接，另一个端子和第1共用布线136a连接。第1共用布线136a及第2共用布线136b例如被提供接地电位。

有机el元件130的一个端子和驱动晶体管126b的漏极连接，另一个端子和电源线138连接。电源线138被提供电源电位vdd，电源电位vdd高于共用布线136的电位。在本实施方式中，有机el元件130的和驱动晶体管126b的漏极连接侧的端子为阴极，和电源线138连接侧的端子为阳极。

4-2.像素的构成

将和图27所示的等效电路对应的像素122b的平面结构的一例在图28示出。另外，将和图28所示的a1-a2线及b1-b2线对应的截面结构分别在图29a及图29b示出。图29a表示驱动晶体管126b及有机el元件130的截面结构，图29b表示选择晶体管124b及电容元件128的截面结构。在以下的说明中，适当参照图28、图29a及图29b进行说明。此外，在图28所示的像素122b的俯视图中，省略有机el元件130的结构。

4-2-1.驱动晶体管

驱动晶体管126b具有和第3实施方式所示的晶体管100b相同的构成。即，驱动晶体管126b具有第2栅极电极104a、第2绝缘层106、第1氧化物半导体层112a、第1绝缘层114、第1栅极电极116a层叠而成的结构。第2栅极电极104a设置在衬底102和第2绝缘层106之间。第1栅极电极116a设置在第1绝缘层114的上层(和衬底102相反侧的面)。

在第2绝缘层106和第1氧化物半导体层112a之间设置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b通过设置成和第1氧化物半导体层112相接，从而发挥作为源极区域、漏极区域的功能。

第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b具有和第2栅极电极104a及第1栅极电极116a重叠的区域，设置成在俯视下从两侧夹住第2栅极电极104a及第1栅极电极116a。第2氧化物导电层108b至少在和第2栅极电极104a及第1栅极电极116a重叠的区域在俯视下具有弯曲成u字状的图案，第1氧化物导电层108a具有在第2氧化物导电层108b的弯曲成u字状的图案的内侧延伸的直线状的图案。图26所示的晶体管的截面图表示的是第1氧化物导电层108a至第2氧化物导电层108b的单位结构，在图28中，驱动晶体管126b的第2方向(d2方向)的截面图成为图26所示的截面图的重复结构。此外，第2栅极电极104a设置成和第1共用布线136a相同的层结构。

在本实施方式中，驱动晶体管126b中，氧化物半导体层112由第1区域112-1和第2区域112-2构成。并且，构成为第2区域112-2的载流子浓度低于第1区域112-1。由此，驱动晶体管126成为在氧化物半导体层112中，在远离第1绝缘层114的第1区域112-1形成沟道的结构。本实施方式所涉及的驱动晶体管126b通过在氧化物半导体层112的第1区域112-1和第1绝缘层114之间设置第2区域112-2，能够提高场效应迁移率。另外，能够抑制驱动晶体管126b的阈值电压的变动，能够通过稳定的电特性来提高可靠性。进而，驱动晶体管126b通过具有双栅极结构，电流驱动能力提高。因此，在驱动有机el元件130时，即便减小成为阳极的第2电极158的电压，也能够供给充分的电流。即便假设有机el元件的工作点变动，也能够根据工作点的变动进行定电流驱动。通过使驱动晶体管126b采用双栅极结构，从而能够降低功耗，因此能够解决使有机el显示装置大型化的情况下变得突出的发热问题，对延长有机el元件的寿命有效果。

4-2-2.选择晶体管

选择晶体管124b具有和第3实施方式所示的晶体管100b相同的构成。即，选择晶体管124b具有第2栅极电极104b、第2绝缘层106、第2氧化物半导体层112b、第1绝缘层114、第1栅极电极116b层叠而成的结构。选择晶体管124b在第2氧化物半导体层112b和第2栅极电极104b及第1栅极电极116b重叠的区域形成沟道。

在第2绝缘层106和第2氧化物半导体层112b之间设置有第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d。第3氧化物导电层108c及第4氧化物导电层108d通过和第2氧化物半导体层112b相接地设置，从而发挥作为源极区域、漏极区域的功能。

第3氧化物导电层108c和第4氧化物导电层108d具有和第2栅极电极104b及第1栅极电极116b重叠的区域，设置成在俯视下从两侧夹住第2栅极电极104b及第1栅极电极116b。第3氧化物导电层108c至少在和第2栅极电极104b及第1栅极电极116b重叠的区域，在俯视下具有弯曲成u字状的图案，第4氧化物导电层108d具有在第3氧化物导电层108c的弯曲成u字状的图案的内侧延伸的直线状的图案。图26所示的晶体管的截面图表示的是第1氧化物导电层108a至第2氧化物导电层108b的单位结构，在图28中，选择晶体管124b的第2方向(d2方向)的截面图成为图26所示的截面图的重复结构。此外，第2栅极电极104b设置成和第1电容电极160a相同的层结构。

4-3.晶体管的结构

如图29a及图29b所示，本实施方式所涉及的像素122b的结构成为第2电极158覆盖驱动晶体管126b及选择晶体管124b的整个面的结构。并且，驱动晶体管126b及选择晶体管124b具有底接触双栅极结构，其中，第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b配置成接触于形成沟道的氧化物半导体层112的下层，第2栅极电极104配置在氧化物半导体层112的下层侧，第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的上层侧。

图30a及图30b表示本实施方式所涉及的晶体管100b的底接触双栅极结构，其中，第1氧化物导电层108a和第2氧化物导电层108b配置成接触于氧化物半导体层112的下层，第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的上层侧，第2栅极电极104配置在氧化物半导体层112的下层侧。通过使氧化物半导体层112具有载流子浓度高于第2区域112-2的第1区域112-1，本实施方式所涉及的晶体管100b使电流流过氧化物半导体层112的第1区域112-1的第2区域112-2侧(第1栅极电极116侧)的区域，能够提高场效应迁移率。另外，通过使第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和导电率高的氧化物半导体层112的第1区域112-1接触，能够降低第1氧化物导电层108a和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻、及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112的第1区域112-1之间的接触电阻。

通过如本实施方式中所示的那样采用在氧化物半导体层112的下层侧及上层侧设置有栅极电极的构成，能够抑制正电荷在氧化物半导体层112的背沟道侧累积。这时，第2栅极电极104通过接地成为一定电位、或提供和第1栅极电极116相同的电压，从而能够使背沟道侧的电位变稳定。

图30a中，作为晶体管100b的一个形态，表示氧化物半导体层112的下层侧的第2栅极电极104和上层侧的第1栅极电极116与相当于源极/漏极电极的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b双方重叠的结构。第2栅极电极104的沟道长度方向的宽度wbottom和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b重叠宽度wov1，第1栅极电极116的沟道长度方向的宽度wtop和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b重叠宽度wov2。通过像这样使第2栅极电极104与第1栅极电极116和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一部分重叠，氧化物半导体层112的沟道区域实质上被遮挡而不受外部电场影响。由此，即便以覆盖晶体管100b的整个面的方式配置第2电极158，也能够不受来自第2电极158的电场的影响。并且，能够防止晶体管100b的阈值电压随时间的经过而变动。

图30b中，作为晶体管100b的一个形态，表示上层的第1栅极电极116和相当于源极/漏极电极的第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b双方重叠，第2栅极电极104不和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b交叠的结构。第1栅极电极116的沟道长度方向的宽度wtop和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b重叠宽度wov2。另一方面，第2栅极电极104的沟道长度方向的宽度wbottom比第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的间隔窄，偏移了宽度woff。通过像这样，至少使第1栅极电极116和第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一部分重叠，氧化物半导体层112的沟道区域实质上被遮挡而不受第2电极158的电场影响。因此，能够防止晶体管100b的阈值电压随时间的经过而变动。即，第1栅极电极和氧化物半导体层重叠的面积大于第2栅极电极和氧化物半导体层重叠的面积，由此，能够遮挡可能在背沟道侧累积的电荷的影响。换言之，通过在俯视下，将第2栅极电极104和第1栅极电极116重叠地配置，并且以覆盖第2栅极电极104的方式设置第1栅极电极116，能够遮挡可能在背沟道侧累积的电荷的影响。

此外，若考虑到光刻工序中的光掩模的对准精度，则优选使第1栅极电极的宽度wtop大于第2栅极电极104的宽度wbottom(wtop＞wbottom)。即，通过使上层的第1栅极电极116的宽度大于下层的第2栅极电极104，能够使光刻工序中的光掩模的对准精度有裕量，因此能够由第1栅极电极116确实地覆盖形成于氧化物半导体层112的沟道区域。

4-4.显示装置的制造方法

关于本发明的一实施方式所涉及的显示装置120制造工序，在衬底102的一表面形成第2栅极电极104，在第2栅极电极104的上层形成第2绝缘层106、第2导电膜107、第3导电膜109，除此以外，和第1实施方式所涉及的显示装置的制造方法相同，因此，这里，仅对在衬底102之上形成第2栅极电极104的阶段进行说明。

在衬底102之上形成第2栅极电极104a、104b、第1电容电极160a、第1共用布线136a。通过和第2栅极电极104a、104b相同的导电膜来形成第1共用布线136a及第1电容电极160a。因此，第2栅极电极104a和栅极信号线132a是利用形成为同一层的导电膜作为连续的一个图案形成的。同样地，第1共用布线136a和第1电容电极160a是利用形成为同一层的导电膜作为连续的一个图案形成的。

和第1实施方式同样地，根据本实施方式所涉及的显示装置120的制造方法，通过使用多阶光掩模201，能够削减制造所需的光掩模的数量。在图31a及图31b中表示制造本实施方式所涉及的显示装置120所使用的追加光掩模的电容元件128及选择晶体管124附近。图31a是用来形成第2栅极电极104b、第1电容电极160a、第1共用布线136a的光掩模。通过使用这种光掩模，能够通过1次曝光来制作多个图案(第2栅极电极104a、104b、第1电容电极160a、第1共用布线136a)。图31b是用来形成将第2栅极电极104b和第1栅极电极116连接的第3接触孔117c的光掩模。通过追加用于第1实施方式所涉及的显示装置120的制造方法的追加光掩模并使用这种光掩模，能够提高显示装置120的可靠性，降低功耗。

和第1实施方式同样地，根据本实施方式所涉及的晶体管100b的制造方法，通过使用同一溅射靶并控制溅射气体的氧分压，能够连续地制作氧化物半导体层112的第1区域112-1及第2区域112-2，能够提高生产性。

此外，在本实施方式中，表示的是选择晶体管124b及驱动晶体管126b均为双栅极型结构，但本发明不限于此。例如，选择晶体管124b或驱动晶体管126b也可以使用省略了第2栅极电极104b的顶栅极型晶体管。另外，像素电路不限于图27所例示的电路，也可以将本实施方式所涉及的晶体管及有机el元件应用于1像素具有3个以上的晶体管的像素电路。

第5实施方式：

在第5实施方式中，对和第1实施方式不同构成的晶体管进行说明。在第5实施方式中，与第1实施方式的不同在于：第1布线110a配置在第1氧化物导电层108a和第2绝缘层106之间，第2布线110b配置在第2氧化物导电层108b和第2绝缘层106之间。此外，对与第1实施方式相同的部分标注和上文说明相同的编号，从而省略重复的说明。

5-1.晶体管的结构

图32用截面图表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管100c的结构。晶体管100c包含设置在具有绝缘表面的衬底102上的、第2绝缘层106、氧化物半导体层112、第1绝缘层114、第1栅极电极116。

第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102的相反侧)。第1绝缘层114配置在氧化物半导体层112和第1栅极电极116之间。第1栅极电极116和氧化物半导体层112配置成包含隔着第1绝缘层114重叠的区域。晶体管100c在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。第1绝缘层114在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。

在氧化物半导体层112和衬底102之间配置有第2绝缘层106。在氧化物半导体层112和第2绝缘层106之间配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112相接地设置。第1氧化物导电层108a的一端和第2氧化物导电层108b的一端配置成与第1栅极电极116重叠。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b中的一个发挥作为源极区域的功能，另一个发挥作为漏极区域的功能。根据图32所示的结构，通过将第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一端配置成和第1栅极电极116重叠，从而不会在氧化物半导体层112形成偏移区域(电阻高的区域)，因此能够提高导通电流。

和第1氧化物导电层108a相接地设置有第1布线110a，和第2氧化物导电层108b相接地设置有第2布线110b。第1布线110a配置在第1氧化物导电层108a和第2绝缘层106之间，第2布线110b配置在第2氧化物导电层108b和第2绝缘层106之间。根据本实施方式所涉及的晶体管100c，通过使氧化物半导体层112不和第1布线110a及第2布线110b直接相接，从而防止用作布线材料的金属所导致的污染。

第6实施方式：

在第6实施方式中，对与第5实施方式不同构成的晶体管进行说明。在第6实施方式中，和第5实施方式的不同在于：在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)配置有第2栅极电极104。此外，对与第1实施方式至第5实施方式相同的部分标注和上文说明相同的编号，从而省略重复说明。

6-1.晶体管的结构

图33用截面图表示本发明的一实施方式所涉及的晶体管100d的结构。晶体管100d包含设置在具有绝缘表面的衬底102上的、第2栅极电极104、第2绝缘层106、氧化物半导体层112、第1绝缘层114、第1栅极电极116。

第2栅极电极104配置在氧化物半导体层112的一个面侧(衬底102侧)。第2绝缘层106配置在氧化物半导体层112和第2栅极电极104之间。第1栅极电极116配置在氧化物半导体层112的另一个面侧(衬底102的相反侧)。第1绝缘层114配置在氧化物半导体层112和第1栅极电极116之间。第2栅极电极104和第1栅极电极116配置成包含隔着第2绝缘层106、氧化物半导体层112及第1绝缘层114重叠的区域。晶体管100d在氧化物半导体层112和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠的区域形成沟道。第2绝缘层106在氧化物半导体层112和第2栅极电极104重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。第1绝缘层114在氧化物半导体层112和第1栅极电极116重叠的区域发挥作为栅极绝缘膜的功能。

在氧化物半导体层112和第2栅极电极104之间配置有第2绝缘层106。在氧化物半导体层112和第2绝缘层106之间配置有第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b和氧化物半导体层112相接地设置。第1氧化物导电层108a的一端和第2氧化物导电层108b的一端配置成与第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠。第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b中的一个发挥作为源极区域的功能，另一个发挥作为漏极区域的功能。根据图33所示的结构，通过将第1氧化物导电层108a及第2氧化物导电层108b的一端配置成和第2栅极电极104及第1栅极电极116重叠，从而不会在氧化物半导体层112形成偏移区域(电阻高的区域)，因此能够提高导通电流。

和第1氧化物导电层108a相接地设置有第1布线110a，和第2氧化物导电层108b相接地设置有第2布线110b。第1布线110a配置在第1氧化物导电层108a和第2绝缘层106之间，第2布线110b配置在第2氧化物导电层108b和第2绝缘层106之间。根据本实施方式所涉及的晶体管100d，通过使氧化物半导体层112不和第1布线110a及第2布线110b直接相接，从而防止用作布线材料的金属所导致的污染。

此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离主旨的范围内适当变更。另外，各实施方式能够适当组合。