半导体器件及其制造方法、液晶电视、和el电视的制作方法

专利名称：半导体器件及其制造方法、液晶电视、和el电视的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使用以喷墨法为代表的微滴释放(droplet discharge)法形成的半导体器件及其制造方法。
背景技术：
通常，通过使用光掩模经曝光步骤(下文称为光刻步骤)构图各种薄膜来制造所谓有源矩阵驱动型显示板或包括由玻璃衬底上方的薄膜晶体管(下文也称为″TFT″)代表的半导体元件的半导体集成电路。
在光刻步骤中，在将抗蚀剂施加到衬底的整个表面以执行预烘焙之后，经光掩模照射紫外光等，并因而进行显影以形成抗蚀剂图案。其后，蚀刻并除去存在于使用抗蚀剂图案作为掩模图案的膜图案的一部分中的薄膜(由半导体材料、绝缘材料或导电材料形成的薄膜)以构图薄膜；因而，形成膜图案。
另外，在参考文献1(参考文献1日本专利申请特开No.2000-188251)中提到了通过使用以具有精细直径的线形从喷嘴连续释放抗蚀剂的器件在半导体晶片上方形成薄膜、以减少形成薄膜所需的原材料损失的技术。
然而，在使用常规光刻步骤形成膜图案的步骤中，存在由于形成掩模图案的大量步骤、以及浪费膜图案和抗蚀剂的大部分材料而使产量减少的问题。
另外，用于光刻步骤的光刻器件难于同时执行对大尺寸衬底的曝光处理。因此，在使用大尺寸衬底制造半导体器件的方法中，存在由于需要大量的曝光时间而导致产量降低和产生与邻近图案不一致的问题。
此外，使用参考文献1中公开的技术通过使用微滴释放法，释放需要具有小直径液滴的溶液，以形成具有较小占用区域的精密半导体元件。为此目的，释放口的直径可做得非常小。然而，在这种情况下，在释放口的末端处附着、干燥并固化了释放溶液的化合物，并产生阻塞等。因而，难以连续和稳定地释放大量的释放溶液。结果，存在减少由半导体元件形成的半导体器件的处理量或产量的问题。

发明内容
鉴于上述问题提出本发明，本发明的目的是提供一种用于形成其中用较少数量的步骤增强材料适用性的膜图案的新方法。
另外，本发明的目的是提供制造具有半导体元件的半导体器件的方法和制造液晶电视和EL电视的方法，该半导体元件具有能够用少量的步骤和简化的原材料来降低成本并提高产量的精细结构。
本发明汇总如下在衬底上方形成光吸收层和通过使用溶液在光吸收层上方形成第一区域之后，用激光(也称为激光束)照射光吸收层以产生热量，接着通过用热量加热第一区域形成第一膜图案。
另外，根据本发明，在衬底之上形成光吸收层，在光吸收层上方施加或释放溶液，接着经衬底或溶液用聚焦于其上的激光照射光吸收层以产生热量，并通过产生在光吸收层中的热量加热溶液以形成第一膜图案。而且，根据本发明，通过使用第一膜图案作为掩模图案来蚀刻光吸收层形成第二膜图案。
根据本发明，衬底或溶液具有透光性，且光吸收层具有遮光性。
另外，根据本发明，在衬底上方形成光吸收层，在光吸收层上方施加或释放溶液，接着用聚焦于其上的激光照射光吸收层，将激光的光能转换为光吸收层中的热能；因而，通过使用热能改变溶液形成膜图案。此外，根据本发明，通过使用第一膜图案作为掩模图案蚀刻光吸收层形成第二膜图案。
在照射表面中激光具有凸曲线形、典型地高斯分布或梯形的光强。在高斯型曲线中，底角张开并具有较窄宽度的顶点。另外，光吸收层吸收具有固定波长的光以将光能转换为热能。因此，通过适当控制聚束点的尺寸、激光的光强、和光吸收层的薄膜厚度、吸光系数和导热性在具有仲裁形的区域中将激光的光能转换为热能。典型地，当光吸收层的导热性较低时，在比照射表面中的激光束更小的区域中将激光的光能转换为热能。可选择地，当光吸收层的导热性较高时，在比激光束更大的区域中将激光的光能转换为热能。因而，通过使用热能改变为了与光吸收层接触而施加或释放的溶液。换句话说，蒸发溶液的溶剂，且促使溶解的物质粘合或聚集，并进一步烘焙。因此，可以形成具有仲裁形的膜图案，典型地超出了光衍射极限的精细膜图案。
另外，根据本发明，在半导体器件中将栅电极的宽度形成0.1μm至10μm，其中通过选择性形成图案的方法形成制造半导体器件所需的至少一个或多个图案，例如形成布线层或电极、半导体区和为了形成预定图案的掩模层。
作为选择性形成图案的方法，通过微滴释放法(也称为根据该方法的喷墨法)在光吸收层之上选择性地释放为特殊目的混合的组合物溶液以形成预定的图案，接着通过使用聚焦其上的激光照射光吸收层的表面而产生热量，并通过使用该热量加热组合物溶液，因而，形成膜图案。
在本发明中，将绝缘材料、导电材料或具有遮光性和热阻性的半导体材料用作光吸收层。具有遮光性的材料指能够吸收具有紫外光线波长、可见光或红外线，优选具有从400nm至700nm波长的光的材料。典型地，可以使用钛(Ti)、铝(Al)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铜(Cu)、铬(Cr)、钕(Nd)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镉(Cd)、锌(Zn)、硅(Si)、锗(Ge)、锆(Zr)、钡(Ba)元素，包含作为主要成分的上述元素的合金材料，单层氮化合物、氧化物、碳化物或卤素化合物，或其叠层。另外，可以使用其中分散有吸光的颗粒、颜料等的绝缘膜。
另外，本发明中使用的激光振荡器是能够振荡具有紫外光线、可见光或红外线的光的激光器。典型地，使用准分子激光振荡器例如KrF、ArF、XeCl或Xe，气体激光振荡器例如He、He-Cd、Ar、He-Ne或HF，使用晶体的固态激光振荡器例如用Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti或Tm掺杂的YAG、GdVO4、YVO4、YLF或YalO3或半导体激光器例如GaN、GaAs、GaAlAs或InGaAsP。
将分散或溶解导体的溶液、具有热塑性材料或热固性材料的溶液用作用于第一区的溶液，换句话说，施加或释放在光吸收层上方的溶液。将例如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Ba的金属精细颗粒、金属卤化物等或分散的纳米颗粒用作其中导体溶解或分散在溶剂中的溶液的导体。可替换地，可以使用用作透明导电膜的氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、加有镓的氧化锌(GZO)、含有氧化硅的氧化铟锡、有机铟、有机锡等。另外，通过堆叠由其材料形成的导电层来形成第一导电层。
下列为用作具有热塑性材料或热固性材料的溶液含有聚酰亚胺、丙烯、酚醛清漆树脂、密胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂、呋喃树脂、邻苯二甲酸二烯丙基树脂、聚氯乙烯树脂、乙酸乙烯树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、异丁烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸脂、聚酯、聚酰胺(尼龙)等的溶液。另外，也可以使用PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、硅酸盐系统SOG(玻璃上旋涂)、聚硅氨烷基SOG和由烷氧基硅酸盐基SOG和聚甲基丙烯酸甲酯硅氧烷代表的具有Si-CH3键的SiO2。
在本发明中，给出由半导体元件组成的集成电路、显示器件、无线标志、IC标志等作为半导体器件的实例。典型地给定液晶显示器件、发光显示器件、DMD(数字微镜器件)、PDP(等离子体显示屏)、FED(场发射显示器)、电泳显示器件(电子纸)等作为显示器件的实例。注意TFT是正向交错TFT或反向交错TFT(沟道蚀刻TFT或沟道保护TFT)。
注意，在本发明中，显示器件指的是使用显示元件的器件，换句话说，是图像显示器件。另外，显示器件中包含连接器例如柔性印刷电路(FPC)、TAB(磁带自动连接)磁带或TCP(磁带载体封装)连接到显示板的模块、在TAB磁带或TCP的末端提供柔性印刷电路板的模块和通过COG(玻璃上的芯片)法在显示元件上直接安装IC(集成电路)或CPU的模块。
另外，本发明包括如下结构。
根据本发明的一个特征，制造半导体器件的方法，包括如下步骤在衬底上方形成光吸收层，通过使用溶液在光吸收层上方形成第一区域，通过用激光照射光吸收层来产生热量和通过用热量加热第一区域来形成第一膜图案。
根据本发明的另一特征，制造半导体器件的方法包括如下步骤在衬底上方形成光吸收层，在光吸收层上方施加或释放溶液，通过用聚焦其上的激光照射光吸收层来产生热量，和通过用热量加热溶液来形成第一膜图案。
根据本发明的另一特征，制造半导体器件的方法。包括如下步骤在衬底上方形成光吸收层，在光吸收层上方施加或释放溶液，通过用聚焦其上的激光照射光吸收层，将激光的光能转换为热能，和通过使用热能改变溶液来形成第一膜图案。
注意平行于衬底表面的表面中的第一膜图案的截面形状类似于激光的光束形状并小于激光束形状。
另外，光吸收层具有热阻性和遮光性。优选地，光吸收层吸收具有紫外光、可见光或红外光的波长的光。更优选地，光吸收层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
此外，第一膜图案或第二膜图案的宽度是从0.1μm到10μm。
当衬底具有透光性时，激光穿过衬底照射，即，从衬底下面照射。另外，当溶液具有透光性时，激光穿过溶液照射，即，从溶液上面照射。
当溶液包括导体时，第一膜图案是通过聚集导体形成的导电膜。另外，光吸收层是具有绝缘性的层或具有导电性的层。在这种情况下，通过使用第一膜图案作为掩模蚀刻光吸收层形成第二膜图案。
另外，当溶液具有热固材料或热塑材料时，第一膜图案由有机树脂形成。在这种情况下，通过使用第一膜图案作为掩模蚀刻光吸收层形成第二膜图案。在这种情况下，光吸收层是具有导电性的层或具有绝缘性的层。
根据本发明的另一特征，半导体器件包括形成在衬底上方的光吸收层，形成在光吸收层上方的导电膜，和垂直于衬底表面的表面中的导电膜的截面形状具有高斯曲线形状。
根据本发明的另一特征，半导体器件包括形成在衬底上方的光吸收层，形成在光吸收层上方的导电膜，垂直于衬底表面的表面中的导电膜的截面形状具有梯形。
导电膜的宽度从0.1μm到10μm并通过聚集导体形成，且光吸收层具有绝缘特性。
另外，光吸收层具有热阻性和遮光性。优选地，光吸收层吸收具有紫外光、可见光或红外光的波长的光。更优选地，光吸收层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
根据本发明的另一特征，半导体器件包括由多层形成的导电膜，通过聚集导体形成导电膜的上层，垂直于衬底表面的截面形状具有高斯曲线形状，以及导电膜的下层具有遮光性。
根据本发明的另一特征，半导体器件包括由多层形成的导电膜，通过聚集导体形成导电膜的上层，垂直于衬底表面的截面形状具有梯形，以及导电膜的下层具有遮光性。
根据本发明的另一特征，液晶电视或EL电视包括含有具有作为栅电极的导电膜和连接半导体元件的像素电极的半导体元件的显示器件。
注意导电膜的下层具有热阻性。另外，导电膜的下层吸收具有紫外光、可见光或红外光的波长的光，更优选地，具有从400nm至700nm波长的光。
根据本发明，在形成半导体元件的膜图案，例如，形成布线层或电极的导电层、半导体区、形成预定图案的掩模层等的情况下，通过使用微滴释放方法改变包含其薄膜材料的液滴的释放口的喷嘴与衬底之间的相对位置，因而，将微滴释放到任意位置。另外，根据喷嘴直径、液滴的释放量、喷嘴的移动速度和其中形成释放物质的衬底中的相对关系调整待形成的图案的厚度或宽度。因此，甚至在具有超过1m或2m的边的大尺寸衬底上以高精确度将膜图案释放到所期望的位置。
另外，通过用光吸收层将激光的光能转换为热能核并使用该热能，在不用光掩模的情况下，在用激光照射的区域中形成具有所期望的图形的膜图案。
此外，由于通过光吸收层将激光的光能转换为热能并使用了该热能，所以可以根据光吸收层的热导性形成具有超过衍射极限的非常精细形状的膜图案。因此，处理通过使用微滴释放法形成精细膜图案，并因此，形成具有精细结构的半导体元件。另外，由于形成其中W/L随精细结构增加的半导体元件，所以能以较低的成本和高处理量或产量制造具有高驱动电容的半导体器件。此外，能够通过使用精细半导体元件以较低的成本和高处理量或产量制造半导体器件，例如具有高孔径比的高集成电路或显示器件，和具有半导体器件的液晶电视和EL电视。
通过参照附图阅读下面详细的说明书，本发明的这些和其它目的、特征和优势将更加明显。


图1A至1D是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图2A至2D是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图3A至3D是根据本发明某一方面半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图4A至4E是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；
图5A至5D是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图6A至6D是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图7A至7E是根据本发明某一方面的半导体器件结构的说明性截面图；图8A至8D是当用激光照射光吸收层时，激光的强度和热分布的说明性截面图；图9A至9C是根据本发明某一方面的安装显示器件的驱动电路的方法的说明性顶视图；图10A至10D是根据本发明某一方面的安装显示器件的驱动电路的方法的说明性截面图；图11是电子器件的结构的说明性框图；图12是电子器件的实例的说明性图；图13A和13B是电子器件的一个实例的说明性图；图14是显示根据本发明某一方面的，在液晶显示板中在由TFT形成扫描线侧驱动电路的情况下的电路构造图；图15是显示根据本发明某一方面的，在液晶显示板中在由TFT形成扫描线侧驱动电路的情况下的电路构造图(移位寄存器电路)；图16是显示根据本发明某一方面的，在液晶显示板中在由TFT形成扫描线侧驱动电路的情况下的电路构造的图(缓冲器电路)；图17A至17F是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图18A至18E是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图19A至19C是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图20是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图21是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图22是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图23是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；
图24是可以应用于本发明的某一方面的微滴释放装置结构的说明性图；图25A和25B是可以应用于本发明某一方面的滴落液晶的方法的说明性透视图和截面图；图26是根据本发明某一方面的液晶显示模块的结构的说明性视图；图27A至27C是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤地说明性截面图；图28A至28C是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤地说明性截面图；图29A至29C是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤地说明性截面图；图30A和30B是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤地说明性截面图；图31是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图32是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图33是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图34是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；图35A至35C是根据本发明某一方面的发光显示模块的结构的说明性视图；图36A至36D是可以应用于本发明的某一方面的发光元件的方式的说明性图；图37A至37F是可以应用于本发明的发光显示板的像素结构的说明性等效电路图；图38A至38C是本发明的发光显示板的结构的说明性顶视图和截面图；图39是根据本发明某一方面的激光直接绘图装置的说明性示意图；图40A至40E是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图41A至41E是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性截面图；图42A至42D是根据本发明某一方面的半导体器件的制造步骤的说明性顶视图；
图43是根据本发明某一方面的膜图案的截面形状的说明性顶视图；图44A至44F是根据本发明某一方面的膜图案的截面形状的说明性顶视图和截面图；具体实施方式
下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的实施例模式。本领域的技术人员很容易理解可以以多种模式制造本发明，且在不脱离本发明的目的和范围的情况下可以以多种方法修改这里公开的实施例和细节。因此，在该实施例模式中本发明不解释为对说明的限制。另外，在所有图形中，相同的附图标记表示相同的部分，将不重复具体的说明。
在该实施例模式中，参照图1A至1D和图8A至8D描述在光吸收层中使用通过吸收激光光能产生的热能来形成膜图案的步骤。
如图1A中所示，光吸收层102形成在衬底101的上方，然后，将溶液103施加或释放到光吸收层102的上方。
透光衬底用作衬底101。典型地，使用玻璃衬底、石英衬底、具有能够经受后期步骤的处理温度的抗热性并具有透光性的塑料衬底等。另外，当衬底101是玻璃衬底时，使用320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm等的大面积衬底。这里使用石英衬底作为衬底101。
注意，在使用塑料衬底作为衬底101的情况下，使用具有比较高的玻璃转化点的衬底，例如PC(聚碳酸脂)、PES(聚乙烯砜)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(polyethylene naphthalate)。另外，优选防止由于加厚光吸收层的厚度的热量并避免由激光照射产生的热量传导给衬底一侧所导致的变形。
将微滴释放法、印刷法、电场电镀法、PVD(物理汽相淀积)法或CVD(化学汽相淀积)法用作形成光吸收层102的方法。注意，在使用微滴释放法的情况下，优选在减压或通过激光照射以蒸发溶剂来形成光吸收层。
具有遮光性的材料，换句话说，能够吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光，优选具有400nm至700nm波长的光(可见光)，并能经受由激光照射产生的热量的绝缘材料、导电材料或半导体材料可以用作光吸收层102的材料。典型地，可以使用钛(Ti)、铝(Al)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Mo)、铜(Cu)、铬(Cr)、钕(Nd)、铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镉(Cd)、锌(Zn)、硅(Si)、锗(Ge)、锆(Zr)和钡(Ba)元素；包含作为主要成分的上述元素的合金材料；单层氮化合物、氧化合物、碳化合物或卤素化合物；或其叠层。另外，可以使用分散有能够吸光的颗粒、色素等的绝缘膜。而且，可以给出非晶硅、多晶硅、含有镓的硅等作为半导体材料的典型实例；然而，优选控制激光的照射能量，以便当发射激光时，防止光吸收层被剥落。
这里将其中分散了微晶硅的氧化硅膜用作光吸收层102。利用溅射法、激光烧蚀淀积法或CVD法，通过在石英衬底上方沉积SiOx(X＝1.2至1.8)形成光吸收层。接着，用快速加热装置在氮气气氛中将光吸收层在1300℃下加热10分钟，以在SiOx中沉淀微晶硅。由于微晶硅分散到氧化硅膜中，所以该膜具有绝缘性。此外，由于能量带隙通过量子尺寸效应增大，所以微晶硅可以有效地吸收具有从400nm至700nm波长的光。
在通过微滴释放法形成溶液103的情况下，使用其中导体溶解或分散到溶剂、热塑性材料或热固性材料中的溶液用于从释放口中释放的溶液。
金属颗粒如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al、Ta、Mo、Cd、Zn、Fe、Ti、Si、Ge、Zr或Ba，金属卤化物等的精细颗粒或分散剂纳米颗粒，可以用作其中导体溶解或分散在溶剂中的溶液的导体。可替换地，使用用作透明导电膜的氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、加有镓的氧化锌(GZO)、含有氧化硅的氧化铟锡、有机铟、有机锡等。另外，通过堆叠由其材料形成的导电层可以形成第一导电层。
例如醋酸丁酯或醋酸乙酯的酯、例如异丙醇或乙醇的醇、例如甲乙酮或丙酮的有机溶剂等可以用作溶剂。
由于考虑到具体的阻抗值，优选使用其中金、银或铜中任意一种材料溶解或分散到溶剂中的溶液，更优选，具有低阻抗和低价格的银或铜用作从释放口释放的溶液。然而，在使用铜的情况下，优选额外地提供阻挡膜作为阻挡杂质的手段。
这里，在使用铜作为布线的情况下，含有氮的具有绝缘特性或导电性的物质，例如氮化硅、氧氮化硅、氮化铝、氮化钛或氮化钽(TaN氮化钽)可以用作阻挡膜，通过微滴释放法形成该阻挡膜。
含有聚酰亚胺、丙烯、酚醛清漆树脂、密胺树脂、苯酚树脂、环氧树脂、硅酮树脂、呋喃树脂、邻苯二甲酸二烯丙基树脂、聚氯乙烯树脂、乙酸乙烯树脂、聚乙烯醇、聚苯乙烯、甲基丙酸烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺(尼龙)等以及抗蚀剂的溶液用作热塑性材料或热固性材料。也可以使用PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、硅酸盐系统SOG(玻璃上旋涂)、由烷氧基硅酸盐基SOG和聚甲基硅氧烷代表的具有Si-CH3键的聚硅氮烷基SOG和SiO2。
注意使用微滴释放法的溶液的粘度优选从5mPa·s至20mPa·s，从而防止溶液干燥并可以从释放口平滑地释放。另外，表面张力优选40m/N或更小。注意，优选根据溶剂或应用来任意地调整溶液的粘性等。
优选导体颗粒的直径尽可能的小，以便防止喷嘴阻塞，并制造高分辨率的图案，尽管这取决于每个喷嘴的直径、希望的图案形状等。颗粒的直径优选0.1μm或更小。通过公知的方法例如电解法、雾化法或湿法还原法形成溶液，且颗粒尺寸通常近似0.5μm至10μm。然而，在由气体蒸发法形成溶液的情况下，用分散剂保护的纳米颗粒尽可能的精细到近似7nm。当纳米颗粒的每个表面由涂层覆盖时，纳米颗粒在室温下均匀地分散而没有粘着于溶剂中，并表现出几乎与液体一样的性质。因此，优选使用涂层。
可以在减压的情况下执行释放溶液的步骤。这是因为溶液的溶剂在从释放溶液直到溶液附着于待处理目标的期间挥发了，因而，可以省略或缩短干燥并烘焙溶液的后续步骤。在氧气气氛、氮气气氛或大气中进行释放。然而，优选在氧气气氛中进行释放，其中容易除去金属元素分解的或分散的溶剂。
这里，选择性地释放并干燥其中分散了几nm银颗粒的溶液(下文中，称为“Ag胶”)103。
接着，以激光104通过用激光直接绘图装置聚焦其上来照射光吸收层102。这里，用激光从衬底101下面照射光吸收层102。
这里，参照图39描述通过激光的直接绘图装置。如图39所示，激光直接绘图装置1001提供有当发射激光时进行各种控制的个人电脑(下文，称为PC)1002、其中输出激光的激光振荡器1003、激光振荡器1003的电源1004、用于削弱激光的光学系统(ND滤波器)1005、用于调制激光强度的声-光调制器(AOM)1006、含有用于收缩激光截面的透镜的光学系统1007、用于改变光路等的镜面、具有X台和Y台的衬底移动机制1009、用于将从PC输出的控制数据从数字数据转换为模拟数据的D/A转换器1010、根据从D/A转换器输出的模拟电压控制声-光调制器1006的驱动器1011、和输出用于驱动衬底移动机制1009的驱动信号的驱动器1012。
能够振荡紫外光、可见光或红外光的激光振荡器可以用作激光振荡器1003。准分子激光振荡器例如KrF，ArF，XeCl或Xe；气体激光振荡器例如He，He-Cd，Ar，He-Ne或HF；使用晶体例如掺杂了Cr，Nd，Er，Ho，Ce，Co，Ti或Tm的YAG，GdVO4，YVO4，YLF或YAlO3的固体激光振荡器、或半导体激光振荡器例如GaN，GaAs，GaAlAs或InGaAsP可以用作激光振荡器。注意优选将从基波的一次谐波到五次谐波应用于固体激光振荡器。
接着，说明使用激光直接绘图装置的照射方法。当衬底移动机制1009装备有衬底1008时，PC 1002通过图中未显示的照相机检测在衬底上给定的标记的位置。接着，PC 1002基于检测标记的位置数据的和以前输入的绘制图案数据，产生用于移动衬底移动机制1009的移动数据。其后，PC 1002用于控制经驱动器1011待从声-光调制器1006输出的光量，由此通过光学系统1005削弱从激光振荡器1003输出的激光。因此，通过使用声-光调制器1006，控制光量以便获得预定量的光。在另一方面，用光学系统1007改变从声-光调制器1006输出的激光束斑的光路和形状，激光会聚在透镜上。然后，用激光照射形成在衬底上的光吸收层。同时，控制衬底移动机制1009，以根据由PC 1002产生的移动数据向X方向和Y方向移动。结果，用激光照射预定位置，并通过光吸收层将激光光能转换为热能。
如图1B所示，通过在光吸收层中转换的热能改变部分溶液103。由于具有更短波长的激光束能够立刻以短光束直径会聚，所以优选发射具有较短波长的的激光束，以形成具有细微宽度的膜图案。
另外，用光学系统处理光吸收层表面上激光的束斑形状，由此成为点形、环形、椭圆形、长方形或线形(精确地，长方形)形状。
而且，图39中的器件显示了这些的示例，其中安装衬底的表面(其上形成光吸收层102和溶液103的表面)使其面向衬底移动机制，且衬底的背侧置于作为顶表面，接着激光通过衬底移动机制的表面照射。然而，通过适当改变光学系统或衬底移动机制、并安装衬底的背侧使其面对衬底移动机制，可以将其中激光经衬底移动机制的背侧照射的激光直接绘图装置用于器件。
这里应注意，通过移动衬底使用激光束选择性地照射衬底；然而，不限于此，可以通过朝X-Y轴方向扫描用激光束照射衬底。在这种情况下，在具有高重复位置精确度的照射表面中具有射束点的优选线性的多角镜、检流镜、声-光调制器(AOD)等优选用作光学系统1007。而且，通过使用朝X轴方向移动的衬底移动机制1009和朝Y轴方向扫描的光学系统1007可以发射高精确的激光。
注意激光被吸收在光吸收层中，通过产生的热能改变溶液，然后形成膜图案。因此，在比在没有通过使用复杂光学系统聚焦激光束以获得精细图案的情况下通过适当控制射束点的尺寸、激光强度和膜厚、光吸收层的吸收系数和热导率的照射面中的激光的射束点更小的区域中将激光能转换为热能；因而，可以形成精细膜图案。而且，较容易地设计光学图案，并且由于不需要许多光学系统的数量，因此能够降低成本。
这里，参照图8A至8D描述当用激光照射光吸收层时激光的强度和热分布。
图8A是区域105的放大图，其包括用激光照射的光吸收层102和提供在图1A中光吸收层之上的溶液103。
用其照射光吸收层102的激光104的强度106在图形被称为高斯分布的射束点的中心最高。将吸收在光吸收层中的激光的强度转换为热能。此时光吸收层中深度方向的温度取决于激光的强度。因此，温度107的图形以与激光强度相同的方式显示了高斯形曲线。在高斯形曲线中，底部张开并具有较窄宽度的顶峰。因此，具有恒温或更大的区域制作得比激光束的直径更小。
结果，如图1B和8B所示，在部分的光吸收层102中形成发热区111。发热区的热能传导到溶液103以改变溶液。典型地，聚集、焊接并烘焙溶液中的导体(细微颗粒)，或塑化或固化溶液。从而，可以形成第一膜图案112。在光吸收层中，具有恒温或更高的区域比激光束的直径更小；因此，第一膜图案的宽度形成0.1μm至10μm。
在该实施例模式中，形成含有作为主要成分的银的导电层作为第一膜图案112。注意形成导电层以使作为导体的精细颗粒在三维空间中彼此不规则地重叠。换句话说，导电层由三维聚集颗粒构成。因此，导电层的表面具有细微的凹陷和凸出。另外，根据光吸收层的温度和热辐射周期将精细颗粒熔化成其构件。根据光吸收层的温度和热辐射周期增加此时聚集体的尺寸；因此，形成了具有不同高度表面的层。注意，熔化精细颗粒的区域具有多晶结构。
另外，根据加热温度、气氛或周期，由有机材料形成的粘合剂留在导电层中。
在用激光照射导体的情况下，当在O2气氛中进行激光照射时，分解包含在导体分散或溶解的溶液中的有机材料例如粘合剂(热固性树脂)。因而，可以获得含有少数有机材料的导电层。
接着，通过除去加热未改变的溶液103形成第一膜图案112。
图43显示此时衬底的顶视图。如图43所示，平行于衬底表面的第一膜图案112的截面形状几乎类似于照射光吸收层的激光的射束点108，且射束点的面积和直径较小。另外，在通过相对于衬底移动激光进行激光照射的情况下，平行于衬底表面的第一膜图案112的截面形状几乎类似于激光的照射区域，且射束点的直径较小。
如图8C所示，当激光强度153的图形为梯形(顶扁平形)时，温度分布154的图形也具有梯形。通过使用波面转换光学元件可以形成具有上述强度的激光。给定衍射光学元件、折射光学元件、反射光学元件、光学波导等作为波面转换光学元件的典型实例。给定全息光学元件、二元光学元件等作为衍射光学元件的典型实例。光学波导是发射光停在固定区域中，并接着引导能量流使其平行于路径轴传输的物体。使用光管或光学纤维作为光学波导。光管是从一个边缘到另一个边缘传输光并典型地具有如圆锥形、金字塔形、圆柱形或棱镜形形状的物体。注意镜子反射、使用彼此面对的两个反射表面上的反射的目标等用作传输光的方法。引入光学波导的激光束反复地在光学波导中反射以到达出口。光强度不均匀的表面形成在光学波导的出口中的射束点中。
因此，如图8D所示，加热区155形成在部分的光吸收层102中。加热区的热量传导到溶液103以改变溶液。典型地，聚集、熔焊并烘焙溶液中的颗粒，或者塑化或固化溶液。因此，可以形成具有梯形的第一膜图案156。
注意参照图44描述通过扫描在图所示的箭头方向上的连续波激光形成的第一膜图案的截面形状。
图44A是通过用其光强图形具有像高斯分布的形状的激光照射光吸收层2201而形成的第一膜图案2202的顶视图。图44B和44C各自显示沿图44A的线a-b和c-d的截面。
如图44B所示，沿平行于激光扫描方向的轴的第一膜图案的截面图形2203具有梯形。
另外，如图44C所示，沿垂直于激光扫描方向的轴的第一薄膜的截面图形2204具有高斯曲线形状。
相似地，图44D显示了通过用其光强的图形具有梯形的激光照射光吸收层2211形成的第一膜图案2212的顶视图。图44E和44F各自显示沿图44D的线e-f和g-h的截面。
如图44E所示，沿平行于激光扫描方向的轴的第一膜图案的截面图形2213具有梯形。
另外，如图44F所示，沿垂直于激光扫描方向的轴的第一薄膜的截面图形2214具有梯形。
注意在使用透光材料用于溶液103的情况下，可以通过用激光经溶液表面照射光吸收层形成膜图案。这是因为溶液不吸收激光，因此，经溶液传输的激光被吸收在光吸收层中，可以通过吸收产生热量，且可以通过热量改变部分的溶液。
经上述步骤，在不使用光掩模的情况下形成具有所期望的图案的膜图案。另外，可以形成具有比激光的射束点更窄宽度的膜图案。而且，可以在不使用复杂光学系统转换激光的情况下形成具有窄宽度的图案。
在该实施例模式中，参照图2A至2D描述了当光吸收层102由导电材料形成并且使用导体溶解或分散在溶剂中的溶液作为实施例模式1中的溶液103时形成膜图案的方法。
如图2A和2B所示，以及在实施例模式1中，将溶液103施加或释放到光吸收层202上方以形成其中部分溶液被激光的热量烘焙的第一膜图案112。这里，用溅射方法通过使用钨靶和氩气形成钨膜作为光吸收层202。银(Ag)胶用作溶液103。形成包含作为主要组分的银的导电层作为第一膜图案112。其后，除去未改变的溶液103。
其次，如图2C所示，通过使用第一膜图案112蚀刻光吸收层202。结果，形成第二膜图案221，如图2D所示。换句话说，可以形成具有导电叠层结构的导电膜图案。此时上层中的第一膜图案112对应于激光强度曲线。在该实施例模式中，第一膜图案具有高斯曲线形状。另外，下层中的第二膜图案221具有遮光性。而且，第一膜图案和第二膜图案的各自宽度从0.1μm至10μm。
以及在实施例模式1中，在使用用于溶液103的透光材料的情况下，可以通过经溶液表面用激光照射光吸收层形成第一膜图案。
经过上述步骤，能够不使用掩模形成具有希望形状和叠层结构的膜图案。另外，可以形成比激光束的直径更精细的膜图案。
在该实施例模式中，参照图3A至3D描述用激光形成掩模图案和用掩模图案形成膜图案的步骤。
如图3A所示，在衬底101上方形成绝缘薄膜301以在绝缘薄膜上方形成光吸收层202。绝缘薄膜301用作蚀刻停止层；因而，使用氧化硅、氮化硅等。具有导电遮光性的导电膜用作光吸收层202。
其次，在光吸收层上方释放溶液302。使用热固性材料或热塑性材料作为溶液材料。这里使用为热固性材料的聚酰亚胺作为溶液302。接着，从衬底101下面用激光104照射光吸收层202。结果，如图3B所示，在部分的光吸收层202中形成加热区311。加热区的热量传导给溶液302，接着改变溶液并塑化或固化。由于使用热固性材料作为溶液，可以这里可以形成由有机树脂形成的、具有高斯曲线形状的表面的第一膜图案312。
其次，如图3C所示，通过使用第一膜图案312蚀刻光吸收层202以形成第二膜图案321。这里，第二膜图案321是具有所期望的形状的导电层。另外，第二膜图案的宽度从0.1μm至10μm。
其次，如图3D所示，除去第一膜图案312。
以及在实施例模式1中，在使用用于溶液302的透光材料的情况下，可以通过经溶液表面用激光照射光吸收层形成第一膜图案。
经过上述步骤，能够不使用光掩模形成具有所期望的形状的膜图案。另外，可以形成比激光射束点更精细的膜图案。

在实施例模式中，参照图4A至4E描述制造具有较窄宽度的栅电极层的TFT的步骤。注意沟道蚀刻型TFT用于描述本实施例中的TFT。通过应用实施例模式1形成栅电极层；然而，不限于此，可以适当地应用实施例模式2和实施例模式3。
如图4A所示，通过使用实施例模式1在衬底101上方形成光吸收层102以在其上形成充当栅电极层并具有高斯曲线形状的第一膜图案112。栅电极层的宽度从0.1μm至10μm。
其次，第一绝缘薄膜401、具有导电性的第一半导体膜402和第二半导体膜403顺序地层叠在衬底和栅电极层上方。第一绝缘膜、第一半导体膜和第二半导体膜各自充当随后形成的TFT的栅绝缘膜、沟道形成区和源区和漏区。
通过使用形成薄膜的方法例如等离子体CVD法或溅射法形成具有氮化硅、氧化硅或含有绝缘膜的其它硅的单层或叠层结构的第一绝缘膜401。另外，优选形成具有其中从与栅电极层接触的一侧开始连续叠置氮化硅膜(氮氧硅膜)、氧化硅膜和氮化硅膜(氮氧硅膜)的叠层结构的第一绝缘薄膜。由于栅电极层与该结构中的氮化硅膜接触，所以可以防止由于氧化而导致的恶化。
第一半导体膜402由具有选自非晶半导体、其中非晶态和晶态混合的半非晶半导体(也称为SAS)、其中非晶半导体中可以观察到0.5nm至20nm晶粒的微晶半导体和结晶半导体中的任意状态的薄膜形成。特别地，其中能够观察到0.5nm至20nm的晶粒微晶态称作微晶(μc)。任何半导体包括作为主要成份的硅、锗化硅(SiGe)等，并可以使用具有从10nm至60nm膜厚的半导体膜。
SAS是具有位于非晶结构与晶体结构(包括单晶和多晶结构)之间的中间结构的半导体，并具有就自由能来说是稳定的第三态。SAS包括具有短程有序和晶格畸变的晶体区域。另外，至少在膜中的部分区域中可以观察到从0.5nm至20nm的晶体区域。当包含作为主要成份的硅时，喇曼光谱转换为小于520cm-1的低频一侧。在X射线衍射中观察到由硅的晶格引起的(111)或(220)的衍射峰。另外，包括至少1原子％或更多的氢或卤素以终止不饱和键。
通过硅化物气体的辉光放电分解获得SAS。SiH4用作典型地硅化物气体，除此之外，还可以使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。用氢或氟，或者氢或氟和一种或多种氦、氩、氪和氖的稀有气体稀释硅化物气体，因此，很容易形成SAS。此时，优选稀释硅化物气体以使稀释率在从10倍到1000倍的范围内。另外，可以使用Si2H6和GeF4通过使用用氦气的稀释方法形成SAS。优选在减压下生成待通过辉光放电分解形成的膜的反应，压力在从0.1Pa至133Pa的范围内。可将范围从1MHz至120MHz，优选从13MHz至60MHz的高频电源供给形成辉光放电的电源。加热衬底的温度优选300℃或更低，推荐在从100℃至250℃范围内的用于加热衬底的温度。
另外，可以通过用加热或激光照射来结晶非晶半导体膜或SAS以形成结晶半导体。可以直接形成结晶半导体。在这种情况下，通过使用氟基气体例如GeF4或F2和硅烷基气体例如SiH4或Si2H6并利用热或等离子体直接形成结晶半导体。
当第二半导体膜403具有导电性并形成n-沟道TFT时，加入属于15族的元素典型地磷或砷。另外，在形成p-沟道TFT的情况下，加入属于13族的元素典型地硼。通过使用其中将属于13或15族的元素例如硼、磷或砷的气体加入到硅化物气体的等离子体CVD法形成第二半导体膜。而且，通过形成半导体膜，并接着将具有属于13或15族的元素的溶液施加到半导体膜上方以用激光束进行照射来形成导电性第二半导体膜。适当地使用从脉冲振荡器或连续振荡器的公知激光发射的激光束作为激光束。
其次，在第二半导体膜上方形成第一掩模图案404。优选通过使用热阻高分子量材料形成第一掩模图案，并优选通过用微滴释放法释放具有作为主链的芳香环或杂环并包括至少在脂肪部分中具有高极性的杂原子族的高分子量物质形成。给出聚酰亚胺、聚苯并咪唑等作为上述高分子量物质的典型实例。在使用聚酰亚胺的情况下，通过在第二半导体膜403上方从释放口释放含有聚酰亚胺的溶液并在200℃下烘焙30分钟来形成第一掩模图案。
另外，通过预先形成具有液体排斥表面的掩模图案，并然后将高分子量材料施加或释放到没有被液体排斥表面覆盖的区域来形成第一眼膜图案。
其次，如图4B所示，通过使用第一掩模图案404蚀刻第一半导体膜402和第二半导体膜403以形成各自的第一半导体区405和第二半导体区406。接着，除去第一掩模图案。
通过使用由Cl2，BCl3，SiCl4，CCl4等代表的氯基气体、由CF4，SF6，NF3，CHF3等代表的氟基气体、或O2蚀刻第一半导体膜和第二半导体膜。
注意通过使用印刷法、释放法、旋涂法、微滴释放法等由有机半导体材料形成第一半导体区405。在这种情况下，由于不需要上述蚀刻步骤，所以减少了步骤的数量。优选使用具有由共轭双键构成的框架的π电子共轭基高分子量材料作为用于本发明的半导体材料。典型地，可以使用可溶性的高分子量材料例如聚噻吩、聚(3-乙醇噻吩)、聚噻吩衍生物或并五苯。
给出在沉积具有可溶性的前体之后通过进行处理用其形成第一半导体区域的材料作为根据本发明使用的有机半导体材料的实例。注意，给出1，2亚乙烯基聚噻吩(polythienylenvinylene)、聚(2，5-噻吩)(poly(2，5-thienylenevinylene))、polyacetyrene、polyacetyrene的衍生物、聚丙炔1，2丙烯基作为通过使用前体形成的上述有机半导体材料的实例。
在将前体转换为有机半导体中，额外地加入反应催化剂例如卤化氢气体以进行热处理。下面的材料用作溶解具有可溶性的有机半导体材料的典型溶剂甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、三氯甲烷、二氯甲、γ-丁基内酯、丁基溶纤剂、环己烷、NMP(N-丁基-2-吡咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二氧己环、二甲基甲酰胺(DMF)、THF(四氢呋喃)等。
另外，通过使用微滴释放法、涂敷法、溶胶凝胶法等用具有绝缘特性的溶液形成第一绝缘膜401。可以适当地使用其中分散无机氧化物的细微颗粒的溶液、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、丙烯、PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、硅酸盐系SOG(玻璃上旋涂)、具有由烷氧硅化物基SOG和聚甲基丙烯酸甲酯硅氧烷代表的Si-CH3键的聚硅氨烷基SOG和SiO2作为具有绝缘特性的溶液的典型实例。
注意，如图4C所示，在衬底上方形成第二掩模图案421。通过使用与第一掩模图案相同的材料形成第二掩模图案。
其次，通过使用第二掩模图案421作掩模蚀刻第二半导体区406以形成如图4D所示的第三半导体区(也称为源和漏区或接触层)422。其后，通过使用剥离溶液的处理、使用氧的灰化处理等除去第二掩模图案。
注意，在使用用于第一半导体区的有机半导体的情况下，可以形成由有机导电材料例如polyacetyrene、聚苯胺、PEDOT(聚-乙烯双氧噻吩)、或PSS(聚-磺化苯乙烯)形成的导电层。导电层充当接触层或源和漏电极。
另外，使用由金属元素形成的导电层代替第三半导体区422。在这种情况下，由于一些有机半导体材料是传输作为载流子的空穴的p型半导体，所以优选使用具有高功函数的金属以与半导体层形成欧姆接触。
特别地，希望是金、铂、铬、钯、铝、铟、钼、镍等的金属、合金等。采用印刷法、粘辊法或微滴释放法通过使用这些金属或合金材料的导电胶形成导电层。
而且，层叠由有机半导体材料形成的第一半导体区、由有机导电材料形成的导电层和由金属元素形成的导电层。
注意，在形成SAS第一半导体区的情况下，除了其中栅电极被如该实施例模式中的源和漏区覆盖之外，形成具有其中对准源和漏区的边缘部分和栅电极的边缘部分的所谓的自对准结构的TFT。而且，第一半导体区具有其中栅电极没有被源和漏区覆盖以使其间彼此分离一定距离的结构。采用这种结构，由于降低了OFF电流，所以当TFT用于显示器件的开关元件时提高了对比度。
其次，如图4E所示，通过用微滴释放方法释放导电材料在源和漏区上形成源和漏电极423。与用于溶解或分散在溶剂中的第一膜图案112相同的材料用作导电材料。这里，通过有选择地释放Ag胶并接着通过激光束照射或上述的热处理适当地进行干燥和烘焙形成具有从600nm至800nm膜厚的各个电极。
其次，优选在源和漏电极423上形成钝化膜。通过形成薄膜的方法例如使用氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮氧化铝、氧化铝、类碳金刚石(DLC)、含碳的氮(CN)或其它绝缘材料的等离子体CVD法或溅射法形成钝化膜。
通过上述步骤，不使用光掩模制造具有较窄栅极宽度，换句话说，具有较短沟道长度的沟道蚀刻TFT。
在该实施例模式中，参照图5A至5D描述具有较窄宽度的栅电极层的TFT的制造步骤。注意沟道保护TFT用于描述本实施例模式中的TFT。在该实施例模式中，通过使用实施例模式1形成栅电极层；然而，不限于此，可以适当地使用实施例模式2或实施例模式3。
如图5A所示，通过使用实施例模式1在衬底101上形成光吸收层102，并接着，在其上形成充当栅电极层并具有高斯曲线形状截面的第一掩模图案112。
其次，在衬底和第一膜图案上形成第一绝缘膜401和第一半导体膜402。接着，在与充当第一半导体膜402上的栅电极层的第一膜图案112重叠的区域中形成保护膜501。通过使用与实施例模式4所示的第一掩模图案404相同的方法和材料形成保护膜501。
其次，采用与实施例模式4相同的模式形成第二半导体膜(具有导电性的半导体膜)403。接着，采用与实施例模式4相同的方式形成第一掩模图案404。
其次，如图5B所示，通过使用第一掩模图案蚀刻第一半导体膜和第二半导体膜以形成第一半导体区405和第二半导体区406。接着，除去第一掩模图案。
其次，如图5C所示，在第二半导体区406上形成源和漏电极423。
其次，如图5D所示，通过使用源和漏电极423作为掩模蚀刻并分开第二半导体区的暴露部分以形成源和漏区511。经此步骤，暴露了保护膜501。
注意形成源和漏区的方法不局限于该实施例模式，且也可以使用实施例模式4所示的步骤。另外，可以将该实施例模式中的形成源和漏区的步骤应用于实施例模式4。
经上述步骤，可以不使用光掩模制造具有较窄栅极宽度，换句话说，具有短沟道长度的沟道保护TFT。
在该实施例模式中，参照图6A至6D描述具有短沟道长度的前置排列TFT的制造方法。在该实施例模式中，使用实施例模式3描述用于形成源和漏区的方法；然而，不局限于此，可以适当地使用实施例模式1或实施例模式2。
如图6A所示，在衬底101上形成绝缘膜301，并接着，在其上形成光吸收层202。由于光吸收层随后充当源和漏电极，所以光吸收层由导电材料形成。可以适当地使用与实施例模式3所示的光吸收层202相同的方法和材料。然后，在光吸收层202上释放热塑性或热固性材料600，并然后干燥。这里释放热塑性材料。
其次，从衬底下方用激光照射光吸收层以加热部分光吸收层并用热量改变热塑性材料。接着，通过剥离溶液等除去没有被热塑性或热固性材料中的热量改变的区域。这里，由于使用了热塑性材料，所以除去用激光照射的区域上方的材料以形成第一膜图案601，如图6B所示。这里，第一膜图案601用作掩模图案。
其次，如图6C所示，通过使用第一膜图案601蚀刻光吸收层202以形成第一导电层602。第一导电层602用作源和漏电极。注意可以根据本发明形成具有比激光束直径更小空间的多个膜图案。因此，存在通过使用膜图案形成的导电层之间的微小距离，并能够缩短随后将形成的TFT的沟道长度。
其次，如图6D所示，通过形成具有导电性的第一半导体区611、第二半导体区612、栅绝缘膜613和栅电极614来制造前置排列TFT。注意第一半导体区用作源和漏区，并且第二半导体区用作沟道形成区。
经上述步骤，不使用光掩模就可以制造具有短沟道长度的前置排列TFT。
在该实施例中，参照图7A至7E描述形成TFT接触孔的方法。
根据实施例模式6，如图7A所示，形成前置排列TFT。这里，在衬底101上形成绝缘膜301、第一导电层602、具有导电性的第一半导体区611、第二半导体区612、栅绝缘膜613和栅电极614。其后，形成保护膜615以覆盖TFT。注意第一半导体区充当源和漏区，并且第二半导体区充当沟道形成区。
其次，如图7B所示，将形成液体排斥表面的溶液释放到第一导电层602、栅绝缘膜613和保护膜615彼此重叠以通过微滴释放法形成第一掩模图案751的区域。
具有液体排斥表面的区域指的是表面和液体之间接触角较大的区域。在表面上液体被排斥呈半球形状。另一方面，具有亲液表面的区域指的是表面和液体之间的接触角较小的区域。液体被施加并展开在表面上。
因此，当具有不同接触角的两个区域彼此接触时，接触角比较高的区域是具有液体排斥表面的区域，而接触角相对较低的区域是具有亲液表面的区域。当将溶液施加或释放到这两个区域时，溶液被施加并被展开在具有亲液表面的区域的表面上并在具有亲液表面的区域和具有液体排斥表面的区域之间界面上排斥成半球形。
注意，当表面具有凹陷/凸起时，具有液体排斥表面的区域具有较高的接触角。换句话说，增强了液体防护性。另一方面，具有亲液表面的区域具有较低接触角。换句话说，表面变得更加亲液。因此，通过在具有凹陷/凸起的各自表面上施加或释放具有组合物的溶液并烘焙其来形成其中边缘部分为均匀的层。
这里，施加或释放形成液体排斥表面的材料以形成具有液体排斥表面的区域。使用以化学式Rn-Si-X(4-n)(n等于1，2或3)表示的硅烷耦合剂作为形成液体排斥表面的溶液的组合物的实例。这里，R表示含有比较不活泼基团例如烷基的物质。X由水解基团例如卤素、甲氧基、乙氧基或醋酸基形成，上述基团在具有液体排斥表面的区域的基膜的表面上，这里为保护膜615的表面上通过与羟基或吸收的水凝缩而键合。
另外，通过使用含有作为R的氟烷基的氟基硅烷耦合剂(氟烷基硅烷(下文中，称作FAS))，这里给出硅烷耦合剂作为典型例子进一步增强了液体防护性。FAS的R具有由(CF3)(CF2)x(CH2)y(x从0至10范围内的整数，y从0至4范围内的整数)表示的结构。当多个Rs或Xs与Si结合时，Rs或Xs彼此可以都相同或都不同。典型地给定十七烷氟代四氢化癸基三乙氧基甲硅烷、十七氟代四氢化硅基三氯硅烷、十三烷氟代四氢化辛基三氯硅烷、trifluoroprogyltrimethoxysilane等作为FAS的实例。
使用形成液体排斥表面的如下溶剂作为形成液体排斥表面的溶液的溶剂烃基溶剂例如n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-癸烷、二环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、四甲基苯、茚、四氢化萘、十氢化萘或异三十烷、四氢呋喃等。
另外，使用具有氟碳链的材料(氟基树脂)作为形成液体排斥表面的溶液的组合物的实例。使用聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基链烷(PFA)、全氟乙烯丙烯共聚物(PFEP)、(ETFE)乙烯-四氟乙烯共聚物、(PVDF)聚乙烯氟化物、(PCTFE)聚氯-三氟乙烯、(ECTFE)乙烯-氯三氟乙烯共聚物、(TFE/PDD)局四氟乙烯全氟代二恶茂共聚物、聚氟乙烯(PVF)等作为氟基树脂。
其次，用乙醇清洗加入形成液体排斥表面的溶液的表面以形成极薄液体排斥表面。
另外，不形成液体排斥表面的有机材料(换句话说，形成亲液表面的有机材料)用于掩模图案。在这种情况下，用CF4等离子体等处理有机材料以形成液体排斥表面。例如，可以使用其中水溶树脂例如聚乙烯醇(PVA)混合到溶剂例如H2O中的材料。而且，可结合使用PVA和其它水溶树脂。甚至当掩模图案具有液体排斥表面时，通过执行等离子体处理等进一步增强液体防护性。
另外，准备提供有电介质的电极，通过生成等离子体执行等离子体处理以使电介质暴露于使用空气、氧气或氮气的等离子体。在这种情况下，等离子体不需要覆盖电极的整个表面。使用Teflon(注册的商标)作为电介质。在使用Teflon(注册的商标)的情况下，通过在表面上形成CF2键改变表面，因而，将表面形成为液体防护性。另外，进行等离子体处理。
其次，施加或释放形成亲液表面的溶液以形成第二掩模图案752。下面给出形成亲液表面的溶液的典型实例有机树脂例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸脂树脂、苯酚树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、聚醚、聚氨脂、聚酰胺(尼龙)、呋喃树脂或己二烯酞酸盐树脂，硅氧烷或聚硅氨烷。另外，使用利用极性溶剂例如水、乙醇、醚、二甲基甲酰胺、二甲替乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺、三氯甲烷或亚甲氯化物的溶液。使用微滴释放方法、喷墨法、旋涂法、粘辊法、槽口涂敷法等作为形成第二掩模图案的方法。
由于第一掩模图案751具有液体排斥表面时，所以在第一掩模图案的外围中形成第二掩模图案752，换句话说，在不形成第一掩模图案的区域。
除了上述步骤之外，在干燥第一掩模图案的溶剂之后，通过施加形成亲液表面的溶液形成第二掩模图案。而且，用乙醇清洗第一掩模图案的表面。经上述步骤，形成超薄液体排斥表面。而且，第一掩模图案的组合物留在保护膜615的表面上或渗透到薄膜中。
其次，如图7C所示，通过使用第二掩模图案752作为掩模蚀刻第一掩模图案751、保护膜615和栅绝缘膜613以部分地暴露第一导电层602。
其次，如图7D所示，形成了第三导电层754。第三导电层754充当源极和漏极布线层。
注意，如图7E所示，通过使用第二掩模图案752作为不移除的层间绝缘膜形成第三导电层764。
经上述步骤，不使用光掩模就可以形成接触孔。
在该实施例模式中，描述了在上述实施例模式中用于图案形成的微滴释放装置。在图24中，在衬底1900上用虚线显示待形成一个面板的区域1930。
图24显示用于形成图案例如布线的微滴释放装置的一个模式。微滴释放装置1905具有一个头，并且该头具有多个喷嘴。在该实施例模式中，描述具有每个提供有十个喷嘴的三个头(1903a，1903b和1903c)的情况。然而，根据处理区、步骤等设定喷嘴和头的数量。
头连接到控制装置1907，且控制装置通过机算机1910控制头，以便绘出本图案。例如通过使用形成在固定到台1931的衬底1900等上的标记1911作为参考点来确定制图的时限。可替换地，通过使用衬底1900的边缘作为参考点来确定制图时限。通过成像装置1904例如CCD来检测参考点，并通过图像处理装置1909变为数字信号。接着，通过计算机1910辨认数字信号，且产生控制信号并传输到控制装置1907。当采用这种方式绘制图案时，将图案形成面与喷嘴端点之间的距离设定为从0.1cm至5cm，优选地，从0.1cm至2cm，更优选地，大约0.1cm。通过使距离像上述一样短来提高液滴的着靶精确度。
此时待形成在衬底1900上的图案上的信息存储在记录媒质1908中，且控制信号传输到基于信息的控制装置1907，以便单独地控制头1903a、1903b和1903c。换句话说，从头1903a、1903b和1903c的各自喷嘴释放含有不同材料的液滴。例如，头1903a和1903b的喷嘴释放含有绝缘材料的液滴，而头1903c能够释放含有导电膜材料的液滴。
而且，头的各自喷嘴也被单独控制。由于能够单独控制喷嘴，所以能够从具体的喷嘴释放含有不同材料的液滴。例如，给一个头1903c提供释放含有导电膜材料的液滴的喷嘴和释放含有绝缘膜材料的液滴的喷嘴。
在大区域上进行微滴释放处理例如形成层间绝缘膜的步骤的情况下，优选从所有喷嘴释放含有层间绝缘莫材料的液滴。而且，优选从多个头的所有喷嘴释放含有层间绝缘膜材料的液滴。因此，提高了产量。当然，在形成层间绝缘膜的步骤中，通过从一个喷嘴释放含有层间绝缘膜材料的液滴并通过使喷嘴扫描衬底多次来执行微滴释放处理。
通过之字形移动头或往返移动头在大样品玻璃上形成图案。此时，使头相对地扫描衬底多次。当头相对衬底扫描时，头优选倾斜于移动方向。
当多个面板由大样品玻璃形成时，头优选具有等于一个面板宽度的宽度。这是因为图案能够在形成一个面板的区域1930中用一次扫描形成；因而，能够希望高产量。
另外，头的宽度比面板的宽度窄。此时，串联地布置具有较窄宽度的多个头以具有等于一个面板宽度的宽度。串联排列多个具有较窄宽度的头能够防止发生由于头的宽度变宽而涉及的头弯曲。当然，可通过多次扫描具有较窄宽度的头形成图案。
优选在减压的情况下执行通过上述的微滴释放法释放液滴的步骤。这是因为在从释放溶液至溶液着靶在待处理的目标的期间蒸发溶液的溶剂，因而，可以省去干燥和烘焙溶液的步骤。由于在导体的表面上没有形成氧化膜等，所以优选在减压下执行该步骤。另外，可以在氮的气氛或有机气体的气氛中进行滴入溶液的步骤。
另外，与微滴释放法一样应用压力法。由于压力法具有优良的墨滴控制力和较高的墨水选择自由度，所以也可以用于墨喷式打印机。注意压力法包括弯曲型(典型地，MLP(多层压力)型)、活塞型(典型地，ML芯片(多层陶瓷超集成压力段)型)、侧壁型和顶墙型。可替换地，根据溶液的溶剂，可应用使用使加热元件产生热量以产生泡沫并推出溶液的所谓泡沫射流法的微滴释放法。
在该实施例模式中，参照图40A至40E、图41A至41E和图42A至42D描述具有多栅结构的TFT的栅电极的制造步骤。注意图40A至40E和图41A至41E是制造步骤的截面图，图42A至42D是多栅电极的顶视图。
参照图40A至40E和图42A至42D描述多栅TFT的制造步骤。这里应用实施例模式1描述多栅电极的制造步骤；然而，也可以通过应用实施例模式2代替实施例模式1形成具有叠层结构的多栅电极。
如图40A所示，在衬底101上形成光吸收层102。这里使用能够吸收光的绝缘材料作为光吸收层102。在光吸收层102上施加或释放溶解或分散导体的溶液2101。然后，从衬底一侧用激光104照射光吸收层102以加热部分的光吸收层。
这里，用激光照射后面形成栅电极的区域。注意，如图40B所示，用激光照射为多栅电极的一个电极2111a的区域，且为了形成多栅电极在熔焊并烧结溶液中导体以冷却该区域中的光吸收层之后用激光照射为另一电极2111b的区域。根据上述步骤，形成如图42A所示的梳状多栅电极2105。甚至可以通过用激光照射反向“c”形的光吸收层形成梳状多栅电极。
另外，可以通过用方形激光照射光吸收层形成如图42B所示的具有开口2106的多栅电极2107。
其次，如图40C所示，为了暴露多栅电极，移除了在含有导电材料的溶液中通过照射激光和加热未改变的部分。
其次，如图42A和42B所示，形成了连接到多栅电极2105和2107的栅布线2108。这里，通过微滴释放法释放具有导体的溶液并烘焙以形成栅极布线2108。注意在形成栅极布线2108之后也可以形成多栅电极2105和2107代替该步骤。
其次，如图40D所示，采用与实施例模式3相同的方式在多栅电极上形成栅绝缘膜2121、第一半导体区2122和第二半导体区2123。这里，第一半导体区2122充当沟道形成区，第二半导体区2123充当源和漏区。
其次，通过释放含有导体的溶液形成导电层2124至2126。各个导电层2124和2125充当源和漏电极。导电层2126覆盖各个部分的电极2111a和2111b。
其次，如图40E所示，通过使用导电层2124至2126作为掩模来蚀刻第二半导体区以形成接触层2131至2133。
注意这里通过使用实施例模式4显示沟道蚀刻型TFT的制造步骤；然而，可以适当地使用实施例模式5或实施例模式6，不局限于此。
其次，描述使用实施例模式3的步骤作为多栅电极的制造步骤。注意通过使用热塑性材料形成第一掩模图案，然而，也能通过使用热固性材料形成第一掩模图案来代替该步骤。在这种情况下，用激光照射形成第一掩模图案的区域。
如图41A至41E所示，在衬底101上形成绝缘膜301和由导电材料形成的光吸收层202。接着，在光吸收层上释放由热塑性材料或热固性材料形成的溶液302，然后，干燥。这里使用含有热塑性材料的溶液作为溶液302。其后，通过用待传输的激光照射衬底来加热光吸收层202，以便加热部分的热塑性材料。在这种情况下，在部分的热塑性材料中适当地调整光吸收层的材料和膜厚、以及激光的激光束直径和强度以便热量从衬底一侧传导到表面。
其次，如图41B所示，通过使用剥离溶液溶解被热量改变的部分来形成第一掩模图案2151。
以及在图41B中，在这种情况下，通过激光照射方法形成如图42C所示的梳状多栅电极2161或如图42D所示具有开口2162的多栅电极2163。
其后，在光吸收层的随后将为栅极布线的区域中通过微滴释放法形成第二掩模图案。此时，形成第二掩模图案以连接第一掩模图案。其后，如图42C和42D所示，通过蚀刻光吸收层形成连接于此的多栅电极和栅极布线。在这种情况下，能够通过一个蚀刻步骤形成它们。然后，除去第一掩模图案和第二掩模图案。
其次，如图41D所示，而且在实施例模式4中，在多栅电极上形成栅绝缘膜2121、第一半导体区2122和第二半导体区2123。
其次，通过释放含有导电颗粒的溶液形成导电层2124至2126。导电层2124和2125充当源和漏电极。导电层2126覆盖电极2111a和2111b的各自一部分。
其次，如图41E所示，通过使用导电层2124至2126作为掩模来蚀刻第二半导体区以形成接触层2131至2133。
注意这里通过使用实施例模式4显示沟道蚀刻型TFT的制造步骤，然而，可以适当地使用实施例模式5或6，不限于此。
经上述步骤，形成沟道蚀刻型TFT。由于该实施例模式中的TFT具有多栅电极，所以减轻了漏极边缘上的电场，因而，降低了截止电流。因此，当TFT用作显示器件的开关元件时，增强了对比度。另外，由于形成具有较小占地面积的多栅结构的TFT，所以能够形成高集成的半导体器件。
另外，使栅电极宽度比激光束宽度窄；因此，可以制造具有细微结构(即，具有短沟道长度)的栅电极的TFT。
而且，由于通过末端部分连接如图42B和42D所示的具有开口的栅电极，所以膜阻抗近似均一，且甚至当栅电极的膜厚不均匀时，能够降低将随后形成的TFT的特性变化。注意在该实施例模式中提供一个开口；然而，可以提供两个或更多开口。开口的数量增加的越多，就越减轻漏极边缘上的电场，因而，可以降低截止电流。
其次，参照图17A至17F、图18A至18E、图19A至19C和图20至23来描述制造有源矩阵衬底和显示板的方法。使用液晶显示板作为显示板描述本实施例模式。图17A至17F、图18A至18E和图19A至19C示意性地显示了像素部分和连接端子部分的纵向截面结构，图20至23显示对应于线A-B和C-D的平面结构。另外，在该实施例模式中通过使用实施例模式1来描述形成栅电极层的步骤。
如图17A中所示，在400℃下氧化衬底800的表面以形成具有100nm膜厚的绝缘膜801。该绝缘膜充当随后形成的导电层的蚀刻停止膜。接着，在绝缘膜801上形成第一导电层802，并通过微滴释放法将热固性材料释放到栅电极随后将形成在第一导电层上的区域以干燥。使用由Asahi Glass Co.Ltd生产的AN100玻璃衬底作为衬底800，通过使用钨靶和氩气的溅射法形成具有100nm膜厚的钨膜作为第一导电层802。使用聚酰亚胺作为热固性材料。
其次，从衬底下面用激光804照射第一导电层802。这里，从Nd:YVO4激光器发出的激光用作激光。因此，固化一部分热固性材料，并形成第一掩模图案805。其后，通过使用剥离溶液除去未固化的材料。这里，由于通过使用由于激光的射束点造成的光强局部较高的区域加热第一导电层和热固性材料，所以形成细微掩模图案。
其次，如图17B所示，形成第二掩模图案806和807。这里，将聚酰亚胺释放到其后形成栅布线层和连接导电层的区域以通过在200℃下加热30分钟形成第二掩模图案。降低栅极布线层的阻抗，连接导电层需要边缘以形成接触孔，因此，不需要特别进行小型化。因而，省去用激光照射的小型化步骤。然而，采用第一掩模的方式形成第二掩模图案。在这种情况下，增强了像素的孔径比。
其次，如图17C所示，通过使用第一掩模图案805和第二掩模图案806和807蚀刻第一导电层的一部分以形成栅极布线层811、栅电极层812和连接布线层813。其后，通过使用剥离溶液剥离第一掩模图案805和第二掩模膜图案806和807。注意图17C示意性地显示了纵向截面结构，图20显示对应于在除去第一和第二掩模图案之后的线A-B和C-D的平面结构，同时参照该图。
其次，如图17D所示，通过等离子体CVD法形成栅绝缘膜814。通过在加热到400℃的室内使用SiH4和N2O(SiH4∶N2O的流率等于1∶200)的等离子体CVD法形成具有100nm厚的氮氧化硅膜(H1.8％，N2.6％，O63.9％和Si31.7％)作为栅绝缘膜814。
其次，形成n型导电的第一半导体膜815和第二半导体膜816。通过等离子体CVD法形成具有150nm膜厚的非晶硅膜作为第一半导体膜815。接着，除去非晶硅表面上的氧化膜。其后，通过使用硅烷气和磷化气形成具有50nm膜厚的半非晶硅膜作为第二半导体膜816。
其次，在第二半导体膜上形成第三掩模图案817和818。通过微滴释放法在第二半导体膜上释放聚酰亚胺并在200℃下加热30分钟以形成第三掩模图案。在其后将形成第一半导体区的区域上释放第三掩模图案817和818。
其次，如图17D所示，通过使用第三掩模图案蚀刻第二半导体膜816以形成图17E所示的第一半导体区(源和漏区，以及接触层)821和822。通过使用CF4∶O2的流率等于10∶9的混合气体蚀刻第二半导体膜。其后，通过使用剥离溶液剥离第三掩模图案817和818。
其次，形成覆盖第一半导体区821和822以及其间的第一半导体膜815的第四掩模图案823。适用与第三掩模相同的材料和方法形成第四掩模图案。通过使用第四掩模图案蚀刻第一半导体膜815以暴露栅绝缘膜814并形成如图17F所示的第二半导体区831。通过使用CF4∶O2的流率等于10∶9的混合气体蚀刻第一半导体膜，并接着进行使用氧的灰化。其后，通过使用剥离溶液剥离第四掩模图案823。注意图21显示了对应于图17F的纵向截面结构的线A-B和C-D的平面结构。
其次，如图18A所示，形成第五掩模图案832。通过微滴释放法将形成液体排斥表面的溶液释放到栅绝缘膜814和连接导电层813重叠的作为第五掩模图案的区域。这里，使用在溶剂中的氟基硅烷耦合剂的溶液作为形成液体排斥表面的溶液。第五掩模图案832是用于形成用于在连接其后的漏极电极和连接导电层813的区域中形成接触孔的第六掩模图案的保护膜。
其次，形成第六掩模图案833。第六掩模图案是用于形成第一接触孔的掩模，通过微滴释放法释放聚酰亚胺并在200℃下加热30分钟形成。由于此时第五掩模图案832是液体防护性的并且第六掩模图案833是亲液的，所以在形成第五掩模图案的区域中不形成第六掩模图案833。
如图18A所示，通过氧灰化除去第五掩模图案832以暴露部分的栅绝缘膜814。接着，通过使用第六掩模图案833蚀刻暴露的栅绝缘膜。通过使用CHF3蚀刻栅绝缘膜。其后，通过氧灰化和使用剥离溶液的蚀刻来剥离第六掩模图案。
其次，通过微滴释放法形成第二导电层841和842。第二导电层是后成的源极和漏极布线层。这里形成第二导电层841以便连接到第一半导体区821，并形成第二导电层842以便连接到第一半导体区822和连接导电层813。释放分散Ag(银)颗粒的溶液并在100℃下干燥30分钟作为第二导电层841和842，在氧气浓度为10％的气氛中在230℃下加热一个小时来烘焙溶液。注意图22显示对应于图18中的纵向截面结构的线A-B和C-D的平面结构。
其次，形成保护膜843。通过使用硅靶、和氩气和氮气(Ar∶N2的流率等于1∶1)作为溅射气体的溅射法形成具有100nm膜厚的氮化硅膜作为保护膜。
其次，如图18C所示，在形成第七掩模图案851和852之后，在保护膜843和连接导电层813重叠的区域及在栅极和漏极布线层连接到连接端子的区域中形成层间绝缘膜853。第七掩模图案是用于形成随后形成的层间绝缘膜的掩模。释放形成液体排斥表面的溶液(溶解在溶剂中的氟基硅烷耦合剂的溶液)作为第七掩模图案，并通过微滴释放法释放聚酰亚胺作为层间绝缘膜853。其后，通过在200℃下加热30分钟并在300℃下加热一个小时来烘焙第七掩模图案851和852和层间绝缘膜853。
注意除了热阻有机树脂例如聚酰亚胺、聚丙烯或聚酰胺、或硅氧烷之外还可以使用无机材料、低电介质常数(低k)材料、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、PSG(磷玻璃)、BPSG(磷硼玻璃)、铝膜等作为层间绝缘膜853的材料。
其次，如图18D所示，通过使用CF4、O2、和He(CF4∶O2∶He的流率等于8∶12∶7)的混合气体蚀刻第七掩模图案851和852。其后，蚀刻部分的保护膜843和栅绝缘膜814以形成第二接触孔。在该蚀刻步骤中，也蚀刻栅极和漏极布线层连接连接端子的区域中的保护膜843和栅绝缘膜814。
其次，在形成第三导电层861之后形成第八掩模图案862。形成具有110nm膜厚的含有氧化硅的氧化铟锡(ITO)作为第三导电层，通过微滴释放法将为第八掩模图案的聚酰亚胺滴入到随后将形成像素电极的区域以在200℃下加热30分钟。
在该实施例中，第三导电层861由含有氧化硅的ITO形成以制造传输型液晶显示板。然而，通过形成并烘焙使用包含氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、加有镓的氧化锌(GZO)、含有氧化硅的氧化铟锡等来形成第三导电层861，代替含有氧化硅的ITO。另一方面，在制造反射型液晶显示板的情况下，使用主要含有金属颗粒例如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)的溶液。
然后，通过使用第八掩模图案蚀刻第三导电层来形成第一像素电极871。在该蚀刻步骤中，还蚀刻形成在栅极和源极布线层连接到连接端子的区域中的第三导电层。其后，通过使用剥离溶液剥离第七掩模图案。注意图23显示了对应于图18E的线A-B和C-D的平面图。
第一像素电极871连接第二接触孔中的连接导电层813。由于连接导电层813连接充当漏极布线层的导电层842，所以第一像素电极871和充当漏极布线层的导电层842相互电连接。在该实施例中，尽管充当漏极布线层的导电层842由银(Ag)形成并且第一像素电极878由含有氧化硅的ITO形成，但由于漏极布线层和第一像素电极没有直接相连，所以银没有被氧化。因此，漏极布线层和像素电极相互电连接而没有提高接触电阻。
可替换地，通过像形成像素电极的另一方法的微滴释放法选择性地滴入含有导电材料的溶液形成像素电极而不经蚀刻步骤。而且，在随后不形成作为掩模图案的像素电极的区域中形成其形成液体排斥表面的溶液之后，通过释放导电溶液来形成像素电极。在这种情况下，通过使用氧进行灰化从而移除掩模图案。可替换地，留下掩模图案而不除去。
经上述步骤，可以形成有源矩阵衬底。
其次，如图19A所示，通过印刷法或旋涂法形成绝缘膜以覆盖第一像素电极871，并通过摩搓形成对准膜872。注意也能够通过斜向蒸发法形成对准膜872。
接着，在形成像素的外围区域中通过微滴释放法形成具有闭环形状的密封剂873。在通过分配法(垂滴法)用密封剂873形成的闭环内滴下液晶材料。
这里参照图25A和25B显示滴入液晶材料的步骤。图25A是显示通过分配器2701滴入液晶材料的步骤的透视图，图25B是沿图25A的线A-B的截面图。
从释放器2701滴入或释放液晶材料2704以覆盖由密封剂2702围绕的像素部分2703。或者通过移动分配器2701或者通过固定释放器2701并移动衬底2700形成液晶层。可替换地，可以通过提供多个分配器2701同时滴入液晶材料。
另外，在像素部分滴入液晶材料。然而，可以在反衬底的一侧上滴入液晶材料，并接着，将具有像素部分的衬底连接此处。
如图25B所示，可以将液晶材料2704选择性地滴入或释放到被密封剂2702围绕的区域。
其次，如图19B所示，在真空中，通过将衬底800依附在提供有对准膜883和第二像素电极(相反电极)882的反向衬底881并通过执行紫外处理形成充满液晶材料的液晶层884。
用填充剂混合密封剂873，进而在反向衬底881中形成彩色滤波器、遮蔽膜(黑底)等。另外，使用在依附反向衬底之后通过使用毛细现象注入液晶材料的浸渍法(管道法)代替作为用于形成液晶层884的方法的分散法(垂滴法)。
其次，如图19C所示，当在栅极布线层811和源极布线层的各自末端部分(未显示)上形成绝缘膜，在除去绝缘膜之后，其间的各向异性导电层885依附连接端子886(连接栅极布线层的连接端子。未显示连接源极布线层的连接端子)。而且，优选用密封树脂密封每个布线层和连接端子的连接部分。这种机构能够防止产自截面部分的湿气渗透并破坏像素部分。
经上述步骤，制造液晶显示板。注意为了防止静电放电破坏，可以在连接端子与源极布线(栅极布线)之间或在像素部分中使用保护电路典型地二极管等。在这种情况下，通过采用与上述TFT相同的步骤制造并将像素部分的栅极布线层连接到二极管的源极或漏极布线层来防止静电放电破坏。
注意实施例模式1至实施例模式9的任意一个都可用于该实施例。
在该实施例中，参照图27A至27C、图28A至28C、图29A至29C、图30A和30B以及图31至34描述作为显示板的发光显示板的制造方法。图27A至27C、图28A至28C、图29A至29C及图30A和30B示意地显示了像素部分和连接端子的纵向截面结构，图31至34显示了对应于线A-B和C-D的平面结构。在该实施例中，使用实施例模式1解释制造栅电极层的步骤。
如图27A所示，以及在实施例1中，在400℃下氧化衬底2001的表面以形成具有100nm膜厚的绝缘膜2002。接着，为了在随后将形成栅电极层的区域中通过微滴释放法在第一导电层上释放热固性材料2004，在第一绝缘膜上形成第一导电层2003。由Asahi Glass Co.Ltd生产的AN100玻璃衬底用作衬底2001，通过溅射法形成具有100nm膜厚的钨膜作为第一导电层，并且聚酰亚胺用作热固性材料。
其次，从衬底2001下用激光2005照射第一导电层2003。这里使用从Nd:YVO4激光器发射的激光作为激光。因此，固化部分的热固性材料以形成第一掩模图案2006。其后，通过使用剥离溶液除去热固性材料。由于这里通过使用归因于激光束的光强较高的区域来局部加热第一导电层和热固材料，所以能够形成细微掩模图案。
其次，形成第二掩模图案2007至2009。通过使用与实施例1的第二掩模图案相同的材料来形成第二掩模图案。将第二掩模图案释放到随后形成栅布线层、栅电极层和连接导电层的区域。
其次，通过使用第一掩模图案和第二掩模图案2007至2009蚀刻第一导电层以形成栅极布线层2011、栅电极层2012和2013以及连接导电层2014。其后，通过使用剥离溶液剥离第一和第二掩模图案2007至2009。注意图27C示意性地显示了纵向截面结构，图31显示了对应于线A-B和C-D的平面结构，并同时参考该图。
其次，如图28A所示，以及在实施例1中，通过等离子体CVD法形成栅绝缘膜2021、给于n型导电的第一半导体膜2022和第二半导体膜2023。在形成随后的第一和第三半导体区的区域上方的第二半导体膜的上方形成第三掩模图案2024至2026。采用与实施例1的第三掩模图案817和818相同的方式形成第三掩模图案。
如图28B所示，以及在实施例1中，通过使用各个第三掩模图案蚀刻第二半导体膜2023以形成第一半导体区2031至2033。其后，通过使用剥离溶液剥离第三掩模图案。
其次，形成覆盖第一半导体区2031至2033的第四掩模图案2034和2035和形成于其间的第一半导体膜2022。接着，通过使用第四掩模图案蚀刻第一半导体膜2022以形成第二半导体区2041和2042并暴露如图28C所示的栅绝缘膜2021。其后，通过剥离溶液剥离第四掩模图案2034和2035。注意图32显示对应于此时纵向截面结构的线A-B和C-D的平面结构，并同时参照该图。
其次，以及在实施例1中，形成第五掩模图案2043和2044。通过微滴释放法将作为第五掩模图案的、形成液体排斥表面的溶液释放到栅绝缘膜2021和栅电极层2013，以及绝缘膜2021和连接导电层2014彼此重叠的区域。接着，形成第六掩模图案2045。第六掩模图案是用于形成第一接触孔的掩模，通过微滴释放法释放聚酰亚胺并在200℃下加热30分钟以形成。由于第五掩模图案2043和2044是液体防护的并且此时第六掩模图案2045是亲液的，所以，在形成第五掩模图案的区域中没有形成第六掩模图案2045。
如图29A所示，通过氧灰化除去第五掩模图案2043和2044，以暴露部分的栅绝缘膜2021。接着，通过使用第六掩模图案2045蚀刻也在实施例1中的暴露的栅绝缘膜。其后，通过氧灰化和使用剥离溶液的蚀刻剥离第六掩模图案。
其次，通过微滴释放法形成第二导电层2051至2053。第二导电层是随后的源和漏布线层。这里形成第二导电层2051以连接第一半导体区2031，形成第二导电层2052以将第一半导体区2032连接到栅电极层2013，并形成第二导电层2053以将第一半导体区2033连接到连接导电层2014。注意图33显示对应于图29A的线A-B和C-D的平面图。
其次，如图29B所示，形成也在实施例1中的保护膜2061。在保护膜2061和连接导电层2014重叠的区域及栅极布线2011和源极布线层连接到连接端子的区域中形成第七掩模图案2062和2063之后，形成层间绝缘膜2064。释放形成液体排斥表面的溶液作为第七掩模图案，这里使用溶解在溶剂中的氟基硅化物耦合剂的溶液。在通过微滴释放法从作为起始材料的硅氧烷基材料开始形成由硅、氧、和氢形成的化合物当中，释放含有Si-O-Si键的无机硅烷或其中由有机基团例如甲基或苯基代替与硅结合的氢的有机硅烷的绝缘材料作为层间绝缘膜。其后，通过在200℃下加热30分钟并在300℃下加热一个小时烘焙第七掩模图案2062和2063、以及层间绝缘膜2064。
其次，如图29C所示，在蚀刻也在实施例1中的第七掩模图案2062和2063之后蚀刻部分的保护膜2061和栅绝缘膜2021以形成第二接触孔。在该蚀刻步骤中，还蚀刻栅和源布线层连接到连接端子的区域中的保护膜2061和栅绝缘膜2021。
其次，在形成连接到连接导电层2014的第三导电层之后形成第八掩模图案。以及在实施例1中，形成含有具有110nm膜厚的氧化硅的氧化铟锡(ITO)并以希望的形状蚀刻以形成作为第三导电层的第一像素电极2071。在该蚀刻步骤中，还可以蚀刻形成在栅和源布线层连接到连接端子的区域中的第三布线层。
可替换地，通过使用微滴释放法选择性滴入含有导电材料的溶液而不使用蚀刻步骤形成像素电极，作为形成像素电极的另一种方法。而且，在随后将不形成像素电极的区域中形成其形成液体排斥表面的溶液作为掩模图案之后，通过释放导电溶液形成像素电极。在这种情况下，通过使用氧的灰化移除掩模图案。可替换的，留下掩模图案而不除去。
可替换地，取代其，使用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、加有镓的氧化锌(GZO)或含有氧化硅的氧化铟锡作为像素电极的材料。
由于该实施例涉及其中在衬底2001方向上发光的结构，换句话说，传输型发光显示板，所以像素电极由透光的导电膜形成。另一方面，其中在衬底2001的相反方向发光的结构的情况下，换句话说，制造反射型发光显示板，使用主要含有金属颗粒例如Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或Al(铝)的溶液。在这种情况下，层间绝缘膜由含有彩色颜料、抗蚀剂等的绝缘膜形成。在这种情况下，由于层间绝缘膜充当遮挡膜，所以增强了随后将形成的显示器件的对比度。
其后，通过使用剥离溶液剥离第八掩模图案。注意图34显示对应与图29C中线A-B和C-D的平面图。
第一像素电极2071连接到第二接触孔中的连接导电层2014。由于连接导电层2014连接到充当漏极布线层的导电层2053，所以第一像素电极2071和充当漏极布线层的导电层2053相互电连接。在该实施中，尽管充当漏极布线层的导电层2053由银(Ag)形成，且第一像素电极2071由含有氧化硅的ITO形成，但由于没有直接连接漏极布线层和像素电极所以银没有被氧化。因此，直接电连接漏极布线层和像素电极而不增加接触阻抗。
经上述步骤，可以形成具有开关TFT2070a和驱动TFT2070b的有源矩阵衬底。
其次，在整个表面上形成氮化硅或氮氧化硅的保护层和绝缘层2072。然后，在通过旋涂法或浸渍法在整个表面上形成绝缘层之后，通过如图30A所示的蚀刻工艺形成开口。通过使用绝缘层2072作为掩模同时利用保护层蚀刻来处理该蚀刻以暴露第一像素电极2071。另外，当通过微滴释放法形成绝缘层2072之后，不需要蚀刻处理。
形成提供具有与形成对应于第一像素电极2071的像素的位置一致的通孔的开口的绝缘层2072。该绝缘层2072由无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝或氮氧化铝，丙烯酸、甲基丙烯酸和其衍生物，热阻高分子量材料例如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺或聚苯并咪唑，含有Si-O-Si键的无机硅烷绝缘材料，在通过使用硅烷基材料作为起始材料形成、由硅、氧、和氢形成的化合物中，或其中由有机基团例如甲基或苯基取代与硅结合的氢的有机硅烷绝缘材料。由于其边缘具有其中曲率半径连续变化并且不中断步骤形成上层中的薄膜的形状，所以优选形成由光敏材料或非光敏材料例如丙烯酸或聚酰亚胺形成的绝缘层2072。
其次，在通过涂敷法例如旋涂法或喷墨形成发光物质含有层2073之后，形成第二像素电极2074并接着形成发光元件2075。发光元件2075连接到其结构中的驱动TFT2070b。其后，形成保护叠层以密封发光元件2075。保护叠层包括第一无机绝缘膜、应力释放膜和第二无机绝缘膜的叠层。
注意，在形成发光物质含有层2073之前，在大气压力下进行200℃的热处理除去吸收在绝缘层2072中或其表面上的湿气。另外，优选在从200℃至400℃的温度下进行热处理，更优选在降低压力下在从250℃至350℃的温度下以在减压下通过真空蒸发法或微滴释放法形成发光物质含有层2073，而不将其暴露于大气中。
另外，通过将第一像素电极2071的表面暴露于氧等离子体或用紫外照射光照射其表面增加表面处理。
发光物质含有层2073由电荷注入传输物质和含有有机化合物或无机化合物的发光材料形成。发光物质含有层2073包括选自低分子量有机化合物、由齐聚物、模树石等代表的中分子有机化合物、和高分子量有机化合物。可替换地，可以使用具有电子注入传输性和空穴注入传输性的无机化合物。
特别给出具有喹啉框架或苯并喹啉框架的下列金属络合成物等作为在电荷注入传输物质中具有高电子传输性的物质的实例3(8-喹啉)铝(缩写为Alq3)、3(4-甲基-8-喹啉)铝(缩写为Almq3)、2(10-羟基苯[h]-喹啉)铍(缩写为BeBq2)、2(2-甲基-8-喹啉)(4-苯基苯酚)铝(缩写为BAlq)等。
另外，给定下列芳香胺基化合物(即，具有苯氮环键)作为具有高空穴传输性的物质的实例4，4′二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联二苯(缩写为α-NPD)、4，4′二[N-(3-甲基苯)-N-苯基-氨基]-联二苯(缩写为TPD)、4，4′，4″-三(N，N-联苯-氨基)-三苯胺(缩写为TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯)-N-苯基-氨基]-三苯胺(缩写为MTDATA)等。
另外，特别给出碱金属或碱土金属的化合物例如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)或氟化钙(CaF2)作为在电荷注入传输物质中具有高电子注入能力的物质的实例。另外，也可以使用具有高电子传输性例如Alq3和碱土金属例如镁(Mg)的物质的混合物。
给出下列金属氧化物作为在电荷注入传输物质中具有高空穴注入性的物质的实例氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化锰(MnOx)等。另外，给出酞菁基化合物例如酞菁(缩写为H2Pc)或酞菁铜(CuPc)作为实例。
发光层具有通过形成每个像素具有不同发光波长范围的发光层而进行彩色显示的结构。典型地，形成对应于R(红)、G(绿)和B(蓝)的每种颜色的发光层。在这种情况下，也能改善色彩的纯度并通过具有提供有其中在像素的发光方向上传输发射波长范围内的光的滤波器(彩色层)的结构来防止像素部分的镜面。能够通过提供滤波器(彩色层)来跳跃地提供传统需要的电路偏振板，且这能防止从发光层发出的光的损失。而且，在斜视像素部分(显示屏幕)的情况下存在生成的色调的很少变化。
有形成发光层的各种发光材料。下列可以用作低分子量有机发光材料4-亚甲双氰-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写为DCJT)、4-亚甲氰-2-t-丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写为DCJT)、2，5-双氰-1，4-双[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯、N，N′-二甲基喹吖酮(缩写为DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉)铝(缩写为Alq3)、9，9′bianthryl、9，10-苯基苯并三苯(缩写为DPA)、9，10-双(2-萘基)并三苯(缩写为DNA)等。可替换的，也可使用另外物质。
另一方面，与低分子量有机发光材料相比，高分子量有机发光材料具有较高的物理强度和较高的元件耐久性。另外，由于能够应用沉积，所以相对容易的制造元件。使用高分子量有机发光材料的发光元件的结构与使用低分子量有机发光材料情况下相同，其中顺序地堆叠阴极、发光物质包含层和阳极。然而，在使用高分子量有机发光材料形成发光物质包含层的过程中，很难形成如使用低分子量有机发光材料情况一样的结构，因而，在许多情况下形成双层结构。特别地，在该结构中顺序地堆叠阴极、发光层、空穴传输层和阳极。
由于发光颜色取决于形成发光层的材料，所以能够形成通过选择材料显示希望光的发光元件。给出聚对亚苯基1，2亚乙烯基、聚对亚苯基、聚噻吩基和聚芴基发光材料作为用于形成发光层的高分子量发光材料的实例。
下面给出作为聚对亚苯基1，2亚乙烯基发光材料的实例聚对亚苯基1，2亚乙烯基[PPV]的衍生物、聚(2，5-双烷氧基-1，4-亚苯基1，2亚乙烯基)[RO-PPV]、聚(2-(2′-乙基-六氧基)-5-甲氧基-1，4-亚苯基1，2亚乙烯基)[MEH-PPV]、聚(2-(二烷氧基苯基)-1，4-亚苯基1，2亚乙烯基)[ROPh-PPV]等。下面给出作为聚对亚苯基发光材料的实例聚对亚苯基[PPP]的衍生物、聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基)[RO-PPP]、聚(2，5-二六氧基-1，4-亚苯基)等。下面给出作为聚噻吩基发光材料的实例聚噻吩[PT]的衍生物、聚(3-烷基噻吩)[PAT]、聚(3-己基噻吩)[PHT]、聚(3-环己基噻吩)[PCHT]、聚(3-环己基-4-甲基噻吩)[PCHMT]、聚(3，4-双环己基噻吩)[PDCHT]、聚[3-(4-辛苯基)-噻吩][POPT]、聚[3-(4-辛苯基)-2，2二噻吩][PTOPT]等。下面给出作为聚芴基发光材料的实例聚芴基[PF]的衍生物、聚(9，9-二烷基芴)[PDAF]、聚(9，9-二辛基芴)[PDOF]等。
注意当具有空穴传输力的高分子量有机发光材料夹在阳极和具有发光特性的高分子有机发光材料之间时，能够增强从阳极的空穴注入能力。通常，通过旋涂法等施加其中受主材料溶解在水中的溶液。另外，由于受主材料在有机溶剂中是不可溶的，所以能够层压具有上述发光特性的发光材料。给出作为受主材料的PEDOT和莰酮磺酸(CSA)的混合物、作为受主材料的聚苯胺[PANI]和聚苯乙烯磺酸[PSS]的混合物等作为具有空穴传输能力的高分子量有机发光材料的实例。
另外，发光层具有发射单色或白光的结构。使用发白光材料的情况通过构成提供有滤波器(彩色层)的结构使彩色显示在发射来自像素的光的一侧上传输具有特殊波长的光。
为了形成具有发白光的发光层，通过蒸发法顺序地堆叠例如Alq3、是发红光颜料的局部掺杂有尼罗红的Alq3、p-EtTAZ、和TPD(芳香族二胺)，由此能够获得白光。另外，在通过使用旋涂的涂敷法形成发光层的情况下，在涂敷之后优选通过真空加热来烘焙发光层。例如，为了形成作为空穴注入层的薄膜，将聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺化酸)溶液(PEDOT/PSS)施加到整个表面上并对其烘焙。其后，为了形成用作发光层的薄膜，将掺杂发光中心颜料(例如1，1，4，4-太苯基-1，3-丁二烯(TPB)、4-双氰亚甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM1)、尼罗红或香豆素6)的聚乙烯咔唑(PVK)溶液施加到整个表面并对其烘焙。
形成单层发光层，并将具有电子传输能力的1，3，4-恶二唑衍生物(PBD)分散到具有空穴传输能力的聚乙烯咔唑(PVK)。另外，通过分散作为电子传输剂的30wt％的PBD并分散适当剂量的四种染料(TPB，香豆素6，DCM1和尼罗红)来获得发白光。除了获得发白光的发光元件之外，如这里所示，通过适当地选择发光层的材料制造获得发红光、发绿光或发蓝光的发光元件。
此外，除了单态激发发光材料之外，含有金属络合物等的三元组激发发光材料可以用于发光层。例如，在具有发红光特性的像素、具有发绿光特性的像素和具有发蓝光特性的像素之中，具有相对短的减半发光时间的发红光特性的像素由三元组激发发光材料形成，其它像素由单态激发发光材料形成。由于三元组激发发光材料具有优良的发光效率，所以存在需要较少功耗获得相同的亮度的特征。换句话说，在将三元组激发发光材料用于红色像素的情况下，需要少量电流流入发光元件；由此，增强稳定性。具有发红光特性的像素和具有发绿光特性的像素由三元组激发发光材料形成，且具有发蓝光特性的像素由单态激发发光材料形成从而降低功耗。而且还通过用三元组激发发光材料形成具有高光谱发光效率的绿色发光元件来实现更低功耗。
众所周知用作掺杂剂的金属络合物、其中是第三过渡系列元素的铂用作中心金属的金属络合物、其中铱作为中心金属的金属元素等是三元组激发发光材料的实例。三元组激发发光材料不局限于这些化合物，并且也能够使用具有上面结构并具有属于中心金属周期表的8-10族元素的化合物。
形成发光物质包含层的上述物质正是一个实例，且通过适当地层压各功能层例如空穴注入传输层、空穴传输层、电子注入传输层、电子传输层、发光层、电子阻挡层或空穴阻挡层来形成发光元件。另外，混合层或混合结可以用各自层的组合形成。可以改变发光层的层结构。在不脱离本发明内容的范围下，允许通过分散彻底的提供为此目的的电极或提供发光材料的变化，代替的不是装备特殊的电子注射区域或发光区。
通过用上文提及的材料形成的发光元件通过正向偏置而发光。通过单一矩阵模式或者有源矩阵模式驱动由发光元件形成的显示设备的像素。无论如何，在一个特殊的时机里每一个像素通过向该处施加正向偏置而发光；然而，在一定时期像素处于不发光的状态。在不发光时间里通过在相反的方向施加偏置能够增强发光元件的可靠性。在发光元件中，存在其中在一定驱动条件下发射强度降低的退化模式或由于在像素里不发光区域的扩充而导致亮度明显降低的退化模式。然而，通过改变电流驱动可以延迟退化的进行。因此，能够增强发光装置的可靠性。
接下来，如图30B所示，形成密封剂2081以密封使用密封衬底2082的衬底2001。其后，连接端子2084(连接栅极布线层的连接端子。没有示出连接源极布线层的连接端子)连接了栅极布线层2011和具有其间的各向异性导电层2083的源极布线层(未显示)的各自末端部分。此外，优选用密封树脂2085密封每个布线层和连接端子的连接部分。这种结构能够防止生成于截面部分的湿气穿透和退化像素部分。
经上述步骤，能够制造出发光显示板。注意为了防止静电放电破坏，在连接端子与源极布线(栅极布线)之间或在像素部分中使用保护电路，典型地二极管等。在这种情况下，通过用与上述TFT同样的步骤制造和通过连接像素部分的栅极布线层和二极管的漏极或者源极布线层能够防止静电放电破坏。
注意可以将实施例模式1到实施例模式9中任何一个应用到本实施例。显示制造液晶显示面板和发光显示面板的方法，然而，实施例1和2不局限于此。实施例1和2适当地应用于有源型的显示面板，例如DMD(数字微透镜设备)，PDP(等离子体显示面板)、FED(场发射显示器)或者电泳显示设备(电子纸)。
参考图36A到36D解释用于上述实施例的发光器件的模式。
图36A展示发光元件的实例，其中第一像素电极11由透光氧化物导电材料形成，其由含有从1原子％到15原子％浓度的氧化硅的氧化物导电材料形成。其上提供了包括空穴注入层或空穴传输层41、发光层42和电子传输层或电子注入层43的叠层的发光物质含有层16。第二像素电极17由包括碱金属或碱土金属，例如LiF或MgAg的第一电极层33和由例如铝的金属材料形成的第二电极层34形成。具有上述结构的像素能够通过由图36A箭头所示的第一像素电极11发光。
图36B展示了通过第二像素电极17发光的发光元件的实例。第一像素电极11由金属例如铝或钛，或者由包括所期望的配比比率的浓度的金属和氮的金属材料形成的第一电极层35，和具有浓度从1原子％到15原子％的第二电极形成。其上提供具有空穴注入层或空穴传输层41、发光层42和电子传输层或电子注入层43的叠层的发光物质含有层16。第二像素电极17由包括碱金属或碱土金属例如LiF或CaF的第三电极层33和由例如铝的金属材料形成的第四电极层34形成。任何一层有100nm或更小的膜厚以便能够透光；因此，光经第二像素电极17发出。
在具有图36A或图36B所示结构的发光元件中，在两个方向发光，换句话说，经第一像素电极和第二像素电极的情况下，具有透光性和高功函数的导电薄用于第一像素电极11，且具有透光性和低功函数的导电膜用于第二像素电极17。典型地，第一像素电极11优选由包含浓度从1原子％到15原子％的氧化硅的氧化物导电材料形成，且第二像素电极17优选由包括碱金属或碱土金属例如LiF或CaF的第三电极层33和由例如铝的金属材料形成的第四电极层34形成，以使各自具有100nm或更小的膜厚。
图36C展示了经第一像素电极11发光的发光元件的例子，并展示了其中顺序堆叠电子传输层或电子注入层43、发光层42、空穴注入层或空穴传输层41的发光物质包含层16的结构。第二像素电极17从发光物质包含层16的一边开始，由包含浓度从1原子％到15原子％的氧化硅的氧化物导电材料形成的第二电极层32，和由金属例如铝或钛，或者由包括所期望的配比比率或更小浓度的金属和氮的金属材料形成的第一电极层35形成。第一像素电极11由包括碱金属或碱土金属例如LiF或CaF的第三电极层33和由例如铝的金属材料形成的第四电极层34形成。任何一层有100nm或更小的膜厚以便该层能透光；因此，光经第一像素电极11发出。
图36D展示了经第二像素电极17发光的发光元件的例子，并展示了其中顺序堆叠电子传输层或电子注入层43、发光层42和空穴注入层或空穴传输层41的发光物质包含层16的结构。第一像素电极11具有与图35A相同的结构，将膜形成的足够厚以能够反射发光物质包含层16中发射的光。第二像素电极17由包含浓度从1原子％到15原子％的氧化硅的氧化物导电材料构成。在这个结构里，空穴注入层或空穴传输层41由无机金属氧化物形成(典型地，氧化钼或者氧化钒)；因此，供给在形成第二电极层33时引入的氧，因而，增强了空子注入能力并减少了驱动电压。
在具有图36C或图36D所示结构的发光元件中，在两个方向，换句话说，经第一像素电极和第二像素电极发光的情况下，具有透光性和低功函数的导电膜用于第一像素电极11，并且具有透光性和高功函数的导电膜用于第二像素电极17。典型地，第一像素电极11优选由含有碱金属或碱土金属例如LiF或CaF的第三电极层33和由金属材料例如铝形成的第四电极层34形成，以使每个都具有100nm或更小的膜厚。第二像素电极17优选由含有从1原子％至15原子％浓度的氧化硅的氧化物导电材料形成。
参照图37A至37F描述显示在上面实施例中的发光显示板的像素电路和其工作结构。
在图37A所示的像素中，在列方向上排列信号线710和电源线711和712，在行方向上排列扫描线714。另外，像素包括开关TFT 701、驱动TFT 703、电流控制TFT 704、电容元件702和发光元件705。
除了驱动TFT 703的栅电极连接到排列在行方向上的电源线712之外，图37C所示的像素具有与图37A所示像素相同的结构。换句话说，图37A和37C所示的两个像素的等效电路图是相同的。然而，当电源线712排列在行方向上(图37A)时并且当电源线712排列在列上(图37C)时，在不同的层中使用导电层形成各自电源线。这里，为了显示在不同层中形成布线，聚集连接驱动TFT 703的栅电极的布线并在图37A和37C中分别显示各图。
作为图37A和37C所示的每个像素的特征，在像素中串联连接驱动TFT 703和电流控制TFT 704。优选设定驱动TFT 703的沟道长度L(703)和沟道宽度W(703)和电流控制TFT 704的沟道长度L(704)和沟道宽度W(704)，以满足L(703)/W(703)∶L(704)/W(704)＝5至6000∶1。
驱动TFT 703在饱和区工作并起控制流经发光元件705的大量电流值的作用。电流控制TFT 704在线性区工作并起控制供给大量电流给发光元件705的作用。根据制造步骤优选两个TFT具有相同的导电性，并在该实施例中将TFT形成为n沟道型TFT。另外，驱动TFT 703可以是耗尽型TFT也可以是增强型TFT。在具有上述结构的本发明中，电流控制TFT 704在线性区工作；因此，电流控制TFT 704中的VGS的轻微变化不影响发光元件705的电流值。换句话说，发光元件705的电流值的量取决于在饱和区工作的驱动TFT 703。根据上述结构，能够改善由TFT特性的变化引起的亮度的变化，并能够提供具有改善图像质量的显示器件。
在图37A至37D所示的像素中，开关TFT 701控制视频信号输入到像素。当开关TFT 701接通时，视频信号输入到像素中。注意图37A和37C各自显示了其中提供电容元件702的结构；然而，本发明不限于此。当使用栅电容等作为能够容纳视频信号的电容，可以不提供电容元件702。
除了增加TFT 706和扫描线715之外，图37B所示的像素具有与图37A所示的像素相同的结构。采用相同的方式，除了增加TFT 706和扫描线715之外，图37D所示的像素具有与图37C所示的像素相同的结构。
在TFT 706中，通过重新布置的扫描线715控制开或关。当TFT 706接通时，释放存储在电容元件702中的电荷，并且电流控制TFT 704切断。换句话说，能够通过布置TFT 706有效地使处于其中电流不流经发光元件705的状态。因此，TFT 706被称作擦除TFT。因此，在图37B和37D的结构中，发光周期与写周期同时开始或在写周期之后而不需要等待所有像素中的信号写入。因此，提高了占空率。
在图37E所示的像素中，在列方向上排列信号线710和电源线711，且在行方向上排列扫描线714。另外，像素包括开关TFT 701、驱动TFT 703、电容元件702和发光元件705。图37F所示的像素具有与图37E所示的像素相同的结构，除了增加TFT 706和扫描线715外。注意通过布置TFT 706也改善了图37F结构中的占空率。
特别是在形成具有如上面实施例的非晶半导体等的薄膜晶体管的情况下，优选使驱动TFT的半导体膜较大。因此，考虑到宽高比优选使用具有少量TFT的图37E或37F所示的像素电路。
由于每个像素提供有TFT，所以当增加像素强度时考虑上述有源矩阵发光器件便于低电压驱动。另一方面，还形成其中每隔一行提供TFT的无源矩阵型发光器件。在无源矩阵型发光器件中，不为每个像素提供TFT；因此，获得了高的宽高比。
另外，在本发明的显示器件中用于驱动屏幕显示的方法没有特别地限制，例如可以使用点顺序驱动法、线顺序驱动法、区顺序驱动法等。典型地使用线顺序驱动法，可适当地使用时分等级驱动法或区等级驱动法。另外，输入到显示器件的源极线中的视频信号或者为模拟信号或者为数字信号，并可以根据视频信号适当地设计驱动电路等。
而且，在使用数字视频信号的显示器件中，输入到像素中的视频信号包括恒压信号(CV)和恒流信号(CC)。恒压(CV)视频信号还可分为应用于发光元件的恒压视频信号(CVCV)和应用于发光元件的恒流视频信号(CVCC)。另外，恒流(CC)视频信号可分为应用于发光元件的恒压视频信号(CCCV)和应用于发光元件的恒流视频信号(CCCC)。
如上所述，可应用多种像素电路。
在该实施例中，参照图9A至9C描述在上面实施例所示的显示板上安装驱动电路(信号线驱动电路1402和扫描线驱动电路1403a和1403b)。
如图9A所示，信号线驱动电路1402和扫描线驱动电路1403a和1403b安装在像素部分1401的外围。在图9A中，通过COG法在衬底1400上安装IC芯片1405、1407a和1407b作为信号线驱动电路1402和扫描线驱动电路1403a、1403b等。接着，IC芯片通过FPC(柔性印刷电路)1406连接到外部电路。
如图9B所示，在形成由SAS或结晶半导体形成的TFT的情况下，像素部分1401、扫描线驱动电路1403a和1403b等整体地形成在衬底上，并分离地安装信号线驱动电路1402作为芯片。在图9B中，通过COG法在衬底1400上安装IC芯片1405作为信号线驱动电路1402。然后，IC芯片经FPC(柔性印刷电路)1406连接到外部电路。
而且，如图9C所示，通过TAB法代替COG法安装信号线驱动电路1402等。接着，IC芯片经FPC(柔性印刷电路)1406连接外部电路。在图9C中，通过TAB法安装信号线驱动电路，然而，可以通过TAB法安装扫描线驱动电路。
当通过TAB法安装IC芯片时，相对于衬底提供了较大的像素部分，因而，框架变窄。
通过使用硅晶片形成IC芯片；然而，可提供其中电路形成在玻璃衬底(下文中称作驱动IC)上的芯片来代替IC芯片。由于IC芯片从电路硅晶片中取出，所以对母衬底的形状有限制。另一方面，驱动IC具有玻璃母衬底，对形状没有限制，因此，提高了生产率。因此，可以任意地设定驱动IC的形状和尺寸。例如，当形成具有15nm至80nm的主轴的驱动IC时，相对于安装IC芯片的情况减少了驱动IC的必需量。因此，减少了连接端子的数量，因而，增加了制造方面的产量。
通过使用形成在衬底上的结晶半导体形成驱动IC，且优选地通过连续波激光照射来形成结晶半导体。通过连续波激光照射而获得的半导体膜具有少许结晶缺陷并具有大颗粒尺寸的晶粒。因此，具有上述半导体膜的晶体管具有良好的迁移率和响应速率，且能够执行适合驱动IC的高速驱动。
在该实施例中，参照图10A至10D描述在上述实施例中所示的显示板上安装驱动电路(信号线驱动电路1402和扫描线驱动电路1403a和1403b)的方法。可以使用使用各向异性导电材料的连接法、布线焊接法等作为安装方法，参照图10A至10D描述其实例。注意该实施例显示使用用于信号线驱动电路1402和扫描线驱动电路1403a和1403b的驱动IC的实例。适当地使用IC芯片来代替驱动IC。
图10A显示通过使用各向异性导电材料在有源矩阵衬底1701上安装驱动IC1703的实例。每个布线例如源极或栅极布线(未显示)和布线的电极垫1702a和1702b形成在有源矩阵衬底1701的上方。
连接端子1704a和1704b提供在驱动IC1703的表面上，并且保护绝缘膜1705形成在外围部分中。
用各向异性导电胶1706将驱动IC1703安装在有源矩阵衬底1701上。连接端子1704a和1704b及电极垫1702a和1702b通过包含在各向异性导电胶中的导电颗粒1707来相互电连接。各向异性导电胶是其中分散并包含导电颗粒(具有近似从3μm到7μm的颗粒尺寸)的粘合树脂。给出环氧树脂、酚醛树脂等作为各向异性导电胶的实例。另外，导电颗粒(具有近似从几μm到几百μm的颗粒尺寸)由金、银、铜、钯和铂元素或多种元素的合金颗粒形成。可替换地，也可以使用具有上述多层结构的颗粒。而且，也可以使用涂有金、银、铜、钯和铂元素或多种元素的合金的树脂颗粒。
另外，可以使用以以薄膜形状转移到基膜的各向异性导电膜来代替各向异性导电胶。与各向异性导电胶中的颗粒相似的导电颗粒分散在各向异性导电膜中。充分地调整混合在各向异性导电胶1706中的导电颗粒1707的尺寸和浓度，以便采取该模式在有源矩阵衬底上安装驱动IC。该安装方法适合于安装图9A和9B中的驱动IC的方法。
图10B显示其中利用有机树脂的收缩的安装方法的实例。通过使用Ta、Ti等在驱动IC的连接端子1704a和1704b的表面上形成缓冲层1711a和1711b，并通过无电电镀法等在其上形成近似20μm厚的Au以形成凸起1712a和1712b。通过在驱动IC和有源矩阵衬底之间放置光致固化绝缘树脂1713并通过在使用固化光致固化树脂的收缩力的压力下焊接电极来安装驱动IC。该安装方法适合于安装图9A和9B中的驱动IC的方法。
另外，如图10C所示，通过使用粘合剂1721将驱动IC1703固定到有源矩阵衬底1701上，并通过布线1722a和1722b连接CPU的连接端子1704a和1704b及布线板上的电极垫1702a和1702b。接着，有机树脂1723用于密封连接端子1704a和1704b、电极垫1702a和1702b、驱动IC1703及布线1722a和1722b。该安装方法适合于安装图9A和9B中的驱动IC的方法。
另外，如图10D所示，在具有布线1732和其间的含有导电颗粒1707的各向异性导电胶1706的FPC(柔性印刷电路)1731上提供驱动IC1703。在将其用于在外壳例如便携式终端的尺寸中受限制的电子器件的情况下，该种结构极其有效。该安装方法适合于安装图9C中的驱动IC的方法。
注意用于安装驱动IC的方法不局限于此，且可以使用公知的COG法或布线焊接法、TAB法或使用焊接凸块的回流处理。注意在进行回流处理的情况下，优选将高热阻塑性典型地聚酰亚胺衬底、HT衬底(由日本钢铁化学公司生产的)，由具有极性基团等的降冰树脂形成的ARTON用于驱动IC或有源矩阵衬底所使用的衬底。
如图9B和9C所示，当通过在实施例6所示的显示板中形成SAS半导体层、在衬底1400上形成扫描线仪侧驱动电路时，该实施例描述了驱动电路。
图14显示由使用其中获得从1cm2/V·sec至15cm2/V·sec场效应迁移率的SAS的n沟道型TFT组成的扫描线驱动电路的框图。
在图14中由参考数字1500表示的方块对应于用于输出一阶取样脉冲的脉冲输出电路，且移位寄存器包括n个脉冲输出电路。在缓冲器电路的末端连接像素1502。图15显示脉冲输出电路1500的具体结构，并且电路包括n沟道型TFT 3601至3613。同时考虑到使用SAS的n沟道型TFT的工作特性来确定TFT的尺寸。例如，当将沟道长度设定为8μm时，可以将沟道的宽度设定在从10μm至80μm的范围。
另外，图16显示缓冲器电路1501的具体结构。缓冲器电路包括采用相同方式的n沟道型TFT 3620至3636。同时考虑到使用SAS的n沟道型TFT的工作特性来确定TFT的尺寸。例如，当将沟道长度设定为10μm时，将沟道的宽度设定在从10μm至1800μm的范围。
该实施例描述了显示模块。这里参照图26显示了作为显示模块实例的液晶模块。
用密封剂1600固定有源矩阵衬底1601和反向衬底1602，且在其间提供了像素部分1603和液晶层1604以形成显示区。
彩色层1605必须进行彩色显示。至于RGB系统对应于每个像素提供对应于红、绿和蓝每种颜色的彩色层。在有源矩阵衬底1601和反向衬底1602的外侧布置偏振板1606和1607。另外，在从外侧减轻冲击的偏振板1606的表面上形成保护膜1616。
为有源矩阵衬底1601提供的连接端子1608经FPC1609连接到布线板1610。FPC或连接布线提供有像素驱动电路(IC芯片，驱动IC等)1611，并在布线衬底1610中并入外部电路1612例如控制电路或电源电路。
冷阴极电子管1613、反射板1614和光学薄膜1615为背光单元并用作投光到液晶显示板上的光源。通过玻璃框架1617固定或保护液晶显示板、光源、布线板、FPC等。
注意可以将实施例模式1至实施例模式9的任一应用到该实施例中。
本实施例显示参照图35A至35C的作为显示模块的实例的发光显示模块的截面图。
图35A显示其中通过密封剂1200而使有源矩阵衬底1201和反向衬底1202彼此固定，并在其间提供像素部分1203以形成显示区的发光显示板的截面图。
在反向衬底1202与像素部分1203之间形成空间1204。通过用惰性气体例如氮气充满空间，或通过在空间中形成具有高吸水材料的透光树脂来进一步防止湿气和氧气的渗透。另外，形成透光并高吸水的树脂。甚至在经发光元件将光射到第二衬底的情况下，由于透光树脂，可以在不降低透明性的情况下形成显示模块。
另外，为了提高对比度，至少在模块的像素部分中优选提供偏振板或循环偏振板(偏振板，1/4λ板和1/2λ板)。当从反向衬底1202一侧考虑显示器时，可以在反向衬底1202上顺序地提供四分之一波长板和半波长板1205和偏振板1206。而且，可在偏振板上提供抗反射膜。
另外，当从反向衬底1202和有源矩阵衬底1201的两侧考虑显示器时，采用相同的方式给有源矩阵衬底的表面优选提供四分之一波长板和半波长板和偏振板。
为有源矩阵衬底1201提供的连接端子1208经FPC1209连接布线板1210。为FPC或连接布线提供像素驱动电路1211(IC芯片、驱动IC等)，且将外部电路1612例如控制电路或电源电路合并到布线板1210中。
如图35B所示，在像素部分1203与偏振板之间或在像素部分与循环偏振板之间提供彩色层1207。在这种情况下，通过给像素部分提供能够发白光的发光元件并通过分别地提供显示RGB的彩色层来执行全彩显示。另外，通过给像素部分提供能够发蓝光的发光元件并通过分别地提供彩色转换层等来执行全彩显示。而且，给每个像素提供能够发红、绿和蓝光的发光元件，并可以使用彩色层1207。上述显示模块具有每个RGB的高色彩纯度并能够高分辨率显示。
不同于图35A的图35C显示了通过使用保护膜1221例如膜或树脂而不使用反向衬底来密封有源矩阵衬底和发光元件的情况。提供保护膜1221以覆盖像素部分1203中的第二像素电极。使用有机材料例如环氧树脂、聚氨酯树脂或硅酮树脂作为保护膜1221。另外，通过微滴释放法滴入聚合物材料而形成保护膜1221。在该实施例模式中，通过使用分散器释放环氧树脂并对其干燥。而且，在保护膜上方提供反向衬底。该结构的其余部分与图35A相同。
通过采用上述方式密封有源矩阵衬底和发光元件而不使用反向衬底来减小显示器件的重量、尺寸和厚度。
在该实施例的模式中通过使用FPC1209来安装布线板1210；然而，本实施例不局限于该结构。通过使用COG(玻璃上芯片)法在衬底上直接安装像素驱动电路1211和外部电路1212。
注意实施例模式1至7的任一个都可以应用于该实施例中。显示液晶显示模块和发光显示模块作为显示模块的实例；然而，实施例8和实施例9不局限于此。可以将实施例8和实施例9适当的应用于显示模块例如DMD(数字微镜器件)、PDP(等离子体显示板)、FED(场发射显示器)或电泳显示器件(电子纸)。
本实施例参照图38A至38C描述了上述实施例所示的显示板的干燥剂。
图38A是显示板的表面图，图38B是沿图38A中的线A-B的截面图，图38C是沿图38A中的线C-D的截面图。
如图28A所示，用密封剂1802密封有源矩阵衬底1800和反向衬底1801。在有源矩阵衬底和反向衬底之间提供像素区。在源极布线1805与栅极布线1806的接点的区域中像素区提供有像素1807。在像素区与密封剂1802之间提供干燥剂1804。在像素区中，干燥剂1814提供在栅极或源极布线上。这里，干燥剂2814提供在栅极布线上；然而，也可以提供在栅极和源极布线上。
优选使用通过像碱土金属例如氧化钙(CaO)或氧化钡(BaO)的化学吸收来吸收水(H2O)的物质作为干燥剂1804和1814。然而，不局限于此，也可以使用通过物理吸收例如沸石或硅胶来吸收水的物质。
用包含在高湿度渗透树脂中的颗粒干燥剂将干燥剂固定到物质上。下面给出了高湿度渗透树脂的实例丙烯酸类树脂例如丙烯酸酯、丙烯酸醚、丙烯酸尿烷酯、丙烯酸尿烷醚、丙烯酸尿烷丁二烯、特定的丙烯酸尿烷、丙烯酸环氧树脂、丙烯酸氨基树脂或丙烯酸盐丙烯酸树脂。另外，可以使用环氧树脂例如双酚A型液态树脂、双酚A型固态树脂、含有溴基环氧树脂的树脂、双酚F型树脂、双酚AD型树脂、苯酚型树脂、甲酚型树脂、线型酚醛清漆型树脂、环形脂肪族环氧树脂、epibis型环氧树脂、缩水甘油基酯树脂、缩水甘油基胺树脂、异环环氧树脂或改进环氧树脂。另外，也可以使用其它物质。例如，也可以使用无机物质例如硅氧烷等。
另外，使用与通过化学吸收等吸收水的分子一起混合在有机溶剂中凝固溶液作为吸水物质。
注意优选比用作作为高潮湿渗透树脂的密封剂的物质或无机物质更高潮湿渗透物质。
在根据如上所述的本发明的发光器件中，在水到达提供有发光元件的区域之前，能够吸收混合在发光器件的外部水。因此，可以抑制由于水导致的、为像素提供的元件典型地发光元件的恶化。
如图38B所示，在显示板的外围在密封剂1802和像素区1803之间提供干燥剂1804。另外，通过给反向衬底或有源矩阵衬底提供减压并提供干燥剂1804的减压来减薄显示板。
如图38C所示，在像素2807中形成为用于驱动显示元件的半导体元件的一部分的半导体区1811、栅布线1806、源布线1805和像素电极1812。在显示板的像素部分中，为与栅极布线1806重叠的反向衬底的区域提供干燥剂1814。栅极布线是源极布线的两到四倍宽。因此，通过在非显示区域的栅极布线1806上提供干燥剂1814从而不减小宽高比，并能够抑制经显示元件的潮气渗透和由此引起的恶化。另外，通过给反向衬底提供减压并提供干燥剂的减压来减薄显示板。
根据本发明，能够形成具有其中高度集成具有细微结构的半导体元件的电路典型地，信号线驱动电路、控制器、CPU、音频处理电路转换器、电源电路、传输和接收电路、存储器、音频处理电路的放大器的半导体器件。此外，能够制造系统上芯片，其中在一单片芯片上安装电路例如MPU(微机)、存储器和组成系统(功能电路)的I/O界面，并且其能够实现高速度、高稳定性和低功耗。
通过将上述实施例描述的半导体器件并入外壳中来制造各种电子器件。如下给出了电子器件的实例电视机、照相机例如摄像机和数码相机、转动型显示器(头装配显示器)、导航系统、音频再现设备(汽车音频、音频元件等)、个人计算机、游戏机、个人数字助手(移动计算机、蜂窝电话、轻便游戏机、电子书籍等)、包括录制介质的图像再现设备(特别地，能够处理录制介质例如数字化视频光盘(DVD)中的数据并具有能够显示数据图像的显示器的器件)等。这里，图11和图12分别显示了电视机和其框图，图13A和13B显示作为电子器件的典型实例的数码相机。
图11是显示接收模拟电视广播的电视机的一般结构的框图。在图11中，通过天线1101接收的电视广播的无线电波被输入调谐器1102中。调谐器1102通过将从天线1101输入的高频电视信号与根据希望接收频率被控制的本地振荡频率信号混合而产生并输出中频(IF)信号。
通过中频放大器(IF放大器)1103将天线1102发出的IF信号放大到需要的电压。其后，通过图像检测电路1104和音频检测电路1105检测放大的IF信号。通过图像处理电路1106将从图像检测电路1104输出的图像信号分成亮度信号和色度信号。另外，亮度信号和色度信号经预定图像信号处理成图像信号，以便将图像信号输出到为本发明的半导体器件，典型地，液晶显示器件、发光显示器件、DMD(数字微镜器件)、PDP(等离子体显示板)、FED(场发射器件)、电泳显示器件(电子纸)等的显示器件的图像输出部分1108。注意液晶电视使用显示器件的液晶显示器件，并且EL电视使用显示器件的发光显示器件。当使用其它显示器件时是相同的。
从音频检测电路1105输出的信号经处理例如音频处理电路1107中的FM解调变成音频信号。接着将音频信号适当地放大以输出扬声器等的音频输出部分1109。
根据本发明的电视机适用于数字广播例如陆地数字广播、电缆数字广播和BS数字广播以及模拟广播例如VHF波段、UHF波段等中的陆地广播、电缆广播和BS广播。
图12是包括外壳1151、显示部分1152、扬声器部分1153、操作部分1154、视频输入端子1155等的电视机的前视图。图12所示的电视机具有图11所示的结构。
显示部分1152是显示图像的图11中的图像输出部分1108的实例。
扬声器部分1153是输出声音的图11中所示的视频输出部分的实例。
操作部分1154提供有电源开关、音量开关、频道选择开关、调谐开关、选择开关等以开和/或关电视机，通过分别按下开关来选择图像、控制声音、选择调谐等。注意尽管没有在图中显示，也可以通过遥控操作单元执行上述选择。
视频输入端子1155将图像信号从外部部分例如VTR、DVD或游戏机输入到电视机中。
在壁挂电视机的情况下，在该实施例所示的电视机的背侧上提供挂在墙上的部分。
通过将是根据本发明的半导体器件的实例的显示器件应用到电视机的显示部分来高产量、低成本的生产电视机。另外，通过将根据本发明的半导体器件应用于用于控制电视机的图像检测电路、图像处理电路、音频检测电路和音频处理电路的CPU来高产量、低成本的生产电视机。因此，上述电视被广泛地应用于大面积显示媒质例如壁挂电视机、用在火车站、飞机场等的信息显示板和街道上的广告显示板。
图13A和13B显示数码相机的实例。图13A是数码相机的前视图，图13B是其后视图。在图13A中，给数码相机提供有释放按钮1301、主开关1302、取影窗口1303、闪光灯1304、透镜1305、透镜镜筒1306和外壳1307。
在图13B中，给数码相机提供有取影目镜1311、监视器1312和操作按钮1313。
当将释放按钮1301按下一半时，操作调焦装置和曝光调整装置。当完全按下释放按钮时，则释放快门。
通过压或转主开关1302来打开或关闭数码相机。
在数码相机正面上的透镜1305上方设置取影窗口1303，并用于检查图13B所示的取影目镜1311的拍摄范围和聚焦点。
闪光灯1304设置在数码相机主体正面的上部。当拍照低亮度等级的物体时，按下释放按钮以发出辅助光并同时释放快门。
透镜1305设置在数码相机的前面上。透镜由聚焦透镜、可变焦距镜头等构成。光学拍摄系统包括与快门和窗孔一起的透镜，其未在图中显示。在透镜的后面提供图像感测器件例如CCD(电荷耦合器件)。
透镜镜筒1306用于移动透镜位置以将聚焦透镜、可变焦距镜头等聚集在物体上。当拍照时，透镜镜筒从主体伸出以便透镜1305向物体移动。当携带数码相机时，透镜1305存储在主体内侧以减小尺寸。注意，尽管在本实施例中可以通过移动透镜镜筒来拉近透镜以放大物体，但本实施例不局限于该结构。本实施例可以应用于由于在外壳1307内的光学拍摄系统的结构不能改变透镜焦距而就近拍摄的数码相机。
取影目镜1311提供在数码相机后面的上半部分，通过它凭目视检查拍摄范围和聚焦点。
操作按钮1313是用于多种功能的按钮并被提供在数字照相机的背侧。操作按钮包括装配按钮、菜单按钮、显示按钮、功能按钮、选择按钮等。
通过将是根据本发明的半导体器件的一个实施例的显示器件应用于监视器来以低成本、高产量地生产数字照相机。通过将是根据本发明的半导体器件的一个实施例的CPU应用于响应各种功能按钮、主开关、释放按钮等而进行处理的CPU，应用于用于控制多种电路例如用于自动聚焦和自动聚焦调整的电路、用于控制电闪存驱动和CCD驱动的定时控制电路、用于由被成像器件例如CCD光电转换的信号生成图像信号的成像电路、用于将在成像电路中生成的图像信号转换为数字信号的A/D转换器或用于写入或读出存储器中的图像数据的存储器界面的CPU来以低成本高产量地生产数字照相机。
本申请基于2004年3月3日向日本专利局申请的日本专利申请No.2004-059819，其整个内容以引用的形式并入本文。
权利要求
1.一种制造半导体器件的方法，包括在衬底上方形成光吸收层；通过使用溶液在光吸收层上方形成第一区域；通过用激光照射光吸收层来产生热量；以及通过用热量加热第一区域形成第一膜图案。
2.一种制造半导体器件的方法，包括在衬底之上形成光吸收层；在光吸收层上方施加或释放溶液；通过将激光聚焦在光吸收层上，用激光照射光吸收层以产生热量；以及通过用热量加热溶液以形成第一膜图案。
3.一种制造半导体器件的方法，包括在衬底上方形成光吸收层；在光吸收层上方施加或释放溶液；通过将激光聚焦于光吸收层上而用激光照射光吸收层；将激光的光能转换为热能；以及通过使用热能改变溶液形成第一膜图案。
4.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中第一膜图案的截面形状类似于激光的光束形状，并小于激光的光束形状。
5.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中衬底具有透光性，并且激光从衬底下方照射。
6.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中溶液具有透光性，并且激光从溶液上方照射。
7.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中溶液包括导体，并且第一膜图案包括导电膜。
8.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层具有绝缘特性。
9.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层具有导电性。
10.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，还包括通过使用第一膜图案作为掩模蚀刻光吸收层以形成第二膜图案的步骤。
11.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中导体聚集在第一膜图案中。
12.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中溶液包含热固性材料和热塑性材料其中之一，并且第一膜图案包括有机树脂。
13.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层具有遮光性。
14.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光。
15.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
16.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中光吸收层具有热阻性。
17.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中第一膜图案的宽度从0.1μm至10μm。
18.根据权利要求1至3中任一的半导体器件的制造方法，其中半导体器件是选自电视机、摄像机、数字照相机、目镜型显示器、导航系统、音频再现设备、个人电脑、游戏机、移动计算机、蜂窝电话和电子书中的至少一种。
19.一种半导体器件，包括形成在衬底上方的光吸收层；和形成在光吸收层上方的导电膜；其中导电膜的截面形状具有高斯曲线形状。
20.一种半导体器件，包括形成在衬底上方的光吸收层，和形成在光吸收层上方的导电膜；其中导电膜的截面形状具有梯形形状。
21.根据权利要求19或20的半导体器件，其中导体聚集在导电膜中。
22.根据权利要求19或20的半导体器件，其中光吸收层具有绝缘特性。
23.根据权利要求19或20的半导体器件，其中光吸收层具有遮光性。
24.根据权利要求19或20的半导体器件，其中光吸收层吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光。
25.根据权利要求19或20的半导体器件，其中光吸收层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
26.根据权利要求19或20的半导体器件，其中光吸收层具有热阻性。
27.根据权利要求19或20的半导体器件，其中导电膜的宽度从0.1μm至10μm。
28.一种半导体器件，包括包括多层的导电膜，其中导体聚集在导电膜的上层中，和其中导电膜的上层的截面形状具有高斯曲线形状，以及其中导电膜的下层具有遮光性。
29.一种半导体器件，包括包括多层的导电膜，其中导体聚集在导电膜的上层中，和其中导电膜的上层的截面形状具有梯形形状，以及其中导电膜的下层具有遮光性。
30.根据权利要求28或29的半导体器件，其中导电膜的下层吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光。
31.根据权利要求28或29的半导体器件，其中导电膜的宽度从0.1μm至10μm。
32.根据权利要求19、20、28和29其中任一的半导体器件，其中半导体器件是选自摄像机、数字照相机、目镜型显示器、导航系统、音频再现设备、个人电脑、游戏机、移动计算机、蜂窝电话、和电子书中的至少一种。
33.一种具有显示器件的电视，该显示器件包括具有形成在衬底上方的光吸收层的半导体元件；形成在光吸收层上方的栅电极，其中栅电极的截面形状具有高斯曲线形状；以及电连接到半导体元件的像素电极。
34.一种具有显示器件的电视，该显示器件包括具有形成在衬底上方的光吸收层的半导体元件；以及形成在光吸收层上方的栅电极，其中栅电极的截面形状具有梯形形状；以及电连接到半导体元件的像素电极。
35.根据权利要求33或34的电视，其中导体聚集在栅电极中。
36.根据权利要求33或34的电视，其中光吸收层具有绝缘性。
37.根据权利要求33或34的电视，其中光吸收层具有遮光性。
38.根据权利要求33或34的电视，其中光吸收层吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光。
39.根据权利要求33或34的电视，其中光吸收层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
40.根据权利要求33或34的电视，其中光吸收层具有热阻性。
41.根据权利要求33或34的电视，其中栅电极的宽度从0.1μm至10μm。
42.一种具有显示器件的电视，该显示器件包括具有至少一个包括多层的栅电极的半导体元件；以及电连接到半导体元件的像素电极，其中导体聚集在栅电极的上层中，其中栅电极的上层的截面形状具有高斯曲线形状，其中栅电极的下层具有遮光性。
43.一种具有显示器件的电视，该显示器件包括具有至少一个包括多层的栅电极的半导体元件；以及电连接到半导体元件的像素电极，其中导体聚集在栅电极的上层中，其中栅电极的上层的截面形状具有梯形形状，其中栅电极的下层具有遮光性。
44.根据权利要求42或43的电视，其中栅电极的下层吸收具有紫外光、可见光或红外光波长的光。
45.根据权利要求42或43的电视，其中栅电极的下层吸收具有从400nm至700nm波长的光。
46.根据权利要求42或43的电视，其中栅电极的下层具有热阻性。
47.根据权利要求42或43的电视，其中栅电极的宽度从0.1μm至10μm。
48.根据权利要求33、34、42和43其中任一的电视，其中电视是液晶电视和EL电视中的一种。
全文摘要
本发明的目的是提供一种制造具有能够降低成本和提高产量并具有微结构的半导体元件的半导体器件的方法，进而，提供制造液晶电视和EL电视的方法。根据本发明的一个特征，制造半导体器件的方法包括如下步骤在衬底上方形成光吸收层，通过使用溶液在光吸收层上方形成第一区域，通过用激光照射光吸收层来产生热量，以及通过用热量加热第一区域形成第一膜图案。
文档编号G03F7/00GK1700417SQ20051006974
公开日2005年11月23日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月3日
发明者城口裕子, 山本良明 申请人:株式会社半导体能源研究所