薄膜晶体管及其制造方法、显示装置及其制造方法

专利名称：薄膜晶体管及其制造方法、显示装置及其制造方法
技术领域：
发明涉及薄膜晶体管及其制造方法、具有该薄膜晶体管的显示装置及其制造方法。
背景技术：
近年来，由形成在玻璃衬底等的具有绝缘表面的衬底上的厚度为
几nm至几百nm左右的半导体薄膜构成的薄膜晶体管引人注目。薄膜晶体管广泛地应用于电子器件诸如IC (集成电路)及电光装置。尤其，正在加快开发作为以液晶显示装置或EL (电致发光)显示装置等为代表的显示装置的开关元件的薄膜晶体管。在有源矩阵型液晶显示装置中，通过在连接到所选择的开关元件的像素电极和对应于该像素电极的相对电极之间施加电压，进行配置在像素电极和相对电极之间的液晶层的光学调制，并且该光学调制被观察者识别为显示图案。在此，有源矩阵型液晶显示装置是指一种液晶显示装置，其中采用通过利用开关元件使配置为矩阵状的像素电极驱动，在屏幕上形成显示图案的方式。
目前，如上所述那样的有源矩阵型显示装置的用途正在扩大，并且对于屏幕尺寸的大面积化、高精细化及高开口率化的要求得到提高。此外，对于有源矩阵型显示装置要求高可靠性，并且对于其生产方法要求高生产性及生产成本的降低。作为提高生产性并降低生产成本的方法之一，可以举出步骤的简化。
在有源矩阵型显示装置中，主要将薄膜晶体管用作开关元件。在制造薄膜晶体管时，为了步骤的简化，重要的是减少用于光刻的光掩模的数目。例如，若是增加一个光掩4莫，则需要如下步骤抗蚀剂涂敷、预烘千、曝光、显影、后烘干等的步骤、在其前后的步骤中的被
膜的形成及蚀刻步骤、以及抗蚀剂的剥离、清洗及干燥步骤等。因此，
若是增加一个用于制造步骤的光掩模，则大幅度地增加步骤数目。为
了减少制造步骤中的光掩模，正在进行多种技术开发。
薄膜晶体管大致分成其沟道形成区设置于栅电极的下层的顶栅
型和其沟道形成区设置于栅电极的上层的底栅型。已知地是，在底栅型薄膜晶体管的制造步骤中使用的光掩模数目少于在顶栅型薄膜晶
体管的制造步骤中使用的光掩模数目。 一般地，利用三个光掩模制造底栅极型薄膜晶体管。
此外，减少光掩模数目的现有技术主要采用复杂的技术如背面曝
光、抗蚀剂回流或剥离法(lift-offmethod)并需要特殊的装置。因利用这种复杂的技术导致各种问题，因此成为成品率的降低的原因之一。另外，必须牺牲薄膜晶体管的电特性的情况也多。
作为在薄膜晶体管的制造步骤中的用来减少光掩模数目的典型方法，使用多级灰度掩模(被称为半色调掩模或灰色调掩模的掩模)的技术是众所周知的。作为使用多级灰度掩模减少制造步骤的技术，例如可以举出专利文献1 。
专利文献1日本专利申请公开2003-179069号公报
但是，即使在上述多级灰度掩模制造底栅型薄膜晶体管的情况下，也需要至少两个多级灰度掩模，因此难以进一步减少光掩模的数目。将两个多级灰度掩模中之一用于对栅电极层的构图。
在此，本发明的一个方式提供一种可以制造薄膜晶体管的新的方法，而不使用用于栅电极层的构图的新的光掩模。就是说，公开无需利用复杂的技术，并且利用 一个光掩模可以制造的薄膜晶体管的制造方法。

发明内容
由此，在薄膜晶体管的制造时，可以比现有技术减少所使用的光掩模的数目。
另外，本发明的一个方式尤其可以应用于用于显示装置的像素的 薄膜晶体管(像素TFT)。因此，本发明的一个方式目的在于提供一 种显示装置的制造方法，其中不使用复杂的技术，而用来光刻法的光 掩模的数目比现有技术少。
再者，本发明的一个方式的目的在于提供不仅减少光掩模的数 目，而且减少光漏电流并具有良好的电特性的薄膜晶体管及具有良好
的显示特性的显示装置；尤其是在液晶显示装置中，防止来自背光灯
一侧的光行进到半导体层。
在本发明的 一个方式的薄膜晶体管的制造方中，形成遮光膜和该
遮光膜上的第一抗蚀剂掩;f莫；通过蚀刻遮光膜的一部分形成具有图案 的遮光层；在该遮光层上形成基底膜；在该基底膜上形成第一导电膜、 在该第一导电膜上依次层叠第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、 以及第二导电膜而形成的薄膜叠层体、该薄膜叠层体上的第二抗蚀剂 掩模；通过第一蚀刻至少使上述第一导电膜露出并形成上述薄膜叠层 体的图案；以及通过第二蚀刻形成第一导电膜的图案。在此，基于第 一导电膜被选4奪性地侧蚀(sideetching )的条件进行第二蚀刻，并且 使用同一个光掩模形成第一抗蚀剂掩模和第二抗蚀剂掩模。
在此，作为第一蚀刻利用干蚀刻或湿蚀刻即可，但优选利用各向 异性高的蚀刻法(物理蚀刻)而进行。作为第一蚀刻利用各向异性高 的蚀刻法，可以提高图案的加工精度。注意，在以干蚀刻进行第一蚀 刻的情况下，虽然能够在一个步骤中进行，但是在以湿蚀刻进行第一 蚀刻的情况下，在多个步骤中进行第一蚀刻。因此，作为第一蚀刻优 选利用干蚀刻。
另外，作为第二蚀刻利用干蚀刻或湿蚀刻即可，但是优选利用各 向同性的蚀刻占优势的蚀刻法(化学蚀刻)而进行。作为第二蚀刻利 用各向同性的蚀刻占优势的蚀刻法(化学蚀刻)，可以对第一导电膜 进行侧面蚀刻。因此，作为第二蚀刻优选利用湿蚀刻。注意，第 一导电膜的图案例如是指形成栅电极及栅极布线和电容 电极及电容布线、电源线等的金属布线的俯视布局。
注意，遮光层由具有遮光性的材料的膜形成即可。作为具有遮光 性的膜，可以举出金属膜，优选使用铬或氧化铬等形成即可。另外， 遮光层至少设置为重叠于薄膜叠层体所具有的半导体膜。其面积优选 形成为大于薄膜叠层体。
另外，遮光层和薄膜叠层体使用同一个光掩模形成。通过与薄膜 叠层体同 一个光掩模形成遮光层，可以无需追加新的光掩模地设置遮 光层。
注意，如上所述，遮光层的面积优选大于薄膜叠层体，因此形成 薄膜叠层体的第二抗蚀剂掩模优选形成为比形成遮光层的第一抗蚀 剂掩模缩小。作为使抗蚀剂掩模缩小的方法，可以利用如以氧等离子 体的灰化等。
本发明的 一个方式是一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步
骤形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光 膜的一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在 上述基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂 质半导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上形成第二抗蚀剂 掩模；通过使用上述第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质 半导体膜、上述半导体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上 述第一导电膜露出；对上述第一导电膜的一部分进行引起侧面蚀刻的 第二蚀刻形成栅电极层；在上述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模； 以及通过使用上述第三抗蚀剂掩;f莫，对上述第二导电膜、上述杂质半 导体膜、以及上述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中上述第一抗蚀剂掩模 和上述第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
本发明的一个方式是一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步 骤形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光膜的一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在 上述基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂 质半导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上形成第二抗蚀剂 掩模；通过使用上述第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质 半导体膜、上迷半导体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上
述第一导电膜露出；在上述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；对上 述第一导电膜的一部分进行引起侧面蚀刻的第二蚀刻形成栅电极层； 以及通过使用上述第三抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半 导体膜、以及上述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中上述第一抗蚀剂掩模 和上述第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
本发明的一个方式是一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步 骤形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光 膜的一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在 上述基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂 质半导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上形成具有凹部的 第二抗蚀剂掩模；通过使用上述第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、 上述杂质半导体膜、上述半导体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻， 至少使上述第一导电膜露出；对上述第一导电膜的一部分进行引起侧 面蚀刻的第二蚀刻形成栅电极层；通过使上述第二导电膜缩小，以使 重叠于上述第二抗蚀剂掩模的凹部的上述第二导电膜露出并形成第 三抗蚀剂掩模；以及通过使用上述第三抗蚀剂掩模，对上述第二导电 膜、上述杂质半导体膜、以及上述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形 成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中上述 第一抗蚀剂掩模和上述第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
本发明的 一个方式是一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步 骤形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩^t;通过蚀刻上述遮光 膜的一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在上述基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂 质半导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上形成具有凹部的
第二抗蚀剂掩模；通过使用上述第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、 上述杂质半导体膜、上述半导体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻， 至少使上述第一导电膜露出；通过使上述第二抗蚀剂掩模缩小，以使 重叠于上述第二抗蚀剂掩模的凹部的上述第二导电膜露出并形成第 三抗蚀剂掩模；对上述第一导电膜的一部分进行引起侧面蚀刻的第二 蚀刻形成栅电极层；以及通过使用上述第三抗蚀剂掩模，对上述第二 导电膜、上述杂质半导体膜、以及上述半导体膜的一部分进行第三蚀 刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中 上述第一抗蚀剂掩模和上述第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
根据上述结构的制造方法，在第一抗蚀剂掩模具有凹部的情况 下，上述第一抗蚀剂掩模优选使用多级灰度掩模形成。通过使用多级 灰度掩模，可以以简单步骤形成具有凹部的抗蚀剂掩模。
通过上述结构的制造方法，以上述第一蚀刻形成元件区域，并且 以上述第二蚀刻，在离上述元件区域侧面有大约相等的距离内侧形成 4册电极层的侧面。
根据上述结构的制造方法，其中将上述第二抗蚀剂掩模的面积优 选形成为小于上述第一抗蚀剂掩模的面积，以便确实地实现半导体层 的遮光。
在本发明的将第二抗蚀剂掩模的面积形成为小于第 一抗蚀剂掩 模的面积的上述结构中，以氧等离子体进行灰化而形成上述第二抗蚀 剂掩模。
根据上述结构的利用第 一蚀刻及第二蚀刻的制造方法，其中作为 上述第一蚀刻优选利用干蚀刻且作为上述第二蚀刻优选利用湿蚀刻。 利用第一蚀刻的加工优选高精度地进行，并且利用第二蚀刻的加工需 要引起侧面蚀刻。为了进行高精度地加工，优选利用干蚀刻，这是因 为湿蚀刻因为利用化学反应，所以与干蚀刻相比容易发生侧面蚀刻的缘故。
本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在上述 基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半 导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上使用与上述第一抗蚀 剂掩模同一个光掩模形成第二抗蚀剂掩模；通过使用上述第二抗蚀剂 掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、上述半导体膜、上述 第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上述第一导电膜露出；对上述第一 导电膜的一部分进行引起侧面蚀刻的第二蚀刻形成栅电极层；在上述 第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；通过使用上述第三抗蚀剂掩模， 对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、以及上述半导体膜的一部分 进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导 体层来形成薄膜晶体管；去除上述第三抗蚀剂掩模；覆盖上述薄膜晶 体管形成地第二绝缘膜；在上述第二绝缘膜中形成开口部，以使上述 源电极及漏电极层的一部分露出；以及在上述开口部及上述第二绝缘 膜上选择性地形成像素电极。
本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在上述 基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半 导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上使用与上述第一抗蚀 剂掩模同一个光掩模形成第二抗蚀剂掩模；通过使用上述第二抗蚀剂 掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、上述半导体膜、上述 第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上述第一导电膜露出；在上迷第二 导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；对上述第一导电膜的一部分进行引起 侧面蚀刻的第二蚀刻形成栅电极层；通过使用上述第三抗蚀剂掩模， 对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、以及上述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导
体层来形成薄膜晶体管；去除上述第三抗蚀剂掩模；覆盖上述薄膜晶 体管地形成第二绝缘膜；在上述第二绝缘膜中形成开口部，以使上述 源电极及漏电极层的一部分露出；以及在上述开口部及上述第二绝缘 膜上选择性地形成像素电极。
本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩才莫；通过蚀刻上述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在上述 基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半 导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上使用与上述第一抗蚀 剂掩模同 一个光掩模形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模；通过使用上述 第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、上述半导 体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上述第一导电膜露出； 对上述第 一导电膜的 一部分进行引起侧面蚀刻的第二蚀刻形成栅电 极层；通过使上述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于上述第二抗蚀剂 掩模的凹部的上述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩模；通过使用 上述第三抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、以及 上述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域 及漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除上述第三抗蚀剂 掩模；覆盖上述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在上述第二绝缘膜中 形成开口部，以使上述源电极及漏电极层的一部分露出；以及在上述 开口部及上述第二绝缘膜上选择性地形成像素电极。
本发明的一个方式是一种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻上述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在上述遮光层上形成基底膜；在上述 基底膜上依次层叠形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半 导体膜、以及第二导电膜；在上述第二导电膜上使用与上述第一抗蚀 剂掩模同 一个光掩模形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模；通过使用上述第二抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、上述半导 体膜、上述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使上述第一导电膜露出； 通过使上述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于上述第二抗蚀剂掩模的
凹部的上述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩^f莫；对上述第 一导电 膜的 一部分进行51起侧面蚀刻的第二蚀刻形成栅电极层；通过使用上 述第三抗蚀剂掩模，对上述第二导电膜、上述杂质半导体膜、以及上 述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及 漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除上述第三抗蚀剂掩 模；覆盖上述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在上述第二绝缘膜中形 成开口部，以^吏上述源电极及漏电极层的一部分露出；以及在上述开
口部及上述第二绝缘膜上选择性地形成像素电极。
根据上述结构的显示装置的制造方法，其中上述第一抗蚀剂掩模 优选利用多级灰度掩模形成。
通过应用上述结构的显示装置的制造方法，可以以上述第一蚀刻 形成元件区域，并且以上述第二蚀刻，在离上述元件区域侧面有大约 相等的距离的内侧形成栅电极层的侧面。
根据上述结构的显示装置的制造方法，其中上述第一蚀刻优选为 干蚀刻，并且上述第二蚀刻优选为湿蚀刻。
根据上述结构的显示装置的制造方法，优选层叠通过CVD法或 賊射法形成的绝缘膜和通过旋涂法形成的绝缘膜形成上迷第二绝缘 膜。特别优选通过CVD法或溅射法形成氮化硅膜并通过旋涂法形成 有机树脂膜。通过这样形成保护绝缘膜，可以防止薄膜晶体管的电特 性会受到杂质元素等的影响，且提高像素电极的被形成面的平坦性来 防止成品率的降低。
另夕卜，本发明的一个方式的薄膜晶体管包括遮光膜上的绝缘膜； 上述绝缘膜上的栅电极层；上述栅电极层上的栅极绝缘膜；上述栅极 绝缘膜上的半导体层；具有上述半导体层上的源区域及漏区域的杂质 半导体层；上述源区域及漏区域上的源电极及漏电极；以及与上述栅电极层的侧面接触的空洞。
注意，优选在尽量不受到"无故意的蚀刻"的条件下进行蚀刻。
膜"具有耐热性，，是指在步骤中的温度下，该膜可以保持作为膜 的形状且保持该膜被要求的功能及特性。
注意，"栅极布线"是指连接到薄膜晶体管的栅电极的布线。栅 极布线由栅电极层形成。另外，4册极布线有时被称为扫描线。
另外，"源极布线"是指连接到薄膜晶体管的源电极及漏电极的 一方的布线。源才及布线由源电4及及漏电才及层形成。源4及布线有时称为 信号线。
另外，"电源线"是指连接到电源且保持为恒定电压的布线。
无需新的光掩模用来栅电极的图案形成，而可以大幅度地减少薄 膜晶体管的制造步骤数目，并且该薄膜晶体管可以应用于显示装置， 因此，也可以大幅度地减少显示装置的制造步骤。
更具体地说，可以减少光掩模的数目。也可以使用一个光掩模(多 级灰度掩模)制造薄膜晶体管。因此，可以大幅度地减少薄膜晶体管 或显示装置的制造步骤数目。另外，可以使用一个光掩模制造薄膜晶 体管，因此可以防止当进行光掩模的位置对准时发生不一致。
此外，与以光掩模数目的减少为目的的现有技术不同，不需要通 过背面曝光、抗蚀剂回流及剥离法等的复杂步骤。由此，可以不降低 成品率且大幅度地减少显示装置的制造步骤数目。
另外，在以光掩模的数目的减少为目的的现有技术中，必须牺牲 电特性的情况也不少。但是，在本发明的一个方式中，可以维持薄膜 晶体管的电特性并大幅度地减少薄膜晶体管的制造步骤数目。因此， 可以大幅度地减少显示装置的制造步骤数目，而不牺牲显示装置的显 示质量等。
再者，借助于上迷效果，可以大幅度地减少薄膜晶体管及显示装 置的制造成本。
可以遮光半导体层，因此可以制造减少光漏电流且具有良好的电特性的薄膜晶体管及具有该薄膜晶体管的显示质量良好的显示装置。
再者，也可以制造在栅电极层端部中产生的漏电流小的薄膜晶体 管，因此可以得到对比度高且显示质量良好的显示装置。


图1A至1C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图2A至2C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图3A至3C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图4A至4C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图5A至5C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图6A至6C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图7A至7C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图8A至8C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图9A至9C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图IOA至IOC是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图11A至11C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图12A至12C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图13A至13C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图14A至14C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图15 A至15C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的
图16A至16C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图17是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图18是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图19是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图20是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一 例的图； 图21是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图22是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的图； 图23是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图24是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的图； 图25是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图26是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图27是说明有源矩阵衬底的连接部的图； 图28是说明有源矩阵衬底的连接部的图； 图29A至29C是说明有源矩阵衬底的连接部的图； 图30A-1和30A-2及30B-1和30B-2是说明多级灰度掩模的图； 图31A至31C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的
图32A至32C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图33是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图；图34是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图35是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图36是说明显示装置的像素电路的一例的图； 图37是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图38是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图3 9是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一 例的图； 图4 0是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一 例的图； 图41是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图42是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图； 图43A至43C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的
图44A至44C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的 一例的
图45A至45C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的
图46A和46B是说明电子设备的图47是说明电子设备的图48A至48C是说明电子设备的图49A至49C是说明薄膜晶体管及显示装置的制造方法的一例的图。
选择图为图2A至2C。
具体实施例方式
下面，关于本发明的实施方式参照附图进行详细说明。但是，本 发明不局限于以下说明。这是因为所属技术领域的普通技术人员可以 很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各 样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不局限于下 面所示的实施方式中的记载内容。注意，当参照

发明结构之际，在不同的附图中也使用相同的附图标记来表示相同的部分。此外， 当表示相同的部分之际，有时使用相同的阴线图案而并不附记附图标 记。另外，在俯视图中不表示基底膜、第一绝缘膜、以及第二绝缘膜。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A至图29C说明薄膜晶体管的制造方 法及将该薄膜晶体管配置为矩阵状的显示装置的制造方法的 一例。
注意，图17至图25示出根据本实施方式的薄膜晶体管的俯视图， 图25是形成了像素电极的完成图。图1A至图4C是沿着图17至图 25所示的A-A'的截面图。图5A至图7C是沿着图19至图25所示的 B-B'的截面图。图8A至图IOC是沿着图19至图25所示的C-C'的截 面图。图IIA至图13C是沿着图19至图25所示的D-D'的截面图。 图14A至图16C是沿着图19至图25所示的E-E'的截面图。
首先，在衬底100的一个主表面上形成遮光膜50。遮光膜50用 来遮挡来自与衬底100的一个主表面相反的面的外光或来自其他面的 散射光而设置。
衬底IOO是绝缘衬底。在将衬底IOO应用于显示装置的情况下， 可以使用玻璃衬底或石英衬底作为衬底100。在本实施方式中，使用
J皮璃4于底。
遮光膜50可以由能够遮光的材料的膜形成即可，不局限于特定 的材料。作为能够遮光的材料的膜，可以举出如以铬为主要成分的材 料的膜或含有碳黑的树脂膜等，但是从耐热性的观点来看，优选使用 以铬为主要成分的材料的膜。作为以铬为主要成分的材料，可以举出 铬、氧化铬、氮化铬、或氟化铬等。
注意，遮光膜50可以利用如溅射法或CVD法(包括热CVD法 或等离子体CVD法等)等而形成。但是，不局限于特定的方法。
接下来，在遮光膜50上形成第一抗蚀剂掩模51 (参照图1A和 图17)。接下来，利用第一抗蚀剂掩模51蚀刻遮光膜50,形成遮光层52 (参照图1B和图18)。蚀刻可以利用干蚀刻或湿蚀刻，优选利用干 蚀刻。这是因为当利用湿蚀刻时遮光膜50缩小，而有时不能确保遮 光层52的充分面积的缘故。通过利用干烛刻，可以作为进一步反映 第一抗蚀剂掩模51的图案的形状。另外，在形成遮光层52的上述蚀 刻步骤中，有时衬底100被蚀刻。因此，优选在衬底100和遮光膜50 之间预先设置"用作基底的绝缘膜"。该"用作基底的绝缘膜"可以 利用和下面说明的基底膜53同样的材料及同样的形成方法而形成。 通过在衬底100和遮光膜50之间具有"用作基底的绝缘膜，，，可以 防止在衬底100中包含的杂质金属元素附着到半导体层且进入到半导 体层内部。
接下来，去除第一抗蚀剂掩模51 (参照图1C和图19),在遮光 层52上形成基底膜53(参照图2A、图5A、图8A、图IIA、图14A)。
基底膜53由绝缘材料形成。基底膜53可以使用如氧化硅膜、氮 化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜等而形成。但是，需要耐受后面 步骤(第一绝缘膜104的形成等)的耐热性。另外，选择在后面步骤 (第二导电膜IIO的蚀刻等)中不被蚀刻或腐蚀的材料。
在使用玻璃衬底作为衬底100的情况下，作为基底膜53优选使 用氮化硅膜或氮氧化硅膜。这是因为通过基底膜53含有氮可以有效 地防止玻璃衬底100中的杂质金属元素进入到半导体层的缘故。再者， 基底膜53优选包含囟素(氟、氯、或溴)。这是因为通过基底膜53 含有面素可以更有效地防止玻璃衬底100中的杂质金属元素进入到半 导体层的缘故。为了使基底膜53含有卣素，将由素气体或由由素化 合物而成的气体包含于用来形成的气体。
注意，例如可以通过CVD法(包括热CVD法或等离子体CVD 法等)或溅射法等形成基底膜53，不局限于特定的方法。另外，基底 膜53既可以由单层形成，又可以层叠多个膜而形成。
接下来，在基底膜53上形成第一导电膜102、第一绝缘膜104、半导体膜106、杂质半导体膜108、以及第二导电膜IIO。这些膜既可 以由单层形成，又可以由层叠多个膜的叠层膜形成。
使用导电材料形成第一导电膜102。例如，可以使用钛、钼、铬、 钽、鴒、铝、铜、钕、铌或钪等的金属或以上述材料为主要成分的合 金等导电材料形成第一导电膜102。但是，需要耐受后面步骤(第一 绝缘膜104的形成等)的耐热性，还需要选择在后面步骤(第二导电 膜110的蚀刻等)中不受到无故意的蚀刻或腐蚀的材料。在这种条件 下，第一导电膜102不局限于特定的材料。
注意，例如可以通过賊射法或CVD法(包括热CVD法或等离子 体CVD法等)等形成第一导电膜102。但是，不局限于特定的方法。
使用绝缘材料形成第一绝缘膜104。例如，可以使用氧化硅膜、 氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜等形成第一绝缘膜104。但是， 与第一导电膜102同样地需要耐受后面步骤(半导体膜106的形成等) 的耐热性，并且还需要选择在后面步骤中不受到无故意的蚀刻或腐蚀 的材料。在这种条件下，第一绝缘膜104不局限于特定的材料。
注意，例如可以通过CVD法(包括热CVD法或等离子体CVD 法等)或溅射法等形成第一绝缘膜104，但是不局限于特定的方法。
此外，第一绝缘膜104用作栅极绝缘膜。
使用半导体材料形成半导体膜106。例如，可以使用由硅烷气体 形成的非晶硅等形成半导体膜106。但是，与第一导电膜102等同样 地需要耐受后面步骤(第二导电膜110等的形成等)的程度的耐热性， 并还需要选择在后面的步骤中不受到无故意的蚀刻或腐蚀的材料。在 这种条件下，半导体膜106不局限于特定的材料。因此，还可以使用 锗等。注意，对于半导体膜106的结晶性也没有特别的限制。
注意，例如可以通过CVD法(包括热CVD法或等离子体CVD 法等)或溅射法等形成半导体膜106。但是，不局限于特定的方法。
杂质半导体膜108是包含赋予一导电性的杂质元素的半导体膜， 并且它由用来形成添加有赋予一导电性的杂质元素的半导体的材料气体等形成。例如，杂质半导体膜108是由包含磷化氢(化学式PH3 ) 或乙硼烷(化学式B2H6)的硅烷气体形成的包含磷或硼的硅膜。但 是，与第一导电膜102等同样地需要耐受后面步骤(第二导电膜110 等的形成等)的程度的耐热性，并还需要选择在后面步骤中不被蚀刻 或腐蚀的材料。在这种条件下，杂质半导体膜108不局限于特定的材 料。注意，对于杂质半导体膜108的结晶性也没有特别的限制。
注意，在制造n型薄膜晶体管的情况下，作为赋予一导电性的杂 质元素，使用磷或砷等，即可。也就是，使用于形成的硅烷气体包含 具有所希望的浓度的磷化氢或砷化氢(化学式AsH3)等，即可。或 者，在制造p型薄膜晶体管的情况下，作为赋予一导电性的杂质元素 添加硼等即可。也就是，使用于形成的硅烷气体包含具有所希望的浓 度的乙硼烷等，即可。另外，在如下情况下无须设置杂质半导体膜108, 即对由半导体膜106形成的半导体层的一部分利用掺杂等设置可以与 源电极及漏电极层实现欧姆接触的区域的情况。
注意，例如可以通过CVD法(包括热CVD法或等离子体CVD 法等)等形成杂质半导体膜108。但是，不局限于特定的方法。
第二导电膜110由导电材料(作为第一导电膜102举出的材料等) 形成，该导电材料是与第一导电膜102不同的材料。在此，"不同的 材料"是指主要成分不同的材料。具体而言，选择不容易通过后面说 明的第二蚀刻被蚀刻的材料，即可。此外，与第一导电膜102等同样 地需要耐受后面步骤(第一保护膜126等的形成等)的程度的耐热性， 并还需要选择在后面步骤中不受到无故意的蚀刻或腐蚀的材料。因 此，在这种条件下，第二导电膜IIO不局限于特定的材料。
注意，例如可以通过溅射法或CVD法(包括热CVD法或等离子 体CVD法等)等形成第二导电膜IIO。但是，不局限于特定的方法。
注意，上面所说明的遮光膜50、基底膜53、第一导电膜102、第 一绝缘膜104、半导体膜106、杂质半导体膜108、以及第二导电膜 110被要求的耐热性是遮光膜50最高，并且按以上所述的顺序变低，因此第二导电膜IIO最低。例如，在半导体膜106为含有氢的非晶半
导体膜的情况下，通过采用3(XTC以上，半导体膜106中的氬脱离， 而电特性变化。因此，例如在形成半导体膜106之后的步骤中，采用 大约不超过30(TC的温度即可。
接着，在第二导电膜IIO上形成第二抗蚀剂掩模112(参照图2B、 图5B、图8B、图UB、图14B、图20 )。
第二抗蚀剂掩模112使用与第一抗蚀剂掩模51的形成时所使用 的光掩模同一个光掩模形成。但是，当使用与用来第一抗蚀剂掩模51 的形成的光掩模同一个光掩模时，半导体层的边缘超出遮光层52，因 此有时遮光层52的半导体层的遮光不充分。从而，在第二抗蚀剂掩 模112使用与第一抗蚀剂掩模51同一个光掩模形成图案之后，使第 二抗蚀剂掩模缩小即可。作为使抗蚀剂掩模缩小的方法，可以举出如 利用氧等离子体的灰化(参照图2B中以虚线表示的矩形区域和第二 抗蚀剂掩模112)。
接着，利用第二抗蚀剂掩模112进行第一蚀刻。就是，利用蚀刻 对第一绝缘膜104、半导体膜106、杂质半导体膜108、以及第二导电 膜110进行构图，而形成薄膜叠层体114 (参照图2C、图5C、图8C、 图IIC、图14C、图21)。此时，优选至少使第一导电膜102的表面 露出。在本说明书中，将该蚀刻步骤称为第一蚀刻。作为第一蚀刻， 采用干蚀刻或湿蚀刻即可。注意，在利用干蚀刻进行第一蚀刻的情况 下，可以以一个步骤进行，但是在利用湿蚀刻进行第一蚀刻的情况下， 优选以多个步骤进行第一蚀刻。这是因为如下缘故，即在湿蚀刻中， 每一种被蚀刻膜具有不同的蚀刻速率，因此难以在一个步骤进行蚀 刻。
注意，第一蚀刻优选例如以三个阶^a的干蚀刻进行。首先，在ci2
气体、CF4气体以及02气体的混合气体中进行蚀刻，接下来只使用 C12气体进行蚀刻，最后，只使用CHF3气体进行蚀刻即可。
注意，也可以通过第一蚀刻对第一导电膜102进行蚀刻而使基底膜53露出。此时，优选以不^f吏衬底IOO露出的方式进行蚀刻。
接着，利用第二抗蚀剂掩模112进行第二蚀刻。就是，通过烛刻 对第一导电膜102进行构图，而形成栅电极层116 (参照图3A、图 6A、图9A、图12A、图15A、图22)。该蚀刻步骤称为第二蚀刻。
注意，栅电极层116构成薄膜晶体管的栅电极、栅极布线、电容 元件的一方的电极、电容布线及支撑部，在表示为栅电极层116A的 情况下是指构成栅极布线和薄膜晶体管的栅电极的栅电极层；在表示 为栅电极层116B或栅电极层116D的情况下是指构成支撑部的栅电极 层；在表示为栅电极层116C的情况下是指构成电容布线和电容元件 的一方的电极的栅电极层。而且，将它们总称为栅电极层116。
以如下蚀刻条件进行第二蚀刻，即由第一导电膜102形成的栅电 极层116的侧面形成在薄膜叠层体114的侧面的内侧。换言之，以栅 电极层116的侧面与薄膜叠层体114的底面接触地形成的方式进行蚀 刻(以在图22至25的A-A'截面中，栅电极层116的宽度小于薄膜叠 层体114的宽度的方式进行蚀刻)。再者，以对第二导电膜110的蚀 刻速率小，且对第一导电膜102的蚀刻速率大的条件进行蚀刻。换言 之，以对第二导电膜110的第一导电膜102的蚀刻选择比大的条件进 行。通过以这种条件进行第二蚀刻，可以形成栅电极层116。
注意，对于栅电极层116的侧面形状没有特别的限制。例如，也 可以是锥形状。栅电极层116的侧面形状取决于用于第二蚀刻的药液 等的条件。
在此，"对第二导电膜110的蚀刻速率小，且对第一导电膜102 的蚀刻速率大的条件"或者"对第二导电膜IIO的第一导电膜102的 蚀刻选择比大的条件"是指满足以下第 一 必要条件和第二必要条件的 条件。
第一必要条件是指栅电极层116残留在所需要的部分的情况。需 要栅电极层116的部分是指图22至25的抗蚀剂掩模中的以虚线表示 的区域。换言之，需要地是，在第二蚀刻之后，栅电极层116以构成栅极布线、电容布线及支撑部的方式残留。为了使栅电极层构成栅极 布线及电容布线，需要以不使这些布线断开的方式进行第二蚀刻。优
选的是，如图3A、图9A、以及图15A所示，在离薄膜叠层体114的 侧面具有间隔dl的内侧形成栅电极层116的侧面。实施者可以根据 布局适当地设定间隔dl,即可。
第二必要条件是指由栅电极层116构成的栅极布线及电容布线的 最小宽度d3和由源电极及漏电极层120 A构成的源极布线的最小宽度 d2合适的情况(参照图25)。这是因为如下缘故当通过第二蚀刻， 源电极及漏电极层120A被蚀刻时，源极布线的最小宽度d2缩小，并 且源极布线的电流密度成为过大，因此电特性降低。由此，以第一导 电膜102的蚀刻速率不成为过大且第二导电膜110的蚀刻速率尽量小 的条件进行第二蚀刻。
此外，不容易增大源极布线的最小宽度d2。这是因为如下缘故 源极布线的最小宽度d2取决于与源极布线重叠的半导体层的最小宽 度d4，并且为了增大源极布线的最小宽度d2而需要增大半导体层的 最小宽度d4，由此不容易使相邻的栅极布线和电容布线绝缘。因此使 半导体层的最小宽度d4小于所述间隔dl的大致两倍。换言之，使间 隔dl大于半导体层的最小宽度d4的大致一半。
注意，在栅极布线和与该栅极布线彼此相邻的电容布线之间存在 着至少一个与源极布线重叠的半导体层的宽度为最小宽度d4的部分， 即可。优选地是，如图25所示，将与栅极布线相邻的区域和与电容 布线相邻的区域的半导体层的宽度设定为最小宽度d4，即可。
注意，优选将由源电极及漏电极层形成的连接于像素电极层的部 分的电极宽度设定为源极布线的最小宽度d2。
如上所说明，非常重要的是根据引起侧面蚀刻的条件进行第二蚀 刻。通过第二蚀刻引起第一导电膜102的侧面蚀刻，可以使由栅电极 层116构成的相邻的栅极布线和电容布线绝缘(参照图22)。在此， 第二蚀刻为引起侧面蚀刻的蚀刻，因而大约各向同性地进行蚀刻。在此，侧面蚀刻是指如下蚀刻，即不仅在被蚀刻膜的厚度方向(垂 直于衬底面的方向或垂直于基底膜的面的方向)上之外，还在对厚度 方向垂直的方向(平行于衬底面的方向或平行于基底膜的面的方向) 上削去被蚀刻膜。受到侧面蚀刻的被蚀刻膜的端部形成为根据对于被 蚀刻膜的蚀刻气体或用于蚀刻的药液的独刻速率成为各种形状，但是 在很多情况下形成为使端部具有曲面。
注意，如图22所示，将通过第一蚀刻形成的薄膜叠层体114设
中变细(参照图22中的两个箭头所示的部分)。通过采用这种结构， 可以利用第二蚀刻使栅电极层116A和栅电极层116B或栅电极层 116D分断并绝缘。
注意，如图22所示的栅电极层116B及栅电极层116D用作支撑 薄膜叠层体114的支撑部。通过具有支撑部，可以防止形成在栅电极 层上方的栅极绝缘膜等的剥离。再者，通过设置支撑部，可以防止由 于第二蚀刻而形成为接触栅电极层116的空洞的区域多余地扩大。注 意，通过设置支撑部，可以防止薄膜叠层体114因其本身的重量破坏 或破损并提高成品率，因此很优选。然而，本实施方式不局限于具有 支撑部的形态，也可以不设置支撑部。在图26中表示没有支撑部的 形态的俯^L图(对应于图25)的一例。
如上所说明，优选采用湿蚀刻进行第二蚀刻。
在采用湿蚀刻进行第二蚀刻的情况下，由铝或钼形成第一导电膜 102,由钛或鴒形成第二导电膜110，并且将包含硝酸、醋酸及磷酸的 药液用于蚀刻，即可。或者，由钼形成第一导电膜102,由钛、铝或 鵠形成第二导电膜110,并且将包含过氧化氢溶液的药液用于蚀刻， 即可。
在采用湿蚀刻进行第二蚀刻的情况下，最优选的是，形成在添加 有钕的铝上形成钼的叠层膜作为第一导电膜102，由钨形成第二导电 膜IIO，并且将包含2%的硝酸、10%的醋酸、72%的磷酸的药液用于蚀刻。通过使用具有这样的组成的药液，第一导电膜102被蚀刻而不
蚀刻第二导电膜IIO。注意，添加到第一导电膜102的钕是为了实现
铝的低电阻化和小丘的防止而添加的。
注意，如图22所示，俯视的栅电极层116具有角(例如，角151 )。 这是因为如下缘故由于形成栅电极层116的第二蚀刻是大致各向同 性地进行的，因此蚀刻为使栅电极层116的侧面和薄膜叠层体114的 侧面的间隔dl成为大致相同。
接着，形成第三抗蚀剂掩模118 (参照图3B、图6B、图9B、图 12B、图15B、图23)。注意，在此说明了在第二蚀刻之后形成第三 抗蚀剂掩才莫118,但是本发明不局限于此，还可以在形成第三抗蚀剂 掩模118之后进行第二蚀刻。
接着，使用第三抗蚀剂掩冲莫118对薄膜叠层体114中的第二导电 膜110进行蚀刻来形成源电极及漏电极层120。在此，选择如下蚀刻 条件，即不产生或不容易产生第二导电膜110以外的膜的无故意的蚀 刻及腐蚀。特别重要的是，以不产生或不容易产生对栅电极层116的 无故意的蚀刻及腐蚀的条件进行蚀刻。
注意，源电极及漏电极层120构成薄膜晶体管的源电极或漏电极、 源极布线、连接薄膜晶体管和像素电极的电极、以及电容元件的另一 方的电极，"在表示为源电极及漏电极层120A"或"源电极及漏电 极层120C"的情况下是指构成薄膜晶体管的源电极及漏电极的一方， 以及源极布线的电极层；在表示为"源电极及漏电极层120B"的情况
下是指构成薄膜晶体管的源电极及漏电极的另一方、以及连接薄膜晶 体管和像素电极的电极的电极层；在表示为"源电极及漏电极层120D"
的情况下是指构成电容元件的另一方的电极的电极层。而且，将它们 总称为"源电极及漏电极层120"。
注意，作为薄膜叠层体114中的第二导电膜UO的蚀刻，可以采 用湿蚀刻或干蚀刻。
接着，对薄膜叠层体114中的杂质半导体膜108及半导体膜106的上部(背沟道部)进行蚀刻来形成源区及漏区122 (参照图3C、图
6C、图9C、图12C、图15C、图24)。在此，选择如下蚀刻条件， 即不产生或不容易产生对杂质半导体膜108及半导体膜106以外的膜 的无故意的蚀刻及腐蚀。特别重要的是，以不产生或不容易产生对栅 电极层116的无故意的蚀刻及腐蚀的条件进行蚀刻。
注意，作为对薄膜叠层体114中的杂质半导体膜108及半导体膜 106的上部(背沟道部)的蚀刻，可以采用干蚀刻或湿蚀刻。
然后，去除第三抗蚀剂掩模118，以完成薄膜晶体管。如上所说 明，可以使用 一个光掩模(多级灰度掩模)制造遮光层及薄膜晶体管。
注意，将参照图3C说明的步骤总称为第三蚀刻。如上所说明， 第三蚀刻既可以以多个阶段进行，又可以以一个阶^殳进^亍。
覆盖如上所述那样形成的薄膜晶体管地形成第二绝缘膜。在此， 也可以只使用第一保护膜126形成第二绝缘膜，但是，优选使用第一 保护膜126和第二保护膜128形成(参照图4A、图7A、图IOA、图 13A、图16A)。与第一绝缘膜104同样地形成第一保护膜126，即可。
通过其表面大致成为平坦的方法形成第二保护膜128。这是因为 通过使第二保护膜128的表面大致平坦，可以防止形成在第二保护膜 128上的像素电极层132的破裂等的缘故。因此，在此的"大致平坦，， 是指能够实现上述目的的程度即可，而并不被要求高平坦性。
注意，例如可以使用感光聚酰亚胺、丙烯或环氧树脂等并通过旋 涂法等来形成第二保护膜128。但是，不局限于这些材料或形成方法。
接着，在第二绝缘膜中形成第一开口部130及第二开口部131(参 照图4B、图7B、图IOB、图13B、图16B)。将第一开口部130及 第二开口部131形成为至少到达源电极及漏电极层120的表面。第一 开口部130及第二开口部131的形成方法不局限于特定的方法，而实 施者根据第一开口部130的直径等适当地选择，即可。例如，通过采 用光刻法进行干蚀刻，可以形成第一开口部130及第二开口部131。
注意，当通过光刻法形成开口部时，使用一个光掩模。接着，在第二绝缘膜上形成像素电极层132 (参照图4C、图7C、 图IOC、图13C、图16C、图25)。将像素电极层132形成为通过' 开口部连接到源电极及漏电极层120。具体而言，将像素电极层132 形成为通过第一开口部130连接到源电极及漏电极层120B,并通过第 二开口部131连接到源电极及漏电极层120D。优选使用具有透光性 的导电材料形成像素电极层132。在此，作为具有透光性的导电材料， 可以举出氧化铟锡(下面称为ITO)、包含氧化钨的氧化铟、包含氧 化鴒的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡、氧 化铟锌或添加有氧化硅的氧化铟锡等。通过'践射法或CVD法等形成 具有透光性的导电材料的膜，即可，但是不局限于特定的方法。此外， 至于像素电极层132,可以是单层或层叠多个膜而成的叠层膜。
注意，在本实施方式中，只有像素电极层132使用具有透光性的 导电材料，但是本实施方式不局限于此。作为第一导电膜102及第二 导电膜110的材料，也可以使用具有透光性的导电材料。
注意，当通过光刻法形成像素电极层132时，使用一个光掩模。
如上所说明，根据本实施方式的有源矩阵衬底的制造(所谓的阵 列步骤)结束。如本实施方式所说明，通过利用侧面蚀刻形成栅电极 层，可以使用比现有技术少一个的光掩模制造薄膜晶体管。
如上所述那样制造的薄膜晶体管包括遮光层上的基底膜；上述 基底膜上的栅电极层；上述栅电极层上的栅极绝缘膜；上述栅极绝缘 膜上的半导体层；具有上述半导体层上的源区及漏区的杂质半导体 层；上述源区及漏区上的源电极及漏电极；以及与上述栅电极层的侧 面接触的空洞(参照图4C)。这种薄膜晶体管因为与栅电极层的侧面 接触地具有空洞，因此可以制造栅电极层端部的漏电流小的薄膜晶体 管。再者，通过具有遮光层可以制造光漏电流小的薄膜晶体管。
在此，参照图27至图29C说明通过上述步骤制造的有源矩阵衬 底的端子连接部。
图27至图29C示出通过上述步骤制造的有源矩阵衬底中的栅极布线 一侧的端子连接部及源极布线 一侧的端子连接部的俯视图及截 面图。
图27示出在栅极布线一侧的端子连接部及源极布线一侧的端子
连接部中的从像素部延伸的栅极布线及源极布线的俯视图。
图28示出沿着图27中的X-X'的截面图。也就是，图28示出栅 极布线一侧的端子连接部中的截面图。在图28中，只有栅电极层116 露出。端子部连接到该栅电极层116露出的区域中。
图29A至29C示出源极布线一侧的端子连接部中的截面图。在图 29A至29C中，栅电极层116和源电极及漏电极层120隔着像素电极 层132连接。图29A至29C示出栅电极层116和源电极及漏电极层 120的各种连接方式。作为所公开的显示装置的发明中的端子连接部， 可以采用这些连接方式中的任何一种或图29A至29C所示的方式之外 的连接方式。通过使源电极及漏电极层120连接到栅电极层116，可 以使端子的连接部的高度大致相等。
在图29A中，通过蚀刻等去除第一保护膜126及第二保护膜128 的端部，使栅电极层116和源电极及漏电极层120露出，并且通过该 露出了的区域中形成像素电极层132实现电连接。图29A相当于沿着 图27中的Y-Y'的截面图。
注意，可以在形成第一开口部130及第二开口部131的同时，形 成栅电极层116和源电极及漏电极层120露出了的区域。
在图29B中，在第一保护膜126及第二保护膜128中设置第三开 口部160A，并且通过蚀刻等去除第一保护膜126及第二保护膜128 的端部，使栅电极层116和源电极及漏电极层120露出。通过在该露 出了的区域中形成像素电极层132实现电连接。
注意，可以在形成第一开口部130及第二开口部131的同时，形 成第三开口部160A和栅电极层116露出了的区域。
在图29C中，通过在第一保护膜126及第二保护膜128中设置第 三开口部160B及第四开口部161 ，使栅电极层116和源电极及漏电极层120露出，并且通过在该露出了的区域中形成像素电极层132实现 电连接。在此，与图29A及29B同样地通过蚀刻等去除第一保护膜 126及第二保护膜128的端部，但是将该区域用作端子的连接部。
注意，当形成第一开口部130及第二开口部131的同时，可以形 成第三开口部160B及第四开口部161和栅电极层116露出了的区域。
注意，对于图29A至29C所示的开口部的数目没有特别的限制， 既可以对于一个端子设置一个开口部，又可以对于一个端子设置多个 开口部。通过对于一个端子设置多个开口部，即^f吏因为形成开口部的 蚀刻步骤不充分等而不能获得良质的开口部也可以利用其他开口部 实现电连接。再者，即使顺利地形成所有开口部，也可以扩大接触的 面积，因此可以减少*接触电阻，所以^M尤选。
接着，说明使用通过上述步骤制造的显示装置的有源矩阵衬底制 造液晶显示装置的方法。即说明单元步骤及模块步骤。但是，根据本 实施方式的显示装置的制造方法中的单元步骤及模块步骤不局限于 下面说明。
在单元步骤中，贴合通过上述步骤制造的有源矩阵衬底和与此相 对的衬底(下面，称为相对衬底)并注入液晶。首先，下面对于相对 衬底的制造方法进行简单的说明。注意，即使没有特别的说明，形成 在相对衬底上的膜也可以是单层或叠层。
首先，在衬底上形成遮光层，在遮光层上形成红色、绿色、蓝色 中任一种彩色滤光片层，在其上选择性地形成像素电极层，并且在像 素电极层上形成肋材。
作为遮光层，选择性地形成具有遮光性的材料的膜。作为具有遮 光性的材料，例如可以使用包含黑色树脂(碳黑)的有机树脂。或者， 可以使用以铬为主要成分的材料膜的叠层膜。以铬为主要成分的材料 膜是指铬、氧化铬或氮化铬。用于遮光层的材料只要是具有遮光性的 材料，而没有特别的限制。通过采用光刻法等选择性地形成具有遮光 性的材料的膜。使用如下有机树脂膜选择性地形成彩色滤光片层即可，该有机树 脂膜是当从背光灯照射白色光时，只能够透过红色、绿色、蓝色中任 一种光。通过当形成时进行分别涂敷，可以选择性地形成彩色滤光片 层。作为彩色滤光片的排列，采用条形排列、三角排列或正方排列， 即可。
相对衬底的像素电极层可以与有源矩阵衬底所具有的像素电极
层132同样地形成。但是，因为不需要选择性地形成，所以形成在相 对衬底的整个面上，即可。
形成在像素电极上的肋材是指为扩大视角而形成的形成了图案 的有机树脂膜。注意，在并没有需要时，也可以不形成。
注意，作为相对衬底的制造方法，还可以举出各种方式。例如， 也可以在形成彩色滤光片层之后，在形成像素电极层之前形成外敷 层。通过形成外敷层，可以提高像素电极的被形成面的平坦性，从而 提高成品率。此外，可以防止包括在彩色滤光片层中的材料的一部分 侵入到液晶材料中。作为外敷层，使用以丙烯树脂或环氧树脂为基础 的热固化材料。
此外，在形成肋材之前或后，也可以形成支柱间隔物(柱状间隔 物)，作为间隔物。支柱间隔物是指为了将有源矩阵衬底和相对衬底 之间的间隔保持为一定而以一定间隔形成在相对衬底上的结构物。在 使用珠状间隔物(球状间隔物)的情况下，也可以不形成支柱间隔物。
接着，将取向膜形成在有源矩阵衬底及相对衬底上。例如，通过
如下步骤形成取向膜，即将聚酰亚胺树脂等溶化在有^L溶剂中，通过 印刷法或旋涂法等涂敷它，然后去除有机溶剂之后焙烧该有源矩阵衬 底及相对衬底。所形成的取向膜的厚度一般地为50nm以上且100nm 以下左右。对取向膜进行研磨处理以使液晶分子具有一定的预倾角取 向。例如，通过使用长绒毛的布如天鹅绒等擦取向膜，来进行研磨处 理。
接着，使用密封剂贴合有源矩阵衬底和相对衬底。当在相对衬底不设置有支柱间隔物的情况下，将珠状间隔物分散在所希望的区域中 并贴合。
接着，将液晶材料注入到在贴合了的有源矩阵衬底和相对村底之 间。在注入液晶材料之后，使用紫外线固化树脂等密封注入口。或者， 也可以将液晶材料滴落在有源矩阵衬底或相对衬底上之后，贴合这些 衬底。
接着，将偏振片贴附到贴合有源矩阵衬底和相对衬底的液晶单元 的双面而结束单元步骤。
接着，作为模块步骤，将FPC (柔性印刷电路)连接到端子部的 输入端子(图29A至29C中的栅电极层116露出的区域)。在FPC 中在有机树脂薄膜如聚酰亚胺等上形成有由导电膜构成的布线，并且 FPC隔着各向异性导电膏剂(下面，称为ACP)连接到输入端子。ACP 由用作粘合剂的膏剂和具有镀金等的直径为几十jum至几百jum的导 电表面的粒子构成。通过混入在膏剂中的粒子接触于输入端子上的导 电层和连接到形成在FPC中的布线的端子上的导电层，实现电连接。 注意，在FPC的连接之后，也可以将偏振片贴附到有源矩阵衬底和相 对衬底。如上所述，可以制造用于显示装置的液晶面板。
如上所述，可以使用三个光掩模制造用于显示装置的具有像素晶 体管的有源矩阵衬底。
因此可以大幅度地减少薄膜晶体管及显示装置的制造步骤数目。
可以不通过复杂步骤如背面曝光、抗蚀剂回流及剥离法等而大幅 度地减少薄膜晶体管的制造步骤数目。因此，可以不通过复杂步骤而 大幅度地减少显示装置的制造步骤数目。因此，可以大幅度地减少显 示装置的制造步骤数目，而不降低成品率。
此外，可以维持薄膜晶体管的电特性并大幅度地减少薄膜晶体管 的制造步骤。
再者，借助于上述效果，可以大幅度地减少制造成本。
另外，可以对半导体层遮光，因此可以制造减少光漏电流且具有良好的电特性的薄膜晶体管及具有该薄膜晶体管的显示装置。而且， 可以使用用来薄膜晶体管的形成的光掩模形成遮光半导体层的遮光 层，因此可以不增加掩模数目地制造减少光漏电流且具有良好的电特 性的薄膜晶体管及具有该薄膜晶体管的显示装置。
再者，也可以制造在栅电极层端部产生的漏电流小的薄膜晶体 管，因此可以得到对比度高且显示质量良好的显示装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述说明的像素结构，可以用 于各种的液晶显示装置。
实施方式2
在本实施方式中说明本发明的一个方式之一的薄膜晶体管的制 造方法及显示装置的制造方法，它与实施方式l不同。具体而言，参
照图30A-1至图35说明利用多级灰度掩模，并且与实施方式1同样 地制造薄膜晶体管的方法。
注意，图31A至31C对应于实施方式1中的图2A至图3C。图 32A至32C对应于实施方式1中的图UA至12C。图33、图34、以 及图35对应于实施方式1中的图20、图21、以及图24。另外，沿着 图33至图35中的A-A，的截面图相当于图31A至31C,并且沿着图 33至图35中的D-D，的截面图相当于图32A至32C。
首先，与实施方式1同样，通过使用第一抗蚀剂掩模对衬底100 上的遮光膜50进行蚀刻而形成遮光层52，在遮光层52上形成基底膜 53,在基底膜53上形成第一导电膜102、第一绝缘膜104、半导体膜 106、杂质半导体膜108、以及第二导电膜IIO(参照图31A及32A)。 可以用于上述步骤的材料和应用于上述步骤的方法与实施方式1同 样。另外，在衬底100和遮光层52之间也可以设置"用作基底的绝 缘膜"。另外，在如下情况下无须设置杂质半导体膜108，即对由半 导体膜106形成的半导体层的一部分利用掺杂等设置可以与源电极及 漏电极层实现欧姆接触的区域的情况。接着，在第二导电膜110上形成第二抗蚀剂掩才莫170(参照图31E、 图32E、以及图33)。本实施方式中的第二抗蚀剂掩模170是具有凹 部或凸部的抗蚀剂掩模，可以换言之，由厚度不同的多个区域(在此 为两个区域)构成的抗蚀剂掩模。在第二抗蚀剂掩模170中，厚的区 域称为第二抗蚀剂掩模170的凸部，而薄的区域称为第二抗蚀剂掩模 170的凹部。
在第二抗蚀剂掩模170中，在形成源电极及漏电极层120的区域 中形成凸部，并且在没有源电极及漏电极层120且半导体层露出而形 成的区域中形成凹部。
另外，第二抗蚀剂掩模170优选使用与第一抗蚀剂掩模同一个光 掩模而形成。因此，第一抗蚀剂掩模也优选为具有凹部或凸部的抗蚀 剂掩模。
可以使用多级灰度掩模形成第二抗蚀剂掩模170。在此，参照图 30A-1至30B-2说明多级灰度掩模。
多级灰度掩模是指能够以多阶段的光量进行曝光的掩模，典型地 有以曝光区域、半曝光区域及未曝光区域的三个阶段的光量进行曝光 的掩模。通过使用多级灰度掩模，可以以一次曝光及显影步骤形成具 有多种(典型地是两种)厚度的抗蚀剂掩模。因此，通过使用多级灰 度掩模，可以减少光掩模的数目。
图30A-1及图30B-1是典型的多级灰度掩模的截面图。图30A-1 示出灰色调掩模140,而图30B-1示出半色调掩模145。
图30A-1所示的灰色调掩模140由使用遮光膜形成在具有透光性 的衬底141上的遮光部142以及使用遮光膜的图案设置的衍射光栅部 143构成。
衍射光栅部143通过具有以用于曝光的光的分辨率限制以下的间 隔设置的槽缝、点或网眼等，控制透光率。注意，设置在衍射光栅部 143的槽缝、点或网眼可以是周期性的或非周期性的。
作为具有透光性的衬底141,可以使用石英等。构成遮光部142及衍射光栅部143的遮光膜使用金属膜形成即可，优选使用铬或氧化 铬等设置。
在对灰色调掩模140照射用于曝光的光的情况下，如图30A-2所 示，重叠于遮光部142的区域中的透光率为0%，而不设置有遮光部 142或衍射光栅部143的区域中的透光率为100%。此外，衍射光栅部 143中的透光率大致为10%至70%的范围内，并且根据衍射光栅的槽 缝、点或网眼等的间隔可以调整透光率。
图30B-1所示的半色调掩模145由使用半透膜形成在具有透光性 的衬底146上的半透光部147以及使用遮光膜形成的遮光部148构成。
半透光部147可以使用MoSiN、 MoSi、 MoSiO、 MoSiON、 CrSi 等的膜形成。遮光部148使用与灰色调掩模的遮光膜同样的金属膜形 成即可，优选使用铬或氧化铬等设置。
在对半色调掩模145照射用于曝光的光的情况下，如图30B-2所 示，重叠于遮光部148的区域中的透光率为0%，而不设置有遮光部 148或半透光部147的区域中的透光率为100%。此外，半透光部147 中的透光率大致为10%至70%的范围内，并且才艮据形成的材料的种类 或形成的膜厚度等可以调整该透光率。
通过使用多级灰度掩模进行曝光和显影，可以形成具有膜厚度不 同的区域的第二抗蚀剂掩模170。但是，本实施方式不局限于此，也 可以不使用多级灰度掩模地形成第二抗蚀剂掩模170。
接着，使用第二抗蚀剂掩模170进行第一蚀刻。也就是，通过蚀 刻对第一绝缘膜104、半导体膜106、杂质半导体膜108及第二导电 膜110进行构图，以在第一导电膜102上形成薄膜叠层体114 (参照 图31B、图32B、以及图34)。
接着，与实施方式1同样地进行第二蚀刻，形成栅电极层116。
在此，第二蚀刻的条件与实施方式1中的第二蚀刻同样。
接着，使第二抗蚀剂掩模170缩小，在薄膜叠层体114上形成第 三抗蚀剂掩模171。使用第三抗蚀剂掩模171,形成源电极及漏电极层120、源区域及漏区域122、以及半导体层124(参照图31C、图32C、 以及图35)。为了使第二抗蚀剂掩模170缩小，进行利用氧等离子体 的灰化等。蚀刻条件等与实施方式1中的蚀刻条件同样。另外，后面 步骤与实施方式1的后面步骤也同样。
注意，在此说明了在第二蚀刻之后形成第三抗蚀剂掩模170的情 况，但是本发明不局限于此，还可以在形成第三抗蚀剂掩模170之后 进行第二蚀刻。
如本实施方式所说明，通过利用多级灰度掩模，可以制造薄膜晶 体管。通过利用多级灰度掩模，可以进一步减少所利用的光掩模数目。
注意，除了上述所说明之点之外，根据本实施方式的薄膜晶体管 及显示装置的制造方法与实施方式1的制造方法同样。因此，本实施 方式当然具有与根据实施方式1的薄膜晶体管及显示装置的制造方法 同样的效果，但是所利用的掩模数目减少一个。也就是，根据本实施 方式，可以使用一个光掩模制造薄膜晶体管。另外，可以使用三个光 掩模制造具有像素晶体管的有源矩阵衬底。因此，减少所使用的光掩 模的数目，从而可以大幅度地减少薄膜晶体管及显示装置的制造步骤 数目。再者，可以高成品率地制造并降低成本。
另外，与实施方式l同样，可以维持薄膜晶体管的电特性并大幅 度地减少薄膜晶体管的制造步骤数目。
注意，应用本实施方式的制造方法而制造的薄膜晶体管也与实施 方式1所说明的薄膜晶体管同样，与栅电极层的侧面接触地具有空洞。 通过形成为与栅电极层的侧面接触地具有空洞，可以制造栅电极层端 部中的泄漏电流小的薄膜晶体管。因此，通过将本发明的一个方式的
薄膜晶体管应用于显示装置，可以得到对比度高且显示质量良好的显 示装置。
另外，与实施方式1所说明的薄膜晶体管同样，可以遮光半导体 层，因此可以制造减少光漏电流且具有良好的电特性的薄膜晶体管及 具有该薄膜晶体管的显示装置。而且，可以使用用来薄膜晶体管的形成的光掩模形成遮光半导体层的遮光层，因此可以不增加掩模数目地 制造减少光漏电流且具有良好的电特性的薄膜晶体管及具有该薄膜 晶体管的显示装置。
实施方式3
在本实施方式中，参照图36至图45C、以及图46A和46B说明 薄膜晶体管及将该薄膜晶体管配置为矩阵状的EL显示装置的制造方
法的一例。
作为将薄膜晶体管用作开关元件的EL显示装置(有源型EL显 示装置)的像素电路，钻研各种各样的电路。在本实施方式中，图36 示出简单的像素电路的一例，并且对于应用该像素电路的像素结构的 制造方法进行说明。但是，所公开的EL显示装置的像素电路不局限 于图36所示的结构。
在图36所示的EL显示装置的像素结构中，像素191包括第一晶 体管181、第二晶体管182、第三晶体管183、电容元件184及发光元 件185。第一至第三晶体管是n型晶体管。第一晶体管181的栅电极 连接到栅极布线186，源电极及漏电极的一方(为第一电极)连接到 源极布线188,源电极及漏电极的另一方(为第二电极)连接到第二 晶体管182的栅电极及电容元件184的一方电极(为第一电极)。电 容元件184的另一方电极(为第二电极)连接到第二晶体管182的源 电极及漏电极的一方(为第一电极)、第三晶体管183的源电极及漏 电极的一方(为第一电极)及发光元件185的一方电极(为第一电极)。 第二晶体管182的源电极及漏电极的另一方(为第二电极)连接到第 二电源线189。第三晶体管183的源电极及漏电极的另一方(为第二 电极)连接到第一电源线187，栅电极连接到4册极布线186。发光元 件185的另一方电极(为第二电极)连接到共同电极190。注意，第 一电源线187的电位和第二电源线189的电位互不相同。
对于像素191的工作进行说明。当第三晶体管183根据栅极布线186的信号导通时，第二晶体管182的第一电极、发光元件185的第 一电极及电容元件184的第二电极的电位相等于第一电源线187的电 位(V187)。在此，由于第一电源线187的电位(V187)为一定，所 以第二晶体管182的第一电极等的电位为一定(V187)。
当第一晶体管181被栅极布线186的信号选择而导通时，来自源 极布线188的信号的电位(V188)通过第一晶体管181输入到第二晶 体管182的栅电极。此时，若是第二电源线189的电位(V189)高于 第一电源线187的电位(V187)，则Vgs=V188-V187。而且，若是 Vgs大于第二晶体管182的阈值电压，则第二晶体管182导通。
因此，当使第二晶体管182工作在线形区中之际，通过改变源极 布线188的电位(V188)(例如为二进制值)，可以控制第二晶体管 182的导通和截止。也就是，可以控制是否对发光元件185所包括的 EL层施加电压。
此外，当使第二晶体管182工作在饱和区中之际，通过改变源极 布线188的电位(V188),可以控制流过在发光元件185中的电流量。
当如上所述那样地使第二晶体管182工作在线形区中之际，可以 控制是否对发光元件185施加电压，并还可以控制发光元件185的发 光状态和不发光状态。这种驱动方法例如可以用于数字时间灰度级驱 动。数字时间灰度级驱动是一种驱动方法，其中将一个帧分割为多个 子帧，并且在各子帧中控制发光元件185的发光状态和不发光状态。 此外，当使第二晶体管182工作在饱和区中之际，可以控制流过在发 光元件185中的电流量，并还可以调整发光元件185的亮度。图49A 至49C是沿着图42所示的B-B ，中的截面图。
接着，下面对于应用图36所示的像素电路的像素结构和其制造 方法进4于i兌明。
注意，图37至图42示出根据本实施方式的薄膜晶体管的俯视图， 图42是直到形成像素电极的完成图。图43A至图45C是沿着图37 至图42所示的A-A'的截面图。首先，在村底200上形成遮光层197，并且覆盖遮光层197地形 成基底膜198 (参照图37至43A)。通过形成遮光膜195，在遮光膜 195上形成第一抗蚀剂掩模196,并且使用第一抗蚀剂掩模196对遮 光膜195进行蚀刻等而进行构图，来形成遮光层197。
注意，作为衬底200可以使用与实施方式1中的衬底100同样的 衬底。遮光膜195相当于实施方式1中的遮光膜50,第一抗蚀剂掩模 196相当于实施方式1中的第一抗蚀剂掩模51，遮光层197相当于遮 光层52，并且基底膜198相当于实施方式1中的基底膜53。因此， 使用与实施方式1中的材料及形成方法同样的材料及形成方法即可。
接着，在基底膜198上形成第一导电膜202、第一绝缘膜204、 半导体膜206、杂质半导体膜208、以及第二导电膜210(参照图43A )。
注意，第一导电膜202可以使用与实施方式1中的第一导电膜102 同样的材料及方法而形成。第一绝缘膜204可以使用与实施方式1中 的第一绝纟彖膜104同样的材料及方法而形成。
半导体膜206优选利用由结晶半导体膜和非晶半导体膜而成的叠 层膜。作为结晶半导体膜，可以举出多晶半导体膜或微晶半导体膜等。
多晶半导体膜是指由晶粒构成且在该晶粒之间包括多个晶界的
半导体膜。多晶半导体膜例如通过热晶化法或激光晶化法形成。在此， 热晶化法是指一种晶化法，其中在衬底上形成非晶半导体膜，并加热 该衬底来使该非晶半导体晶化。此外，激光晶化法是指一种晶化法， 其中在衬底上形成非晶半导体膜，并对该非晶半导体膜照射激光来使 非晶半导体晶化。或者，也可以采用添加镍等的晶化促进元素(element for promoting crystallization)进行晶化的晶化法。在添加晶化促進元 素进行晶化的情况下，优选对该半导体膜照射激光。
多晶半导体被分类为如下两种以玻璃衬底不产生应变的程度的 温度和时间进行晶化的LTPS (低温多晶硅)；以及以更高温进行晶 化的HTPS (高温多晶硅)。
微晶半导体膜是指包括其粒径大致为2nm以上且lOOnm以下的晶粒的半导体膜，包括其整个面只由晶粒构成的半导体膜或在晶粒之 间夹着非晶半导体的半导体膜。作为微晶半导体膜的形成方法，采用
如下方法等，即可形成晶核并使它成长的方法；形成非晶半导体膜 并接触于该非晶半导体膜地形成绝缘膜和金属膜，并且利用通过对该 金属膜照射激光产生在其中的热来使非晶半导体晶化的方法。但是， 不包括对非晶半导体膜利用热晶化法或激光晶化法形成的结晶半导 体膜。
当例如将在结晶半导体膜上层叠非晶半导体膜形成的叠层膜用 作半导体膜206时，可以使EL显示装置的像素电路所具有的晶体管 高速工作。在此，作为结晶半导体膜，可以应用多晶半导体(包括LTPS 及HTPS)膜或微晶半导体膜。
注意，通过在结晶半导体膜上具有非晶半导体膜，可以防止微晶 半导体膜表面的氧化。此外，可以提高耐压性并降低截止电流。
但是，在EL显示装置的像素电路正常地工作的情况下，对于半 导体膜206的结晶性没有特别的限制。
杂质半导体膜208是包含赋予一种导电性的杂质元素的半导体 膜，并且它由用来形成添加有赋予一种导电性的杂质元素的半导体的 材料气体等形成。由于在本实施方式中设置n型薄膜晶体管，因此例 如使用由包含磷化氢(化学式PH3 )的硅烷气体形成的包含磷的硅 膜设置杂质半导体膜208，即可。但是，与第一导电膜202等同样地 需要耐热性，并还需要选择在后面步骤中不受到无故意的蚀刻或腐蚀 的材料。在这种条件下，杂质半导体膜208不局限于特定的材料。注 意，对于杂质半导体膜208的结晶性也没有特别的限制。此外，当在 使用半导体膜206形成的半导体层的一部分中通过掺杂等设置能够与 源电极及漏电及层实现欧姆接触的区域等时，不需要设置杂质半导体 膜208。
在本实施方式中制造n型薄膜晶体管，所以也可以使用作为要添 加的赋予一种导电性的杂质元素使用砷等，并且用于杂质半导体膜说明书第37/50页
208的形成的硅烷气体包含所希望的浓度的砷化氢(化学式AsH3 )，即可。
注意，例如可以通过CVD法(包括热CVD法或等离子体CVD 法等)等形成杂质半导体膜208。但是，不局限于特定的方法。
第二导电膜210可以使用与实施方式1中的第二导电膜110同样 的材料及方法而形成，并且使用与第 一导电膜202不同的材料形成。
接着，在第二导电膜210上形成第二抗蚀剂掩模212 (参照图 43A)。在此，第二抗蚀剂掩模212与实施方式2同样，优选是具有 凹部或凸部的抗蚀剂掩模。可以换言之，由厚度不同的多个区域(在 此为两个区域)构成的抗蚀剂掩模。在第二抗蚀剂掩模212中，将厚 的区域称为第二抗蚀剂掩模212的凸部，而将薄的区域称为第二抗蚀 剂掩模212的凹部。第二抗蚀剂掩模212可以由多级灰度掩模形成。 注意，如实施方式l所述，第二抗蚀剂掩模212可以使用与第一抗蚀 剂掩模196同一个光掩模形成。在第二抗蚀剂掩模212为具有凹部或 凸部的抗蚀剂掩模的情况下，在形成源电极及漏电极层的区域中形成 凸部，并且在没有源电极及漏电极层并露出地形成半导体层的区域中 形成凹部。
注意，本实施方式不局限于此，第二抗蚀剂掩模212可以与实施 方式l同样地形成，而不利用多级灰度掩模。
接着，利用第二抗蚀剂掩模212进行第一蚀刻。就是说，至少蚀 刻第一绝缘膜204、半导体膜206、杂质半导体膜208、以及第二导电 膜210而进行构图，来形成薄膜叠层体214 (参照图38及图43B)。
利用第二抗蚀剂掩模212进行第二蚀刻。就是，通过蚀刻对第一 导电膜202进行构图，而形成栅电极层216 (参照图39及图43C)。
注意，栅电极层216构成薄膜晶体管的栅电极、栅极布线、电容 元件的一方的电极以及支撑部，在表示为栅电极层216A的情况下是 指构成栅极布线、第一晶体管181的栅电极、以及第三晶体管183的 栅电极的电极层；在表示为栅电极层216B的情况下是指构成第二晶体管182的栅电极、以及电容元件184的一方的电极的电极层；在表 示为栅电极层216C的情况下是指构成支撑部的电极层；而且，将它 们总称为栅电极层216。
以如下蚀刻条件进行第二蚀刻，即由第一导电膜202形成的4册电 极层216的侧面形成在薄膜叠层体214的侧面的内侧。换言之，以栅 电极层216的侧面与薄膜叠层体214的底面接触地形成的方式进行蚀 刻(以在A-A'截面中栅电极层216的宽度小于薄膜叠层体214的宽度 的方式进行蚀刻)。再者，以对第二导电膜210的蚀刻速率小，且对 第一导电膜202的蚀刻速率大的条件进行蚀刻。换言之，以对第二导 电膜210的第一导电膜202的蚀刻选择比大的条件进行。通过以这种 条件进行第二蚀刻，可以形成^t电极层216。
注意，对于栅电极层216的侧面形状没有特别的限制。例如，也 可以是锥形状。栅电极层216的侧面形状取决于用于第二蚀刻的药液 等的条件。
在此，"对第二导电膜210的蚀刻速率小，且对第一导电膜202 的蚀刻速率大的条件，，或者"对第二导电膜210的第一导电膜202的 蚀刻选择比大的条件，，是指满足以下第 一 必要条件和第二必要条件的 条件。
第一必要条件是指栅电极层216残留在所需要的部分中的情况。 栅电极层216的所需腰的部分是指图39至图42中的以虚线表示的区 域。换言之，需要的是，在第二蚀刻之后，栅电极层216以构成栅极 布线、晶体管所具有的栅电极及电容元件所具有的一个电极的方式残 留。为了使栅电极层构成栅极布线及电容布线，需要以不使这些布线 断开的方式进行第二蚀刻。优选的是，如图39以及图43C所示，在 离薄膜叠层体214的侧面具有间隔dl的内侧形成栅电极层216的侧 面。实施者可以才艮据布局适当地设定间隔dl，即可。
第二必要条件是指由栅电极层216构成的栅极布线的最小宽度d3 和由源电极及漏电极层220构成的源极布线及电源线的最小宽度d2适当的情况(参照图42)。这是因为如下缘故若通过第二蚀刻，源 电极及漏电极层220被蚀刻，则源极布线及电源线的最小宽度d2缩 小，并且源极布线及电源线的电流密度成为过大，因此电特性降低。 由此，以第一导电膜202的蚀刻速率不成为过大且第二导电膜210的 蚀刻速率尽量小的条件进行第二蚀刻。
此外，不容易使源极布线及电源线的最小宽度d2增大。这是因 为如下缘故源极布线及电源线的最小宽度d2取决于与源极布线及 电源线重叠的半导体层的最小宽度d4 ，并且为了使源极布线及电源线 的最小宽度d2增大而需要使半导体层的最小宽度d4增大，由此不容 易使相邻的栅极布线和电容布线绝缘。使半导体层的最小宽度d4小 于所述间隔dl的大致两倍。换言之，使间隔dl大于半导体层的最小 宽度d4的大致一半。
注意，在为根据每个元件分离栅电极层而需要的部分中适当地设 置与源极布线及电源线重叠的半导体层的宽度为最小宽度d4的部分， 即可。通过第二蚀刻，可以形成栅电极层216不残留在与半导体层的 最小宽度为d4的部分重叠的部分的图案。
注意，优选将由源电极及漏电极层形成的连接于像素电极层的部 分的电极宽度设定为源极布线及电源线的最小宽度d2。
如上所说明，非常重要的是根据带着侧面蚀刻的条件进行第二蚀 刻。这是因为如下缘故通过第二蚀刻带着对第一导电膜202的侧面 蚀刻，可以形成图案，以不仅实现所希望的由栅电极层216构成的相 邻的栅极布线之间的连接，而且实现所希望的像素电路中的元件的连 接。第二蚀刻为引起侧面蚀刻的蚀刻，因而大约各向同性地进行蚀刻。
在此，侧面蚀刻是指如下蚀刻，即不仅在被蚀刻膜的厚度方向(垂 直于衬底面的方向或垂直于基底膜的面的方向)上之外，还在对厚度 方向垂直的方向(平行于衬底面的方向或平行于基底膜的面方向)上 削去被蚀刻膜。受到侧面蚀刻的被蚀刻膜的端部被形成为根据对于被 蚀刻膜的蚀刻气体或用于蚀刻的药液的蚀刻速率而成为各种形状，但是在很多情况下被形成为使端部具有曲面。注意，如图39所示的栅电极层216C用作支撑薄膜叠层体214的 支撑部。通过具有支撑部，可以防止形成在栅电极层上方的栅极绝缘 膜等的剥离。再者，通过设置支撑部，可以防止利用第二蚀刻接触于 栅电极层216地形成的空洞的区域多余地扩大。注意，通过设置支撑 部，可以防止薄膜叠层体214因其自重破坏或破损并提高成品率，因 此是优选的。但是，本发明不局限于具有支撑部的方式而还可以不设 置支撑部。如上所说明，优选采用湿蚀刻进行第二蚀刻。在釆用湿蚀刻进行第二蚀刻的情况下，形成铝或钼作为第一导电 膜202,形成钛或钨作为第二导电膜210,并且将包含硝酸、醋酸及 磷酸的药液用于蚀刻，即可。或者，形成钼作为第一导电膜202,形 成钛、铝或鴒作为第二导电膜210，并且将包含过氧化氢溶液的药液 用于蚀刻，即可。在采用湿蚀刻进行第二蚀刻的情况下，最优选的是，形成在添加 有钕的铝上形成钼的叠层膜作为第一导电膜202，形成钨作为第二导 电膜210，并且将包含2%的硝酸、10%的醋酸、72%的磷酸的药液用 于蚀刻。通过使用具有这样的组成的药液，第一导电膜202被蚀刻而 不蚀刻第二导电膜210。注意，添加到第一导电膜202的钕是为了实 现铝的低电阻化和防止小丘的发生而添加的。注意，俯视的栅电极层216具有角地形成(参照图39)。这是因 为如下缘故由于形成栅电极层216的第二蚀刻是大致各向同性地进 行，因此蚀刻为使栅电极层216的侧面和薄膜叠层体214的侧面之间 的间隔dl成为大致相同。接着，缩小第二抗蚀剂掩模212而使第二导电膜210露出，并且 形成第三抗蚀剂掩模218。作为缩小第一抗蚀剂掩模212来形成第三 抗蚀剂掩模218的方法，例如可以举出使用氧等离子体的灰化。但是， 缩小第二抗蚀剂掩模212来形成第三抗蚀剂掩模218的方法不局限于此。形成第三抗蚀剂掩模218的区域与第二抗蚀剂掩模212的凸部区域大致一致。注意，在此说明了在第二蚀刻之后形成第三抗蚀剂掩模218的情况，但是本实施方式不局限于此，还可以在形成第三抗蚀剂 掩模218之后进行第二蚀刻。注意，在不将多级灰度掩模用来形成第二抗蚀剂掩模212的情况 下，使用不同的光掩模另外形成第三抗蚀剂掩模218，即可。接着，使用第三抗蚀剂掩模218对薄膜叠层体214中的第二导电 膜210进行蚀刻来形成源电极及漏电极层220(参照图40及图44A)。 在此，选择如下蚀刻条件，即不产生或不容易产生对第二导电膜210 以外的膜的无故意的蚀刻及腐蚀。特别重要的是，以不产生或不容易 产生对栅电极层216的无故意的蚀刻及腐蚀的条件进行蚀刻。注意，源电极及漏电极层220构成薄膜晶体管的源电极或漏电极、 源极布线、电源线、电容元件的另一方电极及连接薄膜晶体管和发光 元件的一个电极的电极。在表示为源电极及漏电极层220A的情况下， 是指构成源极布线188和第一晶体管181的源电极及漏电极的一方的 电极层；在表示为源电极及漏电极层220B的情况下，是指构成第一 电源线187的电极层；在表示为源电极及漏电极层220C的情况下， 是指构成第一晶体管181的源电极及漏电极的另一方及连接第一晶体 管181和像素电极的电极的电极层；在表示为源电极及漏电极层220D 的情况下，是指构成第二电源线189及第二晶体管182的源电极及漏 电极的一方的电极层；在表示为源电极及漏电极层220E的情况下， 是指构成第三晶体管183的源电极及漏电极的一方的电极层；在表示 为源电极及漏电极层220F的情况下，是指构成电容元件184的另一 方电极、第二晶体管182的源电极及漏电极的另一方、第三晶体管183 的源电极及漏电极的另 一方以及后面要连接到发光元件的 一个电极 的电极的电极层。注意，第三抗蚀剂掩模218A是指重叠于源电极及漏电极层220A 的抗蚀剂掩模。第三抗蚀剂掩模218B是指重叠于源电极及漏电极层220B的抗蚀剂掩模。第三抗蚀剂掩模218C是指重叠于源电极及漏电 极层220C的抗蚀剂掩模。第三抗蚀剂掩模218D是指重叠于源电极及 漏电极层220D的抗蚀剂掩模。第三抗蚀剂掩模218E是指重叠于源电 极及漏电极层220E的抗蚀剂掩模。第三抗蚀剂掩模218F是指重叠于 源电极及漏电极层220F的抗蚀剂掩模。而且，将它们总称为第三抗 蚀剂掩模218。注意，作为对薄膜叠层体214中的第二导电膜210的蚀刻，可以 采用湿蚀刻或干蚀刻。接着，对薄膜叠层体214中的杂质半导体膜208及半导体膜206 的上部(背沟道部)进行蚀刻来形成源区及漏区222、半导体层224 (参照图41及图44B)。在此，选择如下蚀刻条件，即不产生或不容 易产生对杂质半导体膜208及半导体膜206以外的膜的无故意的蚀刻 及腐蚀。特别重要的是，以不产生或不容易产生对栅电极层216的无 故意的蚀刻及腐蚀的条件进行蚀刻。注意，作为对薄膜叠层体214中的杂质半导体膜208及半导体膜 206的上部(背沟道部)的蚀刻，可以采用干蚀刻或湿蚀刻。然后，去除第三抗蚀剂掩模218 ，以完成薄膜晶体管(参照图44C )。 如上所说明，可以利用一个光掩模(多级灰度掩模)制造可以应用于 EL显示装置的薄膜晶体管。注意，上述的将参照图44A及图44B说明的步骤总称为第三蚀刻。 如上所说明，第三蚀刻既可以以多个阶段进行，又可以以一个阶段进 行。覆盖如上所述那样形成的薄膜晶体管地形成第二绝缘膜。此时， 也可以只使用第一保护膜226形成第二绝缘膜，但是在此使用第一保 护膜226和第二保护膜228形成(参照图45A)。虽然与第一绝缘膜 204同样地形成第一保护膜226即可，但是，优选使用包含氬的氮化 硅或包含氢的氧氮化硅形成，并且防止金属等的杂质进入到半导体层 中且扩散而半导体层被污染。通过其表面大致成为平坦的方法形成第二保护膜228。这是因为 通过使第二保护膜228的表面大致平坦，可以防止形成在第二保护膜 228上的第一像素电极层232的破裂等的缘故。因此，在此的"大致 平坦，，是指能够实现上述目的的程度即可，而并不被要求高平坦性。注意，例如可以使用感光聚酰亚胺、丙烯或环氧树脂等并通过旋 涂法等来形成第二保护膜228。但是，不局限于这些材料或形成方法。注意，第二保护膜228优选层叠通过其表面大致成为平坦的方法 形成的上述保护膜和覆盖它来防止水分的侵入和释放的保护膜而形 成。具体地，防止水分的侵入和释放的保护膜优选使用氮化硅、氧氮 化硅、氧氮化铝或氮化铝等形成。作为形成方法，优选使用溅射法。接着，在第二绝缘膜中形成第一开口部230及第二开口部231(参 照图45B及图49B)。将第一开口部230形成为至少到达源电极及漏 电极层的表面。将第二开口部231形成为至少到达栅电极层的表面。 第一开口部230及第二开口部231的形成方法不局限于特定的方法， 而实施者根据第一开口部230的直径等适当地选择，即可。例如，通 过采用光刻法进行干蚀刻，可以形成第一开口部230及第二开口部 231。将第一开口部230设置为到达源电极及漏电极层220。如图42所 示那样地将多个第一开口部230设置在所需要的部分。将第 一开口部 230A设置在源电极及漏电极层220C上，将第一开口部230B设置在 源电极及漏电极层220B上，并将第一开口部230C设置在源电极及漏 电极层220E上，并且将第一开口部230D设置在源电极及漏电极层 220F上。将第二开口部231设置为到达栅电极层216。也就是，不仅去除 第二绝缘膜，而且还去除第一绝缘膜204、半导体层224的所希望的 部分而设置第二开口部231。注意，当通过光刻法形成开口部时，使用一个光掩模。接着，在第二绝缘膜上形成第一像素电极层232 (参照图42、图51200910128713.5说明书第43/50页通过其表面大致成为平200910128713.5说明书第43/50页通过其表面大致成为平坦的方法形成第二保护膜228。这是因为 通过使第二保护膜228的表面大致平坦，可以防止形成在第二保护膜 228上的第一像素电极层232的破裂等的缘故。因此，在此的"大致 平坦，，是指能够实现上述目的的程度即可，而并不被要求高平坦性。注意，例如可以使用感光聚酰亚胺、丙烯或环氧树脂等并通过旋 涂法等来形成第二保护膜228。但是，不局限于这些材料或形成方法。注意，第二保护膜228优选层叠通过其表面大致成为平坦的方法 形成的上述保护膜和覆盖它来防止水分的侵入和释放的保护膜而形 成。具体地，防止水分的侵入和释放的保护膜优选使用氮化硅、氧氮 化硅、氧氮化铝或氮化铝等形成。作为形成方法，优选使用溅射法。接着，在第二绝缘膜中形成第一开口部230及第二开口部231(参 照图45B及图49B)。将第一开口部230形成为至少到达源电极及漏 电极层的表面。将第二开口部231形成为至少到达栅电极层的表面。 第一开口部230及第二开口部231的形成方法不局限于特定的方法， 而实施者根据第一开口部230的直径等适当地选择，即可。例如，通 过采用光刻法进行干蚀刻，可以形成第一开口部230及第二开口部 231。将第一开口部230设置为到达源电极及漏电45C、以及图49B)。将第一像素电极层232形成为通过第一开口部 230或第二开口部231连接到源电极及漏电极层220或栅电极层216。 具体而言，将第一像素电极层232形成为通过第一开口部230A连接 到源电极及漏电极层220C，通过第一开口部230B连接到源电极及漏 电极层220B，通过第一开口部230C连接到源电才及及漏电4及层220E, 并通过第二开口部231连接到栅电极层216B。此外，第一像素电极层 232可以采用单层或层叠而形成。注意，当通过光刻法形成第一像素电极层232时，使用一个光掩模。由于像素所具有的薄膜晶体管是n型晶体管，因此优选使用成为 阴极的材料形成第一像素电极层232。作为成为阴极的材料，可以举 出功函数小的材料如Ca、 Al、 MgAg、 AlLi等。接着，在第一像素电极层232的侧面(端部)及第二绝缘膜上形 成分隔壁233 (参照图49C)。将分隔壁233形成为具有开口部并使 第一像素电极层232在该开口部中露出。使用有机树脂膜、无机绝缘 膜或有机聚硅氧烷形成分隔壁233。具体而言，优选使用聚酰亚胺、 聚酰胺、聚酰亚胺-酰胺、丙烯、苯并环丁烯类树脂形成。特别是，分 隔壁233优选使用感光材料而形成，以便在第一像素电极层232上形 成开口部，并且使该开口部的侧壁具有连续的曲率的倾斜面。接着，将EL层234形成为在分隔壁233的开口部中接触于第一 像素电极层232 (参照图49C) 。 EL层可以由单层或层叠多个层而形 成的叠层的叠层膜构成。EL层234至少包括发光层。EL层234优选 通过电子注入层连接于第二像素电极层235。而且，覆盖EL层234地使用成为阳极的材料形成第二像素电极 层235 (参照图49C)。第二像素电极层235相当于图36中的共同电 极190。可以使用具有透光性的导电材料形成第二像素电极层235。 在此，作为具有透光性的导电材料，可以举出氧化铟锡(下面称为 ITO)、包含氧化鴒的氧化铟、包含氧化钨的氧化铟锌、包含氧化钛的氧化铟、包含氧化钛的氧化铟锡、氧化铟锌或添加有氧化硅的氧化铟锡等。通过賊射法或CVD法等形成具有透光性的导电材料的膜， 即可，但是不局限于特定的方法。此外，第二像素电极层235既可以 由单层形成，又可以由叠层形成。在此，使用ITO作为第二像素电极层235。在分隔壁233的开口 部中重叠第一像素电极层232、 EL层234和第二像素电极层235,因 此形成发光元件236。发光元件236相当于图36中的发光元件185。 然后，优选在第二像素电极层235及分隔壁233上形成第三保护膜 237,以便防止氧、氢、水分及二氧化碳等侵入到发光元件236中(未 图示)。作为第三保护膜237，选择与第一保护膜226同样的具有防 止水分的侵入和释放的功能的材料。第三保护膜237优选由氮化硅、 氧氮化硅、氧氮化铝或氮化铝等形成。再者，优选包括覆盖第三保护 膜237的氮化硅膜或DLC膜等。而且，优选使用保护薄膜(贴合薄膜、紫外线固化树脂薄膜等) 或覆盖材料进一步进行封装(封入)，以不使发光元件236暴露在外 部空气。优选使用气体透过性低且漏气少的材料设置保护薄膜及覆盖 材料。如上所说明，可以形成到顶部发射结构型EL显示装置的发光元 件(参照图49C)。但是，本实施方式之一的EL显示装置不局限于 上述说明而还可以应用于底面发射结构型EL显示装置或双面发射结 构型EL显示装置。在底面发射结构及双面发射结构中，将具有透光 性的导电材料用于第一像素电极层232,即可。注意，在使用成为阳 极形成第一像素电极层232的情况下，第一像素电极层232可以使用 如ITO而形成。通过第一像素电极层232采用这种结构，可以制造底 面发射型的EL显示装置。在此情况下，优选覆盖EL层234地形成使 用成为阴极的材料的第二像素电极层235。作为成为阴极的材料，可 以举出功函数小的材料如Ca、 Al、 CaF、 MgAg、 AlLi等。注意，EL 层234及第二像素电极层235优选通过利用掩模的蒸镀形成。因此，第二像素电极层23 5优选通过蒸镀可以形成的材料而形成。注意，如上所说明的保护膜等不局限于上述材料或形成方法而采用不阻碍EL层的发光且可防止退化等的膜，即可。或者，在顶面发射结构中，也可以包括形成有像素电路的区域地 形成第一像素电极层232A。在此情况下，首先只形成相当于第一像 素电极层232B及第一像素电极层232C的导电层，在该导电层上形成 具有第一开口部230D的绝缘膜，并且通过第一开口部230D连接到源 电极及漏电极层220F地形成第一像素电极层232A,即可。通过包括 形成有像素电路的区域地形成第一像素电极层232A，可以扩大发光 区域，从而可以进行更高清晰的显示。注意，在此描述了作为发光元件的有机EL元件，但是也可以将 无才几EL元件用作发光元件。注意，端子连接部与实施方式l中所说明的端子连接部同样。如上所述，可以制造EL显示装置。注意，如上所述，可以大幅度地减少薄膜晶体管及显示装置的制 造步骤数目。具体而言，如上所述那样，可以使用一个光掩模(多级 灰度掩模)制造薄膜晶体管。另外，可以使用三个光掩模制造具有像 素晶体管的有源矩阵衬底。因此，减少所使用的光掩模的数目，从而 可以大幅度地减少薄膜晶体管及显示装置的制造步骤数目。可以不通过复杂步骤如背面曝光、抗蚀剂回流及剥离法等而大幅 度地减少薄膜晶体管的制造步骤数目。因此，可以不通过复杂步骤而 大幅度地减少显示装置的制造步骤数目。因此，可以大幅度地减少显 示装置的制造步骤数目，而不降低成品率。此外，可以维持薄膜晶体管的电特性并大幅度地减少薄膜晶体管 的制造步骤。再者，借助于上述效果，可以大幅度地减少制造成本。 另外，可以对半导体层遮光，因此可以制造减少光漏电流且具有 良好的电特性的薄膜晶体管及具有该薄膜晶体管的显示装置。而且，可以使用用于薄膜晶体管的形成的光掩模形成遮光半导体层的遮光 层，因此可以不增加掩模数目地制造减少光漏电流且具有良好的电特 性的薄膜晶体管及具有该薄膜晶体管的显示装置。再者，因为在底面发射结构型EL显示装置中，通过调整基底膜 198的膜厚度，可以进行光学设计，所以这是优选的。注意，可以制造在4册极电极层端部发生的漏电流小的薄膜晶体 管，因此可以获得对比度高且显示质量优越的显示装置。注意，本发明的一个方式不局限于上述说明的像素结构，可以应 用于各种EL显示装置。实施方式4在本实施方式中，对于组装通过实施方式1至实施方式3所说明 的方法制造的显示面板或显示装置作为显示部的电子设备，参照图 46A至图48C进行说明。作为这种电子设备，例如可以举出影像拍摄 装置如摄像机或数字照相机等、头戴式显示器(护目镜型显示器)、 汽车导航、投影机、汽车音响、个人计算机、便携式信息终端(移动 计算机、手机或电子书等)。图46A和46B示出这些电子设备的 一例。图46A示出电视装置。通过将EL显示面板组装到框体中，可以 完成图46A所示的电视装置。由应用实施方式至实施方式3所说明 的制造方法的显示面板形成主屏323，并且作为其他辅助设备具备有 扬声器部329、操作开关等。如图46A所示，将应用实施方式1至实施方式3所说明的制造方 法的显示用面板322组装到框体321中，可以由接收器325接收普通 的电视广播。而且，通过经由调制解调器324连接到采用有线或无线 方式的通信网络，也可以进行单方向(从发送者到接收者)或双方向 (在发送者和接收者之间或在接收者之间)的信息通信。通过利用组 装到框体中的开关或另外提供的遥控装置326，可以进行电视装置的 操作。也可以在该遥控装置326中设置有用于显示输出信息的显示部327。另外，也可以在电视装置中，除了主屏323之外，还由第二显示 面板形成子屏328,并附加有显示频道或音量等的结构。图47表示示出电视装置的主要结构的框图。在显示面板中形成 有像素部351。信号线驱动电路352和扫描线驱动电路353也可以以 COG方式安装到显示面板。作为其他外部电路的结构，图像信号的输入一侧具有图像信号放 大电路355、图像信号处理电路356、以及控制电路357等，该图像 信号放大电路355放大由调谐器354接收的信号中的图像信号，该图 像信号处理电路356将从图像信号放大电路355输出的信号转换为对 应于红色、绿色、蓝色各种颜色的颜色信号，该控制电路357将所述 图像信号转换为驱动器IC的输入规格。控制电路357将信号分别输 出到扫描线一侧和信号线一侧。在进行数字驱动的情况下，也可以采 用如下结构，即在信号线一侧设置信号分割电路358，并将输入数字 信号分割为整数个来供给。由调谐器354接收的信号中的音频信号被传送到音频信号放大电 路359，并且其输出经过音频信号处理电路360被供给到扬声器363。 控制电路361从输入部362接收接收站(接收频率)、音量的控制信 息，并且将信号传送到调谐器354及音频信号处理电路360。当然，本发明的一个方式之一的显示装置不局限于电视装置而还 可以应用于个人计算机的监视器、大面积的显示々某体如火车站或机场 等的信息显示板或者街头上的广告显示板等。因此，通过应用本实施 方式之一的显示装置的制造方法，可以提高这些显示々某体的生产率。通过利用将应用实施方式1至实施方式3所说明的显示装置的制 造方法的显示面板或显示装置用于主屏323、子屏328，可以提高电 视装置的生产率。此外，图46B所示的便携式计算机包括主体331及显示部332等。 通过将应用实施方式1至实施方式3所说明的显示装置的制造方法的显示面板或显示装置用于显示部332，可以提高计算机的生产率。
图48A至48C是手机的一例，图48A是正视图，图48B是后视 图，图48C是当滑动两个框体时的正视图。手机300由两个框体，即 框体301以及302构成。手机300具有手机和^f更携式信息终端双方的 功能，内置有计算机，并且除了进行声音通话之外还可以处理各种各 样的数据，即是所谓的智能手机(Smartphone)。
框体301具备显示部303、扬声器304、麦克风305、操作键306、 定位装置307、表面影像拍摄装置用透镜308、外部连接端子插口 309、 以及耳机端子310等，并且框体302由键盘311、外部存储器插槽312、 背面影像拍摄装置313、灯314等构成。此外，天线被内置在框体301 中。
此外，手机300还可以在上述结构的基础上内置有非接触IC芯 片、小型存储器件等。
相重合的框体301和框体302 (示出于图48A)可以滑动，则如 图48C那样展开。可以将应用实施方式1至实施方式3所说明的显示 装置的制造方法的显示面板或显示装置安装到显示部303中。由于在 与显示部303相同的面上具备表面影像拍摄装置用透镜308，所以可 以进行视频通话。此外，通过将显示部303用作取景器，可以利用背 面相机313以及灯314进行静态图像以及动态图像的摄影。
通过利用扬声器304和麦克风305,可以将手机300用作声音存 储装置(录音装置)或声音再现装置。此外，可以利用操作4建306进 行电话的拨打和接收、电子邮件等的简单的信息输入操作、表示于显 示部的画面的滚动操作、选择表示于显示部的信息等的指针移动操作 等。
此外，当处理的信息较多时如制作文件、将便携式电话机300用 作便携式信息终端等，使用键盘311是较方便的。再者，通过使相重 合的框体301和框体302 (图48A)滑动，可以如图48C那样展开。 当将便携式电话机300用作便携式信息终端时，可以使用键盘311及定位装置307顺利地指针操作。外部连接端子插口 309可以与AC适 配器以及USB电缆等的各种电缆连接，并可以进行充电以及与个人计 算机等的数据通信。此外，通过对外部存储器插槽312插入记录媒体， 可以进行更大量的数据存储以及移动。
框体302的背面(图48B )具备背面影像拍摄装置313及灯314， 并且可以将显示部303用作取景器而可以进行静态图像以及动态图像 的摄影。
此外，除了上述功能结构之外，还可以具备红外线通信功能、USB 端口 、数字电视(one-seg )接收功能、非接触IC芯片或耳机插口等。
由于可以应用实施方式1至实施方式3所说明的薄膜晶体管及显 示装置的制造方法制造本实施方式所说明的各种电子设备，因此可以 提高这些电子设备的生产率。
由此，可以大幅度地缩减这些电子设备的制造成本。
再者，如实施方式1至实施方式3说明，可以制造显示质量高的 显示装置。
本申请基于2008年3月10日在日本专利局提交的日本专利申请 序列号2008-058906,在此引用其全部内容作为参考。
权利要求
1. 一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模；通过蚀刻所述遮光膜的一部分形成具有图案的遮光层；在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上形成第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使所述第一导电膜露出；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分被侧面蚀刻以形成栅电极层；在所述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；以及通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中所述第一抗蚀剂掩模和所述第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
2. 根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法， 其中通过所述第一蚀刻形成元件区域，并且通过所述第二蚀刻，在离所述元件区域侧面有大约相等的距 离的内侧形成所述栅电极层的侧面。
3. —种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩^f莫； 通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层； 在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上形成第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使 所述第一导电膜露出；在所述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分被侧面蚀刻以形成 栅电极层；以及通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中所述第一抗蚀剂掩模和所述第二抗蚀剂掩模使用同一个光 掩模形成。
4. 根据权利要求3所述的薄膜晶体管的制造方法，其中将所述 第二抗蚀剂掩模的面积形成为小于所述第 一抗蚀剂掩模的面积。
5. 根据权利要求4所述的薄膜晶体管的制造方法，其中通过氧等 离子体进行灰化而形成所述第二抗蚀剂掩模。
6. —种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩模； 通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层； 在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、 杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模； 通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、所述半导体膜、所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使所述第一导电膜露出；进行第二蚀刻，其中所述第 一导电膜的 一部分被侧面蚀刻以形成栅电极层；通过使所述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于所述第二抗蚀剂掩 模的凹部的所述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩模；以及通过使用所述第三抗蚀剂掩才莫，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、以及所述半导体膜的 一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中所述第 一抗蚀剂掩模和所述第二抗蚀剂掩模使用同 一个光 掩模形成。
7. 根据权利要求6所述的薄膜晶体管的制造方法，其中所述第 二抗蚀剂掩模使用多级灰度掩模形成。
8. —种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩模；通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层； 在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、 杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、所述半导体膜、所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使所述 第一导电膜露出；通过使所述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于所述第二抗蚀剂掩 模的凹部的所述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩模；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分被侧面蚀刻以形成 栅电极层；以及通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层，其中所述第一抗蚀剂掩模和所述第二抗蚀剂掩模使用同一个光 掩模形成。
9. 根据权利要求8所述的薄膜晶体管的制造方法，其中所述第 一蚀刻为干独刻， 并且所述第二蚀刻为湿蚀刻。
10. —种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩模； 通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层； 在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、 杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上使用与用于形成所述第一抗蚀剂掩模的同 一个光掩模形成第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使 所述第一导电膜露出；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分被侧面蚀刻以形成栅电极层；在所述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除所述第三抗蚀剂掩模；覆盖所述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜中形成开口部，以〃使所述源电极及漏电极层的 一部分露出；以及在所述开口部及所述第二绝缘膜上选择性地形成像素电极。
11. 根据权利要求10所述的显示装置的制造方法，其中通过所述第 一蚀刻形成元件区域，并且通过所述第二蚀刻，在离所述元件区域侧面有大约相等的距 离的内侧形成栅电极层的侧面。
12. —种显示装置的制造方法，包括如下步骤 形成遮光膜和该遮光膜上的第一抗蚀剂掩模； 通过蚀刻所述遮光膜的一部分形成具有图案的遮光层； 在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、 杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上使用与用于形成所述第一抗蚀剂掩模的同 一个光掩模形成第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使 所述第一导电膜露出；在所述第二导电膜上形成第三抗蚀剂掩模；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分被侧面蚀刻以形成栅电极层；通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半 导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电 极层、源区域及漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除所述第三抗蚀剂掩模；覆盖所述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜中形成开口部，以使所述源电极及漏电极层的 一部分露出；以及在所述开口部及所述第二绝缘膜上选择性地形成像素电极。
13. 根据权利要求12所述的显示装置的制造方法， 其中所述第 一蚀刻为干蚀刻， 并且所述第二蚀刻为湿蚀刻。
14. 一种显示装置的制造方法，包括如下步骤形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩模；通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上使用与用于形成所述第一抗蚀剂掩模的同一个光掩模形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩才莫，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使所述第一导电膜露出；进行第二蚀刻，其中所述第 一导电膜的 一部分被侧面蚀刻以形成栅电极层；通过使所述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于所述第二抗蚀剂掩模的凹部的所述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩模；通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除所述第三抗蚀剂掩模；覆盖所述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜中形成开口部，以使所述源电极及漏电极层的一吾P分露出；以及在所述开口部及所述第二绝缘膜上选择性地形成像素电极。
15. 根据权利要求14所述的显示装置的制造方法，其中所述第二抗蚀剂掩模利用多级灰度掩模形成。
16. —种显示装置的制造方法，包括如下步骤形成遮光膜和该遮光膜上的第 一抗蚀剂掩模；通过蚀刻所述遮光膜的 一部分形成具有图案的遮光层；在所述遮光层上形成基底膜；在所述基底膜上依次形成第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、以及第二导电膜；在所述第二导电膜上使用与用于形成所述第一抗蚀剂掩模的同一个光掩模形成具有凹部的第二抗蚀剂掩模；通过使用所述第二抗蚀剂掩^t，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、所述半导体膜、以及所述第一绝缘膜进行第一蚀刻，至少使所述第一导电膜露出；通过使所述第二抗蚀剂掩模缩小，以使重叠于所述第二抗蚀剂掩模的凹部的所述第二导电膜露出并形成第三抗蚀剂掩模；进行第二蚀刻，其中所述第一导电膜的一部分^f皮侧面蚀刻以形成栅电极层；通过使用所述第三抗蚀剂掩模，对所述第二导电膜、所述杂质半导体膜、以及所述半导体膜的一部分进行第三蚀刻形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域层、以及半导体层来形成薄膜晶体管；去除所述第三抗蚀剂掩模；覆盖所述薄膜晶体管地形成第二绝缘膜；在所述第二绝缘膜中形成开口部，以使所述源电极及漏电极层的一部分露出；以及在所述开口部及所述第二绝缘膜上选"t奪性地形成像素电极。
17.根据权利要求16所述的显示装置的制造方法，其中所述第二绝缘膜层叠通过CVD法或溅射法形成的绝缘膜和通过旋涂法形成的绝缘膜而形成。
全文摘要
本发明的名称为薄膜晶体管及其制造方法、显示装置及其制造方法，提供了一种薄膜晶体管的制造方法，包括如下步骤利用第一抗蚀剂掩模形成遮光层；在遮光层上形成基底膜；在基底膜上依次层叠第一导电膜、第一绝缘膜、半导体膜、杂质半导体膜、以及第二导电膜；利用第二导电膜上的第二抗蚀剂掩模对第二导电膜、杂质半导体膜、半导体膜、第一绝缘膜进行第一蚀刻；对第一导电膜的一部分进行引起侧面蚀刻的第二蚀刻来形成栅电极层；利用第三抗蚀剂掩模形成源电极及漏电极层、源区域及漏区域、以及半导体层，其中第一抗蚀剂掩模和第二抗蚀剂掩模使用同一个光掩模形成。
文档编号H01L21/336GK101533781SQ20091012871
公开日2009年9月16日 申请日期2009年3月10日 优先权日2008年3月10日
发明者宫入秀和, 沟口隆文 申请人:株式会社半导体能源研究所