專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(以下稱作TFT)組成的電路的半導(dǎo)體器件及其制作方法。更具體地說(shuō)，涉及以液晶顯示器件以及具有發(fā)光元件的發(fā)光器件為代表的電光器件，也涉及包括在此范疇之內(nèi)的電子儀器，在該電子儀器中，把這些器件作為部件進(jìn)行安裝。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，利用在具有絕緣表面的襯底上形成的半導(dǎo)體薄膜(其厚度大約為幾納米至幾百納米)構(gòu)成薄膜晶體管的技術(shù)已吸引了人們的注意力。薄膜晶體管廣泛地應(yīng)用于諸如ICs和電光器件之類的電子器件中，特別是，正加速地將其研制成用于顯示器件的開(kāi)關(guān)元件。
要指出的是，顯示器件、液晶顯示器件、發(fā)光器件等已為公眾所知。在這些顯示器件中，可采用諸如無(wú)源矩陣驅(qū)動(dòng)(簡(jiǎn)單矩陣類型)和有源矩陣驅(qū)動(dòng)(有源矩陣類型)之類的驅(qū)動(dòng)方法。但是，在像素密度增加的情況下，認(rèn)為其內(nèi)每一像素(或者一個(gè)光點(diǎn))都設(shè)有一個(gè)開(kāi)關(guān)的有源矩陣類型具有可低壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。
在有源矩陣液晶顯示器件中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)排列在矩陣中的像素電極可在屏幕上形成一顯示圖像。具體說(shuō)來(lái)，將電壓施加到一所選擇的像素電極和一與其相對(duì)的電極之間，從而對(duì)排列在該像素電極和與其相對(duì)的電極之間的液晶層進(jìn)行光調(diào)制。因此，觀察者認(rèn)為光調(diào)制就是顯示圖像。
進(jìn)一步地，采用有機(jī)電致發(fā)光的有源矩陣發(fā)光器件在其每一像素中至少有一個(gè)作為一開(kāi)關(guān)元件使用的TFT，以及向由夾在一對(duì)電極之間的有機(jī)化合物層形成的發(fā)光元件提供電流的TFT，并利用通過(guò)在有機(jī)化合物層中的載流子復(fù)合而獲得發(fā)光。要指出的是，由于這種發(fā)光器件具有諸如薄、輕、高速的性能以及直流低壓驅(qū)動(dòng)等特點(diǎn)，因此人們預(yù)期它會(huì)應(yīng)用于下一代平面顯示器中。特別是，鑒于這種發(fā)光器件與傳統(tǒng)液晶顯示器件相比具有更寬的視角和優(yōu)良的可視性，人們認(rèn)為它將很有優(yōu)勢(shì)。
在液晶顯示器件的像素結(jié)構(gòu)中，可把一柵極布線(掃描線)、一源極布線(信號(hào)線)和電容器布線這三條布線中的每一條布線都被構(gòu)圖為線性形狀。在此情況下，把源極布線和柵極布線中的其中一條設(shè)置在行方向上，而把另一條布線設(shè)置在列方向上，在這兩條布線圍成的區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)像素。而且，為了使這兩條布線在彼此交叉的部位不會(huì)接觸，柵極布線和源極布線分別由形成在通過(guò)絕緣膜的不同層上的導(dǎo)電膜組成。也就是說(shuō)，提供這樣的一種結(jié)構(gòu)即該絕緣膜形成在由第一導(dǎo)電膜形成的源極布線和柵極布線中的一個(gè)和由第二導(dǎo)電膜形成的源極布線和柵極布線中的另一個(gè)的兩者之間。
另一方面，在發(fā)光器件的像素結(jié)構(gòu)中，將柵極布線(掃描線)、源極布線(信號(hào)線)和電流源布線這三條線中的每一條線都被構(gòu)圖成線性形狀。在此情況下，把源極布線、電流源布線和柵極布線中的其中一條設(shè)置在行方向上，而把其它導(dǎo)線設(shè)置在列方向上，在由源極布線、電流源布線和柵極布線圍成的區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)像素。而且，為了使這些線在彼此交叉的部位不會(huì)接觸，柵極布線、源極布線和電流源布線分別由形成在通過(guò)絕緣膜的不同層上的導(dǎo)電膜組成。也就是說(shuō)，提供這樣的一種結(jié)構(gòu)該絕緣膜是在源極布線、電流源布線和柵極布線之間形成，這三條布線中其中一條布線是由第一導(dǎo)電膜形成，其余布線由第二導(dǎo)電膜形成。
但是，這種有源矩陣顯示器件(其代表為液晶顯示器件和發(fā)光器件)的應(yīng)用一直在拓展著，隨著屏幕表面面積的增加，對(duì)其高精細(xì)度、孔徑比、和高可靠性的要求也一直增加。于是，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本的要求也日益增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而提出的，因此其目的之一是在制作半導(dǎo)體器件時(shí)，提供一種減少其制作步驟的數(shù)量的方法以及用于實(shí)現(xiàn)該方法的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而可提高產(chǎn)量，降低制作成本。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征在于僅由一種類型的導(dǎo)電膜形成的布線，該布線在現(xiàn)有技術(shù)中采用兩種類型的導(dǎo)電膜形成，從而降低了半導(dǎo)體器件的制作步驟的數(shù)量。
具體地說(shuō)，在制作一半導(dǎo)體器件時(shí)，由同一導(dǎo)電膜形成分別形成在一元件襯底上的行方向和列方向上的布線(源極布線、漏極布線等)。在此情況下，行方向和列方向上的各布線中的一條布線就會(huì)在布線相互交叉的部分不連續(xù)地形成，而且在布線上形成絕緣膜。因此，用于連接不連續(xù)布線的連接布線是由與在絕緣膜上形成的電極(以下也稱作第一電極)的相同的膜并通過(guò)在絕緣膜中形成一開(kāi)口部分(接觸孔)而形成的。從而能夠獲得連續(xù)的布線。
采用這種方式，僅使用一種類型的導(dǎo)電膜就可形成所有布線。因此，與采用通過(guò)一絕緣膜層疊兩種類型的導(dǎo)電膜而形成布線相比較，可減少導(dǎo)電膜的膜淀積步驟的數(shù)量，此外，可減少構(gòu)圖過(guò)程中光刻步驟的數(shù)量。
而且，用于連接不連續(xù)形成的布線的連接布線通過(guò)相同構(gòu)圖步驟可由與形成電極相同的導(dǎo)電膜形成。因此，并不用增加步驟數(shù)量就可形成連接布線。
根據(jù)本發(fā)明，源極布線是用于把一圖像信號(hào)從源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路輸入到形成在像素部分中的TFT的源極(源極區(qū)域)的布線。柵極布線是用于將選擇形成在像素部分中的TFT的信號(hào)從柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路輸入到一柵電極的布線。進(jìn)一步地，本發(fā)明的特征在于由同一材料同時(shí)在同一表面上形成源極布線和柵極布線。另外，作為偶爾的要求，可同時(shí)與源極布線和柵極布線形成一電容器布線等。
而且，在上述布線中，用于連接不連續(xù)地形成的布線的連接布線可與電連接TFT的電極同時(shí)形成。也就是說(shuō)，不會(huì)增加現(xiàn)有的操作步驟的數(shù)量，就可形成TFT、所有布線和電極。
根據(jù)如上所述制作的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的特征在于包括一半導(dǎo)體層，設(shè)有作為其一部分的一源極(源極區(qū)域)、一漏極(漏極區(qū)域)以及一溝道區(qū)域(溝道形成區(qū)域)；一在該半導(dǎo)體層上形成的柵極絕緣膜；一在該柵極絕緣膜上形成的源極布線；一設(shè)置在該柵極絕緣膜上并形成于柵電極與溝道區(qū)域重疊位置的柵電極；一在該源極布線和柵電極上形成的絕緣膜；以及一在該絕緣膜上形成的連接布線和一電極；其中，連接布線形成在一開(kāi)口部分中，該開(kāi)口部分形成在絕緣膜和柵極絕緣膜中，該連接布線還在源極布線和源極之間建立電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和電極。
而且，根據(jù)本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)，一種半導(dǎo)體器件的特征在于包括一半導(dǎo)體層，設(shè)有作為其一部分的一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域；一在該半導(dǎo)體層上形成的柵極絕緣膜；一在該柵極絕緣膜上形成的源極布線；一設(shè)置在該柵極絕緣膜上并形成于柵電極與溝道區(qū)域重疊位置的柵電極；一在源極布線和柵電極上形成的絕緣膜；以及一在該絕緣膜上形成的連接布線和一電極；其中，連接布線形成在一開(kāi)口部分中，該開(kāi)口部分形成在絕緣膜和柵極絕緣膜中，該連接布線還在源極布線和源極之間建立電連接；該電極與漏極電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和電極。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，在不連續(xù)地形成的多個(gè)島狀導(dǎo)電膜(柵極線)形成為連續(xù)布線的情況下，島狀導(dǎo)電膜(柵極線)與連接布線電連接，從而形成柵極布線。
另一方面，在不連續(xù)地形成的多個(gè)島狀導(dǎo)電膜(源極線)形成為連續(xù)布線的情況下，島狀導(dǎo)電膜(源極線)與連接布線電連接，從而形成源極布線。
進(jìn)一步地，在上述每一結(jié)構(gòu)中，形成第一電極的材料實(shí)例包括為透明導(dǎo)電膜的ITO和IZO；諸如金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)之類的元素；或者上述元素的化合物。
而且，在上述每一結(jié)構(gòu)中，在與連接布線相同的表面上形成的電極用做第一電極，在第一電極上形成一有機(jī)化合物層，進(jìn)一步地，在該有機(jī)化合物層上形成一第二電極。于是，可形成一包括作為其一部分的電極的發(fā)光元件。
也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)，一半導(dǎo)體器件的特征在于包括第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，每一層都設(shè)有作為其一部分的一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域；一在該第一和第二半導(dǎo)體層上形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成的源極布線和電流源布線；提供在該柵極絕緣膜上并分別形成于第一和第二柵電極與相應(yīng)第一和第二半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域重疊的位置上的第一和第二柵電極；一在該源極布線、該電流源線、該第一柵電極和該第二柵電極上形成的絕緣膜；在該絕緣膜上形成的多條連接布線和一第一電極；在第一電極上形成的一有機(jī)化合物層；在該有機(jī)化合物層上形成的一第二電極，在該半導(dǎo)體器件中多條連接布線形成在一開(kāi)口部分中，該開(kāi)口部分形成在絕緣膜和柵極絕緣膜中，這些連接布線還在源極布線和第一半導(dǎo)體層的源極之間、在第一半導(dǎo)體層的漏極和第二柵電極之間、以及電流源線和第二半導(dǎo)體層的源極之間建立電連接；該第一電極與第二半導(dǎo)體層的漏極電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和第一電極。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，特別是在使用諸如ITO或IZO之類的透明導(dǎo)電膜的情況下，最好采用濕法刻蝕作為構(gòu)圖連續(xù)布線和第一電極的方法。這是因?yàn)樵诓捎酶煞涛g的情況下，先前形成的TFT的特性不會(huì)受到等離子體損壞的影響。要指出的是，在由一種有機(jī)絕緣材料在TFT和連接布線和第一電極之間形成絕緣膜的情況下，采用濕法刻蝕特別有效。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，提供一種制作具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于包括在一絕緣表面上形成一半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成一柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成一源極布線；在該柵極絕緣膜上、并在該柵電極與部分半導(dǎo)體層重疊的位置形成一柵電極；通過(guò)利用柵電極作為一掩模，向半導(dǎo)體層中摻雜雜質(zhì)而形成一源極和一漏極；形成一覆蓋該柵電極和源極布線的絕緣膜；在一絕緣膜上形成一連接布線和一電極，該連接布線和電極由同一種材料制成并形成在同一膜淀積表面上；以及通過(guò)該連接布線將該源極布線與該源極電連接。
進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明所述的另一種結(jié)構(gòu)，一種制作一半導(dǎo)體器件的方法的特征在于包括在一絕緣表面上形成一半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成一柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成一源極布線；在該柵極絕緣膜上、并在該柵電極與部分半導(dǎo)體層重疊的位置形成一柵電極；通過(guò)利用該柵電極作為一掩模，向半導(dǎo)體層中摻雜雜質(zhì)而形成一源極和一漏極；形成一覆蓋該柵電極和源極布線的絕緣膜；在絕緣膜上形成一連接布線和一電極，該連接布線和電極由同一種材料制成并形成在同一膜淀積表面上；以及通過(guò)該連接布線將該源極布線與該源極電連接，并將該電極與該漏極電連接。
進(jìn)一步地，在上述每一種結(jié)構(gòu)中，其特征在于采用濕法刻蝕制成該連接布線和該電極。


圖1A至1C是用于解釋根據(jù)本發(fā)明所述的布線之間的連接關(guān)系的示意圖；圖2A至2C是用于解釋根據(jù)本發(fā)明所述的布線之間的連接關(guān)系的示意圖；圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種元件襯底的示意圖；圖4A至4C是用于解釋該元件襯底的制作步驟的剖視圖；圖5是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖6是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖7是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖8是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種元件襯底的示意圖；
圖9A至9D是用于解釋該元件襯底的制作步驟的剖視圖；圖10是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖11是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖12是用于解釋該元件襯底的制作步驟的俯視圖；圖13是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種元件襯底的示意圖；圖14是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種元件襯底的示意圖；圖15是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種液晶顯示器件的示意圖；圖16A和16B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明制作的一種發(fā)光器件的示意圖；圖17A至17H是表示電子設(shè)備的幾種實(shí)例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將描述本發(fā)明所述半導(dǎo)體器件的實(shí)施方式。
根據(jù)本發(fā)明所述的半導(dǎo)體器件，包括液晶顯示器件和發(fā)光器件，在任何情況下，形成具有一種結(jié)構(gòu)的元件襯底，在此結(jié)構(gòu)中，有多個(gè)薄膜晶體管和電極提供在一襯底上。在液晶顯示器件的情況下，把一相對(duì)的襯底按照它們之間的預(yù)先設(shè)定的間隙粘合在元件襯底上，并且在該間隙中提供一電光物質(zhì)(液晶材料等)，從而形成一液晶板。在發(fā)光器件的情況下，通過(guò)在元件襯底的一電極(第一電極)上疊層有機(jī)化合物層和一第二電極，而形成一發(fā)光元件，從而獲得一發(fā)光板。
根據(jù)本發(fā)明，可形成如圖1A至1C或者2A至2C所示的布線連接結(jié)構(gòu)。
圖1A至1C所示的結(jié)構(gòu)包括形成在一襯底上的一TFT，一源極布線，一柵極布線(包括一柵電極)，一與TFT電連接的第一電極。本發(fā)明的特征在于上述結(jié)構(gòu)的元件只由兩種類型的導(dǎo)電膜組成，而且相互連接。要指出的是，圖1B是沿圖1A所示的俯視圖中的虛線X-X’的剖視圖，而圖1C為沿圖1A所示的俯視圖中的虛線Y-Y’的剖視圖。
如圖1B所示，構(gòu)成TFT的一源極202和一漏極203的半導(dǎo)體層204形成在襯底201上。之后，在半導(dǎo)體層204上，通過(guò)進(jìn)行構(gòu)圖，穿過(guò)一柵極絕緣膜205形成由一第一導(dǎo)電膜制成的一源極布線206和一柵極線207。要指出的是，源極布線206形成為行，從而可與在元件襯底的像素部分的列方向上形成的所有像素電連接，盡管其在附圖中并未示出。另一方面，所形成的柵極線207呈島狀，而且對(duì)每一像素獨(dú)立。而且，作為一柵極線207的一部分并與半導(dǎo)體層204重疊的部分與TFT214的柵電極212相對(duì)應(yīng)。
進(jìn)一步地，通過(guò)構(gòu)圖，穿過(guò)一絕緣膜208，在源極布線206和柵極線207上形成由第二導(dǎo)電膜形成的連接布線209、210以及第一電極211。
如圖1B所示，連接布線209通過(guò)在絕緣膜208中形成的接觸孔(圖中未示出)，把源極布線206與源極202電連接起來(lái)，還有，如圖1C所示，連接布線210通過(guò)接觸孔與形成多個(gè)島狀的柵極線207電連接。因此，島狀的柵極線207與連接布線210建立了電連接，從而形成一柵極布線213。而且，柵極布線213與在元件襯底像素部分的列方向上形成的所有像素電連接。
進(jìn)一步地，圖2A至2C表示由一第一導(dǎo)電膜制成并形成島狀的源極布線，與由第二導(dǎo)電膜制成的連接布線相連接的情況，這些與圖1A至1C所示的情況不同。要指出的是，圖2B是沿圖2A所示的俯視圖中的虛線X-X’的剖視圖，而圖2C為沿圖2A所示的俯視圖中的虛線Y-Y’的剖視圖。
同樣地，在一襯底301上形成構(gòu)成一TFT的一源極302和一漏極303的半導(dǎo)體層304。之后，在半導(dǎo)體層304上，通過(guò)實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，穿過(guò)一柵極絕緣膜305形成由一第一導(dǎo)電膜制成的一源極線306和一柵極布線307。而且，作為一柵極布線307的一部分、并與半導(dǎo)體層304重疊的部分與一TFT 314的一柵電極312相對(duì)應(yīng)。要指出的是，將柵極布線307形成為行，從而可與在元件襯底的一像素部分的行方向上形成的所有像素電連接，盡管附圖中并未示出。另一方面，所形成的源極線306呈島狀，而且對(duì)每一像素獨(dú)立。
進(jìn)一步地，通過(guò)實(shí)現(xiàn)構(gòu)圖，穿過(guò)一絕緣膜308，在源極線306和柵極布線307上形成由一第二導(dǎo)電膜形成的連接布線309、310以及第一電極311。
如圖2B所示，連接布線309通過(guò)在絕緣膜308中形成的接觸孔(圖中未示出)，把源極線306與源極302電連接起來(lái)，還有，如圖2C所示，連接布線310通過(guò)接觸孔與設(shè)置成多個(gè)島狀的源極線306建立了電連接。因此，島狀的源極線306與連接布線310建立了電連接，從而形成一源極布線313。而且，源極布線313與在元件襯底像素部分的列方向上形成的所有像素電連接。
實(shí)施方式1在實(shí)施方式1中，將描述一種具有在一襯底上形成的多個(gè)TFTs、布線、和電極，而且最終構(gòu)成一液晶顯示器件的元件襯底結(jié)構(gòu)。要指出的是，圖3表示元件襯底的一像素部分的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，實(shí)施方式1中所述的元件襯底包括一像素部分，該像素部分具有一在行方向上設(shè)置的一柵極布線117和一電容器布線116；一在列方向上設(shè)置的源極布線109；一在柵極布線與源極布線交叉部分附近形成的TFT110；以及一電極(第一電極)和一具有一n溝道TFT和一p溝道TFT并在圖中未示出的驅(qū)動(dòng)電路。
通過(guò)使一在行方向上設(shè)置的島狀柵極線118與連接布線115建立電連接可獲得圖3所示的柵極布線117，而且與源極布線109(包括一柵電極107)和一電容器電極108類似，形成島狀柵極線118以與一柵極絕緣膜保持接觸。進(jìn)一步地，一連接布線114和一第一電極113設(shè)置在第一和第二絕緣膜(層間絕緣膜)上，而且連接布線114把源極布線109和TFT110的一源極102電連接起來(lái)。要指出的是，第一電極113與TFT110的一漏極103電連接。
采用上述結(jié)構(gòu)，可一次在同一薄膜淀積表面上形成第一電極113、連接布線114和115、以及電容器布線116。
而且，第一電極113的保持電容器由一與一第一電極113連接的半導(dǎo)體層105和通過(guò)絕緣膜(柵極絕緣膜)與電容器布線116電連接的電容器電極108組成，該絕緣膜覆蓋住半導(dǎo)體層105，用作一電介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)置其數(shù)量為5的掩模，以便形成該元件襯底，該襯底包括設(shè)有如圖3所示的像素結(jié)構(gòu)的像素部分和驅(qū)動(dòng)電路。也就是說(shuō)，第一掩模用于構(gòu)圖半導(dǎo)體層105；第二掩模用于構(gòu)圖成源極布線109、電容器電極108和島狀柵極線118；第三掩模用于在摻雜雜質(zhì)以提供P型導(dǎo)電性用以形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道TFT時(shí)覆蓋n溝道TFT，第四掩模用于形成分別到達(dá)半導(dǎo)體層105、島狀柵極線118和源極布線109的接觸孔；而第五掩模用于構(gòu)圖第一電極113、連接布線114和115，以及電容器布線116。
如上所述，在圖3所示的像素結(jié)構(gòu)情況下，可利用很少數(shù)量的掩模制作元件襯底。
實(shí)施方式2在實(shí)施方式2中，將描述一種元件襯底的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1所述結(jié)構(gòu)的不同，并且最終構(gòu)成一發(fā)光器件。要指出的是，圖8特別示出了一種該元件襯底的一像素部分的結(jié)構(gòu)。
如圖8所示，元件襯底包括一像素部分，該像素部分設(shè)有一在行方向上設(shè)置的一柵極布線623；一在列方向上設(shè)置的源極布線612和一電流源布線609；形成在柵極布線623與源極布線612交叉部分附近的TFTs(開(kāi)關(guān)TFT633和電流控制TFT634)；以及一些電極和一具有一n溝道TFT和一p溝道TFT并在圖中未示出的驅(qū)動(dòng)電路。
通過(guò)使一在行方向上設(shè)置的島狀柵極線(1)624與連接布線618建立電連接可獲得圖8所示的柵極布線623。與源極布線612、電流源線609和一柵極線(2)625(包括一柵電極(2)611)類似，把島狀的柵極線(1)624(包括一柵電極(1)610)形成與一柵極絕緣膜保持接觸。進(jìn)一步地，與一第一電極622類似，把連接布線614、618、619和620形成在第一和第二絕緣膜(層間絕緣膜)上。連接布線614將電流控制TFT 634的一漏極與電流源線609電連接起來(lái)。連接布線619在開(kāi)關(guān)TFT633的一漏極603、電流控制TFT634的柵電極(2)611和一半導(dǎo)體層(3)630之間建立電連接。連接布線620將源極布線612與開(kāi)關(guān)TFT633的源極502相互電連接。
采用上述結(jié)構(gòu)，可一次在同一薄膜淀積表面上形成連接布線(614、618、619和620)以及第一電極622。
而且，至于第一電極622的保持電容器，由通過(guò)一絕緣膜(柵極絕緣膜)與開(kāi)關(guān)TFT633的漏極603和部分電流源線609連接的半導(dǎo)體層(3)630組成一電容635，該絕緣膜覆蓋住半導(dǎo)體層(2)607，用作一電介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)置其數(shù)量為5的形成該元件襯底所需的掩模，該襯底包括設(shè)有如圖8所示的像素結(jié)構(gòu)的像素部分和驅(qū)動(dòng)電路。也就是說(shuō)，第一掩模用于構(gòu)圖半導(dǎo)體層(1)606、半導(dǎo)體層(2)607和半導(dǎo)體層(3)630；第二掩模用于構(gòu)圖成源極布線612、電流源線609、島狀柵極線(1)624和島狀柵極線(2)625；第三掩模用于在摻雜雜質(zhì)以提供P型導(dǎo)電性用以形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道TFT時(shí)覆蓋n溝道TFT，第四掩模用以形成分別到達(dá)半導(dǎo)體層(1)606、半導(dǎo)體層(2)607、島狀柵極線(1)624、島狀柵極線(2)625和源極布線612的接觸孔；而第五掩模用于構(gòu)圖連接布線(614、618、619和620)、第一電極622。
如上所述，在圖8所示的像素結(jié)構(gòu)情況下，可利用很少數(shù)量的掩模制作元件襯底。
實(shí)施例下面將描述本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1在此實(shí)施例中，參照?qǐng)D4至7描述一種元件襯底的制作方法，該元件襯底設(shè)有圖3所示實(shí)施方式1所述的一像素部分結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，該像素部分與一n溝道TFT和一p溝道TFT同時(shí)形成在同一襯底上。另外，圖4表示圖3所示的一像素部分結(jié)構(gòu)中沿虛線A-A’的橫向剖視結(jié)構(gòu)。由于圖3至圖7所采用的符號(hào)是相同的，因此它們可適當(dāng)?shù)叵嗷⒖肌?br> 玻璃襯底、塑料襯底、陶瓷襯底等都可以用做襯底100。而且，也可以采用可在襯底表面上形成諸如氧化硅膜或者氮化硅膜之類絕緣膜的以硅襯底或不銹鋼襯底為代表的金屬襯底。當(dāng)然，也有可能使用石英襯底。
可由一氮化硅膜制成的一基底膜，和由一氧化硅膜制成的基底膜101在襯底100的主表面上形成。
通過(guò)等離子體CVD或者濺射形成基底膜101，以便防止對(duì)TFTs有害的雜質(zhì)從襯底100擴(kuò)散到半導(dǎo)體層。由氮化硅膜制成的基底膜的厚度可以設(shè)置為20至100納米，一般為50納米，另外，由氧化硅膜制成的基底膜的厚度可以設(shè)置為50至500納米，一般為150至200納米。
當(dāng)然，也可以只形成一種基底膜，即可以是由氮化硅膜制成的基底膜，也可以是由氧化硅膜制成的基底膜。但是，考慮到TFT的可靠性，發(fā)現(xiàn)采用雙層式結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。
之后，采用諸如等離子體CVD、低壓CVD或者濺射等膜成型方法在基底膜101上形成一非晶半導(dǎo)體膜。所形成的這種非晶半導(dǎo)體膜的厚度為10至100納米，一般為50納米。
硅(Si)、鍺(Ge)、硅鍺合金以及碳化硅都可用做非晶半導(dǎo)體膜，另外，也可使用諸如砷化鎵之類的化合物半導(dǎo)體材料。
進(jìn)一步地，也可以采用同樣的淀積方法形成基底膜和非晶半導(dǎo)體膜，因此最好可連續(xù)地形成基底膜101、另外還有非晶半導(dǎo)體膜。通過(guò)確保各膜的淀積表面不與空氣接觸，可在形成各種膜之后，防止其表面污染。因此，能夠消除TFT特性分散的一個(gè)原因。
下一步，通過(guò)采用公知的結(jié)晶化技術(shù)對(duì)非晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行結(jié)晶化，可使所形成的結(jié)晶半導(dǎo)體膜與基底膜101接觸。
包含在通過(guò)等離子體CVD制成的非晶半導(dǎo)體膜中的氫的比例為10％至40％原子百分?jǐn)?shù)，通過(guò)在結(jié)晶化處理之前，在400至500攝氏度下進(jìn)行熱處理，最好能消除膜內(nèi)部的氫，把包含在膜中的氫含量降低到5原子百分?jǐn)?shù)甚至更低。而且，也可以采用諸如濺射或者蒸發(fā)之類的其他制膜方法制成非晶半導(dǎo)體膜，最好能夠充分地減少包含在膜中的諸如氧和氮等雜質(zhì)的含量。
對(duì)非晶半導(dǎo)體膜結(jié)晶化的過(guò)程，可采用諸如激光退火或者熱退火之類的公知固態(tài)生長(zhǎng)方法進(jìn)行結(jié)晶。而且，還可以使用利用一催化元素的熱退火技術(shù)制成結(jié)晶半導(dǎo)體膜。另外，如果增加一吸雜步驟清除催化元素，對(duì)于使用利用催化元素的熱退火技術(shù)制成的結(jié)晶半導(dǎo)體膜來(lái)說(shuō)，可以得到優(yōu)良的TFT特性。
在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成抗蝕劑并進(jìn)行干法蝕刻，可制成一種島狀的半導(dǎo)體層105(參見(jiàn)圖5)。
在半導(dǎo)體層105的表面上形成一以氧化硅或氮化硅為其主要成分的柵極絕緣膜106。可通過(guò)等離子體CVD或者濺射制成柵極絕緣膜106，膜厚度為10至200納米，最好為50至150納米。
在柵極絕緣膜106上形成一第一導(dǎo)電膜。由從Ta、W、Ti、Mo、Al、和Cu組成的一組元素中選取一種元素、或者把這些元素中的一種元素作為其主要成分的合金材料或者化合物材料制成第一導(dǎo)電膜。例如，可使用諸如WMo、TaN、MoTa和WSix(其中2.4＜x＜2.7)之類的化合物。所制成的第一導(dǎo)電膜的厚度為10至100納米，最好在150和400納米之間。
要指出的是，盡管在本實(shí)施例中使用了由一單層膜制成的導(dǎo)電膜，但是該實(shí)施例并不局限于這種結(jié)構(gòu)。也可使用一種雙層導(dǎo)電膜作為其中導(dǎo)電膜之一。在此情況下，由從Ta、W、Ti、Mo、Al、和Cu組成的一組元素中選取一種元素、或者把這些元素中的一種元素作為其主要成分的合金材料或者化合物材料，可制成構(gòu)成該雙層導(dǎo)電膜的導(dǎo)電材料。特別是，可使用一種依次把氮化鉭膜和鎢膜層疊而制成的導(dǎo)電膜。而且，可把通常為用諸如磷的雜質(zhì)元素?fù)诫s的多晶硅膜的半導(dǎo)膜、和AgPdCu合金用作第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜。
進(jìn)一步地，半導(dǎo)體膜并不局限于這種雙層結(jié)構(gòu)。例如，可使用一種依次把一鎢膜、一鋁硅(Al-Si)合金膜、一氮化鈦膜層疊而制成的三層結(jié)構(gòu)。另外，如果使用一三層結(jié)構(gòu)，也可使用氮化鎢取代鎢，使用鋁鈦(Ai-Ti)合金膜取代鋁硅(Ai-Si)合金膜，并使用鈦膜取代氮化鈦膜。
要指出的是，根據(jù)導(dǎo)電膜材料選擇一種最優(yōu)的蝕刻方法和蝕刻劑的類型是非常重要的。
下一步，在第一導(dǎo)電膜上形成一抗蝕劑膜，并把該抗蝕劑膜作為一掩模進(jìn)行蝕刻，之后，形成一電容器電極108、一源極布線109以及一柵極線118(參見(jiàn)圖6)。在這里，柵極線118和半導(dǎo)體層105相互重疊的部分就是一柵電極107。而且，如果蝕刻之后殘存有殘?jiān)梢赃M(jìn)行灰化處理。蝕刻之后，可使用脫膜劑剝離抗蝕劑膜。
下一步，通過(guò)把柵電極107作為一掩模，向半導(dǎo)體層105中摻雜n型雜質(zhì)元素，可形成一n型雜質(zhì)區(qū)域。另外，眾所周知，磷(P)、砷(As)、銻(Sb)可作為一種n型雜質(zhì)元素，但是，在此實(shí)施例中可通過(guò)離子摻雜而摻入磷(三氫化磷PH3)。因此，島狀半導(dǎo)體層105中的一部分處摻入磷，而且該部位不與柵電極重疊。最好把雜質(zhì)濃度設(shè)定在1×1019至1×1021atoms(個(gè)原子)/cm3，在此實(shí)施例中，磷雜質(zhì)濃度設(shè)定為1×1020atmos/cm3。在此說(shuō)明書(shū)中，雜質(zhì)濃度表示單位體積(cm3)內(nèi)雜質(zhì)原子的數(shù)量，但是為了方便，在此實(shí)施例中使用單位(atmos/cm3)。
在這里把所形成的雜質(zhì)區(qū)域用做一源極102或者一漏極103。進(jìn)一步地，通過(guò)部分地減少所添加的雜質(zhì)數(shù)量可形成一低濃度的雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域)111。
在位于與柵電極107重疊的一部分半導(dǎo)體膜上形成一溝道區(qū)域104。
下一步，用抗蝕劑覆蓋住半導(dǎo)體層105、柵電極107和電容電極108，再另外摻雜給予p型的雜質(zhì)元素，之后，在一驅(qū)動(dòng)電路部分的一半導(dǎo)體層上形成一p型雜質(zhì)區(qū)域。
另外，作為一種給予p型的雜質(zhì)元素，眾所周知的有硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)，但是，在此實(shí)施例中可通過(guò)離子摻雜而摻入硼(乙硼烷B2H6)。在此實(shí)施例中，摻入硼，從而把雜質(zhì)濃度設(shè)定在2×1020至2×1021atoms(個(gè)原子)/cm3。
通過(guò)去除抗蝕劑，可在設(shè)于襯底上的像素部分中形成一n溝道TFT，可分別在驅(qū)動(dòng)電路中形成一n溝道TFT和p溝道TFT。
之后，在柵電極107、電容器電極108和源極布線109上形成一絕緣膜。在此實(shí)施例中，使用設(shè)有一疊層結(jié)構(gòu)的絕緣膜，該疊層結(jié)構(gòu)包括一由無(wú)機(jī)材料制成的第一絕緣膜110和一由有機(jī)材料制成的第二絕緣膜111。但是，本發(fā)明并不局限于這種由一絕緣膜制成的疊層結(jié)構(gòu)、也可使用一單層結(jié)構(gòu)或者一三層甚至更多層結(jié)構(gòu)。
首先，形成由無(wú)機(jī)絕緣材料制成的第一絕緣膜110。另外，對(duì)于在此使用的一種無(wú)機(jī)絕緣材料，可使用包含氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等的絕緣材料(圖4A)。
進(jìn)一步地，在第一絕緣膜110上形成由有機(jī)絕緣材料制成的第二絕緣膜111。另外，對(duì)于在此使用的一種有機(jī)絕緣材料，可使用一種感光性或者非感光性的有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸(acryl)、聚酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)等)。
在此實(shí)施例中，把一感光性有機(jī)絕緣膜用做第二絕緣膜111。例如，在使用正性感光丙烯酸的情況下，最好是僅有一個(gè)第二絕緣膜111的上端部分以某一曲率半徑彎曲。對(duì)于一感光有機(jī)絕緣材料來(lái)說(shuō)，既可使用取決于光束在蝕刻劑中不能溶解的一負(fù)性材料，也可使用取決于光束在蝕刻劑中溶解的正性材料。
下一步，通過(guò)蝕刻第一絕緣膜110、第二絕緣膜111或者柵極絕緣膜可形成一接觸孔112。為了在這里進(jìn)行蝕刻，可采用執(zhí)行一次、或者兩個(gè)或多個(gè)步驟的干法蝕刻或者濕法蝕刻。為了形成只有第二絕緣膜111的上端部具有一曲率半徑，最好采用濕法蝕刻。而且，該上端部的曲率半徑最好最終設(shè)定為0.2至3微米。形成了這種結(jié)構(gòu)，就能改進(jìn)在第二絕緣膜111上形成的一導(dǎo)電膜的淀積質(zhì)量。
所形成的接觸孔可到達(dá)源極線109、半導(dǎo)體層105(源極102、漏極103)(圖4B、圖7)。
下一步，形成一第二導(dǎo)電膜。為了形成該第二導(dǎo)電膜，使用根據(jù)第一電極的形成情況而選擇的材料。特別是，使用公知為一種透明導(dǎo)電膜的氧化銦錫(ITO)，或可使用由一種ITO和2％至20％的氧化鋅混合物制成的氧化銦鋅(IZO)，諸如金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)之類的元素，或者包括這些元素的化合物。
另外，可通過(guò)把這些材料層疊起來(lái)而形成第二導(dǎo)電膜。例如，還可采用下列方式制成第二導(dǎo)電膜，即沉積一層包括鋁(Al)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)等的膜，使其厚度可確保其為半透明的(最多為10納米)，并可在其上淀積ITO膜。這種層疊結(jié)構(gòu)最好可用于降低布線電阻和接觸電阻。
在此實(shí)施例中，形成由ITO制成的第二導(dǎo)電膜，并在第二導(dǎo)電膜上形成一抗蝕劑膜，之后，采用濕法蝕刻方法把抗蝕劑膜用做一掩模而進(jìn)行蝕刻，之后，形成一第一電極113、連接布線114以和一電容器布線116(圖4)。在這里，利用連接布線114使源極布線109和TFT110的源極102彼此電連接，并且利用連接布線115把一島狀柵極線118電連接起來(lái)，之后，使電容器布線116和電容器電極108電連接。
當(dāng)構(gòu)圖第二導(dǎo)電膜形成第一電極113、連接布線114、115以及電容器布線116時(shí)，為了防止它們短路，根據(jù)用于導(dǎo)電膜的材料適當(dāng)?shù)剡x擇最佳形狀(線寬等)，蝕刻方法以及蝕刻劑的類型是很重要的。
至此，可形成具有如圖3的俯視表面示意圖所示的像素部分結(jié)構(gòu)的元件襯底。
實(shí)施例2在此實(shí)施例中，參照?qǐng)D9至12說(shuō)明一種元件襯底的制作方法，該元件襯底具有實(shí)施方式2所述的一像素結(jié)構(gòu)。另外，圖9表示圖8所示像素部分結(jié)構(gòu)中沿線A-A’的橫向剖視結(jié)構(gòu)。由于圖8至圖12所采用的符號(hào)是相同的，因此它們可適當(dāng)?shù)叵嗷⒄铡?br> 可在一襯底600上形成一由氮化硅膜制成的基底膜和一由氧化硅膜制成的基底膜601。除此之外，可使用實(shí)施例1中所采用的相同材料。
下一步，在基底膜601上形成一半導(dǎo)體層(1)606、一半導(dǎo)體層(2)607(圖10)。通過(guò)采用公知的結(jié)晶技術(shù)對(duì)采用實(shí)施例1所述的同樣方法形成的非晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行結(jié)晶，通過(guò)構(gòu)圖該結(jié)晶半導(dǎo)體膜而形成這些半導(dǎo)體層。
一旦形成了半導(dǎo)體層(1)606、半導(dǎo)體層(2)607和半導(dǎo)體層(3)630，就通過(guò)覆蓋這些半導(dǎo)體層而形成一柵極絕緣膜639。另外，在此實(shí)施例中，形成由氧化硅制成的柵極絕緣膜639，但是，也可使用其他公知的絕緣材料。
在柵極絕緣膜639上形成一第一導(dǎo)電膜。由從Ta、W、Ti、Mo、Al、和Cu組成的一組元素中選取一種元素、或者把這些元素中的一種元素作為其主要成分的合金材料或者化合物材料制成第一導(dǎo)電膜。例如，可使用諸如WMo、TaN、MoTa和WSix(其中2.4＜x＜2.7)之類的化合物。所制成的第一導(dǎo)電膜的厚度為10至100納米，最好在150和400納米之間。
在本實(shí)施例中，使用了由一單層膜制成的導(dǎo)電膜，但是本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)。換句話說(shuō)，也可使用雙層導(dǎo)電膜作為其中導(dǎo)電膜之一。特別是，可使用用于形成實(shí)施例1中的第一導(dǎo)電膜的材料。重要的是，根據(jù)導(dǎo)電膜的材料適當(dāng)?shù)剡x擇最佳的蝕刻方法以及蝕刻劑的類型。
下一步，在第一導(dǎo)電膜上形成一抗蝕劑膜，并把該抗蝕劑膜作為一掩模進(jìn)行蝕刻，之后，形成一電流源線609、一源極布線612、一柵極線(1)624以及一柵極線(2)625(參見(jiàn)圖11)。柵極線(1)624與柵極線(2)625重疊的部分變成一柵電極(1)610，而柵極線(2)625和半導(dǎo)體層(2)607重疊的部分變成一柵電極(2)611。而且，如果蝕刻之后殘存有殘余物，可以進(jìn)行灰化處理。蝕刻之后，可使用脫膜劑使抗蝕劑膜剝離。
通過(guò)使用在此形成的柵電極(1)610和柵電極(2)611，向半導(dǎo)體層(1)606和半導(dǎo)體層(2)607中摻雜給予n型的雜質(zhì)元素，可形成一n型雜質(zhì)區(qū)域。另外，眾所周知，磷(P)、砷(As)、銻(Sb)可作為一種n型雜質(zhì)元素，但是，在此實(shí)施例中可通過(guò)離子摻雜而摻入磷(三氫化磷PH3)。因此，在半導(dǎo)體層(1)606中的一部分處摻入磷，而且該部位不與柵電極重疊。最好把雜質(zhì)濃度設(shè)定在1×1019至1×1021atoms(個(gè)原子)/cm3，在此實(shí)施例中，磷雜質(zhì)濃度設(shè)定為1×1020atmos/cm3。
在這里把所形成的雜質(zhì)區(qū)域用做一源極或者一漏極(源極602、漏極603)。進(jìn)一步地，通過(guò)部分減少所添加的雜質(zhì)數(shù)量可形成一低濃度的雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域)。
在位于與柵電極重疊的部分半導(dǎo)體膜上形成一溝道區(qū)域。例如，在作為部分半導(dǎo)體而且不與柵極(1)610重疊的位置處形成一溝道區(qū)域604。
下一步，用抗蝕劑覆蓋住半導(dǎo)體層(1)606和柵電極(1)610，另外摻入給予p型雜質(zhì)的元素，之后，可在不與柵極(2)611重疊的部分半導(dǎo)體層(2)上形成一p型雜質(zhì)區(qū)域。
另外，眾所周知硼(B)、鋁(A1)、鎵(Ga)可作為一種給予p型的雜質(zhì)元素，但是，在此實(shí)施例中可通過(guò)離子摻雜而摻入硼(乙硼烷B2H6)。在此實(shí)施例中，摻入硼，從而把雜質(zhì)濃度設(shè)定在2×1020至2×1021atoms(個(gè)原子)/cm3之間。
在這里把所形成的雜質(zhì)區(qū)域用做一源極或者一漏極(源極613、漏極608)。進(jìn)一步地，通過(guò)部分減少所添加的雜質(zhì)數(shù)量可形成一低濃度的雜質(zhì)區(qū)域(LDD區(qū)域)。在與柵電極(2)611重疊的部分半導(dǎo)體層(2)607上形成一溝道區(qū)域。
通過(guò)去除抗蝕劑，可在設(shè)于襯底上的像素部分中形成一由一n溝道TFT形成的開(kāi)關(guān)TFT和一由一p溝道TFT形成電流控制TFT，可分別在一驅(qū)動(dòng)電路部分中形成一n溝道TFT和p溝道TFT。另外，對(duì)于用于形成開(kāi)關(guān)TFT和電流控制TFT的TFT來(lái)說(shuō)，不一定在上述組合中形成；在其大多數(shù)合適的組合中，可適當(dāng)?shù)厥褂胣溝道TFT或者p溝道TFT。
下一步，在柵電極(1)610、柵電極(2)611和源極布線612上形成一絕緣膜。在此實(shí)施例中，使用一疊層膜作為絕緣膜，該疊層膜包括一由無(wú)機(jī)絕緣材料制成的一第一絕緣膜615和一由有機(jī)絕緣材料制成的一第二絕緣膜616。但是，本發(fā)明并不局限于這種由絕緣膜制成的疊層結(jié)構(gòu)，也可使用一單層結(jié)構(gòu)或者一三層甚至更多層結(jié)構(gòu)。
首先，形成由無(wú)機(jī)絕緣材料制成第一絕緣膜615。對(duì)于在此使用的一種無(wú)機(jī)絕緣材料，可使用諸如氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅之類的包含硅的絕緣材料(圖9A)。
進(jìn)一步地，在第一絕緣膜615上形成由有機(jī)絕緣材料制成的第二絕緣膜616。對(duì)于在此使用的一種有機(jī)絕緣材料，可使用一種感光性或者非感光性的有機(jī)材料(聚酰亞胺、丙烯酸(acryl)、聚酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)等)。
在此實(shí)施例中，采用一感光性有機(jī)絕緣材料用做第二絕緣膜616。在此情況下，例如，在使用正性有機(jī)丙烯酸時(shí)，最好是只有一個(gè)第二絕緣膜的上端以某一曲率半徑彎曲。另外，對(duì)于一感光有機(jī)絕緣材料來(lái)說(shuō)，既可使用取決于光束變得在蝕刻劑中不可溶解的一負(fù)性材料，也可使用取決于光束變得在蝕刻劑中可溶解的正性材料。
下一步，通過(guò)蝕刻第一絕緣膜615、第二絕緣膜616或者柵極絕緣膜可形成一接觸孔617。為了進(jìn)行蝕刻可采用干法蝕刻或者濕法蝕刻，可執(zhí)行一次、或者兩個(gè)或多個(gè)步驟。為了形成只在第二絕緣膜616的上端部具有一曲率半徑，最好采用濕法蝕刻。而且，該上端部的曲率半徑最好最終設(shè)定為0.2微米至3微米。形成了這種結(jié)構(gòu)，就能改進(jìn)在第二絕緣膜616上形成的一導(dǎo)電膜的淀積質(zhì)量。
所形成的接觸孔617可到達(dá)源極線612、半導(dǎo)體層(1)606(源極602、漏極603)、半導(dǎo)體層(2)607(源極613、漏極608)(圖9B、圖12)。
下一步，形成一第二導(dǎo)電膜。為了形成該第二導(dǎo)電膜，使用根據(jù)第一電極的形成情況而選擇的材料。特別是，可以使用公知為一種透明導(dǎo)電膜的氧化銦錫(ITO)，由ITO和2％至20％的氧化鋅的混合物制成的氧化銦鋅(IZO)，諸如金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鉭(Ta)、鈦(Ti)之類的元素，或者包括這些元素的化合物。
另外，可通過(guò)把這些材料層疊起來(lái)而形成第二導(dǎo)電膜。例如，還可采用下列方式制成第二導(dǎo)電膜，即沉積一層包括鋁(Al)、鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)等的膜使其厚度可確保其為半透明的(最多為10納米)，并在其上淀積ITO膜。這種層疊結(jié)構(gòu)最好可用于降低布線電阻和接觸電阻。
在此實(shí)施例中，形成由ITO制成的第二導(dǎo)電膜，并在第二導(dǎo)電膜上形成一抗蝕劑膜，之后，把抗蝕劑膜用做一掩模而進(jìn)行蝕刻，之后，制成一第一電極622、連接布線614、618、619和620(圖8、9C)。在這里，利用連接布線614使一電流控制TFT 634的源極613和一電流源線609彼此電連接，并且利用連接布線618把一島狀柵極線(1)624電連接起來(lái)，之后，利用連接布線619把開(kāi)關(guān)TFT633的漏極603、電流控制TFT634的柵電極(2)611以及半導(dǎo)體層(3)630電連接起來(lái)，再之后，利用連接布線620把源極布線612和開(kāi)關(guān)TFT633的源極602電連接起來(lái)。
當(dāng)構(gòu)圖第二導(dǎo)電膜形成第一電極622、連接布線614、618、619和620時(shí)，為了防止它們短路，根據(jù)用于導(dǎo)電膜的材料適當(dāng)?shù)剡x擇采用最佳形狀(線寬等)、蝕刻方法以及蝕刻劑的類型是很重要的。
至此，可形成具有如圖8的俯視表面示意圖所示的具有像素部分的元件襯底。
當(dāng)在本實(shí)施例中的圖8所示的元件襯底上形成一發(fā)光元件的情況下，該元件襯底具有圖9D所示的結(jié)構(gòu)。
因此，通過(guò)在包含在該元件襯底中的第一電極622上形成由有機(jī)化合物制成的一有機(jī)化合物層627，和通過(guò)在該有機(jī)化合物層627上形成一第二電極628，可制成一發(fā)光元件629。最好是，用圖9D所示的一層絕緣膜631覆蓋第一電極622的端部，以防止有機(jī)化合物層627中的有機(jī)化合物由于第一電極622端部的電量密集而受損。采用與先前形成的第二絕緣膜616相同的一種感光有機(jī)絕緣材料形成絕緣膜631，通過(guò)去除與第一電極重疊的部分可把絕緣膜631上端部的曲率半徑最佳設(shè)定為0.2微米至3微米。形成了這種結(jié)構(gòu)，就能改進(jìn)將在下面形成的有機(jī)化合物層627的淀積質(zhì)量。
為了形成有機(jī)化合物層627，可使用一低分子有機(jī)化合物材料或者一高分子有機(jī)化合物材料。另外，該有機(jī)化合物材料不但包含公知的有機(jī)化合物材料，而且包含包括部分無(wú)機(jī)化合物的有機(jī)化合物材料。
通過(guò)層疊一空穴傳輸材料、一發(fā)光材料、一電子傳輸材料、一阻擋材料、以及一諸如空穴注入材料之類的功能性材料，可淀積成該有機(jī)化合物層627。在本發(fā)明中，有機(jī)化合物層的疊層結(jié)構(gòu)可很隨意地組合任何材料。最好是下面所述的材料。但是，本發(fā)明所使用的材料并不局限于這些材料。而且，并不局限于上面所提及的功能性材料，也可使用其他公知的功能性材料。
芳族胺基化合物(即那些具有苯環(huán)氮鍵的化合物)可適用于該空穴傳輸材料。廣泛使用的材料包括星爆式(starburst)芳族胺化合物，例如衍生物的4，4’-雙〔N-(1-萘基)-N-苯氨基〕聯(lián)苯(以下稱作α-NPD)；4，4’，4”-三(N，N-聯(lián)苯氨基)三苯胺(以下稱作TDATA)；以及4，4’，4”-三〔N-(3-甲基苯基(methylphenyl))-N苯胺〕-三苯胺(以下稱作MTDATA)以及其上述TPD。
特別是，有效的發(fā)光材料是各種熒光顏料以及金屬絡(luò)合物，例如三(8-羥基喹啉)鋁(以下稱作Alq3)，三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(以下稱作Almq3)，二(10-羥基苯〔h〕-羥基喹啉)(bis(10-hydroxybenzo[h]-quinolmato)beryllium鈹，以下稱作BeBq2)，二(2-甲基-8-喹啉醇)-(4-羥基-聯(lián)苯)鋁(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-(4-hydro-biphenylyl)aluminum，以下稱作BAlq)，二〔2-(2-羥苯基)-苯并噁唑〕鋅(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolato]zinc以下稱作Zn(BOX)2)、以及二〔2-(2-羥苯基)-苯并噻唑〕鋅(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolato]zinc以下稱作Zn(BTZ)2)。另外，也可使用三重發(fā)光材料，也可使用金屬絡(luò)合物，每一金屬絡(luò)合物都包含作為中心金屬的鉑或者銥。三重發(fā)光材料包括三(2-苯基吡啶)銥)以下稱作Ir(ppy)3；2，3，7，8，12，13，17，18-乙基-21H，23H卟啉鉑(以下稱作PtOEP)等。
具有用做一混合配合基的絡(luò)合物的諸如上述Alq3、Almq3以及BeBq2、BAlq之類的喹啉骨架或者苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物等，是合適的電子傳輸材料。具有諸如Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2的唑基配合基或者噻唑基配合體的金屬絡(luò)合物也很適用。而且，除了金屬絡(luò)合物之外，還可使用諸如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔-丁基苯)-1，3，4-噁二唑(以下稱作PBD)和1，3-二〔5-(p-叔-丁基苯)-1，3，4-噁二唑-2-yl〕苯(1，3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole-2-y1]benzene，以下稱作OXD-7)之類噁二唑衍生物，諸如3-(4-叔丁基苯)-4-苯-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1，2，4-triazole，以下稱作TAZ)和3-(4-叔丁基苯)-4-(4-乙烷基苯)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(3-(4-ter-butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-5(-4-biphenylyl)-1，2，4-triazole，以下稱作p-EtTAZ)之類的三唑衍生物，以及諸如紅菲繞啉(以下稱作Bphen)和浴銅靈(以下稱作BCP)之類的菲咯啉衍生物。
進(jìn)一步地，在有機(jī)化合物的框架內(nèi)，卟啉基化合物作為空穴注入材料也是有效的，因此可使用酞菁(以下稱作H2-Pc)、銅酞菁(以下稱作CuPc)等。另外，通過(guò)對(duì)導(dǎo)電聚合化合物執(zhí)行化學(xué)摻雜處理獲得的一些材料也是有效的，從而可使用摻雜有聚苯乙烯磺酸鹽(以下稱作PSS)的聚亞乙基二氧基噻吩(dioxythiophene)(以下稱作PEDOT)、聚苯胺，聚乙烯咔唑(以下稱作PVK)等。
進(jìn)一步地，可把上述BAlq、OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、Bphen、BCP等用做阻擋材料。
在此實(shí)施例中，由ITO和具有等于或小于4.5eV逸出功的陽(yáng)極材料形成第一電極622，使第一電極622用做發(fā)光元件629的陽(yáng)極。因此，可使用陰極材料用做一陰極形成通過(guò)與第一電極622把有機(jī)化合物層627夾住的第二電極628，該陰極具有等于或小于3.8eV的逸出功。具體地說(shuō)，可使用元素周期表的第1族或第2族中的元素，即諸如Li和Cs之類的堿金屬，諸如Mg、Ca和Sr之類的堿土金屬，包括這些元素在內(nèi)的合金(Mg∶Ag，Al∶Li)和化合物(LiF，CsF，CaF2)、另外還有包括稀土金屬在內(nèi)的過(guò)渡金屬。也可形成帶有諸如Al、Ag或ITO(包括合金)之類金屬的疊層。
具體地說(shuō)，除了ITO之外，由一透明材料的氧化銦和2％至20％的氧化鋅組成的混合物制成的氧化銦鋅(IZO)，諸如金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)之類的元素，氮化物金屬材料(TiN)等可用做具有等于或小于4.5eV逸出功的陽(yáng)極材料。
而且，由于采用半透明的ITO(具體地說(shuō)，可見(jiàn)光下的透射率不低于40％)形成第一電極622，采用由CaF2和Al疊層制成的、具有遮光作用的導(dǎo)電膜(具體地說(shuō)，可見(jiàn)光下的透射率低于10％)形成第二電極。這里，所形成的CaF2的厚度為2納米，所形成的Al厚度為200納米。如果不能達(dá)到足夠的遮光作用，可把Al的厚度制作得更厚。因此，有機(jī)化合物層627中產(chǎn)生的光可從第一電極發(fā)射到元件襯底一側(cè)(底部發(fā)射)。
但是，本發(fā)明并不局限于這種結(jié)構(gòu)，還可形成以下結(jié)構(gòu)，即通過(guò)利用遮光陽(yáng)極材料形成第一電極622、利用半透明陰極材料形成第二電極628，而使有機(jī)化合物層627中產(chǎn)生的光發(fā)射到元件襯底的相對(duì)一側(cè)的結(jié)構(gòu)(頂部發(fā)射)；或者通過(guò)利用半透明陰極材料形成第一電極622、利用遮光陽(yáng)極材料形成第二電極628，而使有機(jī)化合物層627中產(chǎn)生的光發(fā)射到元件襯底的結(jié)構(gòu)(底部發(fā)射)。
根據(jù)為上述第一電極622所選擇的材料，可采用與第一電極相同的材料形成連接布線614、618、619、620。因此，可采用與形成第一電極622和連接布線614、618、619、620相同的材料形成第二導(dǎo)電膜。為了形成第二導(dǎo)電膜，不僅最好選擇用于形成第一電極(逸出功不小于4.5eV的陽(yáng)極材料，或者逸出功小于3.8eV的陰極材料)的材料，而且最好選擇導(dǎo)電性能良好的材料。
實(shí)施例3在此實(shí)施例中，說(shuō)明一最終形成一液晶顯示器件的元件襯底的結(jié)構(gòu)，該元件襯底與實(shí)施例1所述的元件襯底相同，但是與實(shí)施例1所述的結(jié)構(gòu)不同。圖13中具體示出了一元件襯底的像素部分的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，該元件襯底包括一布置在一行方向上的柵極布線1317；一布置在列方向上的電容器布線1316、源極布線1309；一設(shè)有TFT1310的像素部分，該像素部分形成在柵極布線和源極布線相互交叉的部位附近；以及一設(shè)有一n溝道TFT和一p溝道TFT的驅(qū)動(dòng)電路(未示出)。
圖13所示的源極布線1309利用一連接布線1315與在行方向上布置的一島狀源極線1318電連接。所形成的島狀源極線1318與柵極布線1317(包括柵電極1307)和電容器布線1316一樣與柵極絕緣膜的表面接觸。另外，連接布線1315與第一電極1313一樣形成在第一和第二絕緣膜(層間絕緣膜)上。連接布線1315電連接島狀源極線1318，還使源極布線1309和TFT1310的源極1302相互電連接。第一電極1313與TFT1310的漏極1303電連接。
通過(guò)形成這種結(jié)構(gòu)，可同時(shí)在同一膜的淀積表面上形成第一電極1313和連接布線1315。
半導(dǎo)體層1305形成一第一電極1313的存儲(chǔ)電容器，該半導(dǎo)體層通過(guò)把一覆蓋該半導(dǎo)體層1305的絕緣膜(柵極絕緣膜)作為電介質(zhì)而連接到第一電極1313和電容器布線1316。
在此實(shí)施例中，掩模的數(shù)量為5，需要該數(shù)量的掩模形成具有一有一圖13所示的像素結(jié)構(gòu)的像素部分和一驅(qū)動(dòng)電路的元件襯底。也就是說(shuō)，第一掩模用于構(gòu)圖半導(dǎo)體層1305；第二掩模用于構(gòu)圖源極布線1317、電容器布線1316、和島狀源極線1308；第三掩模在摻雜p型雜質(zhì)元素以形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道TFT時(shí)用于覆蓋n溝道TFT；第四掩模用于形成分別到達(dá)半導(dǎo)體層1305、島狀源極線1308和柵極布線1317的接觸孔；而第五掩模用于構(gòu)圖成第一電極1313和連接布線1315。
如上所述，在形成圖13所示的像素結(jié)構(gòu)情況下，也可利用很少數(shù)量的掩模制作元件襯底。
實(shí)施例4在此實(shí)施例中，說(shuō)明一形成有一發(fā)光器件的元件襯底的結(jié)構(gòu)，該元件襯底與實(shí)施例2所述的元件襯底相同，但是與實(shí)施例2所述的結(jié)構(gòu)不同。圖14中具體示出了一元件襯底的像素部分的結(jié)構(gòu)。
如圖14所示，該元件襯底包括一布置在一行方向上的柵極布線1423；一布置在列方向上的源極布線1412；一設(shè)有TFT(一開(kāi)關(guān)TFT1433和一電流控制TFT1434)的像素部分，該像素部分形成在一柵極布線、一源極布線和一具有一n溝道TFT和一p溝道TFT的相互交叉的部位附近。
圖14所示的源極布線1412表示利用一連接布線1418與在列方向上布置的一島狀源極線1424電連接。另外，電流源線1409表示利用一連接布線1426與一布置在一列方向上的島狀電源線1425電連接。所形成的島狀源極線1424和一電源線1425與柵極布線1423和一柵極線1427(包括柵電極(2)1411)一樣與絕緣膜的表面接觸。另外，連接布線1414、1418、1420、1426與第一電極1419一樣形成在第一和第二絕緣膜(層間絕緣膜)上。連接布線1414使一電流控制TFT1434的漏極和一電流源線1409相互電連接。連接布線1420使一開(kāi)關(guān)TFT1433的漏極1403、電流控制TFT1434的柵電極(2)1411和半導(dǎo)體層(3)1430電連接。連接布線1418使源極布線1412和開(kāi)關(guān)TFT1433的源極1402電連接。
通過(guò)形成這種結(jié)構(gòu)?？稍谕荒さ牡矸e表面上同時(shí)形成連接布線(1414、1418、1420、1426、1427)和第一電極1419。
第一電極1419的存儲(chǔ)電容器由連接到開(kāi)關(guān)TFT1433的漏極1403的半導(dǎo)體層以及形成部分電流源線1409的電容器1407通過(guò)把一覆蓋該半導(dǎo)體層(3)1430的絕緣膜(柵極絕緣膜)作為電介質(zhì)而形成。
掩模的數(shù)量為5，需要該數(shù)量的掩模形成具有如圖14所示的一像素結(jié)構(gòu)的像素部分和具有一驅(qū)動(dòng)電路的元件襯底。也就是說(shuō)，第一掩模用于構(gòu)圖半導(dǎo)體層(1)1405、半導(dǎo)體層(2)1413、半導(dǎo)體層(3)1430；第二掩模用于構(gòu)圖柵極布線1423、島狀源極線1424、島狀電源線1425和島狀柵極線(2)1427；第三掩模在摻雜p型雜質(zhì)元素以形成驅(qū)動(dòng)電路的p溝道TFT時(shí)用于覆蓋n溝道TFT；第四掩模用于形成分別到達(dá)半導(dǎo)體層(1)1405、半導(dǎo)體層(2)1413、島狀源極線1424、島狀電源線1425、島狀柵極線(2)1427和柵極布線1423的接觸孔；而第五掩模用于構(gòu)圖連接布線(1414、1418、1420、1426)和第一電極1429。
如上所述，在形成圖14所示像素結(jié)構(gòu)的情況下，可利用很少數(shù)量的掩模制作元件襯底。
實(shí)施例5該實(shí)施例參照?qǐng)D15說(shuō)明利用一具有一實(shí)施例1所示的像素部分的結(jié)構(gòu)的元件襯底形成的一種液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)。
如圖15所示，在元件襯底上形成一取向膜1519，而且對(duì)該取向膜進(jìn)行打磨處理。在所需的位置設(shè)有由一種有機(jī)樹(shù)脂制成的柱狀隔離物1521，可保持襯底有一定間隔。同時(shí)，可顛倒隔離物1521和取向膜1519的形成順序。
之后，一反向襯底1528設(shè)有彩色層1523(1523a、1523b)、一整平膜1524、以及一由一透明導(dǎo)電膜在一襯底1522上形成的反向電極1525。對(duì)于彩色層1523來(lái)說(shuō)，設(shè)有紅色層1523a、藍(lán)色層1523b、以及一綠色層(未示出)。可將這些彩色層部分重疊形成一屏蔽部分。反向電極1525形成在成為一像素部分的整平膜1524上。取向膜1526設(shè)置在反向電極1525上。
接下來(lái)，利用一密封劑(未示出)把元件襯底1501和反向襯底1528相互粘結(jié)起來(lái)。密封劑中具有混合在其內(nèi)的填充劑，并且利用填充劑和隔離物以均勻的間隔(最好為0.2微米至3.0微米)把這兩種襯底粘結(jié)起來(lái)。之后，在這兩種襯底之間注入液晶材料，并使用端部密封材料(未示出)實(shí)現(xiàn)襯底的完全密封?？墒褂靡环N公知的液晶材料1527。
在使用圖15所示結(jié)構(gòu)的情況下，照射在反向襯底1528的表面上的入射光由液晶材料1527調(diào)制，并從元件襯底1501側(cè)發(fā)出。
在本發(fā)明中，由一種具有反射性的金屬膜(具體說(shuō)是鋁(合金)膜等)形成第一電極。在此情況下，照射在反向襯底1528側(cè)表面上的入射光由液晶材料1527調(diào)制，并從反向襯底1528側(cè)發(fā)出。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，由于光束并不穿過(guò)第一電極的底部發(fā)射，因此可提供一存儲(chǔ)元件、一電阻元件等。
當(dāng)采用實(shí)施例3所述的元件襯底的情況下，可實(shí)現(xiàn)在此實(shí)施例中所述的液晶顯示器件的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例6在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D16說(shuō)明利用一具有一實(shí)施例2和4所示像素部分的結(jié)構(gòu)的元件襯底形成的一種發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。
圖16A表示發(fā)光器件的俯視圖；圖16B表示沿圖16A中的A-A’線的剖視圖。參考數(shù)字1601表示一源極側(cè)的驅(qū)動(dòng)電路，這部分用虛線表示；像素部分為1602；柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路為1603；封裝外殼為1604；密封劑為1605。由密封劑1605包圍的內(nèi)部為一空腔1607。
參考數(shù)字1608表示用于傳輸輸入到源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1601的和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1603的信號(hào)的布線。布線1608從一將成為一外部輸入端的柔性印刷電路(FPC)1609接收視頻信號(hào)或者時(shí)鐘信號(hào)。盡管只示出了FPC，但是它仍然可與一外部電源電連接。
下面參照?qǐng)D16B，說(shuō)明一截面結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)電路和像素部分設(shè)置在襯底1610上，但是圖16B中示出了作為其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路的源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1601和像素部分1602。
在源極信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1601中，形成一其內(nèi)包括一n溝道型的TFT1613和一p溝道型的TFT1614相結(jié)合的CMOS電路。組成該驅(qū)動(dòng)電路的TFT可由公知的CMOS電路、PMOS電路或者NMOS電路構(gòu)成。在此實(shí)施例中，示出了其內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置在襯底上的集成型驅(qū)動(dòng)器，但是并不必要采用這種集成型驅(qū)動(dòng)器?？梢圆话羊?qū)動(dòng)器設(shè)置在襯底上，而是設(shè)置在外部。
組成像素部分1602的多個(gè)像素包括一從源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路輸入視頻信號(hào)的開(kāi)關(guān)TFT1611；一其功能為控制發(fā)光元件發(fā)光的電流控制TFT1612；以及一連接電流控制TFT1612的漏極的第一電極(陽(yáng)極)1613。
在第一電極1613的兩側(cè)都設(shè)有絕緣層1614，而且一有機(jī)化合物層1615設(shè)置在第一電極1613之上。而且，一第二電極1616設(shè)置在有機(jī)化合物層1615上。這樣，可形成包括第一電極(陽(yáng)極)1613、有機(jī)化合物層1615和第二電極(陰極)1616的發(fā)光元件1618。
一輔助電極1617設(shè)置在第二電極(陰極)1616上。而且該輔助電極1617通過(guò)FPC1609將外部電源電連接到一連接線1617和連接器。
為了密封設(shè)置在襯底1610上的發(fā)光元件1618，封裝外殼1604利用密封劑1605粘結(jié)在襯底1610上?？稍O(shè)置一由一種樹(shù)脂膜制成的隔離物，以在封裝外殼1604和發(fā)光元件1618之間保持一給定的間隔。向密封劑1605的空隙1607內(nèi)注入氮?dú)庵惖亩栊詺怏w。最好使用環(huán)氧樹(shù)脂作為密封劑1605。密封劑1605需要由使盡可能少的水含量或者氧氣通過(guò)的材料制成。在封裝外殼1604的部分中，在由封裝外殼1604和一膜1620密封的空間內(nèi)設(shè)有干燥劑。干燥劑可通過(guò)膜1620吸收空間1607中的濕氣。
在此實(shí)施例中，封裝外殼用于封裝襯底，作為其他封裝方法，還可使用一玻璃襯底、石英襯底、或者由玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、Mylar、聚脂、聚丙烯酸樹(shù)脂制成的塑料襯底。使用密封劑1605把封裝外殼1604粘結(jié)到襯底1610上之后，就可施加密封劑蓋住側(cè)表面(暴露的表面)。
如上所述，發(fā)光元件密封在空間1607中，從而可從外部完全隔離發(fā)光元件，可防止諸如濕氣或者氧氣之類的、加速有機(jī)化合物層變質(zhì)的材料從外部浸入這一層。因此，可制成可靠性很高的發(fā)光器件。
實(shí)施例7利用本發(fā)明所形成的實(shí)施例1至4中所述的元件襯底可用做實(shí)施例5或6所示的各種半導(dǎo)體器件(有源矩陣液晶顯示器件、有源矩陣發(fā)光器件、有源矩陣EC器件等)?？赏ㄟ^(guò)在其內(nèi)引入這些顯示器件而實(shí)現(xiàn)某些電子應(yīng)用。
所給定一些電子應(yīng)用的實(shí)例有攝影機(jī)、數(shù)字照相機(jī)、護(hù)目鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻再現(xiàn)器件(例如汽車音響和音響部件)、筆記本電腦、游戲機(jī)、便攜式信息終端(例如移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、便攜式游戲機(jī)以及電子書(shū))、設(shè)有記錄媒質(zhì)的圖像再現(xiàn)器件(特別是設(shè)有能再現(xiàn)記錄媒質(zhì)中的數(shù)據(jù)例如顯示數(shù)據(jù)圖像的數(shù)字化視頻光盤(pán)(DVD)的顯示器件的器件)。特別是，在便攜式信息終端的情況下，由于很可能從傾斜方向觀看的便攜式信息終端通常需要有很寬的視角，因此最好使用這種發(fā)光器件。這些電子應(yīng)用的具體實(shí)例圖示在圖17A至17H中。
圖17A表示一顯示器件，該顯示器件包括一外殼2001、一支撐底座2002、一顯示單元2003、揚(yáng)聲器單元2004、一視頻輸入端子2005等。可通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用為顯示單元2003而形成該顯示器件。該顯示器件是指用于顯示信息的所有顯示器件，包括用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、用于TV廣播接收、和用于廣告的顯示器件。
圖17B表示一數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)，該照相機(jī)包括一主體2101、一顯示單元2102、一圖像接收單元2103、操作鍵2104、一外部接口2105、一快門2106等。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于顯示單元2102而形成該數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)。
圖17C表示一個(gè)人筆記本電腦，該電腦包括一主體2201、一外殼2202、一顯示單元2203、一鍵盤(pán)2204、一外部接口2205、一指向鼠標(biāo)2206等。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于顯示單元2203而形成該個(gè)人筆記本電腦。
圖17D表示一移動(dòng)計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括一主體2301、一顯示單元2302、一開(kāi)關(guān)2303、一操作鍵2304、一紅外端口2305等。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于顯示單元2302而形成該移動(dòng)計(jì)算機(jī)。
圖17E表示一設(shè)有一記錄媒質(zhì)的便攜式圖像再現(xiàn)器件(具體來(lái)說(shuō)是一DVD播放器)。該器件包括一主體2401、一外殼2402、一顯示單元A2403、一顯示單元B2404、一記錄媒質(zhì)(DVD等)讀取單元2405、一操作鍵2406、揚(yáng)聲器單元2407等。顯示單元A2403主要顯示圖像信息，而顯示單元B2404主要顯示文本信息。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于顯示單元A2403和顯示單元B2404而形成該便攜式圖像重放器件。設(shè)有一記錄媒質(zhì)的圖像再現(xiàn)器件還包括家用視頻游戲機(jī)。
圖17F表示一護(hù)目鏡式顯示器件(頭戴式顯示器)，該護(hù)目鏡式顯示器件包括一主體2501、顯示單元2502、懸臂單元2503。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件應(yīng)用于顯示單元2502而形成該護(hù)目鏡式顯示器件。
圖17G表示一攝像機(jī)，該攝像機(jī)包括一主體2601、一顯示單元2602、一外殼2603、一外部接口2604、一遙控接收單元2605、一圖像接收單元2606、一電池2607、一音頻輸入單元2608、一操作鍵2609、目鏡部分2610等。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件設(shè)置在顯示單元2602上而形成該攝像機(jī)。
圖17H表示一蜂窩電話，該蜂窩電話包括一主機(jī)2701、一外殼2702、一顯示單元2703、一音頻輸入單元2704、一音頻輸出單元2705、操作鍵2706、一外部接口2707、一天線2708等。通過(guò)把根據(jù)本發(fā)明制造的半導(dǎo)體器件設(shè)置在顯示單元2703上而形成該蜂窩電話。如果顯示單元2703在黑色背景上顯示白色字母，則蜂窩電話耗能較低。
如果將來(lái)從有機(jī)材料發(fā)射的光束亮度增加了，可通過(guò)穿過(guò)一透鏡把包含圖像信息的輸出光束進(jìn)行放大并投射該光束，而可在正向和背向投影儀中使用該發(fā)光器件。
如上所述，采用本發(fā)明所述的淀積器件制造的半導(dǎo)體器件的應(yīng)用范圍非常廣泛，可以應(yīng)用到任何領(lǐng)域中的電子應(yīng)用中?？赏ㄟ^(guò)自由組合實(shí)施例1至6中的任何實(shí)施例而實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的電子應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明，在把各布線(源極布線、漏極布線等)在元件襯底上以行方向和列方向形成的情況下，行方向和列方向上的各布線之一就會(huì)在布線相互交叉的部分不連續(xù)地形成，而且在布線上形成絕緣膜。因此，該連接布線是由與形成電極相同的膜形成的，電極穿過(guò)絕緣膜中形成的開(kāi)口部分(接觸孔)設(shè)置在絕緣膜上。于是，將不連續(xù)的布線連接起來(lái)，從而能夠形成連續(xù)的布線。因此，可形成交叉布線，同時(shí)避免了現(xiàn)有技術(shù)中所述的在不同層上由一導(dǎo)電膜形成的交叉布線。結(jié)果，減少了許多步驟，并提高了產(chǎn)量，降低了制作成本。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括一半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包括一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域；一在該半導(dǎo)體層上的柵極絕緣膜；一在該柵極絕緣膜上的源極布線；一在該柵極絕緣膜上、并通過(guò)該柵極絕緣膜與溝道區(qū)域重疊的柵電極；一在該源極布線和柵電極上的絕緣膜；以及一在該絕緣膜上的連接布線和一電極，其中連接布線設(shè)置在開(kāi)口部分中，該開(kāi)口部分設(shè)置在絕緣膜和柵極絕緣膜中，該連接布線還在源極布線和源極之間建立電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和電極。
2.一種半導(dǎo)體器件，包括一半導(dǎo)體層，該半導(dǎo)體層包括一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域；一在該半導(dǎo)體層上的柵極絕緣膜；一在該柵極絕緣膜上的源極布線；一設(shè)置在該柵極絕緣膜上、并通過(guò)該柵極絕緣膜與溝道區(qū)域重疊的柵電極；一在源極布線和柵電極上的絕緣膜；以及在該絕緣膜上的一連接布線和一電極，其中連接布線設(shè)置在一開(kāi)口部分中，該開(kāi)口部分設(shè)置在該絕緣膜和柵極絕緣膜中，該連接布線還在源極布線和源極之間建立電連接；該電極與該漏極電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和電極。
3.一半導(dǎo)體器件，包括一第一薄膜晶體管和一第二薄膜晶體管，每一第一和第二薄膜晶體管都包括設(shè)有一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層；一通過(guò)一柵極絕緣膜在該半導(dǎo)體層上的島狀柵電極；一在該柵極絕緣膜上、并設(shè)置在相應(yīng)的第一和第二薄膜晶體管的島狀柵電極之間的源極布線；一在相應(yīng)的第一和第二薄膜晶體管的島狀柵電極和源極布線上的絕緣膜；在該絕緣膜上的一連接布線和一電極，其中，該連接布線通過(guò)一接觸孔形成，該接觸孔設(shè)置在該絕緣膜內(nèi)，連接布線將該第一TFT的島狀柵電極與該第二TFT的島狀柵電極電連接。
4.一種半導(dǎo)體器件，包括一包括一源極、一漏極和一溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層；一通過(guò)在該半導(dǎo)體層上的柵極絕緣膜與一柵極布線電連接的柵電極；在該柵極絕緣膜上、而且不通過(guò)該柵極布線彼此接觸形成的一第一島狀導(dǎo)電膜和一第二島狀導(dǎo)電膜；一在該柵極布線、第一島狀導(dǎo)電膜和第二島狀導(dǎo)電膜上形成的絕緣膜；在該絕緣膜上的一連接布線和一電極，其中，該連接布線通過(guò)一接觸孔形成，該接觸孔設(shè)置在該絕緣膜內(nèi)，連接布線將該第一島狀導(dǎo)電膜與該第二島狀導(dǎo)電膜形成電連接。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該電極與半導(dǎo)體層接觸。
6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該電極與半導(dǎo)體層接觸。
7.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該電極與半導(dǎo)體層接觸。
8.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該電極與半導(dǎo)體層接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中該連接布線和該電極由透明導(dǎo)電膜形成。
10.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中該連接布線和該電極由透明導(dǎo)電膜形成。
11.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中該連接布線和該電極由透明導(dǎo)電膜形成。
12.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中該連接布線和該電極由透明導(dǎo)電膜形成。
13.一半導(dǎo)體器件，包括第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層，每一層都設(shè)有一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域；一在該第一和第二半導(dǎo)體層上的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上的源極布線和電流源線；在該柵極絕緣膜上、并分別通過(guò)該柵極絕緣膜與第一和第二半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域重疊的第一和第二柵電極；一在該源極布線、該電流源線、該第一柵電極和第二柵電極上的絕緣膜；在該絕緣膜上的多條連接布線和一第一電極；在第一電極上的一有機(jī)化合物層；在該有機(jī)化合物層上形成的一第二電極，其中多條連接布線設(shè)置在開(kāi)口部分中，開(kāi)口部分設(shè)置在絕緣膜和柵極絕緣膜中，這些連接布線在源極布線和第一半導(dǎo)體層的源極之間、在第一半導(dǎo)體層的漏極和第二柵電極之間、以及電流源線和第二半導(dǎo)體層的源極之間建立電連接；該第一電極與第二半導(dǎo)體層的漏極電連接；而且在同一膜淀積表面上由同一材料形成連接布線和第一電極。
14.一種半導(dǎo)體器件，包括包括一源極、一漏極以及一溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層；一在該半導(dǎo)體層上形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上、并通過(guò)該柵極絕緣膜與溝道區(qū)域重疊的柵電極；一在該柵電極上的絕緣膜；在該絕緣膜上的一第一電極；在該第一電極上形成的一有機(jī)化合物層；在該有機(jī)化合物層上形成的一第二電極，其中所形成的該第一電極與該半導(dǎo)體層接觸。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該第一電極與半導(dǎo)體層接觸。
16.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該第一電極與半導(dǎo)體層接觸。
17.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該第一電極由透明導(dǎo)電膜形成。
18.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置，其中所形成的該連接布線和該第一電極由透明導(dǎo)電膜形成。
19.一種制作一半導(dǎo)體器件的方法，包括在一絕緣表面上形成一半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成一柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成一源極布線；在該柵極絕緣膜上形成一柵電極、該柵電極通過(guò)該柵極絕緣膜與部分半導(dǎo)體層重疊；通過(guò)利用該柵電極作為一掩模，向半導(dǎo)體層中摻雜雜質(zhì)而形成一源極和一漏極；形成一覆蓋該柵電極和源極布線的絕緣膜；在絕緣膜上形成一連接布線和一電極，該連接布線和電極由同一種材料制成并設(shè)置在同一膜淀積表面上；以及通過(guò)該連接布線將該源極布線與該源極電連接。
20.一種制作一半導(dǎo)體器件的方法，包括在一絕緣表面上形成一半導(dǎo)體層；在該半導(dǎo)體層上形成一柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上形成一源極布線；在該柵極絕緣膜上形成一柵電極，該柵電極通過(guò)該柵極絕緣膜與部分半導(dǎo)體層重疊；通過(guò)利用該柵電極作為一掩模，向半導(dǎo)體層中摻雜雜質(zhì)而形成一源極和一漏極；形成一覆蓋該柵電極和源極布線的絕緣膜；在絕緣膜上形成一連接布線和一電極，該連接布線和電極由同一種材料制成并設(shè)置在同一膜淀積表面上；通過(guò)該連接布線將該源極布線與該源極電連接；以及將該電極與該漏極電連接。
21.一種如權(quán)利要求19所述的制作一半導(dǎo)體器件的方法，其中采用濕法蝕刻方法構(gòu)圖該連接布線和該電極。
22.一種如權(quán)利要求20所述的制作一半導(dǎo)體器件的方法，其中采用濕法蝕刻方法構(gòu)圖該連接布線和該電極。
全文摘要
在制作一半導(dǎo)體器件時(shí)，提供了一種能夠減少其制作步驟的方法，以及用于實(shí)現(xiàn)這種方法的結(jié)構(gòu)，從而可提高產(chǎn)量，降低制作成本。分別在一元件襯底上以行方向和列方向形成的布線(源極布線、漏極布線等)由同一種導(dǎo)電膜形成。在此情況下，行方向和列方向上的各布線中的一條布線就會(huì)在布線相互交叉的部分不連續(xù)地形成，而且在布線上形成絕緣膜。因此，用于連接不連續(xù)布線的連接布線是由與形成設(shè)置在絕緣膜上的電極相同的膜形成的。從而形成連續(xù)的布線。
文檔編號(hào)H01L27/12GK1458697SQ03141000
公開(kāi)日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者中村理, 桑原秀明, 柴田典子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所