專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有由薄膜晶體管(以下，稱為TFT)構(gòu)成的電路的半導(dǎo)體裝置的制造方法。在本說明書中，半導(dǎo)體裝置一般是指通過利用半導(dǎo)體特性而能夠發(fā)揮其功能的裝置，并且電光裝置、半導(dǎo)體電路以及電子設(shè)備都是半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
各種各樣金屬氧化物用于廣泛應(yīng)用。氧化銦是較普遍的材料并且用作液晶顯示器等所需要的透明電極材料。某些金屬氧化物呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性。作為這樣的呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物，例如可以舉出氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等，文獻中公開了將這種呈現(xiàn)半導(dǎo)體特性的金屬氧化物用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管(專利文獻1至4、非專利文獻1)。金屬氧化物的例子不僅有單金屬元素氧化物而且還有多金屬元素氧化物(多元氧化物)。例如，作為多元氧化物，同系化合物(homologous compound)的(ZnO)m(m 自然數(shù))為公知的材料(非專利文獻2至4)。另外，已經(jīng)確認(rèn)可以將那樣的由h-Ga-Si類氧化物構(gòu)成的氧化物半導(dǎo)體應(yīng)用于薄膜晶體管的溝道層(專利文獻5、非專利文獻5及6)。[專利文獻1]日本專利申請公開昭60-198861號公報[專利文獻2]日本專利申請公開平8464794號公報[專利文獻3]日本PCT國際申請翻譯平11-505377號公報[專利文獻4]日本專利申請公開2000-150900號公報[專利文獻5]日本專利申請公開2004-103957號公報[非專利文獻 1]M. W. Prins, K. 0. Grosse-Holz, G. Muller, J. F. Μ. Cillessen, J. B.Giesbers,R. P. Weening,and R. Μ. Wolf," A ferroelectric transparent thin-film transistor “(透明鐵電薄膜晶體管)，Appl. Phys. Lett.，17 June 1996，Vol. 68 p.3650-3652[2]Μ. Nakamura,N. Kimizuka,and Τ. Mohri, " The Phase Relations in the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System at 13500C" Gn203-fei2Zn04-ai0 類在 1350°C 時的相關(guān)系)，J.Solid State Chem.，1991，Vol. 93，p.298-315[ # 專禾I」JC ^ 3]N. Kimizuka, M. Isobe, and M. Nakamura, " Syntheses and Single-Crystal Data of Homologous Compounds, In2O3 (ZnO) m (m = 3,4, and 5), InGaO3 (ZnO) 3, and Ga2O3 (ZnO) m(m = 7,8,9, and 16) in the In2O3-ZnGa2O4-ZnO System “ (In2O3-ZnGa2O4-ZnO 類的 In2O3(ZnO)m(m = 3,4, and 5)，InGaO3(ZnO)3,和 Ga2O3(ZnO)m(m = 7,8,9, and 16)同系化合物的合成和單晶數(shù)據(jù))，J. Solid State Chem.， 1995，Vol. 116，p.170-178[4]Μ. Nakamura, N. Kimizuka, Τ. Mohri, and Μ. Isobe, “ Syntheses
4and crystal structures of new homologous compounds, indium iron zinc oxides (InFeO3(ZnO)m) (m :natural number) and related compounds (新同系化合物、銦鐵鋅氧化物( (ZnO)m) (m為自然數(shù))及其同型化合物的合成以及結(jié)晶結(jié)構(gòu))“，KOTAI BUTSURI(SOLID STATE PHYSICS)，1993，Vol. 28，No. 5，pp.317-327[非專禾Ij 文 M 5] K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, " Thin-film transistor fabricated in single-crystalline transparent oxide semiconductor"(由單晶透明氧化物半導(dǎo)體制造的薄膜晶體管)，SCIENCE, 2003, Vol. 300，p.1269-1272[ # 專禾Ij 文 ^ 6] K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, Τ. Kamiya, Μ. Hirano, and H. Hosono, " Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-film transistors using amorphous oxide semiconductors"(室溫下的使用非晶氧化物半導(dǎo)體的透明柔性薄膜晶體管的制造)，NATURE, 2004，Vol. 432 p. 488-492在將氧化物半導(dǎo)體用于薄膜晶體管的溝道層的情況下，閾值電壓因為制造工序而有時會向負(fù)側(cè)或正側(cè)偏移。因此，將氧化物半導(dǎo)體用于溝道層的薄膜晶體管需要具有能夠控制閾值電壓的結(jié)構(gòu)。薄膜晶體管的閾值電壓在薄膜晶體管具有如下結(jié)構(gòu)時可以控制為所希望的值。在溝道形成區(qū)上下隔著柵極絕緣膜設(shè)置柵電極，并且控制上部及/或下部的柵電極的電位。 然而，在溝道形成區(qū)上下配置柵電極導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此，要求采用可以更確實地控制閾值電壓而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種方式的目的之一在于提供一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其中，通過將氧化物半導(dǎo)體用于溝道層且控制閾值電壓，獲得具有電特性優(yōu)異的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。為了將閾值電壓控制為所希望的值，在氧化物半導(dǎo)體膜上下設(shè)置柵電極。具體而言，形成設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜下方的柵電極(也可以稱為第一柵電極)及設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜上方的柵電極(也可以稱為第二柵電極或背柵電極)。通過在氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖同時形成第二柵電極，可以防止因第二柵電極的形成所需要的工序?qū)е碌墓ば驍?shù)量的增加。本說明書所公開的本發(fā)明的一種方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括以下步驟在絕緣表面上形成第一導(dǎo)電層；通過第一構(gòu)圖形成第一柵電極；在所述第一柵電極上形成第一絕緣膜；在所述第一絕緣膜上形成第二導(dǎo)電層；通過第二構(gòu)圖形成布線層；在所述第一絕緣膜及所述布線層上形成氧化物半導(dǎo)體膜、第二絕緣膜及第三導(dǎo)電層，通過第三構(gòu)圖形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜上的島狀第二絕緣膜及所述島狀第二絕緣膜上的第二柵電極；形成覆蓋所述第一絕緣膜、所述布線層、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀第二絕緣膜及所述第二柵電極的層間絕緣層；通過第四構(gòu)圖形成到達所述第二柵電極的開口部以及到達所述布線層的開口部；在所述層間絕緣層上形成導(dǎo)電材料； 以及通過第五構(gòu)圖形成連接到所述第二柵電極的引繞布線及連接到所述布線層的像素電極。
本說明書所公開的本發(fā)明的一種方式是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括如下步驟在絕緣表面上形成第一導(dǎo)電層；通過第一構(gòu)圖形成第一柵電極；在所述第一柵電極上形成第一絕緣膜；在所述第一絕緣膜上形成第二導(dǎo)電層，通過第二構(gòu)圖形成布線層；在所述第一絕緣膜及所述布線層上形成氧化物半導(dǎo)體膜、溝道保護膜、第二絕緣膜及第三導(dǎo)電層；通過第三構(gòu)圖形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜上的島狀溝道保護膜、所述島狀溝道保護膜上的島狀第二絕緣膜及所述島狀第二絕緣膜上的第二柵電極；形成覆蓋所述第一絕緣膜、所述布線層、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀溝道保護膜、所述島狀第二絕緣膜及所述第二柵電極的層間絕緣層；通過第四構(gòu)圖形成到達所述第二柵電極的開口部及到達所述布線層的開口部；在所述層間絕緣層上形成導(dǎo)電材料；以及通過第五構(gòu)圖形成連接到所述第二柵電極的引繞布線及連接到所述布線層的像素電極。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以通過第二構(gòu)圖在所述布線層上形成第二氧化物半導(dǎo)體膜，并且可以通過第三構(gòu)圖在氧化物半導(dǎo)體膜和布線層重疊的區(qū)域中形成由所述第二氧化物半導(dǎo)體膜構(gòu)成的緩沖層。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以通過第二構(gòu)圖在布線層下形成第二氧化物半導(dǎo)體膜。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，引繞布線可以設(shè)置為與所述第二柵電極重疊。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，層間絕緣層可以是聚酰亞胺。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，溝道保護膜可以是非晶硅。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，氧化物半導(dǎo)體膜可以包含氧化硅地形成。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，引繞布線可以與第一柵電極連接地形成。在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，第二絕緣膜的膜厚度可以為50nm以上且500nm以下。根據(jù)本發(fā)明的一種方式的通過在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極的半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠控制閾值電壓而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。


圖IA至IE是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖2A至2E是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖3A至3E是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖4A至4E是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖5A至5E是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖6A至6E是表示本發(fā)明的一種方式的截面圖； 圖7A和7B分別是顯示裝置的方框圖和說明TFT的圖； 圖8是表示顯示裝置的方框圖的圖； 圖9是表示電位變化的波形的圖； 圖IOA和IOB是表示像素的布局的圖； 圖11是說明顯示裝置的方框圖的圖； 圖12是表示電位變化的波形的圖； 圖13是表示像素的布局的圖14是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的像素等效電路的圖；圖15A至15C是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖16A和16B分別是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖及截面圖；圖17A1、17A2是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的俯視圖以及17B是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖18是說明本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖；圖19A和19B分別是說明具有本發(fā)明的一種方式的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備的截面圖及外框圖；圖20A至20C分別是表示本發(fā)明的一種方式的電子設(shè)備的圖；圖21A和21B分別是表示本發(fā)明的一種方式的電子設(shè)備的圖；圖22是說明實施例的視圖；圖23是說明實施例的圖。本發(fā)明的選擇圖是圖1E。
具體實施例方式下面，關(guān)于本發(fā)明的實施方式以及實施例將參照附圖給予說明。但是，實施方式及實施例可以通過多種不同的方式來實施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員很容易理解本發(fā)明的方式和細(xì)節(jié)可以在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的條件下作各種各樣的變換。因此， 本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限于以下所示的實施方式及實施例的記載內(nèi)容。此外，在以下所說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部分或具有相似功能的部分， 而省略對它們的詳細(xì)說明。注意，在實施方式的附圖中的一些附圖等中，為便于清楚地說明，對一些結(jié)構(gòu)要素的大小、層的厚度、信號波形的變形以及區(qū)域進行放大。因此，本發(fā)明實施方式不一定局限于附圖中所示這些尺度。本說明書中使用的“第一”、“第二”、“第三”等術(shù)語是為了避免結(jié)構(gòu)要素的混同，而不是為了在數(shù)目方面上限定。實施方式1在本實施方式中，參照截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。首先，在具有絕緣表面的襯底100上形成第一導(dǎo)電層，使用第一光掩模進行構(gòu)圖(第一構(gòu)圖)，以形成包括第一柵電極101的柵布線、電容布線以及端子電極等(參照圖1A)。具有絕緣表面的襯底100可以使用如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋇硼硅酸鹽玻璃等用于電子工業(yè)的玻璃襯底(也稱為“無堿玻璃襯底”)、具有能夠承受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。在襯底100為母板玻璃的情況下，襯底的尺寸可以采用第一代(320mmX 400mm)、第二代 000mmX 500mm)、第三代(550mmX 650mm)、第四代(680mmX880mm 或 730mmX920mm)、第五代(lOOOmmX 1200mm 或 IlOOmmX 1250mm)、第六代(1500mmX 1800mm)、第七代(1900mmX2200mm)、第八代 0160mmX2460mm)、第九代 (2400mmX2800mm 或 2450mmX3050mm)、第十代 Q950mmX3400mm)等。作為第一柵電極101，可以使用例如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧等金屬材料或以任何這些金屬材料為主要成分的合金材料的單層或疊層形成導(dǎo)電層。在本實施方式中， 作為一例，使用厚度為IOOnm的鎢的單層。例如，在第一柵電極101具有疊層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選采用以下結(jié)構(gòu)在鋁層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有鉬層的雙層結(jié)構(gòu)；在銅層上層疊有氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)；層疊有氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。另外，也有在包含Ca的銅層上層疊有成為阻擋層的包含Ca的氧化銅層的疊層；或在包含Mg的銅層上層疊有成為阻擋層的包含Mg的氧化銅層的疊層。作為三層的疊層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選采用層疊有鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或鋁和鈦的合金層和氮化鈦層或鈦層的結(jié)構(gòu)。注意，構(gòu)圖是指對膜(層)進行形狀加工，并且是指通過光刻工序形成膜的掩模圖案(也稱為遮光圖案)的工序，其中光刻工序包括光抗蝕劑的形成、曝光、顯影、蝕刻工序、 抗蝕劑去除工序、清洗及檢查等一系列的步驟。換言之，構(gòu)圖是指去除形成在襯底上的層的不需要的部分而將該層加工為所希望的形狀。注意，不必在待加工的膜的整個表面上涂敷光抗蝕劑。另外，可以通過絲網(wǎng)印刷法或噴墨法預(yù)先形成大于待形成的掩模圖案的圖案。通過將光抗蝕劑預(yù)先形成為大于待形成的掩模圖案的圖案，以及通過光刻工序等對該光抗蝕劑加工成所希望的形狀，以可以減少因顯影而去除的光抗蝕劑的數(shù)量。因此，可以謀求降低制造半導(dǎo)體裝置的成本?？梢栽谝r底100和柵電極101之間形成絕緣膜。絕緣膜通過例如CVD法、等離子體CVD法、濺射法、或旋涂法等方法使用包含硅的氧化物材料、或氮化物材料形成為單層或疊層。不是一定要提供該絕緣膜，但是當(dāng)提供時其具有阻擋來自襯底100的污染物質(zhì)的擴散等的效果。接著，形成覆蓋第一柵電極101的第一柵極絕緣膜111(也稱為第一絕緣膜)。第一柵極絕緣膜111通過濺射法、PCVD法等以50nm至400nm的膜厚度形成。作為第一柵極絕緣膜111的一例，可以形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜。在本實施方式中，作為一例，使用膜厚度為IOOnm的氧氮化硅膜。注意，作為柵極絕緣膜，除了形成單層結(jié)構(gòu)以外，還可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜及氮氧化硅膜中的任何膜來形成兩層結(jié)構(gòu)?；蛘?，可以采用三層結(jié)構(gòu)。除此之外，作為第一柵極絕緣膜111的一例，可以使用氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氧化釔、或氧化鉿等金屬化合物來形成。這里，氧氮化硅膜是指其組成中的氧含量大于氮含量的膜，并且是指在使用盧瑟福背散射法(RBS Rutherford Backscattering Spectrometry)及氫前散射法(HFS Hydrogen Forward Scattering)進行測定時，作為其組成范圍包含55原子％至70原子％ 的氧、0.5原子％至15原子％的氮、25原子％至35原子％的硅及0. 1原子％至10原子％ 的氫的膜。此外，氮氧化硅膜是指其組成中的氮含量大于氧含量的膜，并且是指作為組成范圍包含5原子％至30原子％的氧、20原子％至55原子％的氮、25原子％至35原子％的硅、10原子％至30原子％的氫的膜。注意，在將構(gòu)成氧氮化硅或氮氧化硅的原子的總計設(shè)定為100原子％時，氮、氧、硅及氫的含量比率落入上述范圍內(nèi)。接著，在第一柵極絕緣膜111上通過濺射法、或真空蒸鍍法形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電層(也稱為第二導(dǎo)電層)。使用第二光掩模進行構(gòu)圖(第二構(gòu)圖)，以形成包括成為源電極以及漏電極的布線層112的信號線、電容布線以及端子電極等(參照圖1B)。在本實施方式中，作為第二導(dǎo)電層的一例，使用膜厚度為IOOnm的鈦膜。作為導(dǎo)電膜的材料，可以舉出選自Al、Cr、Ta、Ti、Mo、W中的元素、以任何上述元素為成分的合金、組合任何上述元素的合金膜等。此外，在進行200°C至600°C的熱處理的情況下，優(yōu)選使導(dǎo)電膜具有承受該熱處理的耐熱性。因為當(dāng)使用Al單質(zhì)時有耐熱性低并且容易腐蝕等問題，所以組合Al與耐熱導(dǎo)電材料而形成。作為與Al組合的耐熱導(dǎo)電材料，使用下列材料中的任何材料選自鈦 (Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)中的元素、以任何上述元素為成分的合金、組合上述元素的合金，以及以任何上述元素為成分的氮化物。在此，作為導(dǎo)電膜，采用層疊Al膜和Ti膜而得到的導(dǎo)電膜。此外，導(dǎo)電膜也可以采用鈦膜的單層結(jié)構(gòu)。另外，作為導(dǎo)電膜，也可以采用三層結(jié)構(gòu)，其中包括Ti膜、在該Ti膜上層疊的包含Nd的鋁(Al-Nd)膜、以及在其上形成的Ti膜。作為導(dǎo)電膜，還可以采用包含硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)。接著，在第一柵極絕緣膜111及布線層112上形成氧化物半導(dǎo)體膜121 (也稱為第一氧化物半導(dǎo)體膜)。將氧化物半導(dǎo)體膜121的膜厚度設(shè)定為5nm以上且200nm以下， 優(yōu)選設(shè)定為5nm以上且50nm以下，更優(yōu)選設(shè)定為IOnm以上且30nm以下。通過減小氧化物半導(dǎo)體膜121的膜厚度，可以降低TFT特性(閾值電壓等)的不均勻性。在本實施方式中，作為氧化物半導(dǎo)體膜121，形成IOOnm厚的第一 h-Ga-Si-O類非單晶膜(或者，也稱為 In-Ga-Zn-O類非單晶膜)。這里，使用直徑為8英寸的包含In (銦)、Ga(鎵)和Si (鋅) 的氧化物半導(dǎo)體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)，將襯底和靶材之間的距離設(shè)定為170mm，將壓力設(shè)定為0. 4Pa，將直流(DC)電源設(shè)定為0. 5kW，并且在氬或氧氣氛下，形成該h-Ga-Si-O類非單晶膜。注意，當(dāng)使用脈沖直流(DC)電源時，可以減輕塵土，并且膜厚度的分布成為均勻，所以是很優(yōu)選。在通過濺射法形成h-Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體膜121的情況下，包含h、fe及Si 的氧化物半導(dǎo)體靶材可以具有氧化硅等絕緣雜質(zhì)。通過使氧化物半導(dǎo)體包含絕緣雜質(zhì)，容易使所形成的氧化物半導(dǎo)體非晶化。此外，當(dāng)氧化物半導(dǎo)體膜121在后面的步驟中受到熱處理時，可以抑制由于該熱處理而晶化。作為氧化物半導(dǎo)體膜121，可以使用處于非晶狀態(tài)、多晶狀態(tài)或混有非晶狀態(tài)和多晶狀態(tài)的微晶狀態(tài)且摻雜有雜質(zhì)元素的氧化鋅(aio)來形成。雜質(zhì)元素是選擇下列中的雜質(zhì)元素中的一種或多種第一族元素(例如，鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)或銫(Cs))、 第十三族元素(例如，硼(B)、鎵(Ga) JB an)、或鉈(Tl))、第十四族元素(例如，碳(C)、硅 (Si)、鍺(Ge)、錫(Sn)、或鉛(Pb))、第十五族元素(例如，氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、 或鉍(Bi))、第十七族元素(例如，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、或碘(I))等?；蛘?，也可以使用其中未添加雜質(zhì)元素的處于非晶狀態(tài)、多晶狀態(tài)或微晶狀態(tài)的氧化鋅(ZnO)。作為具體例子，可以使用LfeiO3 (SiO)5、氧化鎂鋅(M^aidyO)、氧化鎘鋅(CdxZn(1_x)0)、氧化鎘(CdO)、 h-Ga-Ζη-Ο類非晶氧化物半導(dǎo)體(a-IGZO)、或 h-Sn-Si-O類、Ga-Sn-Zn-O類、In-Si-O類、 Sn-Zn-O類、In-Sn-O類或Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體中的任何物質(zhì)。注意，因為以h-Ga-Si-O 類非單晶膜為代表的氧化物半導(dǎo)體是具有寬能隙(Eg)的材料，所以即使將兩個柵電極設(shè)置在氧化物半導(dǎo)體膜上下，也可以抑制截止電流的增大，這是優(yōu)選的。此外，作為氧化物半導(dǎo)體膜，也可以使用如下氧化物半導(dǎo)體膜，該氧化物半導(dǎo)體膜通過濺射法并使用包含SiOx的氧化物半導(dǎo)體靶材而得到，并且具有氧化硅。典型地使用包含0. 以上且20wt%以下的SiO2,優(yōu)選使用包含以上且6wt%以下的SW2的氧化物半導(dǎo)體靶材進行成膜，使在形成的氧化物半導(dǎo)體膜中含有阻擋晶化的SiOx(X > 0)，因此可以實現(xiàn)這樣的薄膜晶體管，其中形成溝道所在的柵閾值電壓為正且盡量近于0V。接著，在氧化物半導(dǎo)體膜121上形成第二絕緣膜122。第二絕緣膜122通過濺射法、 PCVD法等以5nm以上且3000nm以下的膜厚度形成。作為第二絕緣膜122，可以形成氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜。在本實施方式中，作為一例，使用膜厚度為IOOnm 的氧氮化硅膜。注意，作為第二絕緣膜122，除了形成單層結(jié)構(gòu)以外，還可以形成氧化硅膜、 氮化硅膜、氧氮化硅膜或氮氧化硅膜的兩層?；蛘?，可以采用三層結(jié)構(gòu)。除此之外，作為第二絕緣膜122的一例，可以使用氧化鋁、氧化鎂、氮化鋁、氧化釔、或氧化鉿等金屬化合物來形成。通過使用與第一柵極絕緣膜111相同的材料形成第二絕緣膜122，可以使用相同成膜裝置形成，因此可以謀求實現(xiàn)低成本化。注意，從降低TFT特性的不均勻性的觀點來看，第二絕緣膜122優(yōu)選形成為5nm以上且200nm以下的膜厚度的膜。接著，在第二絕緣膜122上形成第三導(dǎo)電層123(參照圖1C)。第三導(dǎo)電層123通過濺射法、真空蒸鍍法以5nm以上且IOOOnm以下的膜厚度形成。在本實施方式中，作為一例，使用膜厚度為IOOnm的鈦。作為第三導(dǎo)電層123的材料，可以舉出與布線層112相同的導(dǎo)電膜。接著，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、顯影的處理以便形成抗蝕劑掩模。然后使用通過該曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行氧化物半導(dǎo)體膜121、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻(參照圖1D)。注意，在此蝕刻不局限于濕蝕刻，也可以利用干蝕刻。通過使用干蝕刻，可以將氧化物半導(dǎo)體膜121、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的截面加工為具有錐形的形狀。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜 131 (也稱為島狀第一氧化物半導(dǎo)體膜)、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀第二柵極絕緣膜132(也稱為島狀第二絕緣膜)及島狀第二柵極絕緣膜132上的第二柵電極133，并且在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模134(參照圖1D)。注意，第二柵電極133上的抗蝕劑掩模134通過后面執(zhí)行的抗蝕劑去除步驟、清洗步驟等的步驟被去除。島狀氧化物半導(dǎo)體膜 131、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133通過同一個蝕刻步驟而形成，由此如圖ID 所示那樣的它們的端部互相對齊并得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。通過將抗蝕劑掩模134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。注意，本說明書所說明的“島狀”是指通過構(gòu)圖形成的膜的如下形狀，該形狀是不延伸在襯底上來與電連接到外部的端子連接的形狀。作為該島狀膜的一例，有設(shè)置在像素內(nèi)的TFT的半導(dǎo)體層。在圖ID中，在氧化物半導(dǎo)體膜121上按順序形成第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123 之后，通過構(gòu)圖(第三構(gòu)圖)形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133。圖ID所示的制造步驟具有如下優(yōu)點。即，可以減少對島狀氧化物半導(dǎo)體層表面的損傷。當(dāng)去除將氧化物半導(dǎo)體膜構(gòu)圖為島狀氧化物半導(dǎo)體膜時殘留的抗蝕劑掩模時，由于使用抗蝕劑剝離液的處理或灰化處理造成對島狀氧化物半導(dǎo)體膜表面的該損傷。此外，圖ID的截面中的第二柵電極133的寬度優(yōu)選形成為大于島狀氧化物半導(dǎo)體膜131插在布線層112(源電極及漏電極)之間的區(qū)域范圍(space)。通過將第二柵電極133的寬度形成為大于島狀氧化物半導(dǎo)體膜131插在布線層112(源電極及漏電極)之間的區(qū)域范圍，可以提高對于島狀氧化物半導(dǎo)體膜131的遮光效果。通過濺射法形成的h-Ga-ai-Ο類非單晶膜在450nm以下的波長具有光感度。因此，通過設(shè)置用作遮斷波長為 450nm以下的光的遮光層的第二柵電極層133，可以得到減小具有氧化物半導(dǎo)體膜131的薄膜晶體管的電特性的變化的效果，這是很有用的。在去除抗蝕劑掩模134之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此情況，在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行第一 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變能，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。只要在形成第一 In-Ga-Zn-O類非單晶膜之后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。在本實施方式中，因為可以采用由島狀第二柵極絕緣膜132覆蓋島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的結(jié)構(gòu)，所以可以降低熱處理后的第一 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的劣化，這是優(yōu)選的。通過以上步驟制造薄膜晶體管141，并且以覆蓋薄膜晶體管141的方式形成成為層間絕緣層的樹脂層142。然后，對樹脂層142進行第四構(gòu)圖來形成分別達到第二柵電極 133和布線層112的開口部。之后，在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，通過第五構(gòu)圖形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112的像素電極144(參照圖1幻。另外，樹脂層142形成為0. 5 μ m至3 μ m的范圍的厚度。作為用于樹脂層142的材料，可以使用感光性或非感光性的有機材料、例如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、聚酰胺、聚酰亞胺-酰胺、或苯并環(huán)丁烯，或者任何這些材料的疊層等。在此，通過涂布法形成感光性的聚酰亞胺，然后進行曝光、顯影及焙燒處理來形成其表面平坦且其膜厚度為1. 5μπ 的樹脂層 142。通過涂布法形成聚酰亞胺，可以削減步驟數(shù)。另外，樹脂層142還用作阻擋水分或氫等侵入到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131的保護絕緣層。使用第四光掩模在樹脂層142中形成用來電連接引繞布線143和第二柵電極133 的開口部(接觸孔)及電連接像素電極144和布線層112的開口部(接觸孔)。然后，導(dǎo)電材料形成在樹脂層142上及接觸孔中，通過使用第五光掩模進行構(gòu)圖來形成引繞布線143 及像素電極144。引繞布線143是用來將第二柵電極133連接到控制第二柵電極133的電位的布線的布線。因此，作為引繞布線143的結(jié)構(gòu)，既可以是引繞布線143延長到輸入固定電位的端子，又可以是將引繞布線143形成為通過形成達到第一柵電極的接觸孔來電連接第一柵電極和第二柵電極。在將第二柵電極133的電位設(shè)定為與第一柵電極101的電位不同的情況下，不需要形成用來電連接第一柵電極101和第二柵電極133的開口。作為形成引繞布線143及像素電極144的導(dǎo)電材料，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料，如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面，表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、或添加有氧化硅的氧化銦錫等。注意，作為引繞布線143及像素電極144，也可以形成使用與布線層112相同的材料的疊層結(jié)構(gòu)。如上所述那樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法涉及在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極。其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此，可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位， 可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。實施方式2在本實施方式中，參照與實施方式1不同的截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。通過圖2A至2E的步驟形成的結(jié)構(gòu)一部分與圖IA至IE不同。在圖2A至2E中， 使用相同的附圖標(biāo)記來表示除與圖IA至IE相同的部分，并且對其詳細(xì)說明援用前面的實施方式中的說明。圖2A至2E是在圖IB的布線層112上形成成為緩沖層的第二氧化物半導(dǎo)體膜的例子。對圖IA的說明同樣地適用于圖2A。下面說明圖2B所示結(jié)構(gòu)。在第一柵極絕緣膜111上通過濺射法、或真空蒸鍍法形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電層(也稱為第二導(dǎo)電層)，在該導(dǎo)電層上通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜，使用第二光掩模進行構(gòu)圖(第二構(gòu)圖)，以形成成為源電極以及漏電極的布線層 112、氧化物半導(dǎo)體膜113(也稱為第二氧化物半導(dǎo)體膜、低電阻氧化物半導(dǎo)體膜)、電容布線以及端子電極等(參照圖2B)。在本實施方式中，作為成為氧化物半導(dǎo)體膜113的第二氧化物半導(dǎo)體膜，在包含氮氣體的氣氛中通過濺射法使用包含In (銦)、Ga(鎵)及Si (鋅) 的氧化物半導(dǎo)體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1)來形成包含銦、鎵、鋅的氧氮化物膜。該氧氮化物膜通過在后面的步驟中進行熱處理而成為其電阻低于上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的氧化物半導(dǎo)體膜(或第二 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜)。作為低電阻的氧化物半導(dǎo)體膜，優(yōu)選使用簡并的氧化物半導(dǎo)體。簡并的氧化物半導(dǎo)體優(yōu)選具有透光性。作為低電阻的氧化物半導(dǎo)體膜的一例，使用包含氮的h-Ga-ai-Ο類非單晶膜，即^1-Ga-S1-O-N類非單晶膜(也稱為IGZON膜)?；蛘?，也可以使用Ga-Si-O 類非單晶膜或包含氮的Ga-Si-O類非單晶膜，即Ga-Si-O-N類非單晶膜。此外備選地，作為低電阻的氧化物半導(dǎo)體膜，也可以使用Ai-ai-o類非單晶膜或包含氮的Ai-ai-o類非單晶膜，即Al-ai-0-Ν類非單晶膜。注意，包含在Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體或Ga-Si-O-N類氧化物半導(dǎo)體中的鎵優(yōu)選為以上且10wt%以下，并且包含在Al-Zn-O類氧化物半導(dǎo)體或 Al-Zn-O-N類氧化物半導(dǎo)體中的鋁優(yōu)選為Iwt %以上且IOwt %以下。此外備選地，還可以使用包含氮的Si-O-N類非單晶膜或包含氮的Sn-Zn-O-N類非單晶膜。接著，與圖IC同樣，在第一柵極絕緣膜111及氧化物半導(dǎo)體膜113上按順序形成氧化物半導(dǎo)體膜121、第二絕緣膜122及第三導(dǎo)電層123(參照圖2C)。接著，與圖ID同樣，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、 顯影的處理以形成抗蝕劑掩模。然后，使用通過曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行上述氧化物半導(dǎo)體膜113 (第二氧化物半導(dǎo)體膜)、氧化物半導(dǎo)體膜121 (第一氧化物半導(dǎo)體膜)、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻工序(參照圖2D)。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131下的緩沖層135(也稱為低電阻區(qū)、N+區(qū)或η+區(qū))、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀第二柵極絕緣膜132(也稱為第二絕緣膜)，以及島狀第二柵極絕緣膜132上的第二柵電極133。另外，并在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模134 (參照圖2D)。注意，緩沖層135、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133通過同一個蝕刻步驟形成，從而如圖2D所示那樣，它們的端部互相對齊且得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。通過將抗蝕劑掩模134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。在去除抗蝕劑掩模134之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此情況，在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行第一氧化物半導(dǎo)體膜的^-Ga-S1-O類非單晶膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜的 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變能，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。只要在形成第一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜之后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。通過以上步驟制造薄膜晶體管141，然后以覆蓋薄膜晶體管141的方式形成成為層間絕緣層的樹脂層142。與圖IE同樣，使用第四及第五光掩模，覆蓋薄膜晶體管141地形成成為層間絕緣層的樹脂層142，然后對成為層間絕緣層的樹脂層142形成分別達到第二柵電極133和布線層112的開口部，之后，在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112的像素電極144(參照圖 2E)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。因此，與前面的實施方式同樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法涉及在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極，其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此，可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位，可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。實施方式3在本實施方式中，參照與實施方式1、實施方式2不同的截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。通過圖3A至3E所示的步驟形成的結(jié)構(gòu)一部分與圖IA至1E、圖2A至2E不同。在圖3A至3E中，使用相同的附圖標(biāo)記與圖IA至1E、圖2A至2E相同的部分，并且對其詳細(xì)說明援用前面的實施方式中的說明。圖3A至3E是在圖IB的布線層112下形成成為緩沖層的第二氧化物半導(dǎo)體膜的例子。對圖IA的說明同樣地適用于圖3A。下面說明圖:3B所示結(jié)構(gòu)。在第一柵極絕緣膜111上通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜，在該氧化物半導(dǎo)體膜上通過濺射法、或真空蒸鍍法形成由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)電層(也稱為第二導(dǎo)電層)，使用第二光掩模進行構(gòu)圖(第二構(gòu)圖)，以形成包括成為源電極以及漏電極的布線層112的信號線、氧化物半導(dǎo)體膜113(也稱為第二氧化物半導(dǎo)體膜、低電阻氧化物半導(dǎo)體膜、或緩沖層)、電容布線以及端子電極等(參照圖3B)。在本實施方式中，作為成為氧化物半導(dǎo)體膜113的第二氧化物半導(dǎo)體膜，在包含氮氣體的氣氛中通過濺射法使用包含h(銦)、&ι(鎵)及Si(鋅)的氧化物半導(dǎo)體靶材(In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1) 來形成包含銦、鎵、以及鋅的氧氮化物膜。該氧氮化物膜通過在后面的步驟中進行熱處理而成為其電阻低于上述第一氧化物半導(dǎo)體膜的^-Ga-Si-O類非單晶膜的氧化物半導(dǎo)體膜 (或第二 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜)。接著，與圖IC同樣，在第一柵極絕緣膜111及布線層112上按順序形成氧化物半導(dǎo)體膜121 (第一氧化物半導(dǎo)體膜)、第二絕緣膜122及第三導(dǎo)電層123 (參照圖3C)。接著，與圖ID同樣，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、 顯影的處理以形成抗蝕劑掩模。并且，使用通過曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行氧化物半導(dǎo)體膜121、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻工序(參照圖3D)。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀第二柵極絕緣膜132及島狀第二柵極絕緣膜132上的第二柵電極133，并且在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模 134(參照圖3D)。注意，島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極 133通過同一個蝕刻步驟形成，由此如圖3D所示那樣，它們的端部互相對齊并得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。，通過將抗蝕劑掩模134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。在去除抗蝕劑掩模134之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此情況，在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行第一氧化物半導(dǎo)體膜的^-Ga-S1-O類非單晶膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜的 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變能，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。只要在形成第一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜之后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。通過以上步驟制造薄膜晶體管141。然后，與圖IE同樣，使用第四及第五光掩模， 覆蓋薄膜晶體管141地形成成為層間絕緣層的樹脂層142，然后在成為層間絕緣層的樹脂層142中形成開口部，之后在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112的像素電極144(參照圖3E)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。因此，與前面的實施方式同樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極，其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此， 可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位，可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。實施方式4在本實施方式中，參照與實施方式1不同的截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。通過圖4A至4E所示步驟形成的結(jié)構(gòu)一部分與圖IA至IE不同。在圖4A至4E中， 使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖IA至IE相同的部分，并且對其詳細(xì)說明援用前面的實施方式中的說明。
14
圖4A至4E是在圖IB的氧化物半導(dǎo)體膜121和第二絕緣膜122之間形成溝道保護膜的例子。對圖1A、1B的說明同樣地適用于圖4A、4B。在圖4C中，在第一柵極絕緣膜111及布線層112上按順序形成氧化物半導(dǎo)體膜 121、溝道保護膜124、第二絕緣膜122及第三導(dǎo)電層123。在本實施方式中，作為溝道保護膜124的材料的一例，使用無機絕緣材料，或者不局限于無機絕緣材料，使用通過濺射法而得到的非晶半導(dǎo)體膜或其化合物、典型為非晶硅膜。用于溝道保護膜124的非晶硅膜的化合物是指通過濺射法形成的包含硼等P型雜質(zhì)元素的P型非晶硅膜或通過濺射法形成的包含磷等η型雜質(zhì)元素的η型非晶硅膜。尤其是，在將P型非晶硅膜用于溝道保護膜124的情況下，有如下效果降低在截止時的漏電流，并且消除在接觸于P型非晶硅膜地設(shè)置的氧化物半導(dǎo)體膜的背溝道中產(chǎn)生的載流子(電子)。在將非晶硅膜用于溝道保護膜124的情況下，非晶硅膜具有阻擋水分、氫離子、OH-等的功能。此外，非晶硅膜也用作遮斷對氧化物半導(dǎo)體的光的入射的遮光層。在本實施方式中，作為溝道保護膜124，使用通過使用包含硼的靶材的濺射法而得到的包含硼的非晶硅膜。此外，包含硼的非晶硅膜以低功率條件或襯底溫度為低于200°C的條件形成。因為溝道保護膜1 接觸于氧化物半導(dǎo)體膜121地形成，所以優(yōu)選盡量減少在形成溝道保護膜1 時及在蝕刻溝道保護膜IM時的對氧化物半導(dǎo)體膜121的損傷。接著，與圖ID同樣，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、 顯影的處理以形成抗蝕劑掩模。并且，使用通過曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行氧化物半導(dǎo)體膜121、溝道保護膜124、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻工序(參照圖4D)。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131 (也稱為第一島狀氧化物半導(dǎo)體膜)、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀溝道保護膜136、島狀溝道保護膜136上的島狀第二柵極絕緣膜 132(也稱為島狀第二絕緣膜)及島狀第二柵極絕緣膜132上的第二柵電極133，并且在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模134(參照圖4D)。注意，島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀溝道保護膜136、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133通過同一蝕刻步驟形成，由此如圖4D所示那樣，它們的端部互相對齊并得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。通過將抗蝕劑掩模134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。在去除抗蝕劑掩模134之后，與圖ID同樣，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C 至500°C進行熱處理。通過以上步驟制造薄膜晶體管141。之后，與圖IE同樣，使用第四及第五光掩模， 覆蓋薄膜晶體管141地形成成為層間絕緣層的樹脂層142，然后在成為層間絕緣層的樹脂層142中形成接觸孔，之后在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112的像素電極144(參照圖4E)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。因此，與前面的實施方式同樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極，其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此， 可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位，可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的由因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。實施方式5在本實施方式中，參照與實施方式2不同的截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。通過圖5A至5E所示步驟形成的結(jié)構(gòu)一部分與圖2A至2E、圖4A至4E不同。在圖 5A至5E中，使用相同的附圖標(biāo)記表示與圖2A至2E、圖4A至4E相同的部分，并且對其詳細(xì)說明援用前面的實施方式中的說明。圖5A至5E是在圖IB的布線層112上形成成為緩沖層的第二氧化物半導(dǎo)體膜的例子。對圖2A、2B的說明同樣適用于圖5A、5B。與圖4C同樣，在第一柵極絕緣膜111及氧化物半導(dǎo)體膜113上按順序形成氧化物半導(dǎo)體膜121、溝道保護膜124、第二絕緣膜122及第三導(dǎo)電層123(參照圖5C)。接著，與圖2D同樣，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、 顯影的處理以形成抗蝕劑掩模。并且，使用通過曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行上述氧化物半導(dǎo)體膜113 (第二氧化物半導(dǎo)體膜)、氧化物半導(dǎo)體膜121 (第一氧化物半導(dǎo)體膜)、溝道保護膜124、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻工序(參照圖5D)。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131下的緩沖層135(也稱為低電阻區(qū)、N+ 區(qū)或η+區(qū))、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀溝道保護膜136、島狀溝道保護膜136上的第二柵極絕緣膜132，以及島狀第二柵極絕緣膜132上的第二柵電極133，并且在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模134(參照圖5D)。注意，緩沖層135、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀溝道保護膜136、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133通過同一個蝕刻步驟形成， 從而如圖5D所示那樣，它們的端部互相對齊并而得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。通過將抗蝕劑掩模 134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。在去除抗蝕劑掩模134之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至500°C進行熱處理。在此情況，在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行第一氧化物半導(dǎo)體膜的^-Ga-S1-O類非單晶膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜的 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變能，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。只要在形成第一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜之后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。通過以上步驟，制造薄膜晶體管141。之后，與圖2E同樣，使用第四及第五光掩模， 覆蓋薄膜晶體管141地形成成為層間絕緣層的樹脂層142，然后對成為層間絕緣層的樹脂層142形成分別達到第二柵電極133和布線層112的開口部，之后，在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112 的像素電極144(參照圖5E)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。因此，與前面的實施方式同樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法涉及在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極，其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此，可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位，可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。實施方式6在本實施方式中，參照與實施方式3不同的截面圖說明包括如下薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置的制造方法，該薄膜晶體管使用其上下由兩個柵電極夾著的氧化物半導(dǎo)體膜。通過圖6A至6E所示步驟形成的結(jié)構(gòu)一部分與圖3A至3E、圖4A至4E不同。在圖 6A至6E中，使用相同的附圖標(biāo)記來表示與圖3A至3E、圖4A至4E相同部分，并且對其詳細(xì)說明援用前面的實施方式中的說明。圖6A至6E是在圖的布線層112下形成第二 h-Ga-Si-O類非單晶膜的氧化物半導(dǎo)體膜113(也稱為低電阻區(qū)、或緩沖層)的例子。對圖3A、3B的說明同樣適用于圖6A、 6B。與圖4C同樣，在第一柵極絕緣膜111及布線層112上按順序形成氧化物半導(dǎo)體膜 121、溝道保護膜124、第二絕緣膜122及第三導(dǎo)電層123(參照圖6C)。接著，與圖3D同樣，在第三導(dǎo)電層123上形成抗蝕劑，使用第三光掩模進行曝光、 顯影的處理以形成抗蝕劑掩模。之后，使用通過曝光、顯影的處理而得到的抗蝕劑掩模來進行氧化物半導(dǎo)體膜121、溝道保護膜124、第二絕緣膜122、第三導(dǎo)電層123的蝕刻工序(參照圖6D)。由此得到島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀氧化物半導(dǎo)體膜131上的島狀溝道保護膜136、島狀溝道保護膜136上的島狀第二柵極絕緣膜132，以及島狀第二柵極絕緣膜132 上的第二柵電極133，并且在第二柵電極133上殘留抗蝕劑掩模134(參照圖6D)。注意，島狀氧化物半導(dǎo)體膜131、島狀溝道保護膜136、島狀第二柵極絕緣膜132及第二柵電極133 通過同一個蝕刻步驟形成，由此如圖6D所示那樣，它們的端部互相對齊并得到連續(xù)性的結(jié)構(gòu)。通過將抗蝕劑掩模134的截面形成為具有錐形的形狀，可以防止因為臺階形狀而導(dǎo)致的布線的斷開、短路等。另外，在去除抗蝕劑掩模134之后，優(yōu)選以200°C至600°C，典型地以300°C至 500°C進行熱處理。在此情況，在爐中，在包含氧的氮氣氛下以350°C進行一個小時的熱處理。通過該熱處理，進行第一氧化物半導(dǎo)體膜的h-Ga-ai-Ο類非單晶膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜的h-Ga-ai-Ο類非單晶膜的原子級的重新排列。借助于該熱處理而釋放阻礙載流子遷移的應(yīng)變能，所以在此的熱處理(還包括光退火)是重要的。只要在形成第一氧化物半導(dǎo)體膜及第二氧化物半導(dǎo)體膜之后，就對進行熱處理的時序沒有特別的限制。通過以上步驟制造薄膜晶體管141。之后，與圖3E同樣，使用第四及第五光掩模， 覆蓋薄膜晶體管141地形成成為層間絕緣層的樹脂層142，然后在成為層間絕緣層的樹脂層142中形成開口部，之后，在成為層間絕緣層的樹脂層142上形成導(dǎo)電材料，形成連接到第二柵電極133的引繞布線143和連接到布線層112的像素電極144(參照圖6E)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合并實施。因此，與前面的實施方式同樣，本實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法涉及在使用氧化物半導(dǎo)體的溝道形成區(qū)上下配置柵電極，其中即使層疊的層的數(shù)量增加，也不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。因此，可以實現(xiàn)制造工序的縮短化及低成本化。并且，通過使用第二柵電極控制電位，可以控制閾值電壓。在本實施方式中的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，可以在進行氧化物半導(dǎo)體膜的構(gòu)圖之前在氧化物半導(dǎo)體膜上形成第二絕緣膜。因此，可以消除第二絕緣膜的因氧化物半導(dǎo)體膜的膜厚度而導(dǎo)致的臺階形狀。結(jié)果，可以容易減薄第二絕緣膜的膜厚度。從而，通過控制第二柵電極的電位，可以將為薄膜晶體管的閾值電壓的控制而需要的電位設(shè)定為小。實施方式7在本實施方式中，對顯示裝置參照框圖、電路圖、表示各信號等的電位變化的波形圖、俯視圖(布局圖)等進行說明。圖7A示出有源矩陣型液晶顯示裝置的框圖的一例。圖7A所示的液晶顯示裝置在襯底800上包括具有多個具備顯示元件的像素的像素部801 ；控制連接到所述像素的柵電極的掃描線的掃描線驅(qū)動電路802 ；以及控制對被選擇了的像素的視頻信號輸入的信號線驅(qū)動電路803。在每個像素中設(shè)置有圖7B所示的薄膜晶體管804(TFT)。薄膜晶體管804 是由第一控制信號Gl及第二控制信號G2進行h端子和Out端子之間的電流控制的元件。 注意，圖7B所示的薄膜晶體管804的標(biāo)志標(biāo)記上述實施方式1至6中任一個所說明的由四個端子控制的薄膜晶體管，并且下文在其他附圖中使用。注意，這里描述在顯示裝置中形成掃描線驅(qū)動電路802及信號線驅(qū)動電路803的實施方式，但是也可以在IC等半導(dǎo)體裝置上安裝掃描線驅(qū)動電路802的一部分。此外，也可以在IC等半導(dǎo)體裝置上安裝信號線驅(qū)動電路803的一部分。此外還可以是，在襯底800 上設(shè)置多個掃描線驅(qū)動電路802。圖8是說明構(gòu)成顯示裝置的信號輸入端子、掃描線、信號線、包括非線形元件的保護電路及像素部的位置關(guān)系的圖。在具有絕緣表面的襯底820上交叉配置有掃描線823A及控制線82 與信號線824，以構(gòu)成像素部827。像素部827相當(dāng)于圖7所示的像素部801。 注意，也可以采用將控制線82 配置為平行于信號線824的結(jié)構(gòu)。像素部827包括排列成矩陣形狀的多個像素828。像素擬8包括連接到掃描線 823A、控制線82!3B、信號線擬4的像素TFT 829 (也稱為薄膜晶體管)、保持電容部830、像素電極831而構(gòu)成。在這里所示的像素結(jié)構(gòu)中，保持電容部830的一方電極與像素TFTS^連接，保持電容部830的另一方電極與電容線832連接。像素電極831構(gòu)成驅(qū)動顯示元件(液晶元件、 發(fā)光元件、或?qū)Ρ榷让襟w(電子墨)等)的一方電極。顯示元件的另一方電極(也稱為對置電極)連接于公共端子833。公共電位從公共端子供給到顯示裝置的另一方電極。保護電路835設(shè)置在從像素部827延伸設(shè)置的布線和信號線輸入端子822之間。 此外，保護電路835設(shè)置在掃描線驅(qū)動電路802和像素部827之間。在本實施方式中，設(shè)置多個保護電路835，使得當(dāng)對掃描線823A、控制線823B、信號線擬4或電容線832施加浪涌電壓(因靜電等)時不會損壞像素TFT 8 等。為此，保護電路835形成以便當(dāng)施加浪涌電壓時向公共布線釋放電荷。本實施方式表示在信號線輸入端子822附近設(shè)置保護電路835的例子。但是，保護電路835的設(shè)置位置、保護電路835的有無不局限于此。通過將實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管用于圖8的像素TFTS^，有如下優(yōu)點。通過設(shè)置具有由實施方式1至6中任一個所示的制造方法來制造的薄膜晶體管的像素，可以控制薄膜晶體管的閾值電壓且/或增大薄膜晶體管的導(dǎo)通電流而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。
圖9示出表示供給到像素828的信號的電位變化的概略的波形圖，并且說明像素 828的工作。圖9示出連接至一個像素的掃描線823A、控制線823B、信號線擬4及電容線 832中的每一個電位的波形。圖9中，波形Gl概略表示掃描線823A的電位變化；波形G2 概略表示控制線82 的電位變化；波形D概略表示信號線824的電位變化；以及波形COM 概略表示電容線832的電位變化。以橫軸和縱軸分別表示時間和電位來示出這些波形隨時間的變化。注意，波形Gl的高電源電位表示為V1，波形Gl的低電源電位表示為V2，波形G2 的電位表示為V。，波形D的高電源電位表示為Vdi，波形D的低電源電位表示為Vd2，并且波形 COM的電位表示為VOT。如圖示那樣，波形Gl從成為V1然后成為V2到再次成為V1的期間對應(yīng)于一幀周期。此外，如圖示那樣，波形Gl從成為V1到成為V2的期間對應(yīng)于一柵極選擇期間。在圖9中，在一幀周期的一柵極選擇期間，即掃描線823A具有V1期間，像素8 內(nèi)的保持電容部830保持處于Vdi至Vd2的范圍內(nèi)的信號線824的電位。在圖9中，在一幀周期的一柵極選擇期間以外的期間，即掃描線823A具有V2期間，像素828內(nèi)的保持電容部 830保持在一柵極選擇期間的電位輸入，而與Vdi至Vd2的范圍內(nèi)的信號線824的電位無關(guān)。 注意，表示控制線82 的電位變化的概略的波形G2優(yōu)選處于固定電位，該固定電位所處范圍使得控制線82 不造成由掃描線823A進行的像素TFT 829的導(dǎo)通或不導(dǎo)通的控制的錯誤工作。通過將控制線82 的電位Vc設(shè)定為Vd2以下，優(yōu)選為V2至Vd2的范圍內(nèi)，可以避免由掃描線823A進行的像素TFT 829的導(dǎo)通或不導(dǎo)通的控制的錯誤工作。如圖9所示那樣，通過設(shè)置控制線82!3B，并且通過設(shè)置由實施方式1至6中任一個所示的制造方法來制造的像素TFT，可以控制薄膜晶體管的閾值電壓且/或增大薄膜晶體管的導(dǎo)通電流而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。尤其是，通過將控制線82 的波形G2設(shè)定為固定電位，可以得到閾值電壓穩(wěn)定的薄膜晶體管，這是優(yōu)選的。注意，圖9所示的表示供給到像素828的信號的電位變化的概略的波形圖只是一例，也可以與其他驅(qū)動方法組合而使用。作為其一例，也可以使用如下那樣的反轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動方法，該反轉(zhuǎn)驅(qū)動是指每一定期間或每一幀，或者像素與像素之間，根據(jù)公共電極的公共電位，使施加到像素電極的電壓的極性反轉(zhuǎn)。通過進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動，可以抑制圖像的閃爍等的顯示不均勻及顯示元件例如液晶材料的劣化。注意，作為反轉(zhuǎn)驅(qū)動的例子，可以舉出幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動、源極線反轉(zhuǎn)驅(qū)動、柵極線反轉(zhuǎn)驅(qū)動、點反轉(zhuǎn)驅(qū)動等。注意，作為顯示方式，可以使用逐行方式(progressive method)或隔行方式(interlace method)等。此外，也可以采用在像素中設(shè)置多個子像素的結(jié)構(gòu)。圖10A示出圖8所示的像素828的布局圖的一例，圖10B示出沿圖10A中的虛線 A-B切斷的截面。注意，圖10A所示的像素的布局圖示出所謂的條形配置的例子，其中在掃描線823A延伸的方向上排列RGB (R是紅色，G是綠色，并且B是藍(lán)色)的三色的像素。作為像素828的配置方式，還可以采用三角配置或拜爾(Bayer)配置。注意，并不局限于RGB 的三種顏色，也可以使用三種以上的顏色，例如可以采用RGBW(W是白色)，或者對RGB加上黃色、藍(lán)綠色、以及紫紅色等的一種以上顏色而采用。注意，每個色彩單元對應(yīng)的像素中的顯示區(qū)域的面積可以不同。圖10A的像素的電路包括用作成為掃描線823A的布線和電容線832的一方電極的第一導(dǎo)電層1101(第一柵電極層)；形成像素TFTS^的溝道區(qū)的氧化物半導(dǎo)體膜1102 ；用作成為信號線824的布線和電容線832的另一方電極的第二導(dǎo)電層1103 ；用作第二柵電極層的第三導(dǎo)電層1104 ；用作成為控制線82 的布線及像素電極831的第四導(dǎo)電層 1105(也稱為像素電極層)；以及用來獲得第二導(dǎo)電層1103和像素電極831之間的連接及第四導(dǎo)電層和控制線82 之間的連接的開口部1106(也稱為接觸孔)。注意，在圖IOA所示的布局圖中，可以將薄膜晶體管的源區(qū)及漏區(qū)的相對部分形成為U字形或C字形的形狀。此外，也可以將用作柵電極層的第一導(dǎo)電層1101形成為U字形或C字形的形狀。另外，用作第一柵電極的第一導(dǎo)電層1101在溝道長度方向上的寬度大于氧化物半導(dǎo)體膜1102的寬度。另外，用作第二柵電極的第三導(dǎo)電層1104在溝道長度方向上的的寬度小于第一導(dǎo)電層1101的寬度且小于氧化物半導(dǎo)體膜1102的寬度。圖11示出其中像素TFT和掃描線的連接與圖8不同的例子。圖11示出如下例子， 即在實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管中，以夾著氧化物半導(dǎo)體膜的方式設(shè)置的掃描線即第一柵電極101和控制線即第二柵電極133具有相同的電位的例子。注意，在圖 11中，省略對于與圖8相同的部分的說明。圖11是說明構(gòu)成顯示裝置的信號輸入端子、掃描線、信號線、包括非線形元件的保護電路及像素部的位置關(guān)系的圖。圖11和圖8不同之處在于不具有控制線82 且具有對應(yīng)于圖8中的掃描線823A的掃描線823。如圖11所示那樣，通過使用掃描線823控制像素TFT，可以省略控制線，并且可以減少布線數(shù)量及信號線輸入端子822的數(shù)量。圖12示出表示供給到圖11所示的像素8 的信號的電位變化的概略的波形圖， 并且說明圖11中的像素828的工作。圖12示出連接至一個像素的掃描線823、信號線824 及電容線832中的每一個電位的波形。注意，在圖12中，為了明顯地表示與圖9不同的部分，將掃描線823的電位與第一柵電極的電位和第二柵電極的電位分開來表示，該第一柵電極和第二柵電極設(shè)置為夾著薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體膜。圖12中，波形Gl概略表示第一柵電極101的電位變化；波形G2概略表示第二柵電極133的電位變化；波形D概略表示信號線824的電位變化；以及波形COM概略表示電容線832的電位變化。以橫軸和縱軸分別表示時間和電位來示出這些波形隨時間的變化。注意，波形Gl及G2的高電源電位表示為V1，波形Gl及G2的低電源電位表示為V2，波形D的高電源電位表示為Vdi，波形D的低電源電位表示為Vd2，并且波形COM的電位表示為VOT。如圖示那樣，波形Gl從成為V1然后成為V2到再次成為V1的期間對應(yīng)于一幀周期。此外，如圖示那樣，波形Gl從成為V1到成為V2的期間對應(yīng)于一柵極選擇期間。在圖12中，在一幀周期的一柵極選擇期間，即波形Gl及G2具有V1期間，像素8 內(nèi)的保持電容部830保持處于Vdi至Vd2的范圍內(nèi)的信號線824的電位。在圖12中，在一幀周期的一柵極選擇期間以外的期間，即波形Gl及G2具有V2期間，像素828內(nèi)的保持電容部830保持一柵極選擇期間的電位輸入，而與Vdi至Vd2的范圍內(nèi)的信號線擬4的電位無關(guān)。 注意，在圖12中，波形Gl及G2具有相同的電位，但是為了明顯地表示而分開來表示。如圖12所示那樣，通過采用波形Gl及G2具有相同電位的方式來驅(qū)動像素TFT 829，可以增大成為像素TFTS^的溝道的區(qū)域，而增大流過像素TFTS^的電流量，因此可以實現(xiàn)顯示元件的高速響應(yīng)。注意，圖12所示的表示電位變化的概略的波形圖與圖9同樣只是一例，也可以與其他驅(qū)動方法組合而使用。作為其一例，也可以使用如下那樣的反轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動方法，該反轉(zhuǎn)驅(qū)動是指每一定期間或每一幀，或者像素與像素之間，根據(jù)公共電極的公共電位，使施加到像素電極的電壓的極性反轉(zhuǎn)。通過進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動，可以抑制圖像的閃爍等的顯示不均勻及顯示元件例如液晶材料的劣化。注意，作為反轉(zhuǎn)驅(qū)動的例子，可以舉出幀反轉(zhuǎn)驅(qū)動、源極線反轉(zhuǎn)驅(qū)動、柵極線反轉(zhuǎn)驅(qū)動、點反轉(zhuǎn)驅(qū)動等。注意，作為顯示方式，可以使用逐行方式 (progressive method)或隔行方式(interlace method)等。此外，也可以采用在像素中設(shè)置多個子像素的結(jié)構(gòu)。圖13示出圖11所示的像素828的布局圖的一例。注意，圖13所示的像素的布局圖示出所謂的條形配置的例子，其中在掃描線823延伸的方向上排列RGB(R 是紅色，G是綠色，并且B是藍(lán)色)的三色的像素。作為像素828的配置方式，還可以采用三角配置或拜爾(Bayer)配置。注意，并不局限于RGB的三種顏色，也可以使用三種以上的顏色，例如可以采用RGBW(W是白色)，或者對RGB加上黃色、藍(lán)綠色、紫紅色等的一種以上顏色而采用。注意，RGB中每個色彩單元對應(yīng)的像素中的顯示區(qū)域的面積可以不同。沿圖13 中的虛線A-B切斷的截面與圖IOB的截面相同。圖13的像素的電路示出包括用作成為掃描線823的布線及電容線832的一方電極的第一導(dǎo)電層1101(第一柵電極層)；形成像素TFTS^的溝道區(qū)的氧化物半導(dǎo)體膜 1102 ；用作成為信號線824的布線及電容線832的另一方電極的第二導(dǎo)電層1103 ；用作第二柵電極層的第三導(dǎo)電層1104;用作連接到第一導(dǎo)電層1101的布線及像素電極831的第四導(dǎo)電層1105 ；以及用來獲得第二導(dǎo)電層1103和像素電極831之間的連接或第一導(dǎo)電層 1101和第四導(dǎo)電層1105之間的連接的開口部1106(也稱為接觸孔)。注意，在圖13所示的布局圖中，也可以將薄膜晶體管的源區(qū)及漏區(qū)的相對部分形成為U字形或C字形的形狀。此外，也可以將用作柵電極層的第一導(dǎo)電層1101形成為U字形或C字形的形狀。另外，在圖13中，用作第一柵電極層的第一導(dǎo)電層1101在溝道長度方向上的寬度大于氧化物半導(dǎo)體膜1102的寬度。此外，用作第二柵電極的第三導(dǎo)電層1104的在溝道長方向上的寬度小于第一導(dǎo)電層1101的寬度且大于氧化物半導(dǎo)體膜1102的寬度。如上說明那樣，通過設(shè)置具有由實施方式1至6中任一個所示的制造方法來制造的薄膜晶體管的像素，可以控制薄膜晶體管的閾值電壓且/或增大薄膜晶體管的導(dǎo)通電流而不導(dǎo)致工序數(shù)量的增加。注意，在本實施方式中，每個附圖所示的內(nèi)容可以與其他實施方式所示的內(nèi)容自由地進行適當(dāng)?shù)慕M合或用其來替換等。實施方式8在本實施方式中，作為具有上述實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管的顯示裝置，示出發(fā)光顯示裝置的一例。在此，示出利用電致發(fā)光的發(fā)光元件作為顯示裝置所具有的顯示元件。對利用電致發(fā)光的發(fā)光元件根據(jù)其發(fā)光材料是有機化合物還是無機化合物進行區(qū)別，前者被稱為有機EL元件，而后者被稱為無機EL元件。在有機EL元件中，通過對發(fā)光元件施加電壓，電子及空穴從一對電極分別注入到包含發(fā)光有機化合物的層，以產(chǎn)生電流。通過使這些載流子(電子及空穴)重新結(jié)合，發(fā)光有機化合物被激發(fā)，并且發(fā)光有機化合物從激發(fā)態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時，得到發(fā)光。根據(jù)這種機理，這種發(fā)光元件被稱為電流激發(fā)型發(fā)光元件。根據(jù)其元件的結(jié)構(gòu)，將無機EL元件分類為分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。分散型無機EL元件包括其中在粘合劑中分散有發(fā)光材料的微粒的發(fā)光層，并且其發(fā)光機理是利用供體能級和受體能級的供體-受體重新結(jié)合型發(fā)光。薄膜型無機EL元件具有其中由電介質(zhì)層夾住發(fā)光層并還利用電極夾住該夾住發(fā)光層的電介質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，并且其發(fā)光機理是利用金屬離子的內(nèi)層電子躍遷的定域型發(fā)光。注意，在此使用有機EL元件作為發(fā)光元件而進行說明。圖14示出具有上述實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管的發(fā)光顯示裝置的像素的一例。對于發(fā)光顯示裝置所具有的像素的結(jié)構(gòu)及像素的工作進行說明。這里示出在一個像素中使用兩個η溝道型薄膜晶體管的例子，其中將氧化物半導(dǎo)體膜(典型的是 h-Ga-ai-Ο類非單晶膜)用于溝道形成區(qū)。像素6400包括開關(guān)晶體管6401 (也稱為第一晶體管)、驅(qū)動晶體管6402 (也稱為第二晶體管)、發(fā)光元件6404及電容元件6403。在開關(guān)晶體管6401中，第一柵電極與掃描線6406A連接，第二柵電極與控制線6406B連接，第一電極(源電極層及漏電極層中的一方)與信號線6405連接，第二電極(源電極層及漏電極層中的另一方)與驅(qū)動晶體管6402 的第一柵電極連接。在驅(qū)動晶體管6402中，第一柵電極通過電容元件6403與電源線6407 連接，第二柵電極與控制線6406B連接，第一電極與電源線6407連接，第二電極與發(fā)光元件 6404的第一電極(像素電極)連接。發(fā)光元件6404的第二電極相當(dāng)于公共電極6408。公共電極6408與形成在同一襯底上的公共電位線電連接，并且將該連接部分用作公共連接部，即可。將發(fā)光元件6404的第二電極(公共電極6408)設(shè)定為低電源電位。注意，低電源電位是指以設(shè)定于電源線6407的高電源電位為基準(zhǔn)滿足低電源電位低于高電源電位(低電源電位<高電源電位)的電位，并且作為低電源電位例如可以采用GND、或OV等。將該高電源電位與低電源電位的電位差施加到發(fā)光元件6404，對發(fā)光元件6404供應(yīng)電流以使發(fā)光元件6404發(fā)光，而以高電源電位與低電源電位的電位差為發(fā)光元件6404的正向閾值電壓以上的方式來分別設(shè)定高電源電位和低電源電位，以便使得發(fā)光元件6404發(fā)光。注意，還可以使用驅(qū)動晶體管6402的柵極電容代替電容元件6403而省略電容元件6403?？梢栽跍系绤^(qū)與柵電極之間形成驅(qū)動晶體管6402的柵極電容。當(dāng)進行模擬灰度驅(qū)動時，對驅(qū)動晶體管6402的柵極施加發(fā)光元件6404的正向電壓+驅(qū)動晶體管6402的閾值電壓的和以上的電壓。發(fā)光元件6404的正向電壓是指在得到所希望的亮度時的電壓，至少包括正向閾值電壓。通過輸入使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū)中工作的視頻信號，可以在發(fā)光元件6404中供應(yīng)電流。為了使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū)中工作，而將電源線6407的電位設(shè)定為高于驅(qū)動晶體管6402的柵極電位。通過使用模擬視頻信號，可以在發(fā)光元件6404中流過根據(jù)視頻信號的電流，而進行模擬灰度驅(qū)動。如圖14所示那樣，通過設(shè)置控制線6406B，與實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管同樣，可以控制開關(guān)晶體管6401及驅(qū)動晶體管6402的閾值電壓。尤其是，在驅(qū)動晶體管6402中，以使驅(qū)動晶體管6402在飽和區(qū)中工作的方式輸入視頻信號。因此，通過由控制線6406B的電位控制閾值電壓，可以減小因為閾值電壓的偏移而導(dǎo)致的輸入的視頻信號和發(fā)光元件的亮度之間的偏離。結(jié)果，可以實現(xiàn)顯示裝置的顯示質(zhì)量的提高。注意，開關(guān)晶體管6401用作開關(guān)，第二柵極的電位并不總是需要由控制線6406B 控制。
注意，不局限于圖14所示的像素結(jié)構(gòu)。例如，還可以對圖14所示的像素加上開關(guān)、 電阻元件、電容元件、晶體管或邏輯電路等。當(dāng)進行數(shù)字灰度驅(qū)動而代替模擬灰度驅(qū)動時，對驅(qū)動晶體管6402的柵極輸入使驅(qū)動晶體管6402充分導(dǎo)通或截止的視頻信號。就是說，使驅(qū)動晶體管6402在線性區(qū)中工作。由于使驅(qū)動晶體管6402在線性區(qū)中工作，因此將比電源線6407的電壓高的電壓施加到驅(qū)動晶體管6402的柵極。注意，對信號線6405施加電源線電壓+驅(qū)動晶體管6402的Vth 之和以上的電壓。這樣，可以采用與圖14相同的像素結(jié)構(gòu)。接著，參照圖15A至15C而說明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在此，以驅(qū)動TFT是η型的情況為例子來說明像素的截面結(jié)構(gòu)?？梢圆捎门c實施方式1所示的薄膜晶體管141類似的形成方法來形成分別用于圖15Α至15C的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動TFT的薄膜晶體管7001、7011、 7021，這些薄膜晶體管是將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管。為了從發(fā)光元件取出光，發(fā)光元件的陽極及陰極的至少一方需要透光。在襯底上形成薄膜晶體管及發(fā)光元件，并且有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，即從與襯底相反的面取出發(fā)光的頂部發(fā)射、從襯底側(cè)的面取出發(fā)光的底部發(fā)射及從襯底側(cè)及與襯底相反的面取出發(fā)光的雙面發(fā)射。像素結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于具有上述任何發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。參照圖15Α說明頂部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖15Α示出將通過實施方式1所示的薄膜晶體管的制造方法形成的薄膜晶體管 7001用作配置在像素中的驅(qū)動TFT，并且從與薄膜晶體管7001電連接的發(fā)光元件7002發(fā)射的光穿過陽極7005的情況下的像素的截面圖。薄膜晶體管7001由層間絕緣層7017覆蓋，在該層間絕緣層7017上具有引繞布線7009。薄膜晶體管7001中，作為氧化物半導(dǎo)體膜，使用h-Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體。在圖15A中，發(fā)光元件7002的陰極7003和驅(qū)動薄膜晶體管7001電連接，并且在陰極7003上按順序?qū)盈B有發(fā)光層7004、陽極7005。至于陰極7003，使用各種材料形成，只要是功函數(shù)低并且反射光的導(dǎo)電材料即可。例如，優(yōu)選使用 Ca、Al、MgAg、或 AlLi 等。此外，在圖15A中，使用與陰極7003相同的材料形成引繞布線7009，其與氧化物半導(dǎo)體膜重疊，以對氧化物半導(dǎo)體膜進行遮光。由連接到引繞布線7009的第二柵電極的電位可以控制薄膜晶體管7001的閾值。通過將相同的材料用于陰極7003和引繞布線7009，可以減少步驟數(shù)量。此外，設(shè)置由絕緣材料構(gòu)成的分隔件7006，以便防止引繞布線7009和陰極7003的短路。以重疊于該分隔件7006的一部分和陰極的暴露部分的的雙方方式設(shè)置發(fā)光層7004。發(fā)光層7004可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。在由多層構(gòu)成發(fā)光層7004時，在陰極 7003上按順序?qū)盈B電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層以及空穴注入層來形成發(fā)光層7004。注意，不一定形成所有這些層。使用具有透光性的導(dǎo)電材料、例如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫 (下面，表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、或添加有氧化硅的氧化銦錫等形成陽極7005。由陰極7003及陽極7005夾著發(fā)光層7004的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7002。在圖15A 所示的像素中，從發(fā)光元件7002發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7005側(cè)。接著，參照圖15B說明底部發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖15B示出將通過實施方式1所示的薄膜晶體管的制造方法形成的薄膜晶體管7011用作配置在像素中的驅(qū)動TFT，并且從與驅(qū)動薄膜晶體管7011電連接的發(fā)光元件7012發(fā)射的光發(fā)射穿過陰極7013的情況下的像素的截面圖。薄膜晶體管7011由層間絕緣層7017覆蓋，在該層間絕緣層7017上具有引繞布線7019。在薄膜晶體管7011中，作為氧化物半導(dǎo)體膜使用^-Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體。在圖15B中，在與薄膜晶體管7011電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜7010上形成發(fā)光元件7012的陰極7013，在陰極7013上按順序?qū)盈B發(fā)光層7014、以及陽極7015。在陽極7015 具有透光性的情況下，可以以覆蓋陽極上的方式形成有用來反射光或遮光的擋光膜7016。 與圖15A的情況同樣，至于陰極7013，只要是功函數(shù)低的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。 陰極7013膜厚度形成為透過光的程度(優(yōu)選為5nm至30nm左右)。例如，可以將膜厚度為20nm的鋁膜用作陰極7013。而且，與圖15A同樣，發(fā)光層7014可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。陽極7015不需要透過光，但是可以與圖15A同樣地使用具有透光性的導(dǎo)電材料來形成。并且，雖然擋光膜7016例如可以使用反射光的金屬等，但是不局限于金屬膜。例如，也可以使用添加有黑色的顏料的樹脂等。在圖15B中，使用與具有透光性的導(dǎo)電膜7010相同的具有透光性的導(dǎo)電材料形成的引繞布線7019與氧化物半導(dǎo)體膜重疊。在本實施方式中，作為引繞布線7019的材料，使用包含SiOx的氧化銦錫。由連接到引繞布線7019的第二柵電極控制薄膜晶體管7011的閾值。通過將相同的材料用于具有透光性的導(dǎo)電膜7010和引繞布線7019，可以減少步驟數(shù)量。薄膜晶體管7011的氧化物半導(dǎo)體膜由形成在引繞布線7019下方的第二柵電極遮光。由陰極7013及陽極7015夾著發(fā)光層7014的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7012。在圖15B 所示的像素中，從發(fā)光元件7012發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陰極7013側(cè)。接著，參照圖15C說明雙面發(fā)射結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖15C是將通過實施方式1所示的薄膜晶體管的制造方法形成的薄膜晶體管7021用作配置在像素中的驅(qū)動TFT，并且從與薄膜晶體管7021電連接的發(fā)光元件7022發(fā)射的光穿過陽極7025和陰極7023雙方的情況下的像素的截面圖。薄膜晶體管7021由層間絕緣層7017覆蓋，在該層間絕緣層7017上具有引繞布線7(^9。在薄膜晶體管7021中，作為氧化物半導(dǎo)體膜使用h-Ga-ai-O類氧化物半導(dǎo)體。此外，在與薄膜晶體管7021電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜70 上形成有發(fā)光元件7022的陰極7023，并且在陰極7023上按順序設(shè)置有發(fā)光層70 、陽極7025。與圖15A 的情況同樣，至于陰極7023，只要是功函數(shù)低的導(dǎo)電材料，就可以使用各種材料。但是，陰極7023膜厚度形成為透過光的程度。例如，可以將膜厚度為20nm的Al膜用作陰極7023。 而且，與圖15A同樣，發(fā)光層70M可以由單層或多層的疊層構(gòu)成。陽極7025可以與圖15A 同樣地使用透光性的導(dǎo)電材料來形成。陰極7023、發(fā)光層70M及陽極7025重疊的區(qū)域相當(dāng)于發(fā)光元件7022。在圖15C 所示的像素中，從發(fā)光元件7022發(fā)射的光如箭頭所示那樣發(fā)射到陽極7025側(cè)和陰極7023 側(cè)的雙方。此外，在圖15C中，引繞布線70 與氧化物半導(dǎo)體膜重疊。作為引繞布線70 的材料，優(yōu)選使用具有透光性的導(dǎo)電材料如鈦、氮化鈦、鋁、鎢等。在本實施方式中，使用Ti膜作為引繞布線7(^9。由連接到引繞布線70 的第二柵電極控制薄膜晶體管7021的閾值。 薄膜晶體管7021的氧化物半導(dǎo)體膜由引繞布線70 遮光。與薄膜晶體管7021電連接的具有透光性的導(dǎo)電膜70 使用與引繞布線70 相同的Ti膜形成。
注意，雖然在此描述了有機EL元件作為發(fā)光元件，但是也可以設(shè)置無機EL元件作為發(fā)光元件。雖然在本實施方式中示出控制發(fā)光元件的驅(qū)動的薄膜晶體管(驅(qū)動TFT)和發(fā)光元件電連接的例子，但是也可以采用在驅(qū)動TFT和發(fā)光元件之間連接有電流控制TFT的結(jié)構(gòu)。接著，參照圖16A和16B說明相當(dāng)于根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一種實施方式的發(fā)光顯示面板(也稱為發(fā)光面板)的外觀及截面。圖16A是一種面板的俯視圖，其中利用密封劑將形成在第一襯底上的薄膜晶體管及發(fā)光元件密封在第一襯底與第二襯底之間。圖 16B相當(dāng)于沿著圖16A中的線H-I的截面圖。以圍繞設(shè)置在第一襯底4500上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、450 及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b的方式設(shè)置有密封劑4505。此外，在像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、450;3b及掃描線驅(qū)動電路45(Ma、4504b上設(shè)置有第二襯底4506。因此，像素部 4502、信號線驅(qū)動電路4503a、450;3b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b與填料4507 —起由第一襯底4500、密封劑4505及第二襯底4506密封。像這樣，為了使面板不暴露于大氣，而優(yōu)選由氣密性高且漏氣少的保護薄膜(例如貼合膜、或紫外線固化樹脂膜等)或覆蓋材料封裝(密封)面板。設(shè)置在第一襯底4500上的像素部4502、信號線驅(qū)動電路4503a、450 及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b分別包括多個薄膜晶體管。在圖16B中，例示包括在像素部4502中的薄膜晶體管4510和包括在信號線驅(qū)動電路4503a中的薄膜晶體管4509。作為一例，薄膜晶體管4509、4510使用h-Ga-Si-O類氧化物半導(dǎo)體。在本實施方式中，薄膜晶體管4509、4510是η溝道型薄膜晶體管。薄膜晶體管4509、4510由與氧化物半導(dǎo)體膜接觸的層間絕緣層4508覆蓋。注意，也可以采用使用由氮化硅膜構(gòu)成的保護絕緣層覆蓋層間絕緣層4508的上面及側(cè)面的結(jié)構(gòu)。在薄膜晶體管4509上方設(shè)置用作引繞布線的導(dǎo)電層4522。此外，也在薄膜晶體管4510上方設(shè)置用作引繞布線的導(dǎo)電層4521。導(dǎo)電層4521及導(dǎo)電層4522作為引繞布線連接到薄膜晶體管的第二柵電極，以進行薄膜晶體管的閾值控制。在作為導(dǎo)電層4522使用遮光性的導(dǎo)電膜的情況下，可以屏蔽光射到薄膜晶體管 4509的氧化物半導(dǎo)體膜。在使用具有遮光性的材料形成用作連接到第二柵電極的引繞布線的導(dǎo)電層4522的情況下，可以得到防止因氧化物半導(dǎo)體的光敏度而導(dǎo)致的薄膜晶體管的電特性變動來實現(xiàn)電特性穩(wěn)定化的效果。導(dǎo)電層4521的寬度可以與導(dǎo)電層4522的寬度不同。導(dǎo)電層4521的寬度小于薄膜晶體管4510的柵電極的寬度。通過將導(dǎo)電層4521的寬度小于薄膜晶體管4510的柵電極的寬度，可以減小其中導(dǎo)電層4521與布線層重疊的面積來降低寄生電容。如圖16Β所示那樣，通過將導(dǎo)電層4521和導(dǎo)電層4522的寬度選擇性地設(shè)定為不同，可以使用第二柵電極進行遮光，并且可以提高對薄膜晶體管進行遮光的效果。此外，附圖標(biāo)記4511指示發(fā)光元件，并且發(fā)光元件4511所具有的作為像素電極的第一電極層4517與薄膜晶體管4510的源電極層或漏電極層電連接。注意，雖然發(fā)光元件 4511的結(jié)構(gòu)為由第一電極層4517、電致發(fā)光層4512及第二電極層4513構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)， 但是不局限于該結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)從發(fā)光元件4511取出的光的方向等而適當(dāng)?shù)馗淖儼l(fā)光元件4511的結(jié)構(gòu)。分隔件4520使用有機樹脂膜、無機絕緣膜或有機聚硅氧烷而形成。特別優(yōu)選的是，以如下條件形成分隔件4520 使用感光性的材料，并在第一電極層4517上形成開口，并且使該開口的側(cè)壁成為具有連續(xù)曲率的傾斜面。電致發(fā)光層4512既可以由單層構(gòu)成，又可以由多層的疊層構(gòu)成。為了不使氧、氫、水分、二氧化碳等侵入到發(fā)光元件4511，而可以在第二電極層 4513及分隔件4520上形成保護膜?？梢孕纬傻枘?、氮氧化硅膜、DLC膜等作為保護膜。此外，供給到信號線驅(qū)動電路4503a、4503b、掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b、或像素部4502的各種信號及電位是從FPC 4518a、4518b供給的。在本實施方式中，連接端子電極4515由與發(fā)光元件4511所具有的第一電極層 4517相同的導(dǎo)電膜形成，并且端子電極4516由與薄膜晶體管4509、4510所具有的源電極層及漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4515通過各向異性導(dǎo)電膜4519電連接到FPC 4518a所具有的端子。位于取出來自發(fā)光元件4511的光的方向上的第二襯底需要具有透光性。在此情況下，使用如玻璃板、塑料板、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜等的具有透光性的材料。作為填料4507，除了氮、氬等的惰性氣體之外，還可以使用紫外線固化樹脂或熱固化樹脂。例如可以使用PVC(聚氯乙烯)、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂、 PVB (聚乙烯醇縮丁醛)、或EVA (乙烯-醋酸乙烯酯)。在本實施方式中，作為填料，使用氮。另外，若有需要，則也可以在發(fā)光元件的發(fā)光面上適當(dāng)?shù)卦O(shè)置諸如偏振片、圓偏振片(包括橢圓偏振片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、或濾色片等的光學(xué)膜。另外，也可以在偏振片或圓偏振片上設(shè)置抗反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理可以利用表面的凹凸來擴散反射光并降低眩光。信號線驅(qū)動電路4503a、450;3b及掃描線驅(qū)動電路4504a、4504b也可以作為在另行準(zhǔn)備的襯底上由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的驅(qū)動電路而安裝?；蛘?，也可以另行僅形成信號線驅(qū)動電路或其一部分、或者掃描線驅(qū)動電路或其一部分而安裝。本實施方式不局限于圖16A和16B的結(jié)構(gòu)。通過上述工序，可以制造作為半導(dǎo)體裝置的可靠性高的發(fā)光顯示裝置(顯示面板)。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實施。實施方式9通過制造使用實施方式1至6中任一個所示的氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管，并將該薄膜晶體管用于驅(qū)動電路及像素部，可以制造具有顯示功能的液晶顯示裝置。此外，也可以將驅(qū)動電路的一部分或全部形成在與像素部同一襯底上(使用薄膜晶體管)來形成系統(tǒng)型面板(system-on-panel)。液晶顯示裝置包括作為顯示元件的液晶元件(也稱為液晶顯示元件)。此外，液晶顯示裝置包括密封有顯示元件的面板和其中在該面板安裝有包括控制器的IC等的模塊。本發(fā)明一種實施方式還涉及一種元件襯底，其相當(dāng)于在制造該液晶顯示裝置的過程中在顯示元件完成之前的一種方式。該元件襯底設(shè)置有對多個像素中的顯示元件供應(yīng)電流的單元。具體而言，元件襯底既可以是只形成有顯示元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是形成成為像素電極的導(dǎo)電膜之后且在蝕刻導(dǎo)電膜形成像素電極之前的狀態(tài)，或其他任何狀態(tài)。注意，本說明書中的液晶顯示裝置是指圖像顯示器件、顯示器件、或光源(包括照明裝置)。此外，液晶顯示裝置包括以下類別的模塊中任意模塊附連有連接器、諸如 FPC (Flexible Printed Circuit ；柔性印刷電路)、TAB (Tape Automated Bonding;載帶自動鍵合)膠帶或TCP (Tape Carrier Package ；載帶封裝)的模塊；將印刷線路板設(shè)置于TAB 膠帶或TCP的端部的模塊；通過C0G(Chip On Glass ；玻璃上芯片)方式將IC(集成電路) 直接安裝到具有顯示元件的襯底上的模塊。參照圖17A1、17A2以及17B說明相當(dāng)于液晶顯示裝置的一種實施方式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖17A1和17A2是面板的俯視圖，其中利用密封劑4005將液晶元件 4013密封在第一襯底4001與第二襯底4006之間。圖17B相當(dāng)于沿著圖17A1和17A2的線 M-N的截面圖。以圍繞設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004的方式設(shè)置有密封劑4005。在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004上設(shè)置有第二襯底4006。因此， 像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與液晶層4008 —起由第一襯底4001、密封劑4005及第二襯底4006密封。在本實施方式中，對液晶層4008沒有特別的限制，可以使用顯示藍(lán)相的液晶材料。從未施加電壓狀態(tài)到施加電壓狀態(tài)，顯示藍(lán)相的液晶材料的響應(yīng)時間短，即為 Imsec以下，可以實現(xiàn)短時間響應(yīng)。作為呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶材料包括液晶及手性試劑。手性試劑用于使液晶取向為螺旋結(jié)構(gòu)并顯示出藍(lán)相。例如，將混合有5wt%以上的手性試劑的液晶材料可以用于液晶層。液晶使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、鐵電性液晶、反鐵電性液晶等。在圖17A1中，在與第一襯底4001上的由密封劑4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域安裝有信號線驅(qū)動電路4003，該信號線驅(qū)動電路4003使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成在另行準(zhǔn)備的襯底上。相反，圖17A2是將信號線驅(qū)動電路的一部分形成在第一襯底4001 上的例子，其中，在第一襯底4001上形成信號線驅(qū)動電路4003b，并且在另行準(zhǔn)備的襯底上安裝有由單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜形成的信號線驅(qū)動電路4003a。注意，對另行形成的驅(qū)動電路的連接方法沒有特別的限制，而可以采用COG方法、 引線鍵合方法或TAB方法等。圖17A1是通過COG方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子， 并且圖17A2是通過TAB方法安裝信號線驅(qū)動電路4003的例子。設(shè)置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004均包括多個薄膜晶體管。在圖17B中例示作為基底膜的絕緣膜4007上的像素部4002所包括的薄膜晶體管 4010和掃描線驅(qū)動電路4004所包括的薄膜晶體管4011。在薄膜晶體管4010、4011上設(shè)置有層間絕緣層4021。作為薄膜晶體管4010、4011，可以采用實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管。在本實施方式中，薄膜晶體管4010、4011是將氧化物半導(dǎo)體膜用于溝道形成區(qū)的η溝道型薄膜晶體管。薄膜晶體管4010、4011由層間絕緣層4021覆蓋。層間絕緣層4021設(shè)置為接觸于薄膜晶體管4010、4011的氧化物半導(dǎo)體膜及第一柵極絕緣膜4020上。作為用作平坦化絕緣膜的層間絕緣層4021，可以使用具有耐熱性的有機材料、如聚酰亞胺、丙烯酸樹脂、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺或環(huán)氧樹脂等。除了上述有機材料之外，還可以使用低介電常數(shù)材料(low-k材料)、硅氧烷類樹脂、PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃) 等?？梢酝ㄟ^層疊多個由這些材料形成的絕緣膜，來形成層間絕緣層。層間絕緣層4021是透光性樹脂層，在本實施方式中使用感光聚酰亞胺樹脂。對具有層疊結(jié)構(gòu)的絕緣層的形成方法沒有特別的限制，而可以根據(jù)其材料利用濺射法、SOG法、旋涂、浸漬、噴涂、液滴噴射法(噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或膠版印刷等)、刮刀、輥涂、幕涂、刮刀涂布等。此外，在與薄膜晶體管4011的氧化物半導(dǎo)體膜重疊的位置的層間絕緣層4021上形成連接到第二柵電極的引繞布線仙觀。此外，在與薄膜晶體管4010的氧化物半導(dǎo)體膜重疊的位置的層間絕緣層4021上形成連接到第二柵電極的引繞布線仙四。在第一襯底4001上設(shè)置像素電極層4030及公共電極層4031，并且像素電極層 4030與薄膜晶體管4010電連接。引繞布線4(^8、40四可以具有與公共電極層4031相同的電位。引繞布線4(^8、40四可以通過與公共電極層4031相同的步驟形成。此外，引繞布線40觀、4029當(dāng)使用遮光性導(dǎo)電膜形成時，它們可以還用作對薄膜晶體管4010、4011的氧化物半導(dǎo)體膜進行遮光的遮光層。或者，引繞布線40觀、40四可以具有與公共電極層4031不同的電位。在此情況下，設(shè)置與引繞布線40觀、4029電連接的控制線，通過控制線的電位進行薄膜晶體管4010、 4011的閾值電壓的控制。液晶元件4013包括像素電極層4030、公共電極層4031及液晶層4008。在本實施方式中，使用通過產(chǎn)生大致平行于襯底(即，水平方向)的電場來在平行于襯底的面內(nèi)移動液晶分子以控制灰度的方式。作為這種方式，可以應(yīng)用在IPSan Plane Switching ；平面內(nèi)切換)模式中使用的電極結(jié)構(gòu)、或在FFS(Fringe Field Switching ；邊緣場切換)模式中使用的電極結(jié)構(gòu)。注意，在第一襯底4001、第二襯底4006的外側(cè)分別設(shè)置有偏振片4032、 4033。作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用具有透光性的玻璃、塑料等。作為塑料，可以使用FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics ；纖維玻璃增強塑料)板、PVF(聚氟乙烯)膜、聚酯膜或丙烯酸樹脂膜。此外，還可以使用具有由PVF膜或聚酯膜夾有鋁箔的結(jié)構(gòu)的片材(sheet)。附圖標(biāo)記4035表示通過對絕緣膜選擇性地進行蝕刻而得到的柱狀間隔物，并且它是為控制液晶層4008的膜厚度(單元間隙)而設(shè)置的。另外，也可以使用球狀間隔物。 柱狀間隔物4035配置在與引繞布線40 重疊的位置上。雖然在圖17A1、17A2以及17B的液晶顯示裝置中示出在襯底的外側(cè)(觀看側(cè))設(shè)置偏振片的例子，但是也可以在襯底的內(nèi)側(cè)設(shè)置偏振片。根據(jù)偏振片的材料及制造工序條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定設(shè)置偏振片的位置。另外，也可以設(shè)置用作黑矩陣的遮光層。在圖17A1、17A2以及17B中，以覆蓋薄膜晶體管4010、4011的方式在第二襯底 4006側(cè)設(shè)置遮光層4034。通過設(shè)置遮光層4034，可以進一步提高對比度、薄膜晶體管的穩(wěn)定化的效果。通過設(shè)置遮光層4034，可以降低入射到薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體膜的光的強度，因此可以穩(wěn)定薄膜晶體管的電特性以及防止薄膜晶體管的電特性因氧化物半導(dǎo)體的光敏度而導(dǎo)致變動。作為像素電極層4030、公共電極層4031及引繞布線40觀、4029，可以使用具有透光性的導(dǎo)電材料、諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化銦鋅、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化銦錫、氧化銦錫(下面表示為ΙΤ0)、氧化銦鋅、或添加有氧化硅的氧化銦錫等。還可以使用包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組成物來形成像素電極層4030、公共電極層4031及引繞布線40觀、4029。此外，供給到另行形成的信號線驅(qū)動電路4003、掃描線驅(qū)動電路4004或像素部 4002的各種信號及電位是從FPC 4018供給的。因為薄膜晶體管容易由于靜電等而發(fā)生損壞，所以優(yōu)選在與柵極線或源極線同一襯底上設(shè)置用來保護驅(qū)動電路的保護電路。保護電路優(yōu)選由使用氧化物半導(dǎo)體的非線性元件構(gòu)成。在圖17A1、17A2以及17B中，連接端子電極4015由與像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成，并且端子電極4016由與薄膜晶體管4010、4011的源電極層及漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4015通過各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。雖然在圖17A1、17A2以及17B中示出另行形成信號線驅(qū)動電路4003并將它安裝到第一襯底4001的例子，但是本實施方式不局限于該結(jié)構(gòu)。既可以另行形成掃描線驅(qū)動電路而安裝，又可以另行僅形成信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分而安裝。圖18是液晶顯示裝置的截面結(jié)構(gòu)的一例，其中利用密封劑沈02貼合元件襯底 2600和對置襯底沈01，并在元件襯底沈00和對置襯底沈01之間設(shè)置包括薄膜晶體管等的元件層沈03、液晶層沈04。當(dāng)進行彩色顯示時，在背光燈部配置發(fā)射多種發(fā)光顏色的發(fā)光二極管。當(dāng)采用RGB 方式時，將紅色的發(fā)光二極管^10R、綠色的發(fā)光二極管^10G、藍(lán)色的發(fā)光二極管^lOB分別配置在將液晶顯示裝置的顯示區(qū)分割為多個區(qū)的分割區(qū)。在對置襯底沈01的外側(cè)設(shè)置有偏振片沈06，并且在元件襯底沈00的外側(cè)設(shè)置有偏振片沈07、光學(xué)片沈13。光源由紅色的發(fā)光二極管^10R、綠色的發(fā)光二極管^10G、藍(lán)色的發(fā)光二極管^lOB及反射板沈11構(gòu)成，并且設(shè)置在電路板沈12上的LED控制電路四12 通過柔性線路板沈09與元件襯底沈00的布線電路部沈08連接，并且還具有例如控制電路、或電源電路等的外部電路。在本實施方式中示出利用該LED控制電路四12分別使LED發(fā)光的場序方式的液晶顯示裝置的例子，但是本實施方式?jīng)]有特別限制于此，也可以作為背光燈的光源使用冷陰極熒光燈或白色LED，并設(shè)置濾色片。此外，雖然在本實施方式中示出在IPS模式中使用的電極結(jié)構(gòu)的例子，但是對電極結(jié)構(gòu)的模式?jīng)]有特別的限制，可以使用TN(扭曲向列；Twisted Nematic)模式、 MVA(多象限垂直配向；Multi-domain Vertical Alignment)模式、PVA (垂直取向構(gòu)型；Patterned Vertical Alignment)模式、ASM(軸對稱排列微胞；Axially Symmetric aligned Micro-cell)模式、OCB(光學(xué)補償雙折身寸；Optical Compensated Birefringence)模式、FLC (鐵電性液晶；Ferroelectric Liquid Crystal)模式、AFLC (反鐵電性液晶；Anti Ferroelectric Liquid Crystal)模式等。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實施。實施方式10在本實施方式中，作為包括多個具有氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置示出電子紙的一例。圖19A示出有源矩陣型電子紙的截面圖。作為用于半導(dǎo)體裝置的配置在顯示部中的薄膜晶體管581，使用實施方式1至6中任一個所示的薄膜晶體管。圖19A是采用電泳材料的電泳方式顯示裝置的例子，其中使用將帶正電或負(fù)電的白色細(xì)微粒及黑色細(xì)微粒封入在微囊中的電泳材料(微囊方式的電泳方式顯示元件)。微囊方式的電泳方式顯示元件使用直徑為10 μ m至200 μ m左右的微囊且該微囊中有透明液體、帶正電的白色細(xì)微粒及帶負(fù)電的黑色細(xì)微粒來進行顯示。當(dāng)由夾住微囊的電極施加電場時，白色細(xì)微粒和黑色細(xì)微粒移動到相反方向。白色細(xì)微粒與黑色細(xì)微粒相比具有更高反射率，通過調(diào)節(jié)外光的反射量可以顯示白色或黑色。注意，應(yīng)用這種原理的具備電泳元件的顯示裝置被稱為電子紙。電泳顯示元件具有比液晶顯示元件高的反射率，因而不需要輔助燈且其耗電量低，并且在昏暗的地方也可以辨別顯示部。此外，即使不給顯示部供應(yīng)電源，也能夠保持顯示過一次的圖像，因此，當(dāng)使具有顯示功能的半導(dǎo)體裝置(簡單地稱為顯示裝置或具備顯示裝置的半導(dǎo)體裝置)遠(yuǎn)離電波發(fā)射源時，也可以儲存顯示過的圖像。形成在襯底580上的薄膜晶體管581是通過實施方式1至6中任一個所示的工序制造的薄膜晶體管，第一電極層587A通過形成在層間絕緣層585A中的開口與源電極層或漏電極層電連接。在覆蓋薄膜晶體管581的層間絕緣層585A上形成連接到第二柵電極的引繞布線582。并且，形成覆蓋引繞布線582及第一電極層587A的層間絕緣層585B。第二電極層587B通過形成在層間絕緣層585B中的開口與第一電極層587A電連接。在第二電極層587B和第三電極層588之間設(shè)置有球形微粒589，該球形微粒589 具有黑色細(xì)微粒590A及白色細(xì)微粒590B，并且球形微粒589的周圍填充有例如樹脂等的填料595(參照圖19A)。在本實施方式中，第二電極層587B相當(dāng)于像素電極，設(shè)置在襯底596 上的第三電極層588相當(dāng)于公共電極。第三電極層588與設(shè)置在與薄膜晶體管581同一襯底上的公共電位線電連接。采用公共連接部，可以通過配置在一對襯底間的導(dǎo)電微粒，使第三電極層588與公共電位線電連接。此外，也可以使用扭轉(zhuǎn)球顯示方式而代替微囊方式的電泳方式顯示元件。扭轉(zhuǎn)球顯示方式是指一種方法，其中將分別為白色和黑色的球形微粒配置在用于顯示元件的電極層的第一電極層及第二電極層之間，并在第一電極層及第二電極層之間產(chǎn)生電位差來控制球形微粒的方向，以進行顯示。將通過實施方式1至6中任一個所示的工序來制造的薄膜晶體管用于開關(guān)元件， 可以制造減少制造成本的電子紙作為半導(dǎo)體裝置。電子紙可以用于用來顯示數(shù)據(jù)的各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如，可以將電子紙應(yīng)用于電子書閱讀器(電子書)、招貼、電車等的交通工具的廣告、信用卡等的各種卡片的顯示等。圖19B示出電子設(shè)備的一例。圖19B示出電子書閱讀器2700的一例。例如，電子書閱讀器2700由兩個框體，即框體2701及框體2703構(gòu)成?？蝮w2701及框體2703由軸部2711連結(jié)為一體，并且可以沿該軸部2711打開以及合上電子書閱讀器2700。通過采用這種結(jié)構(gòu)，電子書閱讀器2700可以進行如紙的書籍那樣操作。框體2701組裝有顯示部2705，并且框體2703組裝有顯示部2707。顯示部2705 及顯示部2707的結(jié)構(gòu)可以顯示一個或多個畫面。在顯示部2705及顯示部2707顯示不同的畫面的情況下，例如可以在右邊的顯示部(圖19B中的顯示部270 上顯示文章，并且在左邊的顯示部(圖19B中的顯示部2707)上顯示圖像。在圖19B中示出框體2703具備操作部等的例子。例如，在框體2703中，具備電源開關(guān)2721、操作鍵2723、揚聲器2725等。利用操作鍵2723可以翻頁。注意，可以采用在與框體的顯示部同一面上具備鍵盤、指針裝置等。另外，可以在框體的背面或側(cè)面具備外部連接用端子(耳機端子、USB端子或可與AC適配器及USB電纜等的各種電纜連接的端子等)、 記錄介質(zhì)插入部等。再者，電子書閱讀器2700也可以具有作為電子詞典的功能。電子書閱讀器2700可以采用以無線的方式收發(fā)信息的結(jié)構(gòu)?？梢圆捎靡詿o線的方式從電子書服務(wù)器購買下載所希望的書籍?dāng)?shù)據(jù)等。本實施方式可以與其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而實施。實施方式11包括通過實施方式1至6中任一個所示的工序制造的薄膜晶體管的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于各種電子設(shè)備(包括游戲機)。圖20A是便攜式游戲機，其可以包括框體9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵 9635、連接端子9636、記錄媒體讀取部9672等。圖20A所示的便攜式游戲機可以有如下功能讀出儲存在記錄媒體中的程序或數(shù)據(jù)并將其顯示在顯示部上；通過與其他便攜式游戲機進行無線通信而實現(xiàn)信息共享；等等。另外，圖20A所示的便攜式游戲機可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖20B是數(shù)碼相機，其可以包括框體9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵 9635、連接端子9636、快門按鈕9676、圖像接收部9677等。圖20B所示的具有電視接收功能的數(shù)碼相機可以具有如下功能拍攝靜止圖像；拍攝動態(tài)圖像；對所拍攝的圖像進行自動或手動調(diào)節(jié)；由天線獲得各種信息；對所拍攝的圖像或由天線獲得的信息進行儲存；將所拍攝的圖像或由天線獲得的信息顯示在顯示部上；等等。另外，圖20B所示的具有電視接收功能的數(shù)碼相機可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖20C圖示電視接收機，其可以包括框體9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵 9635、連接端子9636等。圖20C所示的電視接收機可以具有各種功能，例如對電視電波轉(zhuǎn)換為圖像信號；對圖像信號轉(zhuǎn)換為適于顯示的信號；對圖像信號的幀頻率進行轉(zhuǎn)換；等等。 注意，圖20C所示的電視接收機可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖21A圖示計算機，其可以包括框體9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵 9635、連接端子9636、定位裝置9681、外部連接端口 9680等。圖2IA所示的計算機可以具有各種功能，例如將各種信息(靜止圖像、動態(tài)圖像、文字圖像等)顯示在顯示部上；利用各種軟件(程序)控制處理；無線通信或有線通信等的通信；利用通信功能而連接到各種計算機網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)通信功能進行各種數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收；等等。注意，圖21A所示的計算機可以具有各種功能，而不局限于這些功能。圖21B是手機，其包括框體9630、顯示部9631、揚聲器9633、操作鍵9635、麥克風(fēng)9638、外部連接端口 9680等。圖21B所示的手機可以具有如下功能顯示各種信息(靜止圖像、動態(tài)圖像、文字圖像等)在顯示部上；將日歷、日期以及時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的信息進行操作或編輯；利用各種軟件(程序)控制處理；等等。注意，圖21B 所示的手機可以具有各種功能，而不局限于這些功能。在本實施方式所述的電子設(shè)備中，可以通過前面的實施方式所說明的半導(dǎo)體裝置的制造方法制造用來顯示信息的顯示部中的薄膜晶體管。換言之，通過其中在使用氧化物半導(dǎo)體形成的溝道形成區(qū)上下配置柵電極的半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠控制閾值電壓而不導(dǎo)致步驟數(shù)量的增加。因此，可以以低成本制造電特性高的半導(dǎo)體裝置。注意，在本實施方式中，各附圖所述的內(nèi)容可以對另外的實施方式所述的內(nèi)容適當(dāng)?shù)刈杂蛇M行組合或者置換等。實施例1本實施例中示出模擬實驗結(jié)果。執(zhí)行模擬實驗確認(rèn)通過上述實施方式所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法制造的薄膜晶體管中由第二柵電極控制閾值電壓的效果。注意，使用 SilvacoData System公司制造的器件模擬器“ATLAS”進行該模擬實驗。首先，圖22示出進行模擬實驗的器件結(jié)構(gòu)。圖22所示的器件結(jié)構(gòu)是具有上述實施方式所說明的底柵極/底接觸型結(jié)構(gòu)的晶體管的模型化結(jié)構(gòu)，其包括第一柵電極2201、 第一絕緣膜2202、源電極2203A、漏電極2203B、氧化物半導(dǎo)體膜2204、第二絕緣膜2205、以及第二柵電極2206。采用圖22的結(jié)構(gòu)，以如下條件進行模擬實驗第一柵電極2201的電位為-20V至 20V ；源電極2203A的電位為OV ；漏電極220 的電位為IOV ；第二柵電極2206的電位為-5V 至5V ；氧化物半導(dǎo)體膜2204的膜厚度為50nm ；溝道長度L為5 μ m ；溝道寬度W為50 μ m ；第一絕緣膜2202(假定是氧氮化硅膜(SiON))的膜厚度為0.2 μ m，其介電常數(shù)ε為4. 1 ；第二絕緣膜2205 (假定是聚酰亞胺(PI))的膜厚度為0. 1 μ m至1500nm，其介電常數(shù)為3. 1或 4. 1。注意，作為氧化物半導(dǎo)體膜的參數(shù)，將帶隙設(shè)定為3. 05eV，將電子遷移率設(shè)定為15cm2/ Vs，將空穴遷移率設(shè)定為0. Icm2A · s，將電子親和勢設(shè)定為4. :3eV，并且將介電常數(shù)設(shè)定為 10。圖22所示的MOS結(jié)構(gòu)可以近似模型化為具有串聯(lián)連接的電容元件。這樣情況成立的公式由公式(1)表示。在公式(1)中，Cf相當(dāng)于第一柵電極2201和氧化物半導(dǎo)體膜2204 之間的靜電電容，Cb相當(dāng)于第二柵電極2206和氧化物半導(dǎo)體膜2204之間的靜電電容，^相當(dāng)于氧化物半導(dǎo)體膜2204的電位，Vg相當(dāng)于第一柵電極2201的電位，并且Vb相當(dāng)于第二柵電極2206的電位。根據(jù)公式(1)，蓄積在第一柵電極2201和氧化物半導(dǎo)體膜2204之間的電荷與蓄積在第二柵電極2206和氧化物半導(dǎo)體膜2204之間的電荷的總合為恒定值。Cf(Vs-Vg) +Cb(Vs-Vb) = const. ... (1)在將圖22所示的MOS結(jié)構(gòu)的閾值電壓設(shè)定為Vth，將氧化物半導(dǎo)體膜2204的電位設(shè)定為Vstl的情況下，當(dāng)?shù)谝粬烹姌O2201和源電極2203A之間的電位差等于閾值電壓時，公式⑴成立。此時，公式⑵成立。Cf (Vs0-Vth)+Cb (Vs0-Vb) = const.…O)此時，考慮到當(dāng)改變第二柵電極2206的電位Vb時的閾值電壓Vth的偏移量。Vstl是根據(jù)與源電極2203A的電位的關(guān)系而決定的，并且需要與第二柵電極2206的電位Vb無關(guān)地為恒定值，因此，關(guān)于Vb對公式(2)進行微分，得到公式(3)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括 在絕緣表面上形成第一導(dǎo)電層；進行第一構(gòu)圖形成第一柵電極； 在所述第一柵電極上形成第一絕緣膜； 在所述第一絕緣膜上形成第二導(dǎo)電層； 進行第二構(gòu)圖形成布線層；在所述第一絕緣膜及所述布線層上形成氧化物半導(dǎo)體膜、第二絕緣膜及第三導(dǎo)電層； 進行第三構(gòu)圖形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜上的島狀第二絕緣膜，及所述島狀第二絕緣膜上的第二柵電極；形成覆蓋所述第一絕緣膜、所述布線層、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀第二絕緣膜及所述第二柵電極的層間絕緣層；進行第四構(gòu)圖形成到達所述第二柵電極的開口部及到達所述布線層的開口部； 在所述層間絕緣層上形成導(dǎo)電材料；以及進行第五構(gòu)圖形成連接到所述第二柵電極的引繞布線及連接到所述布線層的像素電極。
2.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括 在絕緣表面上形成第一導(dǎo)電層；進行第一構(gòu)圖形成第一柵電極； 在所述第一柵電極上形成第一絕緣膜； 在所述第一絕緣膜上形成第二導(dǎo)電層； 進行第二構(gòu)圖形成布線層；在所述第一絕緣膜及所述布線層上形成氧化物半導(dǎo)體膜、溝道保護膜、第二絕緣膜及第三導(dǎo)電層；進行第三構(gòu)圖形成島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜上的島狀溝道保護膜、所述島狀溝道保護膜上的島狀第二絕緣膜及所述島狀第二絕緣膜上的第二柵電極；形成覆蓋所述第一絕緣膜、所述布線層、所述島狀氧化物半導(dǎo)體膜、所述島狀溝道保護膜、所述島狀第二絕緣膜及所述第二柵電極的層間絕緣層；進行第四構(gòu)圖形成到達所述第二柵電極的開口部及到達所述布線層的開口部； 在所述層間絕緣層上形成導(dǎo)電材料；以及進行第五構(gòu)圖形成連接到所述第二柵電極的引繞布線及連接到所述布線層的像素電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體膜是第一氧化物半導(dǎo)體膜，通過進行所述第二構(gòu)圖來在所述布線層上形成第二氧化物半導(dǎo)體膜， 并且通過在所述氧化物半導(dǎo)體膜和所述布線層彼此重疊的區(qū)域中進行所述第三構(gòu)圖來設(shè)置由所述第二氧化物半導(dǎo)體膜形成的緩沖層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體膜是第一氧化物半導(dǎo)體膜，并且通過進行所述第二構(gòu)圖來在所述布線層下形成第二氧化物半導(dǎo)體膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中重疊于所述第二柵電極地設(shè)置所述引繞布線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述層間絕緣層使用聚酰亞胺形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述溝道保護膜使用非晶硅形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述氧化物半導(dǎo)體膜包含氧化硅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中與所述第一柵電極連接地形成所述弓丨繞布線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 其中所述第二絕緣膜的膜厚度為50nm以上且500nm以下。
全文摘要
在進行氧化物半導(dǎo)體層的構(gòu)圖同時形成設(shè)置在薄膜晶體管的氧化物半導(dǎo)體層上方的柵電極。
文檔編號H01L21/336GK102422426SQ20108002011
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月1日
發(fā)明者河江大輔, 秋元健吾 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所