專利名稱：液晶顯示設(shè)備以及具有其的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示設(shè)備。本發(fā)明涉及具有液晶顯示設(shè)備的電子裝置。
背景技術(shù)：
如通常在液晶顯示設(shè)備中看到的，在諸如玻璃基板之類的平板上形成的薄膜晶體管已使用非晶硅、多晶硅等來制造。使用非晶硅制造的薄膜晶體管具有低場效應(yīng)遷移率，但可在較大的玻璃基板上形成。另一方面，使用晶體硅制造的薄膜晶體管具有高場效應(yīng)遷移率，但是由于諸如激光退火之類的結(jié)晶步驟，這種晶體管不一定適于在較大的玻璃基板上形成。鑒于上述內(nèi)容，已注意到一種使用氧化物半導(dǎo)體制造薄膜晶體管的技術(shù)，而且這種晶體管應(yīng)用于電子器件或光學(xué)器件。例如，專利文獻(xiàn)1公開了使用氧化鋅或h-Ga-ai-0 基氧化物半導(dǎo)體作為氧化物半導(dǎo)體膜來制造薄膜晶體管的技術(shù)，并且這種晶體管被用作例如液晶顯示設(shè)備的開關(guān)元件。[參考文獻(xiàn)]專利文獻(xiàn)1 日本公開專利申請No. 2006-165528

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)說，其中氧化物半導(dǎo)體用于形成溝道區(qū)的薄膜晶體管實(shí)現(xiàn)了比其中非晶硅用于形成溝道區(qū)的薄膜晶體管高的場效應(yīng)遷移率。期望將包括使用氧化物半導(dǎo)體的這種薄膜晶體管的像素應(yīng)用于顯示設(shè)備，諸如液晶顯示設(shè)備。液晶顯示設(shè)備中所包括的每一像素設(shè)置有其中保持用于控制液晶元件取向的電壓的存儲電容器。薄膜晶體管的截止漏電流(在下文中稱為截止?fàn)顟B(tài)電流)是確定保持電容量的一個(gè)因素。當(dāng)顯示靜止圖像等時(shí)，減小截止?fàn)顟B(tài)電流(這導(dǎo)致在存儲電容器中保持電壓的周期增大)對于降低功耗是重要的。此外，制造顯示設(shè)備從而除了顯示靜止圖像等時(shí)的低功耗以外可顯示活動(dòng)圖像， 這對于提高顯示設(shè)備的附加價(jià)值來說是重要的。因此，確定圖像是靜止圖像還是活動(dòng)圖像、 以及通過在靜止圖像和活動(dòng)圖像之間切換來進(jìn)行顯示、從而通過降低顯示靜止圖像時(shí)的功耗來進(jìn)一步降低功耗是重要的。注意在本說明書中，截止?fàn)顟B(tài)電流是當(dāng)薄膜晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)(也稱為非導(dǎo)通狀態(tài))時(shí)在源極和漏極之間流動(dòng)的電流。在η溝道薄膜晶體管(例如，具有約0至2V的閾值電壓)的情況下，截止?fàn)顟B(tài)電流是指當(dāng)負(fù)電壓施加到柵極和源極之間時(shí)在源極和漏極之間流動(dòng)的電流。此外，在具有更高附加價(jià)值的液晶顯示設(shè)備(諸如3D顯示器或顯示器)中， 期望每一像素的面積較小，并且需要改進(jìn)孔徑比。為了改進(jìn)孔徑比，減小存儲電容器的面積是重要的。因此，需要減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流。鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目的在于，提供其中在像素中減小使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流的具有降低功耗的液晶顯示設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是液晶顯示設(shè)備，該液晶顯示設(shè)備包括包括驅(qū)動(dòng)電路部分、 以及其中包括使用氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層的晶體管設(shè)置在每一像素中的像素部分的顯示面板；用于生成用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路部分的控制信號、以及供應(yīng)到像素部分的圖像信號的信號生成電路；用于存儲每一幀周期的圖像信號的存儲器電路；用于在存儲器電路中存儲的各個(gè)幀周期的圖像信號中檢測一系列幀周期的圖像信號的差異的比較電路；在比較電路中檢測到該差異時(shí)選擇和輸出該一系列幀周期的圖像信號的選擇電路；以及在比較電路中檢測到該差異時(shí)將控制信號以及從選擇電路輸出的圖像信號供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分、并且在比較電路中未檢測到該差異時(shí)停止向驅(qū)動(dòng)電路部分供應(yīng)控制信號的顯示控制電路。液晶顯示設(shè)備中的控制信號可以是高電源電位、低電源電位、時(shí)鐘信號、起動(dòng)脈沖信號、以及重置信號中的任一個(gè)。液晶顯示設(shè)備中的氧化物半導(dǎo)體可具有通過二次離子質(zhì)譜法檢測的小于或等于 IX IOlfVcm3的氫濃度。液晶顯示設(shè)備中的氧化物半導(dǎo)體可具有小于IXlO1Vcm3的載流子密度。根據(jù)本發(fā)明，在包括使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的像素中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，從而可提供其中可降低顯示靜止圖像等時(shí)的功耗的液晶顯示設(shè)備。此外，可改進(jìn)孔徑比，從而可提供包括高分辨率顯示部分的液晶顯示設(shè)備。此外，可提供不僅顯示靜止圖像而且顯示活動(dòng)圖像的顯示設(shè)備，從而可提高顯示設(shè)備的附加價(jià)值。確定圖像是靜止圖像還是活動(dòng)圖像，并且通過在靜止圖像和活動(dòng)圖像之間切換來進(jìn)行顯示，從而可降低顯示靜止圖像時(shí)的功耗。附圖簡述

圖1是示出液晶顯示設(shè)備的方框圖的一個(gè)示例的示圖；圖2A至2C是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)示例的示圖。圖3是驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序圖。圖4A至4C是示出驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)示例的示圖。圖5A和5B示出薄膜晶體管。圖6A至6E示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖7A和7B示出薄膜晶體管。圖8A至8E示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖9A和9B各自示出薄膜晶體管。圖IOA至IOE示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖IlA至IlE示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖12A至12D示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖13A至13D示出用于制造薄膜晶體管的方法。圖14示出薄膜晶體管。圖15A至15C示出液晶面板。圖16A至16C各自示出電子裝置。圖17A至17C各自示出電子裝置。
圖18Α和18Β示出顯示面板和薄膜晶體管。
圖19是用于描述實(shí)施例13的示圖。
圖20Α和20Β是用于描述實(shí)施例13的示圖。
圖21Α和21Β是用于描述實(shí)施例13的示圖。
圖22是用于描述實(shí)施例13的示圖。
圖23是用于描述實(shí)施例14的曲線圖。
圖24Α和24Β是用于描述實(shí)施例14的照片。
圖25Α和25Β是用于描述實(shí)施例14的曲線圖。
圖26Α至26D是用于描述實(shí)施例1的示圖。
圖27是用于描述示例1的照片。
圖觀是用于描述示例1的曲線圖。
圖四是用于描述示例2的照片。
圖30是用于描述示例2的曲線圖。
圖31是用于描述示例3的照片。
圖32是用于描述示例3的曲線圖。
圖33是用于描述示例4的照片。
圖；34是用于描述示例5的示圖。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式
在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例和示例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理
解，本文中所公開的模式和細(xì)節(jié)可以各種方式修改，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此， 本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限于實(shí)施例和示例的描述。注意，在以下所述的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在所有附圖中，相同的部分由相同的附圖標(biāo)記指示。注意，在一些情況下為了簡單起見，實(shí)施例中的附圖等所示的尺寸、層的厚度、或每一結(jié)構(gòu)的區(qū)域被放大。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不限于這種縮放比例。在本說明書中，為了避免組件之間的混淆使用諸如“第一”、“第二”和“第三”的序數(shù)，而這些術(shù)語并不在數(shù)值上限制組件。(實(shí)施例1)在本實(shí)施例中，描述顯示設(shè)備的方框圖、以及驅(qū)動(dòng)電路中的操作的停止順序和開始順序。首先，使用圖1來描述顯示設(shè)備的方框圖。實(shí)施例1中所描述的液晶顯示設(shè)備1000包括顯示面板1001、信號生成電路1002、 存儲器電路1003、比較電路1004、選擇電路1005、以及顯示控制電路1006。顯示面板1001包括例如驅(qū)動(dòng)電路部分1007和像素部分1008。包括柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A和信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B，它們是用于驅(qū)動(dòng)包括多個(gè)像素的像素部分1008的驅(qū)動(dòng)電路。柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A、信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B、以及像素部分1008可使用在一個(gè)基板上形成的晶體管來形成。柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A、信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B、以及像素部分1008可使用η溝道晶體管來形成，在每一 η溝道晶體管中使用氧化物半導(dǎo)體來形成半導(dǎo)體層。柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009Α和/或信號線驅(qū)動(dòng)電路1009Β可在與像素部分相同的基板或不同的基板上形成。可采用逐行掃描法、隔行掃描法等作為像素部分1008中的顯示方法。彩色顯示時(shí)在像素中受控的色彩分量不限于R、G和B (R、G和B分別對應(yīng)于紅色、綠色和藍(lán)色)三種色彩；例如，可采用R、G、B和W(W對應(yīng)于白色)、或者R、G、B和黃色、青色、品紅色中的一種或多種等。此外，取決于色彩分量的相應(yīng)點(diǎn)，顯示區(qū)的尺寸可以是不同的。本發(fā)明不限于應(yīng)用于供彩色顯示的顯示設(shè)備，而是還可應(yīng)用于供單色顯示的顯示設(shè)備。接著，描述被用作柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A、信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B、以及像素部分 1008中的任一個(gè)中所包括的晶體管的半導(dǎo)體層的氧化物半導(dǎo)體層。至于本實(shí)施例中所使用的氧化物半導(dǎo)體，在氧化物半導(dǎo)體中包含小于或等于 1 X IO1Vcm3的氧，并且去除氧化物半導(dǎo)體中所包含的氫。氧化物半導(dǎo)體膜具有小于1 X IO14/ cm3的載流子密度、優(yōu)選小于或等于lX1012/cm3，并且被用于形成薄膜晶體管的溝道區(qū)。在本說明書中，具有小于lX1012/cm3的載流子密度的氧化物半導(dǎo)體被稱為本征(I型)氧化物半導(dǎo)體，而具有大于或等于IX 1012/cm3但小于或等于IXlO1Vcm3的載流子密度的氧化物半導(dǎo)體被稱為基本本征氧化物半導(dǎo)體。在本說明書中，氧化物半導(dǎo)體層中的氫濃度通過二次離子質(zhì)譜法(SIMQ來測量。在氧化物半導(dǎo)體的帶隙為大于或等于、優(yōu)選為大于或等于2. MV、更優(yōu)選為大于或等于3eV的情況下，由熱激發(fā)引起的載流子數(shù)量是可忽略的。因此，盡可能地減少雜質(zhì) (諸如可用作施主的氫)以使載流子密度小于IX IO1Vcm3，優(yōu)選小于或等于lX1012/cm3。 即，氧化物半導(dǎo)體層的載流子密度盡可能地減少以極接近于零。通過從氧化物半導(dǎo)體盡可能多地去除氫來高度提純的這種氧化物半導(dǎo)體被用于薄膜晶體管的溝道形成區(qū)，由此即使當(dāng)溝道寬度為IOmm時(shí)，漏電流在漏電壓在IV至IOV的范圍內(nèi)以及柵電壓在-5V至-20V的范圍內(nèi)時(shí)也小于或等于1 X 10_13A。在使用其截止?fàn)顟B(tài)電流極小的這種薄膜晶體管來制造顯示設(shè)備的情況下，漏電流減小，從而用于保持顯示數(shù)據(jù)的周期可延長。具體地，在包括具有10 μ m溝道寬度的上述氧化物半導(dǎo)體層的晶體管中，溝道寬度的每微米截止?fàn)顟B(tài)電流可小于或等于IOaA/ μ m(l IO17A/ μ m)，并且進(jìn)一步可小于或等于 laA/ym(l 1018Α/μπι)。其截止?fàn)顟B(tài)電流極小的這種晶體管被用作柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009Α、 信號線驅(qū)動(dòng)電路1009Β、以及像素部分1008中的任一個(gè)中所包括的晶體管，由此諸如視頻信號之類的電信號的保持時(shí)間可增大。由于保持時(shí)間可增大，因此例如，寫入視頻信號之后的保持時(shí)間被設(shè)為大于或等于10秒、優(yōu)選為大于或等于30秒、更優(yōu)選大于或等于1分鐘且小于10分鐘。通過增大保持時(shí)間，寫入時(shí)序之間的間隔可增大，從而可進(jìn)一步抑制功耗。對晶體管中的截止?fàn)顟B(tài)電流流動(dòng)的阻力可被稱為截止?fàn)顟B(tài)電阻率。截止?fàn)顟B(tài)電阻率是晶體管截止時(shí)的溝道形成區(qū)的電阻率，其可根據(jù)截止?fàn)顟B(tài)電流來計(jì)算。具體地，晶體管截止時(shí)的電阻(截止?fàn)顟B(tài)電阻R)可使用歐姆定律根據(jù)截止?fàn)顟B(tài)電流和漏電壓來計(jì)算，這得到截止?fàn)顟B(tài)電阻率P，其使用公式P = RA/L(R是截止?fàn)顟B(tài)電阻) 根據(jù)溝道形成區(qū)的截面積A和溝道形成區(qū)的長度L (其對應(yīng)于源電極和漏電極之間的距離) 來計(jì)算。截面積A可根據(jù)A = dW(其中溝道形成區(qū)的厚度為d，而溝道寬度為W)來計(jì)算。 溝道形成區(qū)的長度L是溝道長度L。以此方式，截止?fàn)顟B(tài)電阻率可根據(jù)截止?fàn)顟B(tài)電流來計(jì)
笪弁。本實(shí)施例中的包括氧化物半導(dǎo)體層的晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電阻率優(yōu)選為大于或等于1Χ109Ω ·πι，更優(yōu)選為大于或等于IXIOkiQ · m。另一方面，例如在使用低溫多晶硅的晶體管的情況下，假設(shè)截止?fàn)顟B(tài)電流約為 1Χ10_12Α/μπι來進(jìn)行設(shè)計(jì)等。因此，在包括氧化物半導(dǎo)體的晶體管中，當(dāng)保持電容彼此相等時(shí)(約0. IpF)時(shí)，電壓的保持周期可延長到使用低溫多晶硅的晶體管的保持周期的約IO5 倍長的周期。此外，在使用非晶硅的晶體管的情況下，溝道寬度的每微米截止?fàn)顟B(tài)電流為大于或等于1 X KT13A/ μ m。因此，在包括具有高純度氧化物半導(dǎo)體的晶體管中，當(dāng)保持電容彼此相等時(shí)(約0. IpF)時(shí)，電壓的保持周期可延長到使用非晶硅的晶體管的保持周期的IO4 倍或更長的周期。例如，在使用利用低溫多晶硅的晶體管的像素的情況下，圖像顯示一般以每秒60 幀(每幀16微秒)進(jìn)行。相同的速率可適用于靜止圖像顯示的情況，這是因?yàn)槿绻俾式档?寫入時(shí)序之間的間隔增大)，則像素的電壓減小，其不利地影響圖像顯示。另一方面，在使用包括氧化物半導(dǎo)體層的上述晶體管的情況下，由于截止?fàn)顟B(tài)電流較小，因此每信號寫入的保持周期可延長到1600秒，其約為使用低溫多晶硅的晶體管的保持周期的IO5倍長。以此方式，靜止圖像顯示甚至可通過不太頻繁地寫入圖像信號而在顯示部分上進(jìn)行。由于保持周期可延長，因此信號寫入的頻率可降低，尤其是當(dāng)顯示靜止圖像時(shí)。例如， 在一個(gè)靜止圖像的顯示周期中信號寫入的次數(shù)可以是1或η (η大于或等于2且小于或等于 IO3)。由此可實(shí)現(xiàn)顯示設(shè)備的低功耗。一般而言，每一像素設(shè)置有通過一對電極、以及設(shè)置為該對電極之間的電介質(zhì)的絕緣層而形成的存儲電容器。存儲電容器的尺寸可鑒于設(shè)置在每一像素中的晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流等來設(shè)置。在本實(shí)施例中，由于包括高純度氧化物半導(dǎo)體層的晶體管被用作設(shè)置在每一像素中的晶體管，因此設(shè)置其電容小于或等于每一像素的液晶電容的1/3、優(yōu)選小于或等于1/5的存儲電容器就足夠了。由于在包括高純度氧化物半導(dǎo)體層的上述晶體管中保持周期可以較長，因此信號寫入的頻率可極大地降低，尤其是當(dāng)顯示靜止圖像時(shí)。因此，在顯示例如靜止圖像(其涉及不太頻繁的顯示切換)時(shí)將信號寫入像素的次數(shù)可減少，從而可實(shí)現(xiàn)低功耗。在顯示靜止圖像時(shí)，考慮到在保持周期期間施加到液晶元件的電壓的保持速率， 可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行刷新操作。例如，可在存儲電容器中的電壓相對于在信號剛寫入液晶元件的像素電極之后的電壓值(初始值)達(dá)到預(yù)定電平時(shí)進(jìn)行刷新操作。優(yōu)選相對于初始值設(shè)置該電壓的預(yù)定電平，從而不會感測到閃爍。具體地，優(yōu)選每當(dāng)該電壓達(dá)到比初始值小10% (優(yōu)選3%)的電壓時(shí)，就進(jìn)行刷新操作(重寫)。在顯示靜止圖像時(shí)的保持周期中，對電極(也稱為公共電極)可進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。具體地，可在將公共電位供應(yīng)到對電極的電源和對電極之間設(shè)置開關(guān)，在寫入周期中該開關(guān)導(dǎo)通以將來自電源的公共電位供應(yīng)到對電極，并且隨后在保持周期中該開關(guān)截止以使對電極進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。優(yōu)選使用包括上述高純度氧化物半導(dǎo)體層的晶體管作為開關(guān)。信號生成電路1002是用于生成用于驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O線驅(qū)動(dòng)電路1009Α的信號、以及用于驅(qū)動(dòng)信號線驅(qū)動(dòng)電路1009Β的信號的電路。信號生成電路1002還是用于通過布線輸出用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路部分1007的信號的電路、并且是用于通過布線將圖像信號(也稱為視頻電壓、視頻信號、或視頻數(shù)據(jù))輸出到存儲器電路1003的電路。換句話說，信號生成電路1002 是用于生成和輸出用于控制驅(qū)動(dòng)電路部分1007的控制信號、以及供應(yīng)到像素部分1008的圖像信號的電路。具體地，作為控制信號，信號生成電路1002將高電源電位VDD和低電源電位VSS 供應(yīng)到柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A和信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B，并供應(yīng)用于柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009A 的起動(dòng)脈沖SP和時(shí)鐘脈沖CK、以及用于信號線驅(qū)動(dòng)電路1009B的起動(dòng)脈沖SP和時(shí)鐘脈沖 CK。此外，信號生成電路1002將用于顯示活動(dòng)圖像或靜止圖像的圖像信號Data(數(shù)據(jù))供應(yīng)到存儲器電路1003?；顒?dòng)圖像是指通過快速切換按時(shí)間被劃分成多個(gè)幀的多個(gè)圖像來用人眼識別為活動(dòng)圖像的圖像。具體地，活動(dòng)圖像是指通過以每秒至少60次(60幀)切換圖像來用人眼識別為具有較少閃爍的活動(dòng)圖像的一系列圖像信號。與活動(dòng)圖像不同，靜止圖像是指雖然按時(shí)間被劃分成多個(gè)幀周期的多個(gè)圖像快速地切換，但在一系列幀周期中(例如，在第η幀和第(η+1)幀中)不會改變的圖像信號。信號生成電路1002還可生成另一信號，諸如圖像信號或閂鎖信號。信號生成電路 1002可將用于停止輸出每一驅(qū)動(dòng)電路的脈沖信號的重置信號Res輸出到柵極線驅(qū)動(dòng)電路 1009Α和/或信號線驅(qū)動(dòng)電路1009Β。每一信號可包括多個(gè)信號，諸如第一時(shí)鐘信號和第二時(shí)鐘信號。高電源電位VDD是指高于基準(zhǔn)電位的電位，而低電源電位VSS是指低于或等于基準(zhǔn)電位的電位。優(yōu)選高電源電位和低電源電位是高到足以使晶體管操作的電位。在許多情況下，電壓是指給定電位和基準(zhǔn)電位(例如，地電位)之間的電位差。因此，電壓、電位和電位差也可分別被稱為電位、電壓和電壓差。在從信號生成電路1002輸出到存儲器電路1003的圖像信號是模擬信號的情況下，該模擬信號可通過A/D轉(zhuǎn)換器等轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以輸出到存儲器電路1003。存儲器電路1003包括用于存儲多個(gè)幀的圖像信號的多個(gè)幀存儲器1010。幀存儲器可使用存儲器元件(諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)) 來形成。幀存儲器1010的數(shù)量沒有具體限制，只要可存儲每一幀周期的圖像信號。幀存儲器1010的圖像信號由比較電路1004和選擇電路1005選擇性地讀出。比較電路1004是選擇性地讀出存儲在存儲器電路1003中的一系列幀周期中的圖像信號、比較該圖像信號、并且檢測其差異的電路。該一系列幀周期的圖像在通過在比較電路1004中比較圖像信號而檢測到該差異的情況下被確定為活動(dòng)圖像，而在通過在比較電路1004中比較圖像信號而未檢測到該差異的情況下被確定為靜止圖像。S卩，通過在比較電路1004中檢測該差異來確定一系列幀周期中的圖像信號是用于顯示活動(dòng)圖像的圖像信號還是用于顯示靜止圖像的圖像信號。通過比較所獲取的該差異可被設(shè)置成在其超過預(yù)定電平時(shí)被確定為檢測到的差異。選擇電路1005包括諸如薄膜晶體管的多個(gè)開關(guān)，并且是在通過比較電路1004 中的差異檢測來確定用于顯示活動(dòng)圖像的圖像信號時(shí)選擇來自存儲圖像信號的幀存儲器 1010的圖像信號、并輸出到顯示控制電路1006的電路。當(dāng)未檢測到在比較電路1004中比較的一系列幀之間的圖像信號的差異時(shí)，在一系列幀中顯示的圖像是靜止圖像，并且在此情況下，選擇電路1005可不將后面幀的圖像信號中的信號輸出到顯示控制電路1006。顯示控制電路1006是切換將圖像信號和控制信號(諸如高電源電位VDD、低電源電位VSS、起動(dòng)脈沖SP、時(shí)鐘信號CK、以及重置信號Res)供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007、與停止向該驅(qū)動(dòng)電路部分1007供應(yīng)這些信號的電路。具體地，當(dāng)圖像被比較電路1004確定為活動(dòng)圖像(即，檢測到一系列幀中的圖像信號的差異)時(shí)，將圖像信號通過顯示控制電路1006 從選擇電路1005供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007，并且將控制信號通過顯示控制電路1006供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007。另一方面，當(dāng)圖像被比較電路1004確定為靜止圖像(即，未檢測到一系列幀中的圖像信號的差異)時(shí)，不從選擇電路1005供應(yīng)后面幀的圖像信號，從而圖像信號未通過顯示控制電路1006供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007，并且顯示控制電路1006停止向驅(qū)動(dòng)電路部分1007供應(yīng)控制信號。注意，在確定為靜止圖像的情況下，當(dāng)假設(shè)圖像是靜止圖像的周期較短時(shí)，停止供應(yīng)控制信號中的高電源電位VDD和低電源電位VSS不一定進(jìn)行。這是因?yàn)椋蓽p小因頻繁地停止和開始供應(yīng)高電源電位VDD和低電源電位VSS引起的功耗增加，這是優(yōu)選的。優(yōu)選停止供應(yīng)圖像信號和控制信號完全在像素部分1008中的每一像素中用于保持圖像信號的周期中進(jìn)行，并且顯示控制電路1006以前供應(yīng)的圖像信號和控制信號再次供應(yīng)，以使圖像信號在每一像素的保持周期之后再次供應(yīng)。供應(yīng)任何信號是指將預(yù)定電位供應(yīng)到布線。停止供應(yīng)任何信號是指停止預(yù)定電位向布線的供應(yīng)、以及到向其供應(yīng)預(yù)定固定電位的布線的連接，例如，向其供應(yīng)低電源電位 VSS的布線。停止供應(yīng)任何信號還指切斷到向其供應(yīng)預(yù)定電位的布線的電連接以進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。如上所述，在包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，截止?fàn)顟B(tài)電流減小到小于或等于1Χ10_12Α/μπι，從而保持周期可延長。因此，在本實(shí)施例中，期望在降低顯示靜止圖像時(shí)的功耗中產(chǎn)生增強(qiáng)效應(yīng)。以此方式，比較圖像信號以確定其圖像是活動(dòng)圖像還是靜止圖像，并且選擇性地進(jìn)行供應(yīng)或停止供應(yīng)控制信號(諸如時(shí)鐘信號或起動(dòng)脈沖)，由此可降低功耗。接著，使用圖2Α至2C來描述驅(qū)動(dòng)電路部分1007的柵極線驅(qū)動(dòng)電路1009Α和信號線驅(qū)動(dòng)電路1009Β中的每一個(gè)中所包括的移位寄存器的結(jié)構(gòu)的示例。圖2Α所示的移位寄存器包括第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1至10_Ν(Ν是大于或等于3的自然數(shù))。將來自第一布線11的第一時(shí)鐘信號CK1、來自第二布線12的第二時(shí)鐘信號CK2、來自第三布線13的第三時(shí)鐘信號CK3、以及來自第四布線14的第四時(shí)鐘信號 CK4供應(yīng)到圖2Α所示的移位寄存器的第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1到10_Ν。來自第五布線15的起動(dòng)脈沖SPl (第一起動(dòng)脈沖)被輸入到第一脈沖輸出電路10_1。來自前一級中的脈沖輸出電路的信號(稱為前一級信號OUT(n-l) (η是大于或等于2且小于或等于N的自然數(shù))的信號)被輸入到第二或更后面的級中的第N個(gè)脈沖輸出電路10_Ν。來自第一脈沖輸出電路10_1之后兩級的級中的第三脈沖輸出電路10_3的信號被輸入到第一脈沖輸出電路10_1 ；類似地，來自第N個(gè)脈沖輸出電路10_Ν之后兩級的級中的第(Ν+2)個(gè)脈沖輸出電路10_(η+2)的信號(被稱為后續(xù)級信號OUT (η+2)的信號)被輸入到第η個(gè)脈沖輸出電路。以此方式，從每一脈沖輸出電路輸出要輸入到下一級和/或兩級之前的級的脈沖輸出電路的第一輸出信號(對應(yīng)于OUT(I) (SR)至OUT(N) (SR)中的一個(gè))、以及輸入到另一電路等的第二輸出信號(對應(yīng)于OUT(I)至OUT(N)中的一個(gè))。注意，如圖2A所示，后續(xù)級信號OUT (n+幻未被輸入到移位寄存器的最后兩級；因此，作為示例，第二起動(dòng)脈沖SP2可被輸入到移位寄存器的最后兩級中的一級，而第三起動(dòng)脈沖SP3可被輸入到該最后兩級中的另一級。替換地，可在內(nèi)部生成要輸入的信號。例如，可提供對到顯示部分的脈沖輸出沒有做出貢獻(xiàn)的第(N+1)個(gè)脈沖輸出電路10_)和第(N+2)個(gè)脈沖輸出電路10(N+2)(這些電路也稱為偽級(dummy stage))，并且可在偽級中生成與第二起動(dòng)脈沖(SP》和第三起動(dòng)脈沖 (SP3)相對應(yīng)的信號。注意，第一至第四時(shí)鐘信號(CKl)至(CK4)各自是以恒定循環(huán)在H電平信號和L 電平信號之間振蕩的信號。第一至第四時(shí)鐘信號(CKl)至(CK4)按順序延遲1/4周期。在本實(shí)施例中，通過使用第一至第四時(shí)鐘信號(CKl)至(CK4)，進(jìn)行對驅(qū)動(dòng)脈沖輸出電路等的控制。注意，取決于輸入時(shí)鐘信號的驅(qū)動(dòng)電路，時(shí)鐘信號也稱為GCK或SCK ；然而，在本實(shí)施例中通過使用CK作為時(shí)鐘信號來進(jìn)行描述。注意，當(dāng)明確描述“A和B連接”時(shí)，A和B電連接的情況、A和B功能性地連接的情況、以及A與B直接連接的情況都被包括在內(nèi)。在此，A和B各自對應(yīng)于一對象(例如， 設(shè)備、元件、電路、布線、電極、端子、導(dǎo)電膜、或?qū)?。因此，包括其他連接關(guān)系而不限于預(yù)定連接關(guān)系，例如，附圖和文字所示的連接關(guān)系。第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1至10_N各自包括第一輸入端子21、第二輸入端子22、第三輸入端子23、第四輸入端子M、第五輸入端子25、第一輸出端子26、以及第二輸出端子27(參見圖2B)。第一輸入端子21、第二輸入端子22、以及第三輸入端子23電連接到第一至第四布線11至14中的任一個(gè)。例如，在圖2A和2B中，第一脈沖輸出電路10_1的第一輸入端子21 電連接到第一布線11，第一脈沖輸出電路10_1的第二輸入端子22電連接到第二布線12， 而第一脈沖輸出電路10_1的第三輸入端子23電連接到第三布線13。另外，第二脈沖輸出電路10_2的第一輸入端子21電連接到第二布線12，第二脈沖輸出電路10_2的第二輸入端子22電連接到第三布線13，而第二脈沖輸出電路10_2的第三輸入端子23電連接到第四布線14。在圖2A和2B中，在第一脈沖輸出電路10_1中，第一起動(dòng)脈沖SPl被輸入到第四輸入端子M，后續(xù)級信號0UTC3)被輸入到第五輸入端子25，第一輸出信號OUT(I) (SR)從第一輸出端子26輸出，而第二輸出信號OUT(I)從第二輸出端子27輸出。接著，參考圖2C描述脈沖輸出電路的具體電路結(jié)構(gòu)的示例。在圖2C中，第一晶體管31的第一端子電連接到電源線51、第一晶體管31的第二端子電連接到第九晶體管39的第一端子，而第一晶體管31的柵電極電連接到第四輸入端子M。第二晶體管32的第一端子電連接到電源線52，第二晶體管32的第二端子電連接到第九晶體管39的第一端子，而第二晶體管32的柵電極電連接到第四晶體管34的柵電極。 第三晶體管33的第一端子電連接到第一輸入端子21，而第三晶體管33的第二端子電連接到第一輸出端子26。第四晶體管34的第一端子電連接到電源線52，而第四晶體管34的第二端子電連接到第一輸出端子沈。第五晶體管35的第一端子電連接到電源線52，第五晶體管35的第二端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第五晶體管35的柵電極電連接到第四輸入端子M。第六晶體管36的第一端子電連接到電源線 51，第六晶體管36的第二端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第六晶體管36的柵電極電連接到第五輸入端子25。第七晶體管37的第一端子電連接到電源線51、第七晶體管37的第二端子電連接到第八晶體管38的第二端子，而第七晶體管37的柵電極電連接到第三輸入端子23。第八晶體管38的第一端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第八晶體管38的柵電極電連接到第二輸入端子22。第九晶體管39的第一端子電連接到第一晶體管31的第二端子和第二晶體管32的第二端子，第九晶體管39的第二端子電連接到第三晶體管33的柵電極和第十晶體管40的柵電極，而第九晶體管39的柵電極電連接到電源線51。第十晶體管40的第一端子電連接到第一輸入端子21，第十晶體管40的第二端子電連接到第二輸出端子27，而第十晶體管40 的柵電極電連接到第九晶體管39的第二端子。第十一晶體管41的第一端子電連接到電源線52，第十一晶體管41的第二端子電連接到第二輸出端子27，而第十一晶體管41的柵電極電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極。在圖2C中，第三晶體管33的柵電極、第十晶體管40的柵電極、以及第九晶體管39 的第二端子的連接點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)NA。另外，第二晶體管32的柵電極、第四晶體管34的柵電極、第五晶體管35的第二端子、第六晶體管36的第二端子、第八晶體管38的第一端子、以及第十一晶體管41的柵電極的連接點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)NB。在圖2C中的脈沖輸出電路是第一脈沖輸出電路10_1的情況下，第一時(shí)鐘信號CKl 被輸入到第一輸入端子21，第二時(shí)鐘信號CK2被輸入到第二輸入端子22，第三時(shí)鐘信號CK3 被輸入到第三輸入端子23，起動(dòng)脈沖SP被輸入到第四輸入端子M，后續(xù)級信號0UT(3)被輸入到第五輸入端子25，第一輸出信號OUT(I) (SR)從第一輸出端子沈輸出，而第二輸出信號OUT(I)從第二輸出端子27輸出。圖3示出包括圖2C所示的多個(gè)脈沖輸出電路的移位寄存器的時(shí)序圖。在移位寄存器是掃描線驅(qū)動(dòng)電路的情況下，圖3中的周期61是垂直回描周期，而周期62是門選周期。在下文中描述在顯示靜止圖像和活動(dòng)圖像的情況下在包括多個(gè)η溝道晶體管的驅(qū)動(dòng)電路(被描述為圖2Α至2C以及圖3中的示例)中供應(yīng)或停止供應(yīng)布線的電位的次序。首先，在停止驅(qū)動(dòng)電路部分1007的操作的情況下，顯示控制電路1006停止供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP。接著，在停止供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP之后，在脈沖輸出到達(dá)移位寄存器的最后一級之后停止供應(yīng)每一時(shí)鐘信號CK。然后，停止供應(yīng)電源電壓的高電源電位VDD和低電源電位 VSS(參見圖2躺。在開始驅(qū)動(dòng)電路部分1007的操作的情況下，首先，顯示控制電路1006 將電源電壓的高電源電位VDD和低電源電位VSS供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007。然后，供應(yīng)每一時(shí)鐘信號CK，并且隨后開始供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP (參見圖^B)。在圖2A至2C以及圖3的描述中，重置信號Res未被供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路。在圖4A至 4C中示出并描述向其供應(yīng)重置信號Res的結(jié)構(gòu)。圖4A所示的移位寄存器包括第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1至10_N(N是大于或等于3的自然數(shù))。將來自第一布線11的第一時(shí)鐘信號CK1、來自第二布線12的第二時(shí)鐘信號CK2、來自第三布線13的第三時(shí)鐘信號CK3、以及來自第四布線14的第四時(shí)鐘信號 CK4供應(yīng)到圖4A所示的移位寄存器的第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1到10_N。來自第五布線15的起動(dòng)脈沖SPl (第一起動(dòng)脈沖)被輸入到第一脈沖輸出電路10_1。來自前一級中的脈沖輸出電路的信號(稱為前一級信號OUT(n-l) (η是大于或等于2且低于或等于N的自然數(shù))的信號)被輸入到第二或更后面的級中的第N個(gè)脈沖輸出電路10_Ν。來自第一脈沖輸出電路10_1之后兩級的級中的第三脈沖輸出電路10_3的信號被輸入到第一脈沖輸出電路10_1 ；類似地，來自第N個(gè)脈沖輸出電路10_N之后兩級的級中的第(N+2)個(gè)脈沖輸出電路10_(N+2)的信號(被稱為后續(xù)級信號OUT (n+2)的信號)被輸入到第η個(gè)脈沖輸出電路。以此方式，從每一脈沖輸出電路輸出要輸入到下一級和/或兩級之前的級的脈沖輸出電路的第一輸出信號(對應(yīng)于OUT(I) (SR)至OUT(N) (SR)中的一個(gè))、以及輸入到另一電路等的第二輸出信號(對應(yīng)于OUT(I)至OUT (N)中的一個(gè))。將重置信號Res從第六布線16 供應(yīng)到每一級中的脈沖輸出電路。圖4A至4C所示的脈沖輸出電路與圖2A至2C所示的脈沖輸出電路的不同之處在于，提供用于供應(yīng)重置信號Res的第六布線16 ；其他部分如圖2A至2C中所述。第一至第N個(gè)脈沖輸出電路10_1至10_N各自包括第一輸入端子21、第二輸入端子22、第三輸入端子23、第四輸入端子M、第五輸入端子25、第一輸出端子沈、第二輸出端子27、以及第六輸出端子28 (參見圖4B)。第一輸入端子21、第二輸入端子22、以及第三輸入端子23電連接到第一至第四布線11至14中的任一個(gè)。例如，在圖4A和4B中，第一脈沖輸出電路10_1的第一輸入端子21 電連接到第一布線11，第一脈沖輸出電路10_1的第二輸入端子22電連接到第二布線12， 而第一脈沖輸出電路10_1的第三輸入端子23電連接到第三布線13。另外，第二脈沖輸出電路10_2的第一輸入端子21電連接到第二布線12，第二脈沖輸出電路10_2的第二輸入端子22電連接到第三布線13，而第二脈沖輸出電路10_2的第三輸入端子23電連接到第四布線14。在圖4A和4B中，在第一脈沖輸出電路10_1中，第一起動(dòng)脈沖SPl被輸入到第四輸入端子對，后續(xù)級信號0UTC3)被輸入到第五輸入端子25，第一輸出信號OUT(I) (SR)從第一輸出端子26輸出，第二輸出信號OUT(I)從第二輸出端子27輸出，而重置信號Res從第六輸入端子觀輸入。接著，參考圖4C描述脈沖輸出電路的具體電路結(jié)構(gòu)的示例。在圖4C中，第一晶體管31的第一端子電連接到電源線51、第一晶體管31的第二端子電連接到第九晶體管39的第一端子，而第一晶體管31的柵電極電連接到第四輸入端子M。第二晶體管32的第一端子電連接到電源線52，第二晶體管32的第二端子電連接到第九晶體管39的第一端子，而第二晶體管32的柵電極電連接到第四晶體管34的柵電極。 第三晶體管33的第一端子電連接到第一輸入端子21，而第三晶體管33的第二端子電連接到第一輸出端子26。第四晶體管34的第一端子電連接到電源線52，而第四晶體管34的第二端子電連接到第一輸出端子沈。第五晶體管35的第一端子電連接到電源線52，第五晶體管35的第二端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第五晶體管35的柵電極電連接到第四輸入端子M。第六晶體管36的第一端子電連接到電源線 51，第六晶體管36的第二端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第六晶體管36的柵電極電連接到第五輸入端子25。第七晶體管37的第一端子電連接到電源線51、第七晶體管37的第二端子電連接到第八晶體管38的第二端子，而第七晶體管37的柵電極電連接到第三輸入端子23。第八晶體管38的第一端子電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極，而第八晶體管38的柵電極電連接到第二輸入端子22。第九晶體管39的第一端子電連接到第一晶體管31的第二端子和第二晶體管32 的第二端子，第九晶體管39的第二端子電連接到第三晶體管33的柵電極和第十晶體管40
14的柵電極，而第九晶體管39的柵電極電連接到電源線51。第十晶體管40的第一端子電連接到第一輸入端子21，第十晶體管40的第二端子電連接到第二輸出端子27，而第十晶體管 40的柵電極電連接到第九晶體管39的第二端子。第十一晶體管41的第一端子電連接到電源線52，第十一晶體管41的第二端子電連接到第二輸出端子27，而第十一晶體管41的柵電極電連接到第二晶體管32的柵電極和第四晶體管34的柵電極。第二晶體管32的柵電極、第四晶體管34的柵電極、第五晶體管35的第二端子、第六晶體管36的第二端子、第八晶體管38的第一端子、以及第十一晶體管41的柵電極電連接到用于供應(yīng)重置信號Res的布線53。重置信號Res是用于將具有高電源電位電平的信號供應(yīng)到第二晶體管32的柵電極、第四晶體管34的柵電極、第五晶體管35的第二端子、第六晶體管36的第二端子、第八晶體管38的第一端子、以及第十一晶體管41的柵電極以將來自脈沖輸出電路的輸出減小到具有低電源電位電平的信號的信號。在圖4C中，第三晶體管33的柵電極、第十晶體管40的柵電極、以及第九晶體管39 的第二端子的連接點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)NA。另外，第二晶體管32的柵電極、第四晶體管34的柵電極、第五晶體管35的第二端子、第六晶體管36的第二端子、第八晶體管38的第一端子、以及第十一晶體管41的柵電極的連接點(diǎn)被稱為節(jié)點(diǎn)NB。在圖4C中的脈沖輸出電路是第一脈沖輸出電路10_1的情況下，第一時(shí)鐘信號CKl 被輸入到第一輸入端子21，第二時(shí)鐘信號CK2被輸入到第二輸入端子22，第三時(shí)鐘信號CK3 被輸入到第三輸入端子23，起動(dòng)脈沖SP被輸入到第四輸入端子M，后續(xù)級信號0UT(3)被輸入到第五輸入端子25，第一輸出信號OUT(I) (SR)從第一輸出端子沈輸出，第二輸出信號 OUT(I)從第二輸出端子27輸出，而重置信號Res從第六輸入端子觀輸入。包括圖4C所示的多個(gè)脈沖輸出電路的移位寄存器的時(shí)序圖與圖3所示的圖2C的類似。在下文中描述在顯示靜止圖像或活動(dòng)圖像的情況下在包括多個(gè)η溝道晶體管的驅(qū)動(dòng)電路(被描述為圖4Α至4C中的示例)中供應(yīng)或停止供應(yīng)布線的電位的次序。首先，在停止驅(qū)動(dòng)電路部分1007的操作的情況下，顯示控制電路1006停止供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP。接著，在停止供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP之后，在脈沖輸出到達(dá)移位寄存器的最后一級之后停止供應(yīng)每一時(shí)鐘信號CK。然后，供應(yīng)重置信號Res。接著，停止供應(yīng)電源電壓的高電源電位VDD和低電源電位VSS (參見圖^C)。在開始驅(qū)動(dòng)電路部分1007的操作的情況下，首先，顯示控制電路1006將電源電壓的高電源電位VDD和低電源電位VSS供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分1007。然后，供應(yīng)重置信號Res。接著，供應(yīng)每一時(shí)鐘信號CK，并且隨后開始供應(yīng)起動(dòng)脈沖SP (參見圖^D)。除了圖2A至2C以及圖3所示的結(jié)構(gòu)以外，其中供應(yīng)重置信號的如圖4A至4C所示的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因?yàn)橛捎谠陟o止圖像和活動(dòng)圖像之間切換時(shí)的信號延遲等引起的故障可減少。在顯示靜止圖像的情況下，設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路部分中所包括的薄膜晶體管上的公共電位電極可從公共電位線切斷以使其進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)。然后，在靜止圖像模式之后，在再次開始驅(qū)動(dòng)電路的操作的情況下，公共電位電極連接到公共電位線。因此，可防止驅(qū)動(dòng)電路部分中的薄膜晶體管發(fā)生故障。圖18A示出具有這種結(jié)構(gòu)的顯示面板1800，而圖18B是用于描述其截面結(jié)構(gòu)的視圖。顯示面板1800包括驅(qū)動(dòng)電路1802和1804、以及像素部分1806。公共電位電極1808 被設(shè)置成與驅(qū)動(dòng)電路1802重疊。用于控制公共電位電極1808和公共電位端子1812之間的連接/非連接的開關(guān)1810設(shè)置在它們之間。在如圖18B所示的驅(qū)動(dòng)電路的TFT 1803上設(shè)置公共電位電極1808，由此使TFT 1803屏蔽于靜電，從而防止閾值電壓的改變或寄生溝道的生成。與TFT 1803相同的結(jié)構(gòu)可被用作開關(guān)1810。其中截止?fàn)顟B(tài)中的漏電流極小的這種元件有助于穩(wěn)定顯示面板的操作。即，在顯示靜止圖像的情況下，即使當(dāng)開關(guān)1803截止以使公共電位電極進(jìn)入浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電位也可保持恒定。以此方式，通過使用利用具有寬帶隙的氧化物半導(dǎo)體而形成的TFT、以及提供公共電位電極來屏蔽外部電場，即使在停止驅(qū)動(dòng)電路的操作的狀態(tài)中也可顯示靜止圖像。此外， 通過根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的操作來適當(dāng)?shù)乜刂乒搽娢浑姌O的電位，可穩(wěn)定顯示面板的操作。如上所述，通過使用利用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的較小截止?fàn)顟B(tài)電流的特性，對于液晶顯示設(shè)備，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。 另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1。(實(shí)施例2)使用圖5A和5B、以及圖6A至6E來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。在實(shí)施例2中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所描述的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的示例。實(shí)施例2中所描述的薄膜晶體管410可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分1008 的每一像素中的薄膜晶體管。圖5A示出薄膜晶體管的平面結(jié)構(gòu)的示例，而圖5B示出其截面結(jié)構(gòu)的示例。圖5A 和5B所示的薄膜晶體管410是頂柵薄膜晶體管。圖5A是頂柵薄膜晶體管410的平面圖，而圖5B是沿圖5A中的線C1-C2的截面圖。薄膜晶體管410包括，在具有絕緣表面的基板400上的，絕緣層407、氧化物半導(dǎo)體層412、源電極層和漏電極層41 和415b、柵絕緣層402、以及柵電極層411。布線層41 和414b被設(shè)置成與源電極層和漏電極層41 和41 接觸，以分別電連接到源電極層和漏電極層415a和415b。薄膜晶體管410被描述為單柵薄膜晶體管；當(dāng)需要時(shí)可形成包括多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵薄膜晶體管。在下文中參考圖6A至6C描述用于在基板400上制造薄膜晶體管410的工藝。對可被用作具有絕緣表面的基板400的基板沒有具體限制，只要該基板對于稍后要進(jìn)行的熱處理具有足夠的耐熱性即可。當(dāng)稍后進(jìn)行的熱處理的溫度較高時(shí)，可使用其應(yīng)變點(diǎn)高于或等于730°C的玻璃基板作為基板400。例如，使用諸如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、或鋇硼硅酸鹽玻璃之類的玻璃材料作為玻璃基板的材料。注意，通過包含比氧化硼的量多的氧化鋇(BaO)，可形成更實(shí)用的耐熱玻璃基板。因此，優(yōu)選使用包含比化03的量多的BaO的玻璃基板。注意，可使用諸如陶瓷基板、石英基板、或蘭寶石基板之類的絕緣體形成的基板來代替上述玻璃基板作為基板400。替換地，可使用結(jié)晶玻璃基板等。進(jìn)一步替換地，可使用塑料基板等。首先，在具有絕緣表面的基板400上形成用作基膜的絕緣層407。優(yōu)選諸如氧化硅層、氧氮化硅層、氧化鋁層、或氧氮化鋁層之類的氧化物絕緣層被用作與氧化物半導(dǎo)體層接觸的絕緣層407。絕緣層407可通過等離子體CVD法、濺射法等形成。為了在絕緣層407 中不包含氫，優(yōu)選通過濺射法形成絕緣層407。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成氧化硅層作為絕緣層407。將基板400傳送到腔室中，將其中去除氫和水分的包含高純度氧的濺射氣體引入該腔室，并且使用靶，從而氧化硅層沉積在基板400上作為絕緣層407?；?00可在室溫下，或可被加熱。例如，氧化硅膜如下地形成石英(優(yōu)選合成石英(quart))被用作靶；基板溫度為108°C ；靶和基板之間的距離(T-S距離)為60mm ；壓強(qiáng)為0. 4Pa ；高頻功率為1. 5kff ；氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為25sCCm 25sccm = 1 1)；以及使用RF濺射法。在本實(shí)施例中，氧化硅膜的厚度為lOOnm?？墒褂霉璋写媸?優(yōu)選合成石英)來形成氧化硅膜。在本實(shí)施例中，使用氧氣、或者氧氣和氬氣的混合氣體作為濺射氣體。在此情況下，優(yōu)選在沉積絕緣層407時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止絕緣層407包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如水(H2O))等。因此，可降低在腔室中形成的絕緣層407中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積絕緣層407的濺射氣體。濺射法的示例包括高頻電源被用作濺射電源的RF濺射法、使用DC電源的DC濺射法、以及以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。在形成絕緣膜的情況下主要使用RF濺射法，而在形成金屬膜的情況下主要使用DC濺射法?？墒褂闷渲锌稍O(shè)置由彼此不同的材料形成的多個(gè)靶的多靶濺射裝置。通過多靶濺射裝置，可在同一腔室中堆疊要形成的不同材料的膜，或者可在同一腔室中同時(shí)通過放電沉積多種材料。替換地，可使用在腔室內(nèi)部設(shè)置有磁鐵系統(tǒng)且用于磁控濺射法的濺射裝置、或者在不使用輝光放電的情況下使用通過使用微波而生成的等離子體的用于ECR濺射法的濺射裝置。此外，可使用靶物質(zhì)和濺射氣體組分在沉積期間相互化學(xué)反應(yīng)以形成其化合物薄膜的反應(yīng)濺射法、或者在沉積期間還向基板施加電壓的偏壓濺射法作為使用濺射法的沉積法。絕緣層407可具有疊層結(jié)構(gòu)；例如，可使用其中氮化物絕緣層(諸如氮化硅層、氮氧化硅層、氮化鋁層、或氮氧化鋁層)和上述氧化物絕緣層按該次序堆疊在基板400上的疊層結(jié)構(gòu)。例如，通過引入其中去除氫和水分的包含高純度氫的濺射氣體、以及使用硅靶，在氧化硅層和基板400之間形成氮化硅層。同樣在此情況下，優(yōu)選在形成氮化硅層時(shí)去除腔室中的殘余水分，與沉積氧化硅層的情況一樣?？稍谀こ练e氮化硅層時(shí)加熱基板。在堆疊氮化硅層和氧化硅層以形成絕緣層407的情況下，可用同一硅靶在同一腔室中形成氮化硅層和氧化硅層。例如，首先，引入含氮的濺射氣體并使用置于腔室內(nèi)部的硅靶來形成氮化硅層，并且隨后，將濺射氣體切換到含氧的濺射氣體并使用同一硅靶來形成氧化硅層。由于可連續(xù)地形成氮化硅層和氧化硅層而不暴露于空氣，因此可防止諸如氫或水分之類的雜質(zhì)在氮化硅層的表面上被吸收。接著，在絕緣層407上，氧化物半導(dǎo)體膜被形成為大于或等于2nm且小于或等于 200nm的厚度。氧化物半導(dǎo)體膜為了盡可能地不包含諸如氫、羥基、或水分之類的雜質(zhì)，優(yōu)選在膜形成之前在濺射裝置的預(yù)熱室中預(yù)熱設(shè)置有絕緣層407的基板400從而消除在基板400上吸收的雜質(zhì)(諸如氫或水分)，并且進(jìn)行排氣。作為設(shè)置在預(yù)熱室中的排氣單元，低溫泵是優(yōu)選的。該預(yù)熱步驟不一定執(zhí)行。注意，在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜之前，優(yōu)選進(jìn)行其中引入氬氣并生成等離子體的反濺射以去除絕緣層407的表面上的灰塵。反濺射是其中在氬氣氣氛中用高頻電源向基板側(cè)施加電壓以在基板側(cè)上生成等離子體而不向靶側(cè)施加電壓、以使表面變性的方法。可使用氮?dú)鈿夥?、氦氣氣氛、氧氣氣氛等來代替氬氣氣氛。通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜?？墒褂胔-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、 In-Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-ai-0基氧化物半導(dǎo)體膜、In-O基氧化物半導(dǎo)體膜、 Sn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、或Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜來形成氧化物半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施例中，通過使用h-Ga-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。具體地，使用組分比為 In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1 (艮口，In Ga Zn = 1 1 0. 5[atom% ] (原子％))的靶。替換地，可使用組分比為h Ga Zn = 1 1 1 [atom % ]或 In Ga Zn = 1 1 2[atom% ]的靶。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體靶的填充率大于或等于90%且小于或等于100%、優(yōu)選大于或等于95%且小于或等于99. 9%。通過使用具有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，所沉積的氧化物半導(dǎo)體膜具有高密度。濺射時(shí)的氣氛可以是稀有氣體(通常是氬氣)氣氛、氧氣氣氛、或者稀有氣體和氧氣的混合氣氛。該靶可包含大于或等于且小于或等于10襯％的Si02。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物半導(dǎo)體膜的濺射氣體。在基板400上如下地形成氧化物半導(dǎo)體膜用減小的壓力將基板保持在腔室中， 去除腔室中的殘余水分，引入去除氫和水分的濺射氣體，并且使用上述靶。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、 包括氫原子的化合物(諸如水(H2O))、包括碳原子的化合物等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中所包括的雜質(zhì)濃度?？稍谀こ练e氧化硅半導(dǎo)體膜時(shí)加熱基板。作為膜沉積條件的示例，采用以下條件基板的溫度是室溫；基板和靶之間的距離為IlOmm;壓強(qiáng)為0.4Pa;直流(DC)功率為0. 5kW ；以及氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為15sCCm 30sCCm)。優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源，因?yàn)榭蓽p少在膜沉積時(shí)生成的粉末物質(zhì)(也稱為粒子或灰塵)，并且可使膜厚均勻。氧化物半導(dǎo)體膜的厚度大于或等于 2nm且小于或等于200nm、優(yōu)選大于或等于5nm且小于或等于30nm。注意，氧化物半導(dǎo)體膜的適當(dāng)厚度根據(jù)其材料而變化；因此，厚度可根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卮_定。接著，通過第一光刻步驟將氧化物半導(dǎo)體膜處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層412(參見圖6A)?？墒褂脟娔▉硇纬捎糜谛纬蓫u狀氧化物半導(dǎo)體層412的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。對于蝕刻氧化物半導(dǎo)體膜，可采用濕法蝕刻和干法蝕刻中的一種或兩種。優(yōu)選使用含氯的氣體(諸如氯氣(Cl2)、氯化硼(BCl3)、氯化硅(SiCl4)或四氯化碳(CCl4)之類的氯基氣體)作為用于干法蝕刻的蝕刻氣體。替換地，可使用含氟的氣體(諸如四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、或三氟甲烷(CHF3)之類的氟基氣體)；溴化氫(HBr)；氧氣(O2)；添加了諸如氦氣(He)或氬氣 (Ar)之類的稀有氣體的這些氣體中的任一種等?？墒褂闷叫邪錜IE (反應(yīng)離子蝕刻)法或ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法作為干法蝕刻法。為了將該層蝕刻成期望形狀，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(施加到線圈狀電極的電功率量、施加到基板側(cè)上的電極的電功率量、基板側(cè)上的電極的溫度等)?？墒褂昧姿?、醋酸和硝酸的混合溶液、氨雙氧水混合物(雙氧水氨水= 5:2: 2)、氫氧化銨/雙氧水混合物(31wt%的雙氧水溶液^wt %的氨水水= 5:2:2)等作為用于濕法蝕刻的蝕刻劑?？墒褂肐T007N(由KANTO化學(xué)公司(ΚΑΝΤ0 CHEMICAL CO.，INC.)生產(chǎn))。在濕法蝕刻之后，通過清洗去除蝕刻劑以及被蝕刻掉的材料?？商峒儼讶コ牧系奈g刻劑的廢液，并且可重新使用包含在廢液中的材料。在蝕刻之后通過從廢液中收集和重新使用氧化物半導(dǎo)體中所包括的材料(諸如銦)，可有效地使用資源，并且可降低成本。根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑、蝕刻時(shí)間、或溫度)，從而可將該材料蝕刻成期望形狀。在本實(shí)施例中，通過使用通過混合磷酸、醋酸和硝酸而獲取的溶液的濕法蝕刻法， 將氧化物半導(dǎo)體膜處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層412。在本實(shí)施例中，對氧化物半導(dǎo)體層412進(jìn)行第一熱處理。第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C，并且在基板400的應(yīng)變點(diǎn)低于或等于750°C時(shí)，其高于或等于400°C且低于基板400的應(yīng)變點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩性?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)，并且隨后，溫度下降到室溫且防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層而不暴露于空氣；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^第一熱處理來對氧化物半導(dǎo)體層412進(jìn)行脫水或脫氫。熱處理裝置不限于電爐，并且可設(shè)置有通過來自諸如電阻加熱器等加熱器的熱傳導(dǎo)或熱輻射對要處理的對象加熱的設(shè)備。例如，可使用諸如GRTA (氣體快速熱退火)裝置或 LRTA (燈快速熱退火)裝置之類的RTA (快速熱退火)裝置。LRTA裝置是用于通過從諸如鹵素?zé)簟Ⅺu化金屬燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或高壓汞燈之類的燈發(fā)射的光(電磁波)輻射來對要處理對象加熱的裝置。GRTA裝置是用于使用高溫氣體來進(jìn)行熱處理的裝置。使用與要通過熱處理處理的對象不反應(yīng)的惰性氣體(諸如氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氬氣))作為該氣體。例如，作為第一熱處理，GRTA可如下地進(jìn)行將基板傳送到加熱到650°C至700°C 的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘，并且傳送且從加熱到高溫的惰性氣體中取出。GRTA實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崽幚磔^短的時(shí)間。在第一熱處理中，優(yōu)選在氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)中不包含水、 氫等。優(yōu)選向熱處理裝置引入的氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)的純度為大于或等于6N(99. 9999% )，更優(yōu)選為大于或等于7N(99. 99999% )(即，雜質(zhì)濃度優(yōu)選為小于或等于lppm，更優(yōu)選為小于或等于0. Ippm)。此外，根據(jù)第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層的材料，可使氧化物半導(dǎo)體層412 結(jié)晶成微晶膜或多晶膜。例如，可使氧化物半導(dǎo)體層結(jié)晶成微晶氧化物半導(dǎo)體膜，其中結(jié)晶度大于或等于90%、或者大于或等于80%。此外，根據(jù)第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層的材料，氧化物半導(dǎo)體層412可以是不包含結(jié)晶組分的非晶氧化物半導(dǎo)體膜。氧化物半導(dǎo)體層可變成其中將微晶部分(其粒徑大于或等于Inm且小于或等于20nm、通常大于或等于2nm且小于或等于4nm)混合到非晶氧化物半導(dǎo)體中的氧化物半導(dǎo)體膜。同樣，可在氧化物半導(dǎo)體膜被處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層412之前，對該氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在此情況下，在第一熱處理之后從加熱裝置取出基板，并且隨后對其執(zhí)行光刻步驟。在上文中描述了其中在形成氧化物半導(dǎo)體層412之后就對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理的示例。然而，可在氧化物半導(dǎo)體層上堆疊源電極和漏電極之后、或者在源電極和漏電極上形成柵絕緣層之后進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理，只要它在沉積氧化物半導(dǎo)體層之后進(jìn)行即可。在絕緣層407和氧化物半導(dǎo)體層412上形成導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可通過濺射法或真空蒸鍍法形成。可給出從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W選擇的元素；包含這些元素中的任一種作為組分的合金；包含這些元素中的任一種組合的合金膜等作為導(dǎo)電膜的材料。此外，可使用從錳、鎂、鋯、鈹和釔選擇的一種或多種材料。此外，導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)、或者大于或等于兩層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、其中在鋁膜上堆疊鈦膜的雙層結(jié)構(gòu)、其中Ti膜、鋁膜、以及鈦膜按該次序堆疊的三層結(jié)構(gòu)。替換地，可使用膜、合金膜、 或者氮化膜，其包含鋁(Al)以及從以下選擇的一種或多種元素鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、 鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、以及鈧(Sc)。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成厚度為150nm的鈦膜作為導(dǎo)電膜。接著，通過第二光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模?？刮g劑掩?？墒褂脟娔ㄐ纬?。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。之后，對其選擇性地進(jìn)行蝕刻以形成源電極層和漏電極層41 和415b，并且隨后，去除抗蝕劑掩模(參見圖 6B)。優(yōu)選源電極層和漏電極層各自的端部具有楔形，因?yàn)橛迷谄渖隙询B的柵絕緣層的覆蓋得以改進(jìn)。注意，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整每一材料和蝕刻條件，從而導(dǎo)電膜的蝕刻不會去除氧化物半導(dǎo)體層412，并且不露出氧化物半導(dǎo)體層412下面的絕緣層407。
在本實(shí)施例中，由于Ti膜被用作導(dǎo)電膜而h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體被用作氧化物半導(dǎo)體層412，因此氫氧化銨/雙氧水混合物(31wt%的雙氧水溶液^wt %的氨水 水=5 2 幻被用作蝕刻劑。在第二光刻步驟中，在一些情況下，蝕刻氧化物半導(dǎo)體層412的一部分，由此可形成具有凹槽(凹陷部分)的氧化物半導(dǎo)體層。可使用紫外光、KrF激光、或ArF激光來進(jìn)行第二光刻步驟中的形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。要形成的薄膜晶體管的溝道長度L由源電極層的下端和漏電極層的下端之間的間距確定，源電極層和漏電極層在氧化物半導(dǎo)體層412上彼此相鄰。在針對小于25nm的溝道長度L進(jìn)行曝光的情況下，使用具有幾納米至幾十納米的極短波長的遠(yuǎn)紫外光進(jìn)行在第二光刻步驟中形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。在通過遠(yuǎn)紫外光的曝光時(shí)，分辨率高且聚焦深度大。 因此，可使薄膜晶體管的溝道長度L大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm，可增大電路的運(yùn)行率，并且可通過極小的截止?fàn)顟B(tài)電流來實(shí)現(xiàn)低功耗。接著，在絕緣層407、氧化物半導(dǎo)體層412、以及源電極層和漏電極層41 和41 上形成柵絕緣層402 (參見圖6C)?？赏ㄟ^等離子體CVD法、濺射法等來使柵絕緣層402形成為具有使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、以及氧化鋁層中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。 為了盡可能防止柵絕緣層402包含氫，優(yōu)選通過濺射法形成柵絕緣層402。在通過濺射法形成氧化硅膜的情況下，硅靶或石英靶被用作靶，并且氧氣、或者氧氣和氬氣的混合氣體被用作濺射氣體。在本實(shí)施例中，IOOnm厚的氧化硅層如下地形成壓強(qiáng)為0. 4Pa ；高頻功率為 1.5kW;氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為25SCCm 25sccm = 1 1)；以及使用 RF濺射法。柵絕緣層402可具有其中氧化硅層和氮化硅層按該次序堆疊的結(jié)構(gòu)。例如，厚度大于或等于70nm且小于或等于400nm(例如，厚度為IOOnm)的柵絕緣層以如下方式形成 通過濺射法形成厚度大于或等于5nm且小于或等于300nm的氧化硅層(SiOx (x > 0))作為第一柵絕緣層、并且隨后在第一柵絕緣層上堆疊厚度大于或等于50nm且小于或等于200nm 的氮化硅層(SiNy (y > 0))作為第二柵絕緣層。接著，通過第三光刻步驟形成抗蝕劑掩模，并且選擇性地進(jìn)行蝕刻以去除柵絕緣層402的多個(gè)部分，從而形成到達(dá)源電極層和漏電極層41 和41 的開口 421a和 421b (參見圖6D)。接著，在柵絕緣層402、以及開口 42Ia和42Ib上形成導(dǎo)電膜。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成厚度為150nm的鈦膜。之后，對其執(zhí)行第四光刻步驟，從而形成柵電極層411、以及布線層41 和414b。注意，可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。柵電極層411、以及布線層41 和414b各自可被形成為具有使用諸如鉬、鈦、鉻、 鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料、或者包含這些材料中的任一種作為其主要組分的合金材料的單層或疊層結(jié)構(gòu)。例如，作為柵電極層411、以及布線層41 和414b各自的雙層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選以下結(jié)構(gòu)中的任一種鋁層和堆疊在該鋁層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)、以及氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)。作為三層結(jié)構(gòu)，鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或者鋁和鈦的合金層、以及氮化鈦層或鈦層的疊層是優(yōu)選的?？墒褂猛腹鈱?dǎo)電膜形成柵電極層?？山o出透光導(dǎo)電氧化物作為透光導(dǎo)電膜的材料的示例。接著，在惰性氣體氣氛或氧氣氣氛中進(jìn)行第二熱處理(優(yōu)選在高于或等于200°C 且低于或等于400°C的溫度下，例如，在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下)。 在本實(shí)施例中，在氮?dú)鈿夥罩校?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)?？稍诒∧ぞw管410上形成保護(hù)絕緣層或平面化絕緣層之后進(jìn)行第二熱處理。此外，可在空氣氣氛中在高于或等于100°C且低于或等于200°C進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變加熱溫度從室溫上升到高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。該熱處理可在形成氧化物絕緣層之前在減少的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過上述工藝，可形成包括氧化物半導(dǎo)體層412 (其中氫、水分、氫化物、以及氫氧化物的濃度降低)的薄膜晶體管410 (參見圖6E)。薄膜晶體管410可被用作實(shí)施例1中所描述的薄膜晶體管105?？稍诒∧ぞw管410上設(shè)置保護(hù)絕緣層、或者用于平面化的平面化絕緣層。例如， 保護(hù)絕緣層可被形成為具有使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、以及氧化鋁層中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)?？墒褂弥T如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、或環(huán)氧樹脂之類的耐熱有機(jī)材料來形成平面化絕緣層。除了這些有機(jī)材料以外，有可能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、PSG(磷硅酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷硅酸鹽玻璃)等?？赏ㄟ^堆疊使用這些材料形成的多個(gè)絕緣膜來形成平面化絕緣層。注意，硅氧烷基樹脂對應(yīng)于包括使用硅氧烷基材料作為原材料而形成的Si-O-Si 鍵的樹脂。硅氧烷基樹脂可包括有機(jī)基(例如，烷基或芳基)或氟基作為取代基。該有機(jī)基可包括氟基。對用于形成平面化絕緣層的方法沒有具體的限制。根據(jù)材料，可通過諸如濺射法、 SOG法、旋涂法、浸漬法、噴涂法、或液滴噴射法(例如，噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或膠版印刷)之類的方法、或者通過使用諸如刮刀、輥涂機(jī)、幕涂機(jī)、刀涂機(jī)之類的工具來形成平面化絕緣層。通過如上所述在膜沉積氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)在反應(yīng)氣氛中去除殘余水分，可降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氫和氫化物的濃度。因此，可穩(wěn)定氧化物半導(dǎo)體膜。通過在液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中使用如上所述而制造的薄膜晶體管，可抑制來自像素的漏電流。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可增大， 并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障。可與其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例2。(實(shí)施例3)在實(shí)施例3中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。注意，實(shí)施例2可應(yīng)用于與實(shí)施例2相同的部分、以及具有與實(shí)施例2類似功能的部分和步驟，并且不再重復(fù)其描述。此外，省略對相同部分的具體描述。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管460可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分1008的每一像素中的薄膜
晶體管。使用圖7A和7B、以及圖8A至8E來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。圖7A示出薄膜晶體管的平面結(jié)構(gòu)的示例，而圖7B示出其截面結(jié)構(gòu)的示例。圖7A 和7B所示的薄膜晶體管460是頂柵薄膜晶體管。圖7A是頂柵薄膜晶體管460的平面圖，而圖7B是沿圖7A中的線D1-D2的截面圖。薄膜晶體管460包括，在具有絕緣表面的基板450上的，絕緣層457、源電極層或漏電極層46^^465al和46 、氧化物半導(dǎo)體層462、源電極層或漏電極層46 、布線層 468、柵絕緣層452、以及柵電極層461 (461a和461b)。源電極層或漏電極層46^^465al和 462a2)通過布線層468電連接到布線層464。此外，在附圖中未示出，源電極層或漏電極層 46 還電連接到在柵絕緣層452中形成的開口中的布線層。在下文中參考圖8A至8E描述用于在基板450上制造薄膜晶體管460的工藝。首先，在具有絕緣表面的基板450上形成用作基膜的絕緣層457。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成氧化硅層作為絕緣層457。將基板450傳送到腔室中，將其中去除氫和水分的包含高純度氧的濺射氣體引入該腔室，并且使用靶或石英(優(yōu)選合成石英)，從而氧化硅層沉積在基板450上作為絕緣層457。在本實(shí)施例中，使用氧氣、 或者氧氣和氬氣的混合氣體作為濺射氣體。例如，在本實(shí)施例中如下地形成氧化硅膜純度為6N的石英(優(yōu)選合成石英)被用作靶；基板溫度為108°C ；靶和基板之間的距離(T-S距離)為60mm ；壓強(qiáng)為0. 4Pa ；高頻功率為1.5kW;氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為25SCCm 25sccm = 1 1)；以及使用RF濺射法。在本實(shí)施例中，氧化硅膜的厚度為lOOnm?？墒褂霉璋写媸?優(yōu)選合成石英)來形成氧化硅膜。在此情況下，優(yōu)選在沉積絕緣層457時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止絕緣層457包含氫、羥基、和/或水分。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的絕緣層457中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積絕緣層457的濺射氣體。絕緣層457可具有疊層結(jié)構(gòu)；例如，可使用其中氮化物絕緣層(諸如氮化硅層、氮氧化硅層、氮化鋁層、或氮氧化鋁層)和上述氧化物絕緣層按該次序堆疊在基板450上的疊層結(jié)構(gòu)。例如，通過引入其中去除氫和水分的包含高純度氫的濺射氣體、以及使用硅靶，在氧化硅層和基板450之間形成氮化硅層。同樣在此情況下，優(yōu)選在形成氮化硅層時(shí)去除腔室中的殘余水分，與沉積氧化硅層的情況一樣。在絕緣層457上形成導(dǎo)電膜?？山o出從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W選擇的元素；包含這些元素中的任一種作為組分的合金；包含這些元素中的任一種組合的合金膜等作為導(dǎo)電膜的材料。此外，可使用從錳、鎂、鋯、鈹和釔選擇的一種或多種材料。此外，導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)、或者大于或等于兩層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、其中在鋁膜上堆疊鈦膜的雙層結(jié)構(gòu)、其中Ti膜、鋁膜、以及鈦膜按該次序堆疊的三層結(jié)構(gòu)。替換地，可使用膜、合金膜、或者氮化膜，其包含鋁(Al)以及從以下選擇的一種或多種元素 鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、以及鈧(Sc)。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成厚度為150nm的鈦膜作為導(dǎo)電膜。接著，通過第一光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，對其選擇性地蝕刻以形成源電極層和漏電極層465al和46fe2，并且隨后去除抗蝕劑掩模(參見圖8A)。在截面圖中被示為切斷的源電極層和漏電極層465al和465a2是具有環(huán)面形部分的一個(gè)膜，如圖7A所示。優(yōu)選源電極層和漏電極層465al和465a2各自的端部具有楔形，因?yàn)橛迷谄渖隙询B的柵絕緣層的覆蓋得以改進(jìn)。接著，形成厚度大于或等于2nm且小于或等于200nm(例如，大于或等于5nm且小于或等于30nm)的氧化物半導(dǎo)體膜。注意，氧化物半導(dǎo)體膜的適當(dāng)厚度根據(jù)其材料而變化； 因此，厚度可根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卮_定。在本實(shí)施例中，通過使用^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。在基板450上如下地形成氧化物半導(dǎo)體膜用減小的壓力將基板保持在腔室中， 去除腔室中的殘余水分，引入去除氫和水分的濺射氣體，并且使用靶。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵。可使用添加了冷阱的渦輪分子泵作為排氣單元。在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如水(H2O))、包括碳原子的化合物等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中所包括的雜質(zhì)濃度?？稍谀こ练e氧化硅半導(dǎo)體膜時(shí)加熱基板。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物半導(dǎo)體膜的濺射氣體。作為膜沉積條件的示例，采用以下條件基板的溫度是室溫；基板和靶之間的距離為IlOmm;壓強(qiáng)為0.4Pa;直流(DC)電源為0. 5kW ；以及氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為15sccm 30sccm)。接著，通過第二光刻步驟將氧化物半導(dǎo)體膜處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層462(參見圖8B)。在本實(shí)施例中，通過使用通過混合磷酸、醋酸和硝酸而獲取的溶液的濕法蝕刻法， 將氧化物半導(dǎo)體膜處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層462。在本實(shí)施例中，對氧化物半導(dǎo)體層462進(jìn)行第一熱處理。第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C，并且在基板450的應(yīng)變點(diǎn)低于或等于750°C時(shí)，其高于或等于450°C且低于基板450的應(yīng)變點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩性?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)，并且隨后，溫度下降到室溫而不暴露于空氣且防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^第一熱處理來對氧化物半導(dǎo)體層462進(jìn)行脫水或脫氫。熱處理裝置不限于電爐，并且可設(shè)置有通過來自諸如電阻加熱器等加熱器的熱傳導(dǎo)或熱輻射對要處理的對象加熱的設(shè)備。例如，可使用諸如GRTA (氣體快速熱退火)裝置或 LRTA(燈快速熱退火)裝置之類的RTA(快速熱退火)裝置。例如，作為第一熱處理，GRTA 可如下地進(jìn)行將基板傳送到加熱到650°C至700°C的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘，并且傳送且從加熱到高溫的惰性氣體中取出。GRTA實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崽幚磔^短的時(shí)間。在第一熱處理中，優(yōu)選在氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)中不包含水、氫等。優(yōu)選向熱處理裝置引入的氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)的純度為大于或等于6N(99. 9999% )，更優(yōu)選為大于或等于7N(99. 99999% )(即，雜質(zhì)濃度優(yōu)選為小于或等于lppm，更優(yōu)選為小于或等于0. Ippm)。此外，根據(jù)第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層的材料，可使氧化物半導(dǎo)體層462 結(jié)晶成微晶膜或多晶膜。同樣，可在氧化物半導(dǎo)體膜被處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層462之前，對該氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在此情況下，在第一熱處理之后從加熱裝置取出基板，并且隨后對其執(zhí)行光刻步驟。在上文中描述了其中在形成氧化物半導(dǎo)體層462之后就對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理的示例。然而，可在氧化物半導(dǎo)體層上堆疊源電極層和漏電極層46 之后、或者在源電極層和漏電極層46 上形成柵絕緣層452之后進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理，只要它在沉積氧化物半導(dǎo)體層之后進(jìn)行即可。接著，在絕緣層457和氧化物半導(dǎo)體層462上形成導(dǎo)電膜。之后，通過第三光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜以形成源電極層或漏電極層46恥、以及布線層468，并且隨后去除抗蝕劑掩模(參見圖8C)。源電極層或漏電極層46 、以及布線層468各自可通過與源電極層或漏電極層和465a2各自的材料和步驟類似的材料和類似的步驟來形成。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成150nm厚的鈦膜作為源電極層或漏電極層46恥、 以及布線層468中的每一個(gè)。在本實(shí)施例中，由于源電極層或漏電極層465al和46fe2、以及源電極層或漏電極層46 是彼此相同的鈦膜，因此無法提供源電極層或漏電極層46 與源電極層或漏電極層465al和中的每一個(gè)之間的蝕刻選擇性。因此，為了防止源電極層或漏電極層465al和465a2在蝕刻源電極層或漏電極層46 時(shí)被蝕刻，在未被氧化物半導(dǎo)體層462覆蓋的源電極層或柵電極層465a2上設(shè)置布線層468。在其中在蝕刻時(shí)具有高選擇性的不同材料用于形成源電極層或漏電極層465al和46fe2、以及源電極層或漏電極層46 的情況下，不一定設(shè)置在蝕刻時(shí)保護(hù)源電極層或漏電極層465a2的布線層468?？赏ㄟ^蝕刻導(dǎo)電膜來部分地蝕刻掉氧化物半導(dǎo)體層462。適當(dāng)?shù)乜刂撇牧虾臀g刻條件，從而不會不必要地去除氧化物半導(dǎo)體層462。在本實(shí)施例中，由于Ti膜被用作導(dǎo)電膜而h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體被用作氧化物半導(dǎo)體層462，因此氫氧化銨/雙氧水混合物(31wt%的雙氧水溶液^wt %的氨水 水=5 2 幻被用作蝕刻劑。在第三光刻步驟中，在一些情況下，蝕刻氧化物半導(dǎo)體層462的一部分，由此可形成具有凹槽(凹陷部分)的氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^噴墨法來形成用于形成源電極層或漏電極層46恥、以及布線層468的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模； 由此可降低制造成本。接著，在絕緣層457、氧化物半導(dǎo)體層462、源電極層或漏電極層和46fe2、以及源電極層或漏電極層46 上形成柵絕緣層452?？赏ㄟ^等離子體CVD法、濺射法等來使柵絕緣層452形成為具有使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、以及氧化鋁層中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。 為了盡可能防止柵絕緣層452包含氫，優(yōu)選通過濺射法形成柵絕緣層452。在通過濺射法形成氧化硅膜的情況下，硅靶或石英靶被用作靶，并且氧氣、或者氧氣和氬氣的混合氣體被用作濺射氣體。柵絕緣層452可具有其中氧化硅層和氮化硅層按該次序堆疊在源電極層或漏電極層465al和46^12、以及源電極層或漏電極層46 上的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，IOOnm厚的氧化硅膜如下地形成壓強(qiáng)為0. 4Pa ；高頻功率為1. 5kff ；氣氛是氧氣和氬氣(氧氣與氬氣的流速比為25SCCm 25sccm = 1 1)；以及使用RF濺射法。接著，通過第四光刻步驟形成抗蝕劑掩模，并且選擇性地進(jìn)行蝕刻以去除柵絕緣層452的一部分，從而形成到達(dá)布線層438的開口 423 (參見圖8D)。盡管未示出，但是可在形成開口 423時(shí)形成到達(dá)源電極層或漏電極層46 的開口。在本實(shí)施例中，在堆疊層間絕緣層之后形成到達(dá)源電極層或漏電極層46 的開口，并且在開口中形成用于電連接的布線層。接著，在柵絕緣層452和開口 423上形成導(dǎo)電膜。之后，對其執(zhí)行第五光刻步驟， 從而形成柵電極層461 (461a和461b)、以及布線層464。注意，可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。柵電極層461 (461a和461b)、以及布線層464各自可被形成為具有使用諸如鉬、 鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料、或者包含這些材料中的任一種作為其主要組分的合金材料的單層或疊層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成150nm厚的鈦膜作為柵電極層461 (461a和461b)、 以及布線層464中的每一個(gè)。雖然在圖8E中柵電極層461 (461a和461b)被示為劃分開， 但是柵電極層461 (461a和461b)被形成為與通過源電極層或漏電極層465al和46fe2、以及源電極層或漏電極層46 而形成的環(huán)面形空隙重疊，如圖7A所示。接著，在惰性氣體氣氛或氧氣氣氛中進(jìn)行第二熱處理(優(yōu)選在高于或等于200°C 且低于或等于400°C的溫度下，例如，在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下)。 在本實(shí)施例中，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)。可在薄膜晶體管460上形成保護(hù)絕緣層或平面化絕緣層之后進(jìn)行第二熱處理。此外，可在空氣氣氛中在高于或等于100°C且低于或等于200°C進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變加熱溫度從室溫上升到高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。該熱處理可在形成氧化物絕緣層之前在減少的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過上述工藝，可形成包括氧化物半導(dǎo)體層462 (其中氫、水分、氫化物、以及氫氧化物的濃度降低)的薄膜晶體管460 (參見圖8E)。薄膜晶體管460可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分1008的每一像素中所用的薄膜晶體管。可在薄膜晶體管460上設(shè)置保護(hù)絕緣層、或者用于平面化的平面化絕緣層。雖然未示出，但是在本實(shí)施例中，在柵絕緣層452、以及保護(hù)絕緣層和/或平面化絕緣層中形成到達(dá)源電極層或漏電極層46 的開口，并且在該開口中形成電連接到源電極層或漏電極層46 的布線層。通過如上所述在膜沉積氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)在反應(yīng)氣氛中去除殘余水分，可降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氫和氫化物的濃度。因此，可穩(wěn)定氧化物半導(dǎo)體膜。
以此方式，在包括使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示設(shè)備的顯示部分中所包括的多個(gè)像素中，可抑制截止?fàn)顟B(tài)電流。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障。在本實(shí)施例中，溝道的形狀是圓形的，并且使用不同的層來形成源電極層和漏電極層，由此可減小溝道長度，并且可增大溝道寬度。以此方式，即使在相對較小的區(qū)域中也可形成具有大溝道寬度的薄膜晶體管，這實(shí)現(xiàn)了針對大電流進(jìn)行切換。另外，雖然溝道寬度大，但是截止?fàn)顟B(tài)電流極小，因?yàn)檠趸锇雽?dǎo)體被高度提純?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例3。(實(shí)施例4)使用圖9A和9B來描述本實(shí)施例中的薄膜晶體管。在實(shí)施例4中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的其他示例。注意，實(shí)施例2可應(yīng)用于與實(shí)施例2相同的部分、以及具有與實(shí)施例2類似功能的部分和步驟，并且不再重復(fù)其描述。 此外，省略對相同部分的具體描述。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管425和426各自可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分1008的每一像素中的薄膜晶體管。圖9A和9B示出薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。圖9A和9B所示的薄膜晶體管 425和似6各自是具有其中氧化物半導(dǎo)體層插在導(dǎo)電層和柵電極層之間的結(jié)構(gòu)的一種薄膜晶體管。在圖9A和9B中，使用硅基板420，并且在絕緣層422(設(shè)置在硅基板420上)上分別設(shè)置薄膜晶體管425和426。在圖9A中，在絕緣層422(設(shè)置在硅基板420上)和絕緣層407之間設(shè)置導(dǎo)電層 427以使其至少與氧化物半導(dǎo)體層412完全重疊。圖9B是其中絕緣層422和絕緣層407之間的導(dǎo)電層通過蝕刻來處理成導(dǎo)電層424 且至少與包括氧化物半導(dǎo)體層412的溝道區(qū)的部分重疊的示例。導(dǎo)電層427和似4各自通過耐受稍后進(jìn)行熱處理的溫度的金屬材料來形成?？墒褂脧拟?Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)以及鈧(Sc)中選擇的元素，包括以上元素中的任一種作為其組分的合金，包括這些元素的任一組合的合金膜，包括以上元素中的任一種作為其組分的氮化物等?？墒褂脝螌咏Y(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)；例如，可使用鎢層的單層、氮化鎢層和鎢層的疊層等。導(dǎo)電層427和4M各自的電位可分別等于薄膜晶體管425和4 各自的柵電極層 411的電位、或者與其不同，并且導(dǎo)電層427和似4各自可用作第二柵電極層。導(dǎo)電層427 和424的電位各自可以是固定電位，諸如GND或OV。薄膜晶體管425和426的電特性可分別由導(dǎo)電層427和似4控制?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例4。(實(shí)施例5)在實(shí)施例5中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的示例。使用圖IOA至IOE來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。
圖IOA至IOE示出薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。圖IOA至IOE所示的薄膜晶體管390是一種底柵結(jié)構(gòu)，其也稱為倒交錯(cuò)薄膜晶體管。雖然使用單柵薄膜晶體管來描述薄膜晶體管390，但是按照需要可形成包括多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵薄膜晶體管。在下文中，使用圖IOA至IOE來描述用于在基板394上制造薄膜晶體管390的工藝。首先，在具有絕緣表面的基板394上形成導(dǎo)電膜，并且隨后，對其執(zhí)行第一光刻步驟，從而形成柵電極層391。優(yōu)選柵電極層的端部具有楔形，因?yàn)橛迷谄渖隙询B的柵絕緣層的覆蓋得以改進(jìn)。注意，可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。雖然對可用作具有絕緣表面的基板394的基板沒有具體限制，但是基板394必須至少具有足夠高的耐熱性來耐受稍后要進(jìn)行的熱處理。例如，在玻璃基板被用作基板394的情況下，如果稍后要執(zhí)行的熱處理的溫度高， 則優(yōu)選使用其應(yīng)變點(diǎn)為高于或等于730°C的玻璃基板。例如，使用諸如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、或鋇硼硅酸鹽玻璃之類的玻璃材料作為玻璃基板。注意，通過包含比氧化硼的量多的氧化鋇(BaO)，玻璃基板耐熱并且更加實(shí)用。因此，優(yōu)選使用包含比化03多的BaO的玻璃基板。注意，可使用由諸如陶瓷基板、石英玻璃基板、或蘭寶石基板之類的絕緣體形成的基板來代替玻璃基板作為基板394。替換地，可使用結(jié)晶玻璃基板等。進(jìn)一步替換地，可適當(dāng)?shù)厥褂盟芰匣宓?。可在基?94與柵電極層391之間設(shè)置用作基膜的絕緣膜。該基膜具有防止雜質(zhì)元素從基板394擴(kuò)散的功能，并且可被形成為具有使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、 以及氧氮化硅膜中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。柵電極層391可被形成為具有使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料、或者包含這些材料中的任一種作為主要組分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。例如，作為柵電極層391的雙層結(jié)構(gòu)，以下結(jié)構(gòu)中的任一個(gè)是優(yōu)選的鋁層和堆疊在該鋁層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)、氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、以及氮化鎢層和鎢層的雙層結(jié)構(gòu)。作為三層結(jié)構(gòu)，鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或者鋁和鈦的合金層、以及氮化鈦層或鈦層的疊層是優(yōu)選的。還可使用透光導(dǎo)電膜形成柵電極層?？山o出透光導(dǎo)電氧化物等作為透光導(dǎo)電膜的材料的示例。接著，在柵電極層391上形成柵絕緣層397?？赏ㄟ^等離子體CVD法、濺射法等來使柵絕緣層397形成為具有使用氧化硅層、氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、以及氧化鋁層中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。 為了盡可能防止柵絕緣層397包含氫，優(yōu)選通過濺射法形成柵絕緣層397。在通過濺射法形成氧化硅膜的情況下，硅靶或石英靶被用作靶，并且氧氣、或者氧氣和氬氣的混合氣體被用作濺射氣體。柵絕緣層397可具有其中氮化硅層和氧化硅層按該次序堆疊在柵電極層391上的結(jié)構(gòu)。例如，IOOnm厚的柵絕緣層以如下方式形成通過濺射法形成厚度大于或等于50nm且小于或等于200nm的氮化硅層(SiNy(y > 0))作為第一柵絕緣層、并且隨后在第一柵絕緣層上堆疊厚度大于或等于5nm且小于或等于300nm的氧化硅層(SiOx (x > 0))作為第二柵
絕緣層。氧化物半導(dǎo)體膜為了在柵絕緣層397和氧化物半導(dǎo)體膜393中盡可能地不包含氫、羥基、或水分，優(yōu)選在膜形成之前在濺射裝置的預(yù)熱室中預(yù)熱設(shè)置有柵電極層391的基板394、或者設(shè)置有柵電極層391和柵絕緣層397的基板394以消除在基板394上吸收的雜質(zhì)(諸如氫或水分)，并且進(jìn)行排氣。預(yù)熱溫度高于或等于100°C且低于或等于40(TC、優(yōu)選高于或等于150°C且低于或等于300°C。作為設(shè)置在預(yù)熱室中的排氣單元，低溫泵是優(yōu)選的。該預(yù)熱步驟不一定執(zhí)行。在形成氧化物絕緣層396之前，該預(yù)熱步驟可以類似的方式對設(shè)置有圖IOC所示的源電極層39 和漏電極層39 的基板394執(zhí)行。接著，通過濺射法在柵絕緣層397上形成厚度大于或等于2nm且小于或等于 200nm、優(yōu)選大于或等于5nm且小于或等于30nm的氧化物半導(dǎo)體膜393 (參見圖10A)。在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜393之前，優(yōu)選進(jìn)行其中引入氬氣并產(chǎn)生等離子體的反濺射以去除柵絕緣層397的表面上的灰塵。反濺射是指其中在未向靶側(cè)施加電壓的情況下，RF電源用于在氬氣氣氛中向基板側(cè)施加電壓以使表面改性的方法?？墒褂玫?dú)鈿夥?、氦氣氣氛、氧氣氣氛等來代替氬氣氣氛。可使用h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、h-Sn-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、 In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、^i-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、或Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜來形成氧化物半導(dǎo)體膜393。在本實(shí)施例中，通過使用 In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜393。具體地，使用組分比為 In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1 (艮口，In Ga Zn = 1 1 0. 5[atom% ])的靶。替換地，可使用組分比為h Ga Zn = 1 1 l[atom% ]或In Ga Zn = 1:1: 2[atom% ]的靶。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體靶的填充率大于或等于90%且小于或等于100%、優(yōu)選大于或等于95%且小于或等于99. 9%。通過使用具有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，所沉積的氧化物半導(dǎo)體膜具有高密度。濺射氧化物半導(dǎo)體膜393時(shí)的氣氛可以是稀有氣體(通常是氬氣)氣氛、氧氣氣氛、或者稀有氣體(通常是氬氣)和氧氣的混合氣氛。該靶可包含大于或等于且小于或等于10wt%的Si02。在基板394上如下地形成氧化物半導(dǎo)體膜393 用減小的壓力將基板保持在腔室中，并且將基板加熱到室溫或低于400°C的溫度；以及去除腔室中的殘余水分，引入去除氫和水分的濺射氣體，并且使用上述靶。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如水 (H2O))、包括碳原子的化合物等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中所包括的雜質(zhì)濃度。在濺射膜沉積時(shí)通過低溫泵來去除腔室中剩余的水分，膜沉積氧化物半導(dǎo)體膜 393時(shí)的基板溫度可具有高于或等于室溫且小于400°C的溫度。作為膜沉積條件的示例，采用以下條件基板和靶之間的距離為IOOmm;壓強(qiáng)為0.6Pa;直流(DC)電源為0.5kW;以及氣氛是氧氣(氧氣的流速比為100%)。優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源，因?yàn)榭蓽p少在膜沉積時(shí)生成的粉末物質(zhì)(也稱為粒子或灰塵)，并且可使膜厚均勻。濺射法的示例包括高頻電源被用作濺射電源的RF濺射法、使用DC電源的DC濺射法、以及以脈沖方式施加偏壓的脈沖DC濺射法。在形成絕緣膜的情況下主要使用RF濺射法，而在形成金屬膜的情況下主要使用DC濺射法?？墒褂闷渲锌稍O(shè)置由彼此不同的材料形成的多個(gè)靶的多靶濺射裝置。通過多靶濺射裝置，可在同一腔室中堆疊要形成的不同材料的膜，或者可在同一腔室中同時(shí)通過放電沉積多種材料。替換地，可使用在腔室內(nèi)部設(shè)置有磁鐵系統(tǒng)且用于磁控濺射法的濺射裝置、或者在不使用輝光放電的情況下使用通過使用微波而生成的等離子體的用于ECR濺射法的濺射裝置。此外，可使用靶物質(zhì)和濺射氣體組分在沉積期間相互化學(xué)反應(yīng)以形成其化合物薄膜的反應(yīng)濺射法、或者在沉積期間還向基板施加電壓的偏壓濺射法作為使用濺射法的沉積法。接著，通過第二光刻步驟將氧化物半導(dǎo)體膜處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層399(參見圖10B)?？墒褂脟娔▉硇纬捎糜谛纬蓫u狀氧化物半導(dǎo)體層399的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。在柵絕緣層397中形成接觸孔的情況下，其步驟可在形成氧化物半導(dǎo)體層399時(shí)執(zhí)行。對于蝕刻氧化物半導(dǎo)體膜393，可采用濕法蝕刻和干法蝕刻中的一種或兩種。優(yōu)選使用含氯的氣體(諸如氯氣(Cl2)、氯化硼(BCl3)、氯化硅(SiCl4)或四氯化碳(CCl4)之類的氯基氣體)作為用于干法蝕刻的蝕刻氣體。替換地，可使用含氟的氣體(諸如四氟化碳(CF4)、氟化硫(SF6)、氟化氮(NF3)、或三氟甲烷(CHF3)之類的氟基氣體)；溴化氫(HBr)；氧氣(O2)；添加了諸如氦氣(He)或氬氣 (Ar)之類的稀有氣體的這些氣體中的任一種等?？墒褂闷叫邪錜IE (反應(yīng)離子蝕刻)法或ICP (感應(yīng)耦合等離子體)蝕刻法作為干法蝕刻法。為了將該層蝕刻成期望形狀，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(施加到線圈狀電極的電功率量、施加到基板側(cè)上的電極的電功率量、基板側(cè)上的電極的溫度等)?？墒褂猛ㄟ^磷酸、醋酸和硝酸的混合溶液、氫氧化銨/雙氧水混合物(31wt%的雙氧水溶液的氨水水=5 2 2)等作為用于濕法蝕刻的蝕刻劑?？墒褂?IT007N(由KANTO化學(xué)公司生產(chǎn))。 在濕法蝕刻之后，通過清洗去除蝕刻劑以及被蝕刻掉的材料。可提純包含已去除材料的蝕刻劑的廢液，并且可重新使用包含在廢液中的材料。在蝕刻之后通過從廢液中收集和重新使用氧化物半導(dǎo)體中所包括的材料(諸如銦)，可有效地使用資源，并且可降低成本。根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑、蝕刻時(shí)間、或溫度)，從而可將該材料蝕刻成期望形狀。注意，在此情況下，優(yōu)選在通過以下步驟形成導(dǎo)電膜之前進(jìn)行反濺射，從而從氧化物半導(dǎo)體層399和柵絕緣層397的表面去除抗蝕劑殘余物等。接著，在柵絕緣層397和氧化物半導(dǎo)體層399上形成導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可通過濺射法或真空蒸鍍法形成?？山o出從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W選擇的元素；包含這些元素中的任一種作為組分的合金；包含這些元素中的任一種組合的合金膜等作為導(dǎo)電膜的材料。此夕卜，可使用從錳、鎂、鋯、鈹和釔選擇的一種或多種材料。此外，導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)、或者大于或等于兩層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、其中在鋁膜上堆疊鈦膜的雙層結(jié)構(gòu)、其中Ti膜、鋁膜、以及鈦膜按該次序堆疊的三層結(jié)構(gòu)。替換地，可使用膜、合金膜、或者氮化膜，其包含鋁(Al)以及從以下選擇的一種或多種元素鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢 (W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、以及鈧(Sc)。接著，通過第三光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模。之后，對其選擇性地蝕刻以形成源電極層和漏電極層3%a和3%b，并且隨后，去除抗蝕劑掩模(參見圖10C)?？墒褂米贤夤?、KrF激光、或ArF激光來進(jìn)行第三光刻步驟中的形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。要形成的薄膜晶體管的溝道長度L由源電極層的下端和漏電極層的下端之間的間距確定，源電極層和漏電極層在氧化物半導(dǎo)體層399上彼此相鄰。在針對小于25nm的溝道長度L進(jìn)行曝光的情況下，使用具有幾納米至幾十納米的極短波長的遠(yuǎn)紫外光進(jìn)行在第三光刻步驟中形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。在通過遠(yuǎn)紫外光的曝光時(shí)，分辨率高且聚焦深度大。 因此，可使薄膜晶體管的溝道長度L大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm，可增大電路的運(yùn)行率，并且可通過極小的截止?fàn)顟B(tài)電流來實(shí)現(xiàn)低功耗。可通過蝕刻導(dǎo)電膜來部分地蝕刻掉氧化物半導(dǎo)體層462。適當(dāng)?shù)乜刂撇牧虾臀g刻條件，從而在蝕刻導(dǎo)電膜時(shí)不會去除氧化物半導(dǎo)體層399。在本實(shí)施例中，由于Ti膜被用作導(dǎo)電膜而h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體被用作氧化物半導(dǎo)體層399，因此氫氧化銨/雙氧水混合物(氨、水、以及雙氧水溶液的混合物)被用作蝕刻劑。在第三光刻步驟中，在一些情況下，蝕刻氧化物半導(dǎo)體層399的一部分，由此可形成具有凹槽(凹陷部分)的氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^噴墨法來形成用于形成源電極層和漏電極層3%a和3%b的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。為了減少光刻步驟中的光掩模和步驟的數(shù)量，可通過利用使用多色調(diào)掩模而形成的抗蝕劑掩模來進(jìn)行蝕刻，該多色調(diào)掩模是透射光以使其具有多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模。由于使用多色調(diào)掩模形成的抗蝕劑掩模具有多個(gè)厚度并且可通過進(jìn)行蝕刻而在形狀上進(jìn)一步改變，因此可在多個(gè)蝕刻步驟中使用該抗蝕劑掩模來提供不同圖案。因此，與至少兩種不同圖案相對應(yīng)的抗蝕劑掩?？赏ㄟ^使用一個(gè)多色調(diào)掩模來形成。由此，可減少曝光掩模的數(shù)量，并且還可減少相應(yīng)的光刻步驟的數(shù)量，由此可實(shí)現(xiàn)制造工藝的簡化。在去除抗蝕劑掩模之后，可進(jìn)行使用諸如N20、N2、或Ar之類的氣體的等離子體處理來去除在露出的氧化物半導(dǎo)體層399的表面上吸收的水等。可使用氧氣和氬氣的混合氣體來進(jìn)行等離子體處理。接著，形成氧化物絕緣層396作為用作與氧化物半導(dǎo)體層的一部分接觸的保護(hù)絕緣層的氧化物絕緣層(參見圖10D)。在進(jìn)行等離子體處理的情況下，可在等離子體處理之后連續(xù)地形成氧化物絕緣層396而不將氧化物半導(dǎo)體層399暴露于空氣。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體層399在氧化物半導(dǎo)體層399既不與源電極層39 接觸也不與漏電極層39 接觸的區(qū)域中與氧化物絕緣層396接觸。在本實(shí)施例中，作為氧化物絕緣層396，如下地形成包括缺陷的氧化硅層在室溫至低于100°c的溫度下對在其上形成島狀氧化物半導(dǎo)體層399、源電極層39 、以及漏電極層3%b的基板394加熱；引入去除氫和水分的包含高純度氧的濺射氣體；以及使用硅半導(dǎo)體靶。例如，在本實(shí)施例中如下地形成氧化硅膜使用摻雜有硼且純度為6N的硅靶(其電阻率為0. 01 Ω -cm)；靶和基板之間的距離(T-S距離)為89mm ；壓強(qiáng)為0. 4Pa ；直流(DC) 電源為6kW;氣氛是氧氣(氧氣的流速比為100%)；以及使用脈沖DC濺射法。在本實(shí)施例中，氧化硅膜的厚度為300nm。可使用石英(優(yōu)選合成石英)代替硅靶來形成氧化硅膜。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣層396時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層399和氧化物絕緣層396包含氫、羥基、和/或水分。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵。可使用添加了冷阱的渦輪分子泵作為排氣單元。在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層396中所包括的雜質(zhì)濃度。可使用氧氮化硅層、氧化鋁層、氧氮化鋁層等來代替氧化硅層作為氧化物絕緣層 396。此外，在形成氧化物絕緣層396之后，可在氧化物絕緣層396與氧化物半導(dǎo)體層 399接觸的狀態(tài)中在100°C至400°C進(jìn)行熱處理。由于本實(shí)施例中的氧化物絕緣層396包括許多缺陷，因此通過該熱處理來使氧化物半導(dǎo)體層399中所包括的雜質(zhì)(諸如氫、水分、羥基、或氫化物)擴(kuò)散到氧化物絕緣層396中，從而氧化物半導(dǎo)體層399中所包括的雜質(zhì)進(jìn)一步減少。通過上述工藝，可形成包括氧化物半導(dǎo)體層392 (其中氫、水分、羥基、和/或氫化物的濃度降低)的薄膜晶體管390(參見圖10E)。通過如上所述在膜沉積氧化物半導(dǎo)體膜時(shí)在反應(yīng)氣氛中去除殘余水分，可降低氧化物半導(dǎo)體膜中的氫和氫化物的濃度。因此，可穩(wěn)定氧化物半導(dǎo)體膜?？稍谘趸锝^緣層上設(shè)置保護(hù)絕緣層。在本實(shí)施例中，在氧化物絕緣層396上形成保護(hù)絕緣層398?？墒褂玫枘?、氮氧化硅膜、氮化鋁膜、或氮氧化鋁膜等作為保護(hù)絕緣層398。在本實(shí)施例中，使用氮化硅膜形成保護(hù)絕緣層153。通過將在其上形成直到且包括氧化物絕緣層396的層的基板394加熱到100°C至 400°C的溫度、引入去除氫和水分的包含高純度氮的濺射氣體、以及使用硅半導(dǎo)體靶來形成氮化硅膜作為保護(hù)絕緣層398。同樣在此情況下，優(yōu)選在形成保護(hù)絕緣層398時(shí)從處理室去除殘余水分，與氧化物絕緣層396的情況一樣。在形成保護(hù)絕緣層398的情況下，在形成保護(hù)絕緣層398時(shí)將基板394加熱到 100°C至400°C的溫度，由此氧化物半導(dǎo)體層中所包括的氫和/或水分可擴(kuò)散到氧化物絕緣層中。在此情況下，氧化物絕緣層396形成之后的熱處理不一定進(jìn)行。在形成氧化硅層作為氧化物絕緣層396且堆疊氮化硅層作為保護(hù)絕緣層398的情況下，可使用公共硅靶在同一腔室中形成氧化硅層和氮化硅層。首先，引入含氧的蝕刻氣體并使用置于腔室內(nèi)部的硅靶來形成氧化硅層；并且隨后，將蝕刻氣體切換到含氮的蝕刻氣體并使用同一硅靶來形成氮化硅層。由于可連續(xù)地形成氧化硅層和氮化硅層而不暴露于空氣，因此可防止諸如氫或水分之類的雜質(zhì)在氧化硅層的表面上被吸收。在此情況下，在形成氧化硅層作為氧化物絕緣層396且堆疊氮化硅層作為保護(hù)絕緣層398之后，可進(jìn)行用于將氧化物半導(dǎo)體層中所包括的氫或水分?jǐn)U散到氧化物絕緣層中的熱處理(在100°C至400°C 的溫度下)。在形成保護(hù)絕緣層之后，可在空氣中在高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變加熱溫度從室溫上升到高于或等于10(TC且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。此外，該熱處理可在形成氧化物絕緣膜之前在減小的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過該熱處理，可獲取常態(tài)截止的薄膜晶體管(在η溝道晶體管的情況下其閾值電壓為正)。因此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的可靠性。此外，通過在柵絕緣層上形成氧化物半導(dǎo)體層(其中將形成溝道形成區(qū))時(shí)在反應(yīng)氣氛中去除水分，可降低氧化物半導(dǎo)體層中的氫或氫化物的濃度。上述工藝可用于制造液晶顯示面板、電致發(fā)光顯示面板、使用電子墨水的顯示設(shè)備等的后面板(在其上形成薄膜晶體管的基板)。由于在低于或等于400°C的溫度下執(zhí)行上述工藝，因此該工藝可應(yīng)用于使用一側(cè)長于或等于1米且厚度小于或等于1毫米的玻璃基板的制造工藝。此外，由于可在低于或等于400°C的處理溫度下執(zhí)行整個(gè)工藝，因此可在不消耗太多能量的情況下制造顯示面板。在如上所述而制造的使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，通過在液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中使用薄膜晶體管，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障。可與其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例5。(實(shí)施例6)使用圖IlA至IlE來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。在實(shí)施例6中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管310可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分 1008的每一像素中的薄膜晶體管。圖IlA至IlE示出薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。圖IlA至IlE所示的薄膜晶體管310是一種底柵結(jié)構(gòu)，其也稱為倒交錯(cuò)薄膜晶體管。雖然使用單柵薄膜晶體管來描述薄膜晶體管310，但是按照需要可形成包括多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵薄膜晶體管。在下文中，使用圖IlA至IlE來描述用于在基板300上制造薄膜晶體管310的工藝。首先，在具有絕緣表面的基板300上形成導(dǎo)電膜，并且隨后，對其執(zhí)行第一光刻步驟，從而形成柵電極層311。注意，可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。雖然對可用作具有絕緣表面的基板300的基板沒有具體限制，但是基板300必須至少具有足夠高的耐熱性來耐受稍后要進(jìn)行的熱處理。例如，在玻璃基板被用作基板300的情況下，如果稍后要執(zhí)行的熱處理的溫度高， 則優(yōu)選使用其應(yīng)變點(diǎn)為高于或等于730°C的玻璃基板。例如，使用諸如鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、或鋇硼硅酸鹽玻璃之類的玻璃材料作為玻璃基板。注意，通過包含比氧化硼的量多的氧化鋇(BaO)，玻璃基板耐熱并且更加實(shí)用。因此，優(yōu)選使用包含比化03多的BaO的玻璃基板。注意，可使用由諸如陶瓷基板、石英玻璃基板、或蘭寶石基板之類的絕緣體形成的基板來代替玻璃基板作為基板300。替換地，可使用結(jié)晶玻璃基板等。可在基板300與柵電極層311之間設(shè)置用作基膜的絕緣膜。該基膜具有防止雜質(zhì)元素從基板300擴(kuò)散的功能，并且可被形成為具有使用氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、 以及氧氮化硅膜中的一個(gè)或多個(gè)的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。柵電極層311可被形成為具有使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料、或者包含這些材料中的任一種作為主要組分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。例如，作為柵電極層311的雙層結(jié)構(gòu)，以下結(jié)構(gòu)中的任一個(gè)是優(yōu)選的鋁層和堆疊在該鋁層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、銅層和堆疊在該銅層上的氮化鈦層或氮化鉭層的雙層結(jié)構(gòu)、氮化鈦層和鉬層的雙層結(jié)構(gòu)、以及氮化鎢層和鎢層的雙層結(jié)構(gòu)。作為三層結(jié)構(gòu)，鎢層或氮化鎢層、鋁和硅的合金層或者鋁和鈦的合金層、以及氮化鈦層或鈦層的疊層是優(yōu)選的。接著，在柵電極層311上形成柵絕緣層302?？赏ㄟ^等離子體CVD法、濺射法等來使柵絕緣層302形成為具有單層的氧化硅層、 氮化硅層、氧氮化硅層、氮氧化硅層、或氧化鋁層、或者其疊層。例如，可通過使用SiH4、氧氣和氮?dú)庾鳛槌练e氣體的等離子體CVD法來形成氧氮化硅層。在本實(shí)施例中，柵絕緣層302 的厚度大于或等于IOOnm且小于或等于500nm。在疊層結(jié)構(gòu)的情況下，在第一柵絕緣層上堆疊厚度大于或等于50nm且小于或等于200nm的第一柵絕緣層、以及厚度大于或等于5nm且小于或等于300nm的第二柵絕緣層。在本實(shí)施例中，通過等離子體CVD法形成厚度為小于或等于IOOnm的氧氮化硅層作為柵絕緣層302。接著，通過濺射法在柵絕緣層302上形成厚度大于或等于2nm且小于或等于 200nm、優(yōu)選大于或等于5nm且小于或等于30nm的氧化物半導(dǎo)體膜330。注意，適當(dāng)?shù)暮穸雀鶕?jù)氧化物半導(dǎo)體材料而不同，并且厚度可根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。該步驟中的截面圖是圖 11A。在通過濺射法形成氧化物半導(dǎo)體膜330之前，優(yōu)選進(jìn)行其中引入氬氣并產(chǎn)生等離子體的反濺射以去除柵絕緣層302的表面上的灰塵?？墒褂玫?dú)鈿夥?、氦氣氣氛、氧氣氣氛等來代替氬氣氣氛?？墒褂胔-Ga-h-O基氧化物半導(dǎo)體膜、h-Snln-O基氧化物半導(dǎo)體膜、In-Al-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、h-Ζη-Ο基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜、^i-O基氧化物半導(dǎo)體膜、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體膜、或Si-O基氧化物半導(dǎo)體膜來形成氧化物半導(dǎo)體膜330。在本實(shí)施例中，通過使用 In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜330。具體地，使用組分比為 In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 1 (艮口，In Ga Zn = 1 1 0. 5[atom% ])的靶。替換地，可使用組分比為h Ga Zn = 1 1 l[atom% ]或In Ga Zn = 1:1: 2[atom% ]的靶。在本實(shí)施例中，氧化物半導(dǎo)體靶的填充率大于或等于90%且小于或等于100%、優(yōu)選大于或等于95%且小于或等于99.9%。通過使用具有高填充率的氧化物半導(dǎo)體靶，所沉積的氧化物半導(dǎo)體膜具有高密度。該靶可包含大于或等于2wt%且小于或等于10wt%的Si02。濺射氧化物半導(dǎo)體膜330時(shí)的氣氛可以是稀有氣體(通常是氬氣) 氣氛、氧氣氣氛、或者稀有氣體和氧氣的混合氣氛。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物半導(dǎo)體膜330的濺射氣體。通過在高于或等于100°C且低于或等于60(TC、優(yōu)選高于或等于20(TC且低于或等于400°C的基板溫度下用減小的壓力將基板保持在腔室中來進(jìn)行濺射。通過在膜沉積時(shí)加熱基板，可降低氧化物半導(dǎo)體膜中所包含的雜質(zhì)濃度。此外，可抑制由濺射造成的損壞。然后，去除腔室中的殘余水分，引入去除氫和水分的濺射氣體，并且使用上述靶，從而在基板 300上形成氧化物半導(dǎo)體膜330。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。 在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如水(H2O))、包括碳原子的化合物等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物半導(dǎo)體膜中所包括的雜質(zhì)濃度。作為膜沉積條件的示例，采用以下條件基板和靶之間的距離為100mm;壓強(qiáng)為 0.6Pa;直流(DC)電源為0.5kW;以及氣氛是氧氣(氧氣的流速比為100%)。優(yōu)選使用脈沖直流(DC)電源，因?yàn)榭蓽p少在膜沉積時(shí)生成的粉末物質(zhì)(也稱為粒子或灰塵)，并且可使膜厚均勻。接著，通過第二光刻步驟將氧化物半導(dǎo)體膜330處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層331。 可使用噴墨法來形成用于形成島狀氧化物半導(dǎo)體層的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。接著，對氧化物半導(dǎo)體層331進(jìn)行第一熱處理。可通過第一熱處理來對氧化物半導(dǎo)體層331進(jìn)行脫水或脫氫。第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C、優(yōu)選高于或等于400°C且低于基板的應(yīng)變點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩性?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)，并且隨后，溫度下降到室溫而不暴露于空氣且防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層 331(參見圖11B)。熱處理裝置不限于電爐，并且可設(shè)置有通過來自諸如電阻加熱器等加熱器的熱傳導(dǎo)或熱輻射對要處理的對象加熱的設(shè)備。例如，可使用諸如GRTA (氣體快速熱退火)裝置或 LRTA (燈快速熱退火)裝置之類的RTA (快速熱退火)裝置。LRTA裝置是用于通過從諸如鹵素?zé)?、鹵化金屬燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或高壓汞燈之類的燈發(fā)射的光(電磁波)輻射來對要處理對象加熱的裝置。GRTA裝置是用于使用高溫氣體來進(jìn)行熱處理的裝置。使用與要通過熱處理處理的對象不反應(yīng)的惰性氣體(諸如氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氬氣))作為該氣體。例如，作為第一熱處理，GRTA可如下地進(jìn)行將基板傳送到加熱到650°C至700°C 的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘，并且傳送且從加熱到高溫的惰性氣體中取出。GRTA實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崽幚磔^短的時(shí)間。在第一熱處理中，優(yōu)選在氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)中不包含水、 氫等。優(yōu)選向熱處理裝置引入的氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氦氣、氖氣、或氬氣)的純度為大于或等于6N(99. 9999% )、更優(yōu)選為大于或等于7N (99. 99999% )(即，雜質(zhì)濃度優(yōu)選為小于或等于lppm、更優(yōu)選為小于或等于0. Ippm)。通過第一熱處理，可去除氧化物半導(dǎo)體層331中所包含的氫等，并且產(chǎn)生氧損耗， 從而氧化物半導(dǎo)體層331變成η型半導(dǎo)體(具有減小的電阻的半導(dǎo)體)。此外，根據(jù)第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層331的材料，可使氧化物半導(dǎo)體層331結(jié)晶成微晶膜或多晶膜。例如，可使氧化物半導(dǎo)體層結(jié)晶為微晶氧化物半導(dǎo)體膜，其中結(jié)晶度大于或等于90%、 或者大于或等于80%。此外，根據(jù)第一熱處理的條件或氧化物半導(dǎo)體層331的材料，氧化物半導(dǎo)體層331可以是不包含結(jié)晶組分的非晶氧化物半導(dǎo)體膜。氧化物半導(dǎo)體層331可變成其中將微晶部分(其粒徑大于或等于Inm且小于或等于20nm、通常大于或等于2nm且小于或等于4nm)混合到非晶氧化物半導(dǎo)體中的氧化物半導(dǎo)體膜。同樣，可在氧化物半導(dǎo)體膜330被處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層331之前，對該氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在此情況下，在第一熱處理之后從加熱裝置取出基板，并且隨后對其執(zhí)行光刻步驟?？稍谘趸锇雽?dǎo)體層上堆疊源電極和漏電極之后、或者在源電極和漏電極上形成保護(hù)絕緣膜之后進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理，只要它在沉積氧化物半導(dǎo)體層之后進(jìn)行即可。在柵絕緣層302中形成接觸孔的情況下，其步驟可在對氧化物半導(dǎo)體膜330或氧化物半導(dǎo)體層331進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理之前或之后進(jìn)行。對于蝕刻氧化物半導(dǎo)體膜，可采用濕法蝕刻、以及干法蝕刻。根據(jù)材料適當(dāng)?shù)卣{(diào)整蝕刻條件(諸如蝕刻劑、蝕刻時(shí)間、或溫度)，從而可將該材料蝕刻成期望形狀。接著，在柵絕緣層302和氧化物半導(dǎo)體層331上形成導(dǎo)電膜。該導(dǎo)電膜可通過濺射法或真空蒸鍍法形成。可給出從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W選擇的元素；包含這些元素中的任一種作為組分的合金；包含這些元素中的任一種組合的合金膜等作為導(dǎo)電膜的材料。此夕卜，可使用從錳、鎂、鋯、鈹和釔選擇的一種或多種材料。此外，導(dǎo)電膜可具有單層結(jié)構(gòu)、或者大于或等于兩層的疊層結(jié)構(gòu)。例如，可給出包括硅的鋁膜的單層結(jié)構(gòu)、其中在鋁膜上堆疊鈦膜的雙層結(jié)構(gòu)、其中Ti膜、鋁膜、以及鈦膜按該次序堆疊的三層結(jié)構(gòu)。替換地，可使用膜、合金膜、或者氮化膜，其包含鋁(Al)以及從以下選擇的一種或多種元素鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢 (W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、以及鈧(Sc)。在沉積導(dǎo)電膜之后進(jìn)行熱處理的情況下，優(yōu)選導(dǎo)電膜具有足夠高的耐熱性來耐受熱處理。
接著，通過第三光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模。之后，對其選擇性地蝕刻以形成源電極層和漏電極層31 和315b，并且隨后，去除抗蝕劑掩模(參見圖11C)?？墒褂米贤夤狻rF激光、或ArF激光來進(jìn)行第三光刻步驟中的形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。要形成的薄膜晶體管的溝道長度L由源電極層的下端和漏電極層的下端之間的間距確定，源電極層和漏電極層在氧化物半導(dǎo)體層331上彼此相鄰。在針對小于25nm的溝道長度L進(jìn)行曝光的情況下，使用具有幾納米至幾十納米的極短波長的遠(yuǎn)紫外光進(jìn)行在第三光刻步驟中形成抗蝕劑掩模時(shí)的曝光。在通過遠(yuǎn)紫外光的曝光時(shí)，分辨率高且聚焦深度大。 因此，可使薄膜晶體管的溝道長度L大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm，可增大電路的運(yùn)行率，并且可通過極小的截止?fàn)顟B(tài)電流來實(shí)現(xiàn)低功耗。適當(dāng)?shù)乜刂撇牧虾臀g刻條件，從而在蝕刻導(dǎo)電膜時(shí)不會去除氧化物半導(dǎo)體層331。在本實(shí)施例中，由于Ti膜被用作導(dǎo)電膜而h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體被用作氧化物半導(dǎo)體層331，因此氫氧化銨/雙氧水混合物(氨、水、以及雙氧水溶液的混合物)被用作蝕刻劑。在第三光刻步驟中，在一些情況下，蝕刻氧化物半導(dǎo)體層331的一部分，由此可形成具有凹槽(凹陷部分)的氧化物半導(dǎo)體層?？赏ㄟ^噴墨法來形成用于形成源電極層和漏電極層31 和31 的抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。此外，可在氧化物半導(dǎo)體層與源電極層和漏電極層之間形成氧化物導(dǎo)電層?？蛇B續(xù)地形成氧化物導(dǎo)電層、以及用于形成源電極層和漏電極層的金屬層。氧化物導(dǎo)電層可用作源區(qū)和漏區(qū)。通過在氧化物半導(dǎo)體層與源電極層和漏電極層之間設(shè)置氧化物導(dǎo)電層作為源區(qū)和漏區(qū)，可減小源區(qū)和漏區(qū)的電阻，并且可以高速操作晶體管。為了減少光刻步驟中的光掩模和步驟的數(shù)量，可通過利用使用多色調(diào)掩模而形成的抗蝕劑掩模來進(jìn)行蝕刻，該多色調(diào)掩模是透射光以使其具有多個(gè)強(qiáng)度的曝光掩模。由于使用多色調(diào)掩模形成的抗蝕劑掩模具有多個(gè)厚度并且可通過進(jìn)行蝕刻而在形狀上進(jìn)一步改變，因此可在多個(gè)蝕刻步驟中使用該抗蝕劑掩模來提供不同圖案。因此，與至少兩種不同圖案相對應(yīng)的抗蝕劑掩?？赏ㄟ^使用一個(gè)多色調(diào)掩模來形成。由此，可減少曝光掩模的數(shù)量，并且還可減少相應(yīng)的光刻步驟的數(shù)量，由此可實(shí)現(xiàn)制造工藝的簡化。接著，可進(jìn)行使用諸如N20、N2、或Ar之類的氣體的等離子體處理來去除在露出的氧化物半導(dǎo)體層的表面上吸收的水等。可使用氧氣和氬氣的混合氣體來進(jìn)行等離子體處理。在等離子體處理之后，在不暴露于空氣的情況下形成用作保護(hù)絕緣膜且與氧化物半導(dǎo)體層的一部分接觸的氧化物絕緣層316。可適當(dāng)?shù)赝ㄟ^使諸如水或氫之類的雜質(zhì)不進(jìn)入氧化物絕緣層316的方法(諸如濺射法)來形成厚度為至少Inm的氧化物絕緣層316。當(dāng)氧化物絕緣層316中含氫時(shí)，可導(dǎo)致氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層或通過氫提取氧化物半導(dǎo)體層中的氧，由此使得氧化物半導(dǎo)體層的背溝道成為η型(使得其電阻為低)，從而可形成寄生溝道。因此，重要的是，采用其中盡可能少地使用氫的形成方法以使氧化物絕緣層316盡可能少地含氫。在本實(shí)施例中，通過濺射法沉積200nm厚的氧化硅膜作為氧化物絕緣層316。膜沉積時(shí)的基板溫度可高于或等于室溫且低于或等于300°C，且在本實(shí)施例中為100°C?？稍谙∮袣怏w(通常是氬氣)氣氛、氧氣氣氛、或包含稀有氣體和氧氣的混合氣氛中通過濺射法形成氧化硅膜?？墒褂醚趸璋谢蚬璋凶鳛榘?。例如，通過使用硅靶，可在氧氣和氮?dú)獾臍夥罩型ㄟ^濺射法沉積氧化硅。使用不包括諸如水分、氫離子和0H—之類的雜質(zhì)且阻止這些雜質(zhì)從外部進(jìn)入的無機(jī)絕緣膜作為形成為與其電阻減小的氧化物半導(dǎo)體層接觸的氧化物絕緣層316。通常，使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧氮化鋁膜等。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣層316時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層331和氧化物絕緣層316包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵。可使用添加了冷阱的渦輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層316中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣層316的濺射氣體。接著，在惰性氣體氣氛或氧氣氣氛中進(jìn)行第二熱處理(優(yōu)選在高于或等于200°C 且低于或等于400°C的溫度下，例如，在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下)。 例如，在氮?dú)鈿夥罩校?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)。通過第二熱處理，在氧化物半導(dǎo)體層的一部分(溝道形成區(qū))與氧化物絕緣層316接觸的狀態(tài)下施加熱量。通過以上工藝，對所沉積的氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行用于脫水和/或脫氫的熱處理以減小電阻，并且隨后，選擇性地使氧化物半導(dǎo)體膜的一部分包括過量的氧。因此，與柵電極層311重疊的溝道形成區(qū)313變成i型，以自對準(zhǔn)方式形成與源電極層31 重疊且使用低電阻氧化物半導(dǎo)體形成的高電阻源區(qū)314a、以及與漏電極層31 重疊且使用低電阻氧化物半導(dǎo)體形成的高電阻漏區(qū)314b。通過以上步驟，形成薄膜晶體管310(參見圖11D)。此外，可在空氣中在高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。在本實(shí)施例中，在150°C進(jìn)行熱處理達(dá)10小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變 加熱溫度從室溫上升到高于或等于10(TC且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。此外，該熱處理可在形成氧化物絕緣膜之前在減小的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過該熱處理，將氫從氧化物半導(dǎo)體層引入氧化物絕緣層；由此，可獲取常態(tài)截止的薄膜晶體管。因此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的可靠性。此外，通過使用包含許多缺陷的氧化硅層作為氧化物絕緣層，通過熱處理來使氧化物半導(dǎo)體層中所包含的雜質(zhì)(諸如氫、水分、羥基、或氫化物)擴(kuò)散到氧化物絕緣層中，以進(jìn)一步減少氧化物半導(dǎo)體層中所包含的雜質(zhì)。在氧化物半導(dǎo)體層與漏電極層31 (或源電極層315a)重疊的部分中形成高電阻漏區(qū)314b (或高電阻源區(qū)31 )，從而可增加薄膜晶體管的可靠性。具體地，通過形成高電阻漏區(qū)314b，傳導(dǎo)性可從漏電極層31 到晶體管中的高電阻漏區(qū)314b和溝道形成區(qū)313 逐漸地變化。因此，在薄膜晶體管使用連接到用于供應(yīng)高電源電位VDD的布線的漏電極層 315b來操作的情況下，高電阻漏區(qū)用作緩沖區(qū)，并且即使在柵電極層311和漏電極層31 之間施加高電場也不局部地施加高電場，從而可改進(jìn)晶體管的耐壓。
在氧化物半導(dǎo)體層薄至小于或等于15nm的情況下，可在氧化物半導(dǎo)體層中的膜厚方向上的所有深度處形成高電阻源區(qū)和高電阻漏區(qū)；而在氧化物半導(dǎo)體層厚達(dá)大于或等于30nm且小于或等于50nm的厚度的情況下，氧化物半導(dǎo)體層與源電極層和漏電極層接觸的各部分(即，各區(qū)域)及其附近的電阻可減小，從而形成高電阻源區(qū)和高電阻漏區(qū)，并且可使氧化物半導(dǎo)體層的接近柵絕緣層的區(qū)域變成i型?？稍谘趸锝^緣層316上形成保護(hù)絕緣層。例如，通過RF濺射法形成氮化硅膜。 RF濺射法優(yōu)選作為用于形成保護(hù)絕緣層的方法，因?yàn)槠渚哂懈呱a(chǎn)率。作為保護(hù)絕緣層，使用不包含諸如水分、氫離子和OH—之類的雜質(zhì)且阻止這些雜質(zhì)從外部進(jìn)入的無機(jī)絕緣膜；使用氮化硅膜、氮化鋁膜、氮氧化硅膜、氮氧化鋁膜等。在本實(shí)施例中，使用氮化硅膜形成保護(hù)絕緣層303作為保護(hù)絕緣層(參見圖11E)。在本實(shí)施例中，通過將在其上形成直到且包括氧化物絕緣層316的層的基板300 加熱到100°c至400°C的溫度、引入去除氫和水分的包含高純度氮的濺射氣體、以及使用硅半導(dǎo)體靶來形成氮化硅膜作為保護(hù)絕緣層303。同樣在此情況下，優(yōu)選在形成保護(hù)絕緣層 303時(shí)從處理室去除殘余水分，與氧化物絕緣層316的情況一樣。可在保護(hù)絕緣層303上設(shè)置用于平面化的平面化絕緣層。在采用使用如上所述的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例6。(實(shí)施例7)使用圖12A至12D來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。在實(shí)施例7中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管360可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分 1008的每一像素中的薄膜晶體管。圖12A至12D示出薄膜晶體管的截面結(jié)構(gòu)的示例。圖12A至12D所示的薄膜晶體管360是稱為溝道保護(hù)結(jié)構(gòu)(也稱為溝道阻斷結(jié)構(gòu))的一種底柵結(jié)構(gòu)，并且也稱為倒交錯(cuò)
薄膜晶體管。雖然使用單柵薄膜晶體管來描述薄膜晶體管360，但是按照需要可形成包括多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵薄膜晶體管。在下文中，使用圖12A至12D來描述用于在基板320上制造薄膜晶體管360的工藝。首先，在具有絕緣表面的基板320上形成導(dǎo)電膜，執(zhí)行第一光刻步驟來形成抗蝕劑掩模，并且使用抗蝕劑掩模來選擇性地蝕刻導(dǎo)電膜，從而形成柵電極層361。之后，去除抗蝕劑掩模。注意，可通過噴墨法形成抗蝕劑掩模。通過噴墨法形成抗蝕劑掩模不需要光掩模；由此可降低制造成本。柵電極層361可被形成為具有使用諸如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、或鈧之類的金屬材料、或者包含這些材料中的任一種作為主要組分的合金材料的單層結(jié)構(gòu)或疊層結(jié)構(gòu)。接著，在柵電極層361上形成柵絕緣層322。在本實(shí)施例中，通過等離子體CVD法形成厚度為小于或等于IOOnm的氧氮化硅層作為柵絕緣層322。接著，在柵絕緣層322上形成厚度大于或等于2nm且小于或等于200nm的氧化物半導(dǎo)體膜，并且通過第二光刻步驟將其處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層331。在本實(shí)施例中，通過使用^-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣膜時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物絕緣膜包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵。可使用添加了冷阱的渦輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣膜中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣膜的濺射氣體。接著，進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的脫水和/或脫氫。用于脫水和/或脫氫的第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C、優(yōu)選高于或等于400°C且低于基板的應(yīng)變點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩性?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)，并且隨后，防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層而不暴露于空氣；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層332 (參見圖12A)。接著，使用諸如N20、N2、或Ar之類的氣體來執(zhí)行等離子體處理。該等離子體處理去除在露出的氧化物半導(dǎo)體層的表面上吸收的水等。另外，可使用氧氣和氬氣的混合氣體來進(jìn)行等離子體處理。接著，在柵絕緣層322和氧化物半導(dǎo)體層332上形成氧化物絕緣層。之后，通過第三光刻步驟形成抗蝕劑掩模，并且對其選擇性地進(jìn)行蝕刻，從而形成氧化物絕緣層366。之后，去除抗蝕劑掩模。在本實(shí)施例中，通過濺射法沉積200nm厚的氧化硅膜作為氧化物絕緣層366。膜沉積時(shí)的基板溫度可高于或等于室溫且低于或等于300°C，且在本實(shí)施例中為100°C。在稀有氣體(通常是氬氣)氣氛、氧氣氣氛、或包含稀有氣體和氧氣的混合氣氛中，可通過濺射法形成氧化硅膜?？墒褂醚趸璋谢蚬璋凶鳛榘小＠?，通過使用硅靶，可在氧氣和氮?dú)獾臍夥罩型ㄟ^濺射法沉積氧化硅。使用不包括諸如水分、氫離子和0H—之類的雜質(zhì)且阻止這些雜質(zhì)從外部進(jìn)入的無機(jī)絕緣膜作為形成為與氧化物半導(dǎo)體層接觸的氧化物絕緣層366。通常，使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧氮化鋁膜等。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣層366時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層322和氧化物絕緣層366包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層366中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣層366的濺射氣體。接著，在惰性氣體氣氛或氧氣氣氛中進(jìn)行第二熱處理(優(yōu)選在高于或等于200°C 且低于或等于400°C的溫度下，例如，在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下)。 例如，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)。通過第二熱處理，在氧化物半導(dǎo)體層的一部分(溝道形成區(qū))與氧化物絕緣層366接觸的狀態(tài)下施加熱量。在本實(shí)施例中，設(shè)置有氧化物絕緣層366且部分露出的氧化物半導(dǎo)體層332還在氮?dú)鈿夥栈蚨栊詺怏w氣氛中、或者在減小的壓力下進(jìn)行熱處理。通過在氮?dú)鈿夥栈蚨栊詺怏w氣氛中、或者在減小的壓力下的熱處理，氧化物半導(dǎo)體層332未被氧化物絕緣層366覆蓋的暴露區(qū)域的電阻可減小。例如，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)。通過在氮?dú)鈿夥罩袑υO(shè)置有氧化物絕緣層366的氧化物半導(dǎo)體層332的熱處理， 氧化物半導(dǎo)體層332的暴露區(qū)域的電阻減小，從而形成包括不同電阻的區(qū)域(指示為圖12B 中的陰影區(qū)和白色區(qū))的氧化物半導(dǎo)體層362。接著，在柵絕緣層322、氧化物半導(dǎo)體層362、以及氧化物絕緣層366上形成導(dǎo)電膜。之后，通過第四光刻步驟形成抗蝕劑掩模，并且對其選擇性地進(jìn)行蝕刻，從而形成源電極層36 和漏電極層36 。之后，去除抗蝕劑掩模(參見圖12C)。源電極層36 和漏電極層365b各自通過使用從Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo和W選擇的元素、包括以上元素中的任一種作為其組分的合金、包括這些元素中的任一種的組合的合金膜等來形成。單層結(jié)構(gòu)、或者包括大于或等于兩層的疊層結(jié)構(gòu)可被用作導(dǎo)電膜。通過以上工藝，選擇性地使氧化物半導(dǎo)體膜的一部分包括過量的氧。因此，與柵電極層361重疊的溝道形成區(qū)363變成i型，并且以自對準(zhǔn)方式形成與源電極層36 重疊的高電阻源區(qū)36 以及與漏電極層36 重疊的高電阻漏區(qū)364b。通過以上步驟，形成薄膜晶體管360。此外，可在空氣中在高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。在本實(shí)施例中，在150°C進(jìn)行熱處理達(dá)10小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變 加熱溫度從室溫上升到高于或等于10(TC且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。此外，該熱處理可在形成氧化物絕緣膜之前在減小的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過該熱處理，將氫從氧化物半導(dǎo)體層引入氧化物絕緣層；由此，可獲取常態(tài)截止的薄膜晶體管。因此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的可靠性。在氧化物半導(dǎo)體層與漏電極層36 (或源電極層365a)重疊的部分中形成高電阻漏區(qū)36 (或高電阻源區(qū)36 )，從而可增加薄膜晶體管的可靠性。具體地，通過形成高電阻漏區(qū)364b，傳導(dǎo)性可從漏電極層36 到晶體管中的高電阻漏區(qū)364b和溝道形成區(qū)363 逐漸地變化。因此，在薄膜晶體管使用連接到用于供應(yīng)高電源電位VDD的布線的漏電極層 365b來操作的情況下，高電阻漏區(qū)用作緩沖區(qū)，并且即使在柵電極層361和漏電極層31 之間施加高電場也不局部地施加高電場，從而可改進(jìn)晶體管的耐壓。在源電極層36 、漏電極層36 、以及氧化物絕緣層366上形成保護(hù)絕緣層323。 在本實(shí)施例中，使用氮化硅膜形成保護(hù)絕緣層323(參見圖12D)。
可在源電極層36 、漏電極層36恥、以及氧化物絕緣層366上形成氧化物絕緣層， 并且可在氧化物絕緣層上堆疊保護(hù)絕緣層323。在采用使用如上所述的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障。可與其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例7。(實(shí)施例8)在實(shí)施例8中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管350可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分 1008的每一像素中的薄膜晶體管。使用圖13A至13D來描述本實(shí)施例的薄膜晶體管、以及用于制造薄膜晶體管的方法的實(shí)施例。雖然使用單柵薄膜晶體管來描述薄膜晶體管350，但是按照需要可形成包括多個(gè)溝道形成區(qū)的多柵薄膜晶體管。在下文中，使用圖13A至13D來描述用于在基板340上制造薄膜晶體管350的工藝。首先，在具有絕緣表面的基板340上形成導(dǎo)電膜并執(zhí)行第一光刻步驟，從而形成柵電極層351。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成150nm厚的鎢膜作為柵電極層351。接著，在柵電極層351上形成柵絕緣層342。在本實(shí)施例中，通過等離子體CVD法形成厚度為小于或等于IOOnm的氧氮化硅層作為柵絕緣層342。接著，在柵絕緣層342上形成導(dǎo)電膜且通過第二光刻步驟在導(dǎo)電膜上形成抗蝕劑掩模，并且對其進(jìn)行選擇性的蝕刻，從而形成源電極層35 和漏電極層35 。之后，去除抗蝕劑掩模(參見圖13A)。接著，形成氧化物半導(dǎo)體膜345(參見圖13B)。在本實(shí)施例中，通過使用 In-Ga-Zn-O基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜345。通過第三光刻步驟將氧化物半導(dǎo)體膜345處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物半導(dǎo)體莫345時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層345包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層345中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣層345的濺射氣體。接著，進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的脫水和/或脫氫。用于脫水和/或脫氫的第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C、優(yōu)選高于或等于400°C且低于基板的應(yīng)變點(diǎn)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩性?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)，并且隨后，防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層而不暴露于空氣；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層346 (參見圖13C)。例如，作為第一熱處理，GRTA可如下地進(jìn)行將基板傳送到加熱到650°C至700°C 的高溫的惰性氣體中，加熱幾分鐘，并且傳送且從加熱到高溫的惰性氣體中取出。GRTA實(shí)現(xiàn)高溫?zé)崽幚磔^短的時(shí)間。接著，形成與氧化物半導(dǎo)體層346接觸的用作保護(hù)絕緣膜的氧化物絕緣層356?？蛇m當(dāng)?shù)赝ㄟ^使諸如水或氫之類的雜質(zhì)不進(jìn)入氧化物絕緣層356的方法(諸如濺射法)來形成厚度為至少Inm的氧化物絕緣層356。當(dāng)氧化物絕緣層356中含氫時(shí)，可導(dǎo)致氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層或通過氫提取氧化物半導(dǎo)體層中的氧，由此使得氧化物半導(dǎo)體層的背溝道成為η型(使得其電阻為低)，從而可形成寄生溝道。因此，重要的是，采用其中盡可能少地使用氫的形成方法以使氧化物絕緣層356盡可能少地含氫。在本實(shí)施例中，通過濺射法沉積200nm厚的氧化硅膜作為氧化物絕緣層356。膜沉積時(shí)的基板溫度可高于或等于室溫且低于或等于300°C，且在本實(shí)施例中為100°C。在稀有氣體(通常是氬氣)氣氛、氧氣氣氛、或包含稀有氣體和氧氣的混合氣氛中，可通過濺射法形成氧化硅膜?？墒褂醚趸璋谢蚬璋凶鳛榘?。例如，通過使用硅靶，可在氧氣和氮?dú)獾臍夥罩型ㄟ^濺射法沉積氧化硅。使用不包括諸如水分、氫離子和0H—之類的雜質(zhì)且阻止這些雜質(zhì)從外部進(jìn)入的無機(jī)絕緣膜作為形成為與氧化物半導(dǎo)體層接觸的氧化物絕緣層356。通常，使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化鋁膜、氧氮化鋁膜等。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣層356時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層346和氧化物絕緣層356包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層356中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣層356的濺射氣體。接著，在惰性氣體氣氛或氧氣氣氛中進(jìn)行第二熱處理(優(yōu)選在高于或等于200°C 且低于或等于400°C的溫度下，例如，在高于或等于250°C且低于或等于350°C的溫度下)。 例如，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)。通過第二熱處理，在氧化物半導(dǎo)體層的一部分(溝道形成區(qū))與氧化物絕緣層356接觸的狀態(tài)下施加熱量。通過以上工藝，選擇性地使氧化物半導(dǎo)體膜包括過量的氧。因此，形成i型氧化物半導(dǎo)體層352。通過以上步驟，形成薄膜晶體管350。此外，可在空氣中在高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。在本實(shí)施例中，在150°C進(jìn)行熱處理達(dá)10小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變 加熱溫度從室溫上升到高于或等于10(TC且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。此外，該熱處理可在形成氧化物絕緣膜之前在減小的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過該熱處理，將氫從氧化物半導(dǎo)體層引入氧化物絕緣層；由此，可獲取常態(tài)截止的薄膜晶體管。因此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的可靠性。
可在氧化物絕緣層356上形成保護(hù)絕緣層。例如，通過RF濺射法形成氮化硅膜。 在本實(shí)施例中，使用氮化硅膜形成保護(hù)絕緣層343作為保護(hù)絕緣層(參見圖13D)?？稍诒Ｗo(hù)絕緣層343上設(shè)置用于平面化的平面化絕緣層。在如上所述而制造的使用氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，通過在液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中使用薄膜晶體管，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例8。(實(shí)施例9)在實(shí)施例9中，將使用圖14來描述在薄膜晶體管的制造工藝中與實(shí)施例6不同的示例。由于圖14除部分步驟以外與圖IlA至IlE相同，因此相同的附圖標(biāo)記用于相同的部分，并且不再重復(fù)相同部分的詳細(xì)描述。在實(shí)施例9中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管380可被用作實(shí)施例1中所描述的像素部分 1008的每一像素中的薄膜晶體管。根據(jù)實(shí)施例6，在基板370上形成柵電極層381，并且堆疊第一柵絕緣層37 和第二柵絕緣層372b。在本實(shí)施例中，柵絕緣層具有雙層結(jié)構(gòu)，其中氮化物絕緣層被用作第一柵絕緣層37 ，而氧化物絕緣層被用作第二柵絕緣層372b。可使用氧化硅層、氧氮化硅層、氧化鋁層、氧氮化鋁層等作為氧化物絕緣層?？墒褂玫鑼?、氮氧化硅層、氮化鋁層、氮氧化鋁層等作為氮化物絕緣層。在本實(shí)施例中，柵絕緣層具有其中氮化硅層和氧化硅層按該次序堆疊在柵電極層 381上的結(jié)構(gòu)。例如，150nm厚的柵絕緣層以如下方式形成通過濺射法形成厚度大于或等于50nm且小于或等于200nm的氮化硅層(SiNy (y > 0))作為第一柵絕緣層372a、并且隨后在第一柵絕緣層37 上堆疊厚度大于或等于5nm且小于或等于300nm(在本實(shí)施例中為 IOOnm)的氧化硅層(SiOx (χ > 0))作為第二柵絕緣層372b。接著，形成氧化物半導(dǎo)體膜，并且通過光刻步驟將其處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層。 在本實(shí)施例中，通過使用h-Ga-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體靶的濺射法來形成氧化物半導(dǎo)體膜。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣膜時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體膜包含氫、羥基、或水分。為了從腔室去除殘余水分，優(yōu)選使用吸附型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在通過使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，例如，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣膜中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣膜的濺射氣體。接著，進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的脫水和/或脫氫。用于脫水或脫氫的第一熱處理的溫度高于或等于400°C且低于或等于750°C、優(yōu)選高于或等于425°C。熱處理時(shí)間在高于或等于425°C的溫度下為短于或等于1小時(shí)，而在低于425°C的溫度下長于1小時(shí)。在本實(shí)施例中，將基板放入作為一種熱處理裝置的電爐且在氮?dú)鈿夥罩袑ρ趸锇雽?dǎo)體層進(jìn)行熱處理，并且隨后，防止水或氫進(jìn)入氧化物半導(dǎo)體層而不暴露于空氣；由此，獲取氧化物半導(dǎo)體層。之后，通過將高純度氧氣、高純度隊(duì)0氣體、或超干空氣(具有低于或等于-40 V的露點(diǎn)、 優(yōu)選低于或等于-60°C)引入同一爐來進(jìn)行冷卻。優(yōu)選氧氣和隊(duì)0氣體不包含水、氫等。替換地，被引入熱處理裝置的氧氣或N2O氣體的純度優(yōu)選為高于或等于6N(99. 9999%)、更優(yōu)選為高于或等于7N(99. 99999% )(即，氧氣氣體或N2O氣體的雜質(zhì)濃度優(yōu)選為低于或等于 lppm、更優(yōu)選為低于或等于0. Ippm)。熱處理裝置不限于電爐。例如，可使用諸如GRTA(氣體快速熱退火)裝置或 LRTA(燈快速熱退火)裝置之類的RTA(快速熱退火)裝置。LRTA裝置是用于通過從諸如鹵素?zé)?、鹵化金屬燈、氙弧燈、碳弧燈、高壓鈉燈、或高壓汞燈之類的燈發(fā)射的光(電磁波) 輻射來對要處理對象加熱的裝置。LRTA裝置不僅可設(shè)置有燈，而且設(shè)置有通過來自加熱器 (諸如電阻加熱器)的熱傳導(dǎo)或熱輻射對要處理的對象加熱的設(shè)備。GRTA是用于使用高溫氣體來進(jìn)行熱處理的方法。使用與要通過熱處理處理的對象不反應(yīng)的惰性氣體(諸如氮?dú)饣蛳∮袣怏w(諸如氬氣))作為該氣體?？稍?00°C至750°C使用RTA法進(jìn)行熱處理達(dá)數(shù)分鐘。在用于脫水和/或脫氫的第一熱處理之后，可在氧氣氣氛或隊(duì)0氣體氣氛中在高于或等于20(TC且低于或等于40(TC、優(yōu)選高于或等于20(TC且低于或等于30(TC的溫度下進(jìn)行熱處理。也可在氧化物半導(dǎo)體膜被處理成島狀氧化物半導(dǎo)體層之前，對該氧化物半導(dǎo)體膜進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層的第一熱處理。在此情況下，在第一熱處理之后從加熱裝置取出基板， 并且隨后對其執(zhí)行光刻步驟。通過以上步驟使整個(gè)氧化物半導(dǎo)體膜包含過量的氧，由此氧化物半導(dǎo)體膜具有更高的電阻，即變成i型。因此，形成其整個(gè)區(qū)域?yàn)閕型的氧化物半導(dǎo)體層382。接著，通過光刻步驟在氧化物半導(dǎo)體層382上形成抗蝕劑掩模，并且選擇性地進(jìn)行蝕刻以形成源電極層38 和漏電極層38 ，并且隨后通過濺射法形成氧化物絕緣層 386。在此情況下，優(yōu)選在沉積氧化物絕緣層386時(shí)去除腔室中的殘余水分。這是為了防止氧化物半導(dǎo)體層382和氧化物絕緣層386包含氫、羥基、和/或水分。為了去除腔室中的殘余水分，優(yōu)選使用吸收型真空泵。例如，優(yōu)選使用低溫泵、離子泵、或鈦升華泵?？墒褂锰砑恿死溱宓臏u輪分子泵作為排氣單元。在使用低溫泵來進(jìn)行排氣的腔室中，排出氫分子、包括氫原子的化合物(諸如H2O)等。因此，可降低在腔室中形成的氧化物絕緣層386中所包括的雜質(zhì)濃度。優(yōu)選其中將諸如氫、水、羥基、或氫化物之類的雜質(zhì)去除到小于或等于lppm、優(yōu)選小于或等于IOppb的高純度氣體被用作用于沉積氧化物絕緣層386的濺射氣體。通過以上步驟，可制造薄膜晶體管380。接著，可在惰性氣體氣氛或氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行熱處理(優(yōu)選在高于或等于150°C且低于350°C的溫度下)以抑制薄膜晶體管的電特性的變化。例如，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C 進(jìn)行熱處理達(dá)1小時(shí)。此外，可在空氣中在高于或等于100°C且低于或等于200°C的溫度下進(jìn)行熱處理達(dá)大于或等于1小時(shí)且小于或等于30小時(shí)。在本實(shí)施例中，在150°C進(jìn)行熱處理達(dá)10小時(shí)。該熱處理可在固定加熱溫度下進(jìn)行。替換地，可重復(fù)多次地進(jìn)行加熱溫度的以下改變 加熱溫度從室溫上升到高于或等于10(TC且低于或等于200°C的溫度，并且隨后下降到室溫。此外，該熱處理可在形成氧化物絕緣膜之前在減小的壓力下進(jìn)行。在減小的壓力下，可縮短熱處理時(shí)間。通過該熱處理，將氫從氧化物半導(dǎo)體層引入氧化物絕緣層；由此，可獲取常態(tài)截止的薄膜晶體管。因此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的可靠性。在氧化物絕緣層386上形成保護(hù)絕緣層373。在本實(shí)施例中，通過濺射法形成 IOOnm厚的氮化硅膜作為保護(hù)絕緣層373。作為氮化物絕緣層的保護(hù)絕緣層373和第一柵絕緣層37 不包含諸如水分、氫、 氫化物、或氫氧化物之類的雜質(zhì)，并且阻止它們從外部進(jìn)入。因此，在形成保護(hù)絕緣層373之后的制造工藝中，可防止諸如水分之類的雜質(zhì)從外部進(jìn)入。此外，即使在完成設(shè)備作為諸如液晶顯示設(shè)備之類的半導(dǎo)體設(shè)備之后，以也可長期地防止諸如水分之類的雜質(zhì)從外部進(jìn)入；因此，可改進(jìn)該設(shè)備的長期可靠性?？扇コO(shè)置在作為氮化物絕緣層的保護(hù)絕緣層373和第一柵絕緣層37 之間的絕緣層以使保護(hù)絕緣層373與第一柵絕緣層37 接觸。因此，可減少氧化物半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)(諸如水分、氫、氫化物、氫氧化物)，并防止其進(jìn)入，從而可將氧化物半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)濃度保持為低。可在保護(hù)絕緣層373上設(shè)置用于平面化的平面化絕緣層。在采用使用如上所述的氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，在存儲電容器中保持電壓的周期可延長，并且在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗可降低。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例9。(實(shí)施例10)在實(shí)施例10中，將描述可應(yīng)用于本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備的薄膜晶體管的另一示例。本實(shí)施例中所描述的薄膜晶體管可被用作實(shí)施例2至8中的任一個(gè)中的薄膜晶體管，其可被用作實(shí)施例1中的薄膜晶體管105。在實(shí)施例10中，將描述使用具有透光性質(zhì)的導(dǎo)電材料作為柵電極層、源電極層、 以及漏電極層中的任一個(gè)的示例。注意，以上實(shí)施例可應(yīng)用于與以上實(shí)施例相同的部分、以及具有與該實(shí)施例類似功能的部分和步驟，并且不再重復(fù)其描述。此外，省略對相同部分的具體描述。可使用透射可見光的導(dǎo)電材料作為柵電極層、源電極層、以及漏電極層中的任一個(gè)的材料。例如，可使用以下金屬氧化物中的任一個(gè)In-Sn-0基金屬氧化物Jn-Sn-ai-0 基金屬氧化物Jn-Al-Si-O基金屬氧化物；Sn-Ga-Si-O基金屬氧化物；Al-Ga-Si-O基金屬氧化物；Sn-Al-Si-O基金屬氧化物；In-Si-O基金屬氧化物；Sn-Si-O基金屬氧化物； Al-Zn-O基金屬氧化物^n-O基金屬氧化物；Sn-O基金屬氧化物；以及Si-O基金屬氧化物。 其厚度被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在大于或等于50nm且小于或等于300nm的范圍內(nèi)。使用濺射法、真空蒸鍍法(電子束蒸鍍法等)、電弧放電離子電鍍法、噴霧法作為用于柵電極層、源電極層、以及漏電極層中的任一個(gè)的金屬氧化物的沉積法。在采用濺射法的情況下，優(yōu)選使用包含大于等于2wt%且小于等于10wt%的SW2的靶來進(jìn)行沉積，并且抑制結(jié)晶的SiOxU > 0)被包含在透光導(dǎo)電膜中，從而防止在后續(xù)步驟中的熱處理時(shí)結(jié)晶。注意，透光導(dǎo)電膜中的組分百分比的單位是原子百分比，并且通過使用電子探針X 射線微量分析儀(EPMA)的分析來評估組分的百分比。在設(shè)置有薄膜晶體管的像素中，當(dāng)使用透射可見光的導(dǎo)電膜來形成像素電極層、 另一電極層(諸如電容器電極層)、或布線層(諸如電容器布線層)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)具有高孔徑比的顯示設(shè)備。毋庸贅言，優(yōu)選像素中的柵絕緣層、氧化物絕緣層、保護(hù)絕緣層、以及平面化絕緣層各自也使用透射可見光的膜來形成。在本說明書中，透射可見光的膜是指具有如此厚度以具有75%至100%的可見光透射率的膜。在膜具有傳導(dǎo)性的情況下，膜也稱為透明導(dǎo)電膜。此外，相對于可見光為半透射的導(dǎo)電膜可被用作應(yīng)用于柵電極層、源電極層、漏電極層、像素電極層、另一電極層、或另一布線層的金屬氧化物。相對于可見光為半透射的導(dǎo)電膜指示具有50%至75%的可見光透射率的膜。當(dāng)薄膜晶體管具有透光性質(zhì)時(shí)，孔徑比可增大。具體而言，對于小于或等于10英寸的小液晶顯示面板，例如，即使當(dāng)通過增加?xùn)艠O布線的數(shù)量來減小像素的尺寸以實(shí)現(xiàn)顯示圖像的更高分辨率時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)高孔徑比。此外，通過將具有透光性質(zhì)的膜用于薄膜晶體管的組件，即使當(dāng)一個(gè)像素被分成多個(gè)子像素以實(shí)現(xiàn)寬視角時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)高孔徑比。即，即使當(dāng)設(shè)置一組高密度薄膜晶體管時(shí)，也可維持高孔徑比，從而可確保顯示區(qū)的足夠面積。例如，在一個(gè)像素包括2至4個(gè)子像素的情況下，可改進(jìn)孔徑比，因?yàn)楸∧ぞw管具有透光性質(zhì)。此外，存儲電容器可使用同一材料、通過與薄膜晶體管中的組件相同的步驟來形成，從而存儲電容器可具有透光性質(zhì)，由此可進(jìn)一步改進(jìn)孔徑比?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例10。(實(shí)施例11)參考圖15A至15C來描述作為液晶顯示設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的液晶顯示面板的外觀和截面。圖15A和15C各自是面板的俯視圖，其中通過密封劑4505將在第一基板4001上形成的薄膜晶體管4010和4011、以及液晶元件4013密封在第一基板4001與第二基板4006 之間。圖15B對應(yīng)于圖15A或15C中沿線M-N的截面圖。密封劑4005被設(shè)置成包圍設(shè)置在第一基板4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004。在像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004上設(shè)置第二基板4006。因此，通過第一基板4001、密封劑4005、以及第二基板4006使像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004 與液晶層4008密封在一起。使用單晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜在分開制備的基板上形成的信號線驅(qū)動(dòng)電路4003被安裝在第一基板4001上與通過密封劑4005包圍的區(qū)域不同的區(qū)域中。注意，分開形成的驅(qū)動(dòng)電路的連接方法沒有具體限制；可使用COG法、引線接合法、TAB法等。圖15A示出通過COG法安裝信號線驅(qū)動(dòng)電路4003的示例，而圖15C示出通過TAB法安裝信號線驅(qū)動(dòng)電路4003的示例。此外，設(shè)置在第一基板4001上的像素部分4002和掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004各自包括多個(gè)薄膜晶體管。圖15B示出像素部分4002中所包括的薄膜晶體管4010、以及掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004中所包括的薄膜晶體管4011。在薄膜晶體管4010和4011上設(shè)置絕緣層4041、 4042、4020、以及 4021。實(shí)施例2至9中所描述的薄膜晶體管中的任一個(gè)可被適當(dāng)?shù)赜米鞅∧ぞw管4010 和4011中的每一個(gè)，并且可使用類似工藝和類似材料來形成。在薄膜晶體管4010和4011 各自的氧化物半導(dǎo)體層中，減少氫或水。由此，薄膜晶體管4010和4011具有高可靠性。在此實(shí)施例中，薄膜晶體管4010和4011是η溝道薄膜晶體管。在絕緣層4021的一部分上設(shè)置導(dǎo)電層4040，該導(dǎo)電層與用于驅(qū)動(dòng)電路的薄膜晶體管4011中的氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊。在與氧化物半導(dǎo)體層的溝道形成區(qū)重疊的位置處設(shè)置導(dǎo)電層4040，由此可減少通過BT測試的薄膜晶體管4011的閾值電壓的改變量。導(dǎo)電層4040的電位可與薄膜晶體管4011的柵電極層的電位相同或不同。導(dǎo)電層 4040還可用作第二柵電極層。另外，導(dǎo)電層4040的電位可以是GND或0V，或者導(dǎo)電層4040 可處于浮動(dòng)狀態(tài)。液晶元件4013中所包括的像素電極層4030電連接到薄膜晶體管4010的源電極層或漏電極層。在第二基板4006上設(shè)置液晶元件4013的對電極層4031。像素電極層4030、 對電極層4031、以及液晶層4008相互重疊的部分對應(yīng)于液晶元件4013。注意，像素電極層 4030和對電極層4031分別設(shè)置有各自用作取向膜的絕緣層4032和絕緣層4033，并且液晶層4008隔著絕緣層4032和4033夾在像素電極層4030和對電極層4031之間?？墒褂猛腹饣遄鳛榈谝换?001和第二基板4006中的每一個(gè)；可使用玻璃、陶瓷、或塑料。可使用玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)板、聚氟乙烯(PVF)膜、聚酯膜、或丙烯酸樹脂膜作為塑料。間隔物4035是通過選擇性地蝕刻絕緣膜而獲得的柱狀間隔物，并且用于控制像素電極層4030和對電極層4031之間的距離(單元間隙)。替換地，可使用球形間隔物。另外，對電極層4031電連接到在與薄膜晶體管4010相同的基板上形成的公共電位線。通過使用公共連接部分，對電極層4031與公共電位線可通過設(shè)置在一對基板之間的導(dǎo)電粒子而彼此電連接。這些導(dǎo)電粒子被包括在密封劑4005中。使用熱致液晶、低分子液晶、高分子液晶、聚合物分散液晶、鐵電液晶、反鐵電液晶等作為液晶。這些液晶材料根據(jù)條件呈現(xiàn)膽留相、近晶相、立體相、手性向列相、各向同性相寸。替換地，可使用不需要取向膜的、呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶。藍(lán)相是液晶相之一，當(dāng)膽甾型液晶的溫度升高時(shí)，藍(lán)相剛好在膽留相變成各向同性相之前產(chǎn)生。由于只在窄溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生藍(lán)相，因此將包含大于或等于5wt%的手性劑的液晶組合物用于液晶層4008以加寬溫度范圍。包括呈現(xiàn)藍(lán)相的液晶、以及手性劑的液晶組合物具有小于或等于1毫秒的較短響應(yīng)時(shí)間，具有不需要取向工藝的光學(xué)各向同性，并且具有小的視角依賴性。不需要設(shè)置取向膜，并且由此摩擦處理不是必需的；因此可防止摩擦處理所引起的靜電放電損壞，并且在制造工藝中可減少液晶顯示設(shè)備的缺陷和損壞。由此，可改進(jìn)液晶顯示設(shè)備的生產(chǎn)率。包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管尤其具有薄膜晶體管的電特性受靜電影響而顯著改變并偏離所設(shè)計(jì)范圍的可能性。因此，更有效的是，將藍(lán)相液晶材料用于具有包括氧化物半導(dǎo)體層的薄膜晶體管的液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例中的液晶材料的特定電阻率為大于或等于1Χ1012Ω ·_、優(yōu)選大于或等于1Χ1013Ω ·cm、更優(yōu)選大于或等于IX IO14 Ω ·_。在其中來自取向膜或密封劑的雜質(zhì)可進(jìn)入使用液晶材料的液晶單元的情況下的電阻率為大于或等于IX IO11 Ω · cm，且優(yōu)選超過 1 X IO12 Ω cm。本說明書中的特定電阻率值在20°C測量。隨著液晶材料的特定電阻率增大，通過液晶材料泄漏的電荷量可減少，從而可抑制用于保持液晶元件的操作狀態(tài)的電壓隨著時(shí)間的降低。因此，可延長保持周期，可降低信號寫入的頻率，并且可實(shí)現(xiàn)顯示設(shè)備的低功耗。本發(fā)明的本實(shí)施例還可應(yīng)用于半透射(透射反射)或反射液晶顯示設(shè)備、以及透射液晶顯示設(shè)備。本實(shí)施例的顯示設(shè)備不限于液晶顯示設(shè)備，并且可以是使用諸如電致發(fā)光元件(也稱為EL元件)之類的發(fā)光元件作為顯示元件的EL顯示設(shè)備。示出其中偏振板設(shè)置在基板的外表面上(在觀察者側(cè)上)且用于顯示元件的著色層和電極層按該次序設(shè)置在基板的內(nèi)表面上的液晶顯示設(shè)備的示例；然而，偏振板可設(shè)置在基板的內(nèi)表面上。偏振板和著色層的疊層結(jié)構(gòu)不限于本實(shí)施例中所描述的結(jié)構(gòu)，并且可根據(jù)偏振板和著色層的材料或制造工藝的條件來適當(dāng)?shù)卦O(shè)置。此外，可在非顯示部分的區(qū)域中設(shè)置用作黑矩陣的擋光膜。在薄膜晶體管4011和4010上形成與氧化物半導(dǎo)體層接觸的絕緣層4041?？墒褂门c實(shí)施例2中所描述的氧化物絕緣層416類似的材料、通過與其類似的方法來形成絕緣層 4041。在本實(shí)施例中，使用實(shí)施例2，通過濺射法來形成氧化硅層作為絕緣層4041。此外， 在絕緣層4041上形成保護(hù)絕緣層4042，并且該保護(hù)絕緣層與絕緣層4041接觸。保護(hù)絕緣層4042可以與實(shí)施例2中所描述的保護(hù)絕緣層403類似的方式形成；例如，可使用氮化硅膜。另外，為了減小薄膜晶體管的表面粗糙度，用用作平面化絕緣膜的絕緣層4021來覆蓋保護(hù)絕緣層4042。形成絕緣層4021作為平面化絕緣膜?？墒褂镁哂心蜔嵝缘挠袡C(jī)材料(諸如聚酰亞胺、丙烯酸、苯并環(huán)丁烯、聚酰胺、或環(huán)氧樹脂)作為絕緣層4021。除這些有機(jī)材料以外， 還有可能使用低介電常數(shù)材料(低k材料)、硅氧烷基樹脂、磷硅玻璃(PSG)、硼磷硅玻璃 (BPSG)等。可通過堆疊使用這些材料形成的多層絕緣膜來形成絕緣層4021。對用于形成絕緣層4021的方法沒有具體的限制。根據(jù)材料，可通過諸如濺射法、 SOG法、旋涂法、浸漬法、噴涂法、或液滴噴射法(例如，噴墨法、絲網(wǎng)印刷、或膠版印刷)之類的方法、或者通過使用諸如刮刀、輥涂機(jī)、幕涂機(jī)、刀涂機(jī)之類的工具(裝備)來形成絕緣層 4021。絕緣層4021的烘焙步驟也用作半導(dǎo)體層的退火，由此可有效地制造液晶顯示設(shè)備。可使用諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(SiO)與氧化銦混合的氧化銦鋅(IZO)、氧化硅(SiO2)與氧化銦混合的導(dǎo)電材料、有機(jī)銦、有機(jī)錫、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、或包含氧化鈦的氧化銦錫之類的透光導(dǎo)電材料來形成像素電極層4030和對電極層4031。替換地，在反射液晶顯示設(shè)備中的像素電極層4030或?qū)﹄姌O層4031不需要透光性質(zhì)、或需要反射性質(zhì)的情況下，可使用從諸如鎢(W)、鉬(Mo)、 鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鈷(Co、)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鉬(Pt)、鋁 (Al)、銅(Cu)、或銀(Ag)之類的金屬、其合金、以及其氮化物選擇的一種或多種來形成像素電極層4030或?qū)﹄姌O層4031。包含導(dǎo)電高分子(也稱為導(dǎo)電聚合物)的導(dǎo)電組合物可用于像素電極層4030和對電極層4031。使用導(dǎo)電組合物形成的像素電極優(yōu)選具有小于或等于10000歐姆/ □的薄層電阻、以及在^Onm波長處的大于或等于70%的透射率。此外，導(dǎo)電組合物中所包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選為小于或等于0. 1 Ω · cm。可使用所謂的π電子共軛導(dǎo)電聚合物作為導(dǎo)電高分子。例如，可給出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、這些材料中的兩種或更多種的共聚物等。此外，各個(gè)信號和電位從FPC 4018供應(yīng)到分開形成的信號線驅(qū)動(dòng)電路4003、掃描線驅(qū)動(dòng)電路4004、或像素部分4002。連接端子電極4015由與液晶元件4013中所包括的像素電極層4030相同的導(dǎo)電膜形成，而端子電極4016由與薄膜晶體管4010和4011的源電極層和漏電極層相同的導(dǎo)電膜形成。連接端子電極4015經(jīng)由各向異性導(dǎo)電膜4019電連接到FPC 4018中所包括的端子。圖15Α至15C示出其中信號線驅(qū)動(dòng)電路4003分開形成并安裝在第一基板4001上的示例；然而，本實(shí)施例不限于該結(jié)構(gòu)?？煞珠_形成并且隨后安裝掃描線驅(qū)動(dòng)電路，或者可只分開形成并且隨后安裝信號線驅(qū)動(dòng)電路的一部分或掃描線驅(qū)動(dòng)電路的一部分。適當(dāng)?shù)卦O(shè)置黑矩陣(擋光層)、諸如偏振構(gòu)件、阻滯構(gòu)件、或防反射構(gòu)件之類的光學(xué)構(gòu)件(光學(xué)基板)等。例如，可通過使用偏振基板和阻滯基板來采用圓形偏振。另外，背光、側(cè)光等可被用作光源。在有源矩陣液晶顯示設(shè)備中，通過驅(qū)動(dòng)排列成矩陣的像素電極在屏幕上形成顯示圖案。具體而言，將電壓施加到所選像素電極和與像素電極相對應(yīng)的對電極層之間，并且由此光學(xué)調(diào)制置于像素電極和對電極之間的液晶層。該光學(xué)調(diào)制被觀察者識別為顯示圖案。此外，由于因靜電等容易損壞薄膜晶體管，因此保護(hù)電路優(yōu)選設(shè)置在與像素部分或驅(qū)動(dòng)電路部分相同的基板上。優(yōu)選通過包括氧化物半導(dǎo)體層的非線性元件來形成保護(hù)電路。例如，保護(hù)電路設(shè)置在像素部分與掃描線輸入端子和信號線輸入端子之間。在本實(shí)施例中，多個(gè)保護(hù)電路被設(shè)置成即使當(dāng)因靜電等引起的浪涌電壓施加到掃描線、信號線、或電容器總線時(shí)也不損壞像素晶體管等。因此，保護(hù)電路被配置成在浪涌電壓施加到保護(hù)電路時(shí)將電荷釋放到公共布線。保護(hù)電路包括平行地排列在公共布線與掃描線、信號線、或電容器總線之間的非線性元件。非線性元件各自包括諸如二極管之類的兩端元件、或諸如晶體管之類的三端元件。例如，可通過與像素部分的薄膜晶體管相同的步驟來形成非線性元件。 例如，可通過將柵極端子連接到漏極端子來實(shí)現(xiàn)類似于二極管的特性。此外，對于液晶顯示模塊，可使用扭曲向列(TN)模式、共面切換(IPS)模式、邊緣場切換(FR5)模式、軸對稱取向微單元(ASM)模式、光學(xué)補(bǔ)償雙折射(OCB)模式、鐵電液晶 (FLC)模式、反鐵電液晶(AFLC)模式等。對本說明書中所公開的液晶顯示設(shè)備沒有具體的限制；可使用TN液晶、OCB液晶、 STN液晶、VA液晶、ECB液晶、GH液晶、聚合物分散液晶、盤狀液晶等。具體而言，諸如使用垂直取向(VA)模式的透射液晶顯示設(shè)備之類的常黑液晶面板是優(yōu)選的。存在垂直取向模式的一些示例；例如，可采用多疇垂直取向(MVA)模式、圖案化垂直取向(PVA)模式、ASV模
式等ο此外，本實(shí)施例可應(yīng)用于VA液晶顯示設(shè)備。VA液晶顯示設(shè)備具有其中液晶顯示面板的液晶分子的取向受控的一種形式。在VA液晶顯示設(shè)備中，當(dāng)未施加電壓時(shí)，液晶分子相對于面板表面在垂直方向上取向。此外，有可能使用稱為疇倍增或多疇設(shè)計(jì)的方法，其中像素被分為一些區(qū)域(子像素)，并且分子在其各自的區(qū)域中在不同方向上取向。可與其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例11。(實(shí)施例I2)在實(shí)施例12中，將描述包括以上所述的實(shí)施例的任一液晶顯示設(shè)備的電子裝置的示例。圖16A示出可包括外殼9630、顯示部分9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子 9636、記錄介質(zhì)讀取部分9672等的便攜式游戲機(jī)。圖16A所示的便攜式游戲機(jī)可具有讀取存儲在記錄介質(zhì)中的程序或數(shù)據(jù)以顯示在顯示部分上的功能、通過無線通信與另一便攜式游戲機(jī)共享信息的功能等。圖16A中所示的便攜式游戲機(jī)可具有除以上給出的功能以外的各種功能。圖16B示出可包括外殼9630、顯示部分9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子 9636、快門按鈕9676、圖像接收部分9677等的數(shù)碼相機(jī)。圖16B中的具有電視接收功能的數(shù)碼相機(jī)可具有拍攝靜止圖像和/或活動(dòng)圖像的功能，自動(dòng)地或手動(dòng)地校正所拍攝圖像的功能、從天線獲取各種信息的功能、存儲所拍攝圖像或從天線所獲取的信息的功能、以及在顯示部分上顯示所拍攝圖像或從天線獲取的信息的功能。圖16B中的具有電視接收功能的數(shù)碼相機(jī)可具有除以上給出的功能以外的各種功能。圖16C示出可包括外殼9630、顯示部分9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子 9636等的電視機(jī)。圖16C中的電視機(jī)可具有處理電視電波并將其轉(zhuǎn)換成圖像信號的功能、 處理圖像信號并將其轉(zhuǎn)換成適于顯示的信號的功能、轉(zhuǎn)換圖像信號的幀頻率的功能等。圖 16C中的電視機(jī)可具有除以上給出的功能以外的各種功能。圖17A示出可包括外殼9630、顯示部分9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、連接端子 9636、定點(diǎn)設(shè)備9681、外部連接端口 9680等的計(jì)算機(jī)。圖17A中的計(jì)算機(jī)可具有在顯示部分上顯示各種信息(例如，靜止圖像、活動(dòng)圖像、以及文本圖像)的功能、通過各種軟件(程序)控制處理的功能、諸如無線通信或有線通信之類的通信功能、通過通信功能連接到各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能、通過通信功能發(fā)射或接收各種數(shù)據(jù)的功能等。圖17A中的計(jì)算機(jī)可具有除以上給出的功能以外的各種功能。圖17B示出可包括外殼9630、顯示部分9631、揚(yáng)聲器9633、操作鍵9635、話筒9638 等的移動(dòng)電話。圖17B中的移動(dòng)電話可具有在顯示部分上顯示各種信息(例如，靜止圖像、 活動(dòng)圖像、以及文本圖像)的功能、在顯示部分上顯示日歷、日期、時(shí)間等的功能、操作或編輯顯示部分上所顯示的信息的功能、通過各種軟件(程序)控制處理的功能等。圖17B中的移動(dòng)電話可具有除以上給出的功能以外的各種功能。圖17C示出可包括外殼9630、顯示部分9631、操作鍵9635等的電子紙(也稱為電子書)。圖17C中的電子紙可具有在顯示部分上顯示各種信息(例如，靜止圖像、活動(dòng)圖像、以及文本圖像)的功能、在顯示部分上顯示日歷、日期、時(shí)間等的功能、操作或編輯顯示部分上所顯示的信息的功能、通過各種軟件(程序)控制處理的功能等。圖17C中的電子紙可具有除以上給出的功能以外的各種功能。在本實(shí)施例中所描述的每一電子裝置中，在液晶顯示設(shè)備的顯示部分的多個(gè)像素中的每一個(gè)中，截止?fàn)顟B(tài)電流可減小。因此，可增大在存儲電容器中保持電壓的周期，并且可制造其中可降低在液晶顯示設(shè)備中顯示靜止圖像等時(shí)的功耗的電子裝置。此外，通過在顯示靜止圖像的情況下停止供應(yīng)控制信號，功耗可進(jìn)一步降低。另外，可切換靜止圖像和活動(dòng)圖像，而不發(fā)生故障?？膳c其他實(shí)施例中所描述的任一結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合地實(shí)現(xiàn)實(shí)施例12。(實(shí)施例13)在實(shí)施例13中，將描述包括氧化物半導(dǎo)體的底柵晶體管的操作原理。圖19是包括氧化物半導(dǎo)體的倒交錯(cuò)絕緣柵晶體管的截面圖。氧化物半導(dǎo)體層 (OS)隔著第一柵絕緣膜(GIl)設(shè)置在柵電極(GEl)上，而源電極( 和漏電極(D)設(shè)置在該氧化物半導(dǎo)體層上。此外，第二柵絕緣膜(GU)設(shè)置在源電極( 和漏電極(D)上，而第二柵電極(6 設(shè)置在該第二柵絕緣膜上。G2維持在地電位。在下文中，使用能帶圖來進(jìn)行描述。為了理解所描述的能帶圖不是嚴(yán)格的，盡可能地簡化這些能帶圖。圖20A和20B是沿圖19所示的A-A’截面的能帶圖(示意圖)。圖20A 示出其中施加到源極的電壓電位等于施加到漏極的電壓電位(VD = 0V)的情況，而圖20B 示出其中相對于源極的正電位被施加到漏極(VD > 0)的情況。圖21A和21B是沿圖19所示的B-B’截面的能帶圖(示意圖)。圖21A示出其中正電位(+VG)被施加到柵極(Gl)并且載流子(電子)在源極和漏極之間流動(dòng)的導(dǎo)通狀態(tài)。 圖21B示出其中負(fù)電位(-VG)被施加到柵極(Gl)而少數(shù)載流子不流動(dòng)的截止?fàn)顟B(tài)。圖22示出真空能級和金屬的功函數(shù)(ΦΜ)之間、以及真空能級和氧化物半導(dǎo)體的電子親和性(X)之間的關(guān)系。由于金屬簡并，因此導(dǎo)帶和費(fèi)米能級彼此對應(yīng)。另一方面，常規(guī)氧化物半導(dǎo)體通常是η型半導(dǎo)體，在此情況下，費(fèi)米能級(Ef)遠(yuǎn)離位于帶隙中間的本征費(fèi)米能級(Ei)，并且位于更接近導(dǎo)帶。注意，已知?dú)涫茄趸锇雽?dǎo)體中的施主，并且是使氧化物半導(dǎo)體成為η型半導(dǎo)體的一個(gè)因素。另一方面，本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體是本征(i型)或基本本征氧化物半導(dǎo)體，其通過從氧化物半導(dǎo)體去除作為η型雜質(zhì)的氫并且提純氧化物半導(dǎo)體、以盡可能防止氧化物半導(dǎo)體中包含不同于其主要組分的雜質(zhì)來獲取。換句話說，特征在于，經(jīng)提純的i型(本征) 半導(dǎo)體、或接近其的半導(dǎo)體不是通過添加雜質(zhì)、而是通過盡可能多地去除雜質(zhì)(諸如氫或水)來獲取。這使得費(fèi)米能級(Ef)能夠處于與本征費(fèi)米能級(Ei)相同的能級。在氧化物半導(dǎo)體的帶隙(Eg)為3. 15eV的情況下，電子親和性(x )為4. 3eV0源電極和漏電極中所包括的鈦(Ti)的功函數(shù)基本上等于氧化物半導(dǎo)體的電子親和性(χ)。 在此情況下，在金屬和氧化物半導(dǎo)體之間的界面處不形成電子的肖特基勢壘。換句話說，在金屬的功函數(shù)(ΦΜ)和氧化物半導(dǎo)體的電子親和性(X)彼此相等且金屬和氧化物半導(dǎo)體彼此接觸的情況下，獲取如圖20A所示的能帶圖(示意圖)。在圖20B中，黑圓圈(·)表示電子，并且當(dāng)正電位被施加到柵極和漏極時(shí)，電子被注入勢壘(h)上的氧化物半導(dǎo)體，并且流向漏極。在此情況下，勢壘的高度(h)根據(jù)柵電壓和漏電壓而改變；在施加正漏電壓的情況下，勢壘的高度(h)小于圖20A中未施加電壓時(shí)的勢壘的高度(即，帶隙(Eg)的1/2)。此時(shí)注入氧化物半導(dǎo)體的電子在氧化物半導(dǎo)體中流動(dòng)，如圖21A所示。另外，在圖 21B中，當(dāng)負(fù)電位(反向偏壓)被施加到柵電極(Gl)時(shí)，電流值極接近零，因?yàn)樽鳛樯贁?shù)載流子的空穴基本上為零。例如，即使當(dāng)如上所述的絕緣柵晶體管具有1 X IO4 μ m的溝道寬度W和3 μ m的溝道長度時(shí)，截止?fàn)顟B(tài)電流為小于或等于10_13A，而子閾值擺動(dòng)(S值)可以是0. lV/dec (柵絕緣膜的厚度100nm)。注意，硅半導(dǎo)體的本征載流子密度為1. 45 X IO1Vcm3 (300K)，并且載流子甚至在室溫下也存在。這意味著熱激勵(lì)載流子甚至在室溫下也存在。實(shí)際上使用添加了諸如磷或硼之類的雜質(zhì)的硅晶片。另外，即使在所謂的本征硅晶片中，也存在無法控制的雜質(zhì)。因此， 實(shí)際上在硅半導(dǎo)體中存在大于或等于1 X IO1Vcm3的載流子，這有助于源極和漏極之間的導(dǎo)通。此外，硅半導(dǎo)體的帶間隙為1. 1&V，并且由此包括硅半導(dǎo)體的晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流根據(jù)溫度而顯著地改變。因此，不是通過簡單地將具有寬帶隙的氧化物半導(dǎo)體用于晶體管、而是通過提純氧化物半導(dǎo)體來盡可能地防止其中包含不同于主要組分的雜質(zhì)以使載流子濃度變成小于 IX IO1Vcm3(優(yōu)選小于或等于IX 1012/cm3)，可消除在實(shí)際操作溫度下熱激勵(lì)的載流子， 并且晶體管可只用從源側(cè)注入的載流子來操作。這使得截止?fàn)顟B(tài)電流下降到小于或等于 IX 10_13A并且獲取其截止?fàn)顟B(tài)電流幾乎不隨著溫度的改變而改變且能夠極穩(wěn)定操作的晶體管成為可能。本發(fā)明的技術(shù)思想是，不向氧化物半導(dǎo)體添加雜質(zhì)，而相反氧化物半導(dǎo)體本身通過去除不期望存在于其中的雜質(zhì)(諸如水或氫)來提純。換句話說，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，氧化物半導(dǎo)體本身通過去除形成施主能級的水或氫、并且進(jìn)一步通過充分地供應(yīng)氧以消除氧缺陷來提純。在氧化物半導(dǎo)體中，即使在剛沉積之后，通過二次離子質(zhì)譜法(SIMQ觀察到102°/ cm3數(shù)量級的氫。本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)思想是，通過有意去除形成施主能級的雜質(zhì)(諸如水或氫)、并且進(jìn)一步通過將在去除水或氫時(shí)減少的氧(氧化物半導(dǎo)體的組分之一)添加到氧化物半導(dǎo)體來提純氧化物半導(dǎo)體并獲取電i型(本征)半導(dǎo)體。因此，優(yōu)選氫的量盡可能地少，并且還優(yōu)選氧化物半導(dǎo)體中的載流子數(shù)量盡可能地少。氧化物半導(dǎo)體是經(jīng)提純的i型(本征)半導(dǎo)體，其在用于絕緣柵晶體管時(shí)已消除載流子且給出作為如半導(dǎo)體的載流子路徑的含義(而不是如半導(dǎo)體有意包括載流子)。因此，通過從氧化物半導(dǎo)體完全消除載流子或顯著地減少其中的載流子，絕緣柵晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流可減小，這是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)思想。換句話說，作為準(zhǔn)則，氫濃度為小于或等于IX IOlfVcm3，而載流子濃度小于IX IO1Vcm3、優(yōu)選小于或等于 lX1012/cm3。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想，理想的氫濃度和載流子濃度為零、或者接近零。另外，因此，氧化物半導(dǎo)體用作路徑，并且氧化物半導(dǎo)體本身是被提純以不包括載流子或包括極少載流子的i型(本征)半導(dǎo)體，并且載流子由源側(cè)上的電極供應(yīng)。供應(yīng)的程度通過從氧化物半導(dǎo)體的電子親和性X、理想地與本征費(fèi)米能級相對應(yīng)的費(fèi)米能級、以及源電極或漏電極的功函數(shù)獲取的勢壘高度來確定。因此，優(yōu)選截止?fàn)顟B(tài)電流盡可能地小，并且本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特征在于，在施加IV至IOV的漏電壓的絕緣柵晶體管的特性中，溝道寬度的每微米截止?fàn)顟B(tài)電流為小于或等于IOOaA/ μ m、優(yōu)選小于或等于IOaA/ μ m、更優(yōu)選小于或等于IaA/ μ m。(實(shí)施例14)
在實(shí)施例14中，將在下文中描述使用測試元件組(也稱為TEG)所測量的截止?fàn)顟B(tài)電流值。圖23示出具有L/W = 3 μ m/10000 μ m的薄膜晶體管的初始特性，其中各自具有L/ W = 3 μ m/50 μ m的200個(gè)薄膜晶體管并聯(lián)連接。另外，其俯視圖是圖24A，而其部分放大的俯視圖是圖MB。圖24B中的虛線所包圍的區(qū)域是具有L/W = 3 μ m/50 μ m和Lov = 1. 5 μ m 的一級的薄膜晶體管。為了測量薄膜晶體管的初始特性，在基板溫度被設(shè)為室溫、源極和漏極之間的電壓(在下文中為漏電壓或Vd)被設(shè)為10V、以及源極和柵極之間的電壓(在下文中為柵電壓或Vg)從-20V改變到+20V的條件下測量源漏電流(在下文中稱為漏電流或 Id)的變化特性，即Vg-Id特性。注意，圖23示出在從-20V到+5V的范圍內(nèi)的Vg。如圖23所示，溝道寬度W為10000 μ m的薄膜晶體管在IV和IOV的Vd時(shí)具有小于或等于IX 10_13A的截止?fàn)顟B(tài)電流，其小于或等于測量設(shè)備(Agilent科技公司制造的一種半導(dǎo)體參數(shù)分析儀Agilent 4156C)的分辨率(IOOfA)。描述用于制造測量用的薄膜晶體管的方法。首先，通過CVD法在玻璃基板上形成氮化硅層來作為基層，并且在該氮化硅層上形成氧氮化硅層。通過濺射法在氧氮化硅層上形成鎢層來作為柵電極層。在本實(shí)施例中， 將鎢層選擇性地蝕刻成柵電極層。然后，通過CVD法在柵電極層上形成厚度為IOOnm的氧氮化硅層來作為柵絕緣層。然后，通過濺射法使用h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體靶(摩爾比為 In2O3 Ga2O3 ZnO = 1 1 2)在柵絕緣層上形成厚度為50nm的氧化物半導(dǎo)體層。在此，將氧化物半導(dǎo)體層選擇性地蝕刻成島狀氧化物半導(dǎo)體層。然后，在氮?dú)鈿夥罩?，在干凈烘箱中?50°C對氧化物半導(dǎo)體層進(jìn)行第一熱處理達(dá) 1小時(shí)。然后，通過濺射法在氧化物半導(dǎo)體層上形成鈦層(厚度為150nm)來作為源電極層和漏電極層。在此，選擇性地蝕刻源電極層和漏電極層，以使各自具有3μπι的溝道長度L 禾口 50 μ m的溝道寬度W的200個(gè)薄膜晶體管并聯(lián)連接來獲取具有L/W = 3 μ m/10000 μ m的
薄膜晶體管。接著，通過反應(yīng)濺射法形成厚度為300nm的氧化硅層來作為與氧化物半導(dǎo)體層接觸的保護(hù)絕緣層。在此，選擇性地蝕刻作為保護(hù)層的氧化硅層，從而在柵電極層、源電極層、 以及漏電極層上形成開口部分。之后，在氮?dú)鈿夥罩?，?50°C進(jìn)行第二熱處理達(dá)1小時(shí)。然后，在測量Vg-Id特性之前，在150°C進(jìn)行熱處理達(dá)10小時(shí)。通過以上工藝，制造底柵薄膜晶體管。如圖23所示薄膜晶體管具有約1X10_13A的截止?fàn)顟B(tài)電流的原因在于，氧化物半導(dǎo)體層中的氫濃度可能在以上制造工藝中充分地降低。氧化物半導(dǎo)體層中的氫濃度為小于或等于lX1016/cm3。注意，氧化物半導(dǎo)體層中的氫濃度通過二次離子質(zhì)譜法(SIMS)來測量。雖然描述了使用h-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體的示例，但是本實(shí)施例不具體地受限于此。還可使用另一氧化物半導(dǎo)體材料，諸如h-Sn-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Ga-Zn-O 基氧化物半導(dǎo)體、Al-Ga-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、In-Sn-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、Al-Si-O基氧化物半導(dǎo)體、In-O基氧化物半導(dǎo)體、Sn-O基氧化物半導(dǎo)體、或&ι_0基氧化物半導(dǎo)體?？墒褂没旌嫌?. 5 1%至IOwt % WAlOx的h-Al-ai-Ο基氧化物半導(dǎo)體、或混合有2. 5 {%至IOwt % 的SiOx的h-Ζη-Ο基氧化物半導(dǎo)體作為氧化物半導(dǎo)體材料。由載流子測量設(shè)備測量的氧化物半導(dǎo)體層的載流子濃度小于1 X 1014/cm3、優(yōu)選小于或等于lX1012/cm3。換句話說，可使氧化物半導(dǎo)體層的載流子濃度盡可能地接近零。薄膜晶體管的溝道長度L還可以是大于或等于IOnm且小于或等于lOOOnm，這使得電路操作速度能夠增大，而截止?fàn)顟B(tài)電流極小，這使得功耗能夠進(jìn)一步減少。另外，在電路設(shè)計(jì)中，氧化物半導(dǎo)體層可被認(rèn)為是薄膜晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的絕緣體。之后，評估本實(shí)施例中所制造的薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流的溫度特性。考慮到使用薄膜晶體管的最終產(chǎn)品的耐環(huán)境性、性能的維護(hù)等，溫度特性是重要的。應(yīng)當(dāng)理解，較小量的改變更加優(yōu)選，這增加用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由程度。對于溫度特性，在設(shè)置有薄膜晶體管的基板被保持于相應(yīng)的恒溫-30°C、(TC、 25°C、40°C、60°C >80°C >100°C和120°C、漏電壓被設(shè)為6V、以及柵電壓從-20V改變到+20V 的條件下使用恒溫室來獲取Vg-Id特性。圖25A示出在以上溫度下測量的且彼此疊加的Vg-Id特性，而圖25B示出圖25A 中的虛線所包圍的截止?fàn)顟B(tài)電流的范圍的放大圖。示圖中的箭頭所指示的最右邊的曲線是在-30°C獲取的曲線；最左邊的曲線是在120°C獲取的曲線，而在其他溫度獲取的曲線位于它們之間。可能很難觀察到導(dǎo)通狀態(tài)電流的溫度依賴性。另一方面，如圖25B的放大圖中清楚示出地，除-20V的柵電壓附近處以外，在所有溫度下截止?fàn)顟B(tài)電流小于或等于1X10_12A(其接近測量設(shè)備的分辨率)，并且未觀察到其溫度依賴性。換句話說，即使在120°C的高溫下，截止?fàn)顟B(tài)電流被保持為小于或等于1X10_12A，并且假設(shè)溝道寬度W為 10000 μ m,可看到截止?fàn)顟B(tài)電流相當(dāng)小。包括如上所述的經(jīng)提純的氧化物半導(dǎo)體(經(jīng)提純的0 的薄膜晶體管示出截止?fàn)顟B(tài)電流對溫度幾乎沒有依賴性?？梢哉f，氧化物半導(dǎo)體在被提純時(shí)未示出溫度依賴性，因?yàn)閷?dǎo)電類型變成極接近本征類型，并且費(fèi)米能級位于禁帶中間，如圖19A的帶圖所示。這還由氧化物半導(dǎo)體具有大于或等于3eV的能隙并包括很少的熱激勵(lì)載流子的事實(shí)產(chǎn)生。另外，源區(qū)和漏區(qū)處于簡并狀態(tài)，這也是示出無溫度依賴性的因素。薄膜晶體管主要用從經(jīng)簡并的源區(qū)注入氧化物半導(dǎo)體的載流子來操作，并且以上特性(截止?fàn)顟B(tài)電流對溫度無依賴性)可通過載流子濃度對溫度無依賴性來進(jìn)行解釋。在使用其截止?fàn)顟B(tài)電流極小的這種薄膜晶體管來制造顯示設(shè)備的情況下，漏電流減小，從而保持顯示數(shù)據(jù)的周期可延長。[示例 1]在示例1中，將描述在顯示靜止圖像時(shí)在以上實(shí)施例中描述且實(shí)際制造的液晶顯示設(shè)備的圖像信號保持特性的評估結(jié)果。首先，關(guān)于像素部分中所包括的多個(gè)像素的上側(cè)布局圖，在圖27中示出從后側(cè)取得的元件(諸如在基板上形成的薄膜晶體管)的照片。從圖27所示的像素的照片可看到，設(shè)置矩形像素，并且彼此呈直角地設(shè)置柵極線 2701和信號線2702。還可看到，在與柵極線2701平行的位置處設(shè)置電容器線2703。在柵極線2701和電容器線2703、以及信號線2702彼此重疊的區(qū)域中，設(shè)置絕緣膜以減小寄生電容，并且該絕緣膜可被觀察為圖27中的凸起。該示例中所描述的液晶顯示設(shè)備是反射液晶顯示設(shè)備，并且觀察到紅色(R)濾色片2704R、綠色(G)濾色片2704G、以及藍(lán)色(B)濾色片 2704B。在圖27中，在由柵極線2701控制的區(qū)域中，作為氧化物半導(dǎo)體的h-Ga-Si-O基非單晶膜被設(shè)置為透光半導(dǎo)體層，并且形成薄膜晶體管。圖觀示出根據(jù)以上實(shí)施例在顯示靜止圖像時(shí)圖27所示的每一像素的輝度隨時(shí)間改變的曲線圖。從圖觀可看到，在圖27的像素的上側(cè)布局的情況下，圖像信號保持周期約為1分鐘長。因此，在顯示靜止圖像時(shí)，可通過進(jìn)行有規(guī)則地供應(yīng)相同圖像信號(在示圖中為“刷新”)的操作來維持恒定輝度。因此，可急劇地縮短將電壓施加到驅(qū)動(dòng)電路部分中所包括的晶體管的時(shí)間長度。此外，驅(qū)動(dòng)電路隨時(shí)間的劣化可急劇地減緩，這產(chǎn)生有利的效果，諸如液晶顯示設(shè)備的可靠性的改進(jìn)。[示例 2]在示例2中，將描述在顯示靜止圖像時(shí)圖1所示的在以上實(shí)施例中描述且實(shí)際制造成具有與示例1不同的結(jié)構(gòu)的液晶顯示設(shè)備的圖像信號保持特性的評估結(jié)果。首先，關(guān)于像素部分中所包括的多個(gè)像素的上側(cè)布局圖，在圖四中示出從后側(cè)取得的元件(諸如在基板上形成的薄膜晶體管)的照片。從圖四所示的像素的照片可看到，設(shè)置矩形像素，并且彼此呈直角地設(shè)置柵極線四01和信號線四02。還可看到，在與柵極線四01平行的位置處設(shè)置電容器線四03。在柵極線四01和電容器線2903、以及信號線四02彼此重疊的區(qū)域中，設(shè)置絕緣膜以減小寄生電容，并且該絕緣膜可被觀察為圖四中的凸起。該示例中所描述的液晶顯示設(shè)備是反射液晶顯示設(shè)備，并且觀察到與紅色(R)濾色片重疊的反射電極四041 、與綠色(G)濾色片重疊的反射電極四046、以及與藍(lán)色(B)濾色片重疊的反射電極四048。在圖四中，在由柵極線 2901控制的區(qū)域中，作為氧化物半導(dǎo)體的h-Ga-ai-Ο基非單晶膜被設(shè)置為透光半導(dǎo)體層， 并且形成薄膜晶體管。圖30示出根據(jù)以上實(shí)施例在顯示靜止圖像時(shí)圖四所示的每一像素的輝度隨時(shí)間改變的曲線圖。從圖30可看到，在圖四的像素的上側(cè)布局的情況下，圖像信號保持周期約為1分鐘長。因此，在顯示靜止圖像時(shí)，可通過進(jìn)行有規(guī)則地供應(yīng)相同圖像信號(在示圖中為“刷新”)的操作來維持恒定輝度。因此，可急劇地縮短將電壓施加到驅(qū)動(dòng)電路部分中所包括的晶體管的時(shí)間長度。此外，驅(qū)動(dòng)電路隨時(shí)間的劣化可急劇地減緩，這產(chǎn)生有利的效果，諸如液晶顯示設(shè)備的可靠性的改進(jìn)。[示例 3]在示例3中，將描述在顯示靜止圖像時(shí)圖1所示的在以上實(shí)施例中描述且實(shí)際制造成具有與示例1和2不同的結(jié)構(gòu)的液晶顯示設(shè)備的圖像信號保持特性的評估結(jié)果。首先，關(guān)于像素部分中所包括的多個(gè)像素的上側(cè)布局圖，在圖31中示出從后側(cè)取得的元件(諸如在基板上形成的薄膜晶體管)的照片。從圖31所示的像素的照片可看到，設(shè)置矩形像素，并且彼此呈直角地設(shè)置柵極線 3101和信號線3102。還可看到，在與柵極線3101平行的位置處設(shè)置電容器線3103。在柵極線3101和電容器線3103、以及信號線3102彼此重疊的區(qū)域中，設(shè)置絕緣膜以減小寄生電容，并且該絕緣膜可被觀察為圖31中的凸起。該示例中所描述的液晶顯示設(shè)備是使用聚合物分散液晶的液晶顯示設(shè)備，并且觀察到反射電極3104。在圖31中，在由柵極線3101控制的區(qū)域中，作為氧化物半導(dǎo)體的^-Ga-Si-O基非單晶膜被設(shè)置為透光半導(dǎo)體層，并且形成
薄膜晶體管。圖32示出根據(jù)以上實(shí)施例在顯示靜止圖像時(shí)圖31所示的每一像素的輝度隨時(shí)間改變的曲線圖。從圖32可看到，在圖31的像素的上側(cè)布局的情況下，圖像信號保持周期可長于示例1和2中的任一個(gè)的圖像信號保持周期，因?yàn)榫酆衔锓稚⒁壕Ь哂斜３謭D像信號的性質(zhì)。 因此，在顯示靜止圖像時(shí)，供應(yīng)相同圖像信號的操作的間隔可延長。因此，可急劇地縮短將電壓施加到驅(qū)動(dòng)電路部分中所包括的晶體管的時(shí)間長度。此外，驅(qū)動(dòng)電路隨時(shí)間的劣化可急劇地減緩，這產(chǎn)生有利的效果，諸如液晶顯示設(shè)備的可靠性的改進(jìn)。[示例 4]在示例4中，將描述在顯示靜止圖像時(shí)圖1所示的在以上實(shí)施例中描述且實(shí)際制造成具有與示例1至3不同的結(jié)構(gòu)的液晶顯示設(shè)備的圖像信號保持特性的評估結(jié)果。具體地，在該示例中，將描述與示例1至3中的任一個(gè)中所描述的多個(gè)像素的上側(cè)布局圖不同的示例。在圖33中示出從后側(cè)取得的元件(諸如在基板上形成的薄膜晶體管)的照片。從圖33所示的像素的照片可看到，設(shè)置矩形像素，并且彼此呈直角地設(shè)置柵極線3301和信號線3302。與示例1至3中的任一個(gè)所描述的像素的照片不同，描述其中省略電容器線的上側(cè)布局圖。該示例中所描述的液晶顯示設(shè)備是透射液晶顯示設(shè)備，并且觀察到像素電極3304。在圖33中，在由柵極線3301控制的區(qū)域中，作為氧化物半導(dǎo)體的 In-Ga-Zn-O基非單晶膜被設(shè)置為透光半導(dǎo)體層，并且形成薄膜晶體管。[示例 5]在示例5中，將描述在圖1中示出且在以上實(shí)施例中描述的液晶顯示設(shè)備的操作方法的示例。將參考圖34描述在顯示靜止圖像和活動(dòng)圖像的操作、或重寫施加到液晶元件的電壓的操作(在下文中也稱為刷新操作)期間在使用多個(gè)η溝道晶體管而制造的驅(qū)動(dòng)電路中向驅(qū)動(dòng)電路部分的每一布線供應(yīng)電位或停止供應(yīng)電位的過程，給出該過程作為圖2Α 至2C、以及圖3中的示例。注意，圖34示出在周期Tl之前和之后用于向移位寄存器供應(yīng)高電源電位(VDD)的布線、供應(yīng)低電源電位(VSS)的布線、供應(yīng)起動(dòng)脈沖(SP)的布線、以及供應(yīng)第一至第四時(shí)鐘信號(CKl至CK4)的布線的電位的改變。本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備可在不恒定操作驅(qū)動(dòng)電路部分的情況下顯示靜止圖像。 因此，如圖34所示，存在將諸如高電源電位(VDD)、第一至第四時(shí)鐘信號(CKl至CK4)、以及起動(dòng)脈沖之類的控制信號供應(yīng)到移位寄存器的周期、以及不供應(yīng)控制信號的周期。注意，圖 34所示的周期Tl對應(yīng)于供應(yīng)控制信號的周期，換句話說，顯示活動(dòng)圖像的周期、以及進(jìn)行刷新操作的周期。圖34所示的周期Τ2對應(yīng)于不供應(yīng)控制信號的周期，換句話說，顯示靜止圖像的周期。在圖34中，供應(yīng)高電源電位(VDD)的周期不僅設(shè)置在周期Tl中，而且設(shè)置在周期 Τ2的一部分中。另外，在圖34中，供應(yīng)的第一至第四時(shí)鐘信號(CKl至CK4)周期設(shè)置在開始供應(yīng)高電源電位(VDD)和停止供應(yīng)高電源電位(VDD)之間。
此外，如圖34所示，第一至第四時(shí)鐘信號(CKl至CK4)可被設(shè)置成在周期Tl開始之前一旦設(shè)置為高電位之后就開始以恒定頻率振蕩，并且在周期Tl結(jié)束之后在設(shè)置為低電位之后停止振蕩。如上所述，在該示例的液晶顯示設(shè)備中，在周期T2中停止向移位寄存器供應(yīng)控制信號，諸如高電源電位(VDD)、第一至第四時(shí)鐘信號(CKl至CK4)、以及起動(dòng)脈沖。然后，在停止供應(yīng)控制信號的周期中，控制每一晶體管導(dǎo)通或截止，并且還停止從移位寄存器輸出脈沖信號。因此，移位寄存器的功耗、以及由移位寄存器驅(qū)動(dòng)的像素部分的功耗可降低。上述刷新操作必須有規(guī)則地進(jìn)行，因?yàn)榇嬖谒@示的靜止圖像的質(zhì)量可能劣化的可能性。在該示例的液晶顯示設(shè)備中，采用包括氧化物半導(dǎo)體的上述晶體管作為用于控制施加到每一像素的液晶元件的電壓的開關(guān)元件。因此，截止?fàn)顟B(tài)電流可急劇地減小，并且施加到每一像素的液晶元件的電壓的改變可減小。換句話說，即使當(dāng)停止移位寄存器的操作的周期因顯示靜止圖像而較長時(shí)，也可抑制圖像質(zhì)量的劣化。例如，即使當(dāng)周期是3分鐘長時(shí)，也可維持所顯示的靜止圖像的質(zhì)量。例如，如果將每秒進(jìn)行60次重寫的液晶顯示設(shè)備和在3分鐘內(nèi)進(jìn)行一次刷新操作的液晶顯示設(shè)備彼此比較時(shí)，功耗可減小到約1/10000。注意，將停止供應(yīng)高電源電位(VDD)設(shè)置成等于低電源電位(VSQ的電位，如圖34 所示。另外，可將停止供應(yīng)高電源電位(VDD)設(shè)置成浮動(dòng)狀態(tài)中的向其供應(yīng)高電源電位的布線的電位。注意，當(dāng)向其供應(yīng)高電源電位(VDD)的布線的電位增大(這意味著在周期Tl之前電位從低電源電位(VSQ增大到高電源電位(VDD))時(shí)，優(yōu)選控制布線的電位逐漸地改變。如果布線的電位改變的梯度陡，則存在電位的改變可能變成噪聲且故障脈沖可能從移位寄存器輸出的可能性。在柵極線驅(qū)動(dòng)電路中包括移位寄存器的情況下，故障脈沖用作用于導(dǎo)通晶體管的信號。由此，存在施加到液晶元件的電壓可通過故障脈沖改變且靜止圖像的質(zhì)量可改變的可能性。因此，優(yōu)選如上所述地控制布線的電位改變。鑒于以上內(nèi)容，圖 ；34示出信號上升到高電源電位(VDD)比下降緩慢的示例。具體而言，在本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備中，當(dāng)在像素部分中顯示靜止圖像時(shí)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行停止向移位寄存器供應(yīng)高電源電位(VDD)、以及重新向該移位寄存器供應(yīng)該高電源電位。換句話說，在用于供應(yīng)高電源電位 (VDD)的布線的電位改變作為噪聲不利地影響像素部分的情況下，噪聲直接導(dǎo)致顯示圖像的劣化。因此，控制本實(shí)施例的液晶顯示設(shè)備以防止布線的電位改變(具體地，電位的增大)作為噪聲進(jìn)入像素部分是重要的。本申請基于2009年10月16日、2009年12月1日和2009年12月8日分別向日本專利局提交的日本專利申請序列號2009-238916、2009-273913、以及2009-278999，這些
申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示設(shè)備，包括包括驅(qū)動(dòng)電路部分、以及其中包括含有氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層的晶體管設(shè)置在每一像素中的像素部分的顯示面板；用于生成用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電路部分的控制信號、以及供應(yīng)到所述像素部分的圖像信號的信號生成電路；用于存儲每一幀周期的圖像信號的存儲器電路；用于在所述存儲器電路中存儲的各個(gè)幀周期的圖像信號中檢測一系列幀周期的圖像信號的差異的比較電路；在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)選擇和輸出所述一系列幀周期的圖像信號的選擇電路；以及在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)將所述控制信號以及從所述選擇電路輸出的圖像信號供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)電路部分、并且在所述比較電路中未檢測到所述差異時(shí)停止向所述驅(qū)動(dòng)電路部分供應(yīng)所述控制信號的顯示控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述控制信號是高電源電位、低電源電位、時(shí)鐘信號、起動(dòng)脈沖信號、或重置信號。
3.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有通過二次離子質(zhì)譜法檢測的小于或等于IXlOlfVcm3的氫濃度。
4.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有小于 IX IO1Vcm3的載流子密度。
5.一種包括如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備的電子裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電阻率為大于或等于1 χ 109Ω ·πι。
7.如權(quán)利要求1所述液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述液晶顯示設(shè)備被結(jié)合到從由游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、以及電子紙構(gòu)成的組選擇的一個(gè)中。
8.一種液晶顯示設(shè)備，包括包括驅(qū)動(dòng)電路部分、以及其中包括含有氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層的晶體管設(shè)置在每一像素中的像素部分的顯示面板；用于生成用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電路部分的控制信號、以及供應(yīng)到所述像素部分的圖像信號的信號生成電路；用于存儲每一幀周期的圖像信號的存儲器電路；用于在所述存儲器電路中存儲的各個(gè)幀周期的圖像信號中檢測一系列幀周期的圖像信號的差異的比較電路；在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)選擇和輸出所述一系列幀周期的圖像信號的選擇電路；以及在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)將所述控制信號以及從所述選擇電路輸出的圖像信號供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)電路部分、并且在所述比較電路中未檢測到所述差異時(shí)停止向所述驅(qū)動(dòng)電路部分供應(yīng)所述控制信號的顯示控制電路， 其中所述晶體管包括 設(shè)置在基板上的柵電極；設(shè)置在所述柵電極上的柵絕緣層；隔著所述柵絕緣層設(shè)置在所述柵電極上的含有所述氧化物半導(dǎo)體的所述半導(dǎo)體層；以及設(shè)置在所述半導(dǎo)體層上且在與所述柵電極重疊的位置處彼此分開的源電極和漏電極。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述控制信號是高電源電位、低電源電位、時(shí)鐘信號、起動(dòng)脈沖信號、或重置信號。
10.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有通過二次離子質(zhì)譜法檢測的小于或等于IXlOlfVcm3的氫濃度。
11.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有小于 IX IO1Vcm3的載流子密度。
12.一種包括如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備的電子裝置。
13.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電阻率為大于或等于1 χ 109Ω ·πι。
14.如權(quán)利要求8所述液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述液晶顯示設(shè)備被結(jié)合到從由游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、以及電子紙構(gòu)成的組選擇的一個(gè)中。
15.一種液晶顯示設(shè)備，包括包括驅(qū)動(dòng)電路部分、以及其中包括含有氧化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層的晶體管設(shè)置在每一像素中的像素部分的顯示面板；用于生成用于驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)電路部分的控制信號、以及供應(yīng)到所述像素部分的圖像信號的信號生成電路；用于存儲每一幀周期的圖像信號的存儲器電路；用于在所述存儲器電路中存儲的各個(gè)幀周期的圖像信號中檢測一系列幀周期的圖像信號的差異的比較電路；在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)選擇和輸出所述一系列幀周期的圖像信號的選擇電路；以及在所述比較電路中檢測到所述差異時(shí)將所述控制信號以及從所述選擇電路輸出的圖像信號供應(yīng)到所述驅(qū)動(dòng)電路部分、并且在所述比較電路中未檢測到所述差異時(shí)停止向所述驅(qū)動(dòng)電路部分供應(yīng)所述控制信號的顯示控制電路， 其中所述晶體管包括 設(shè)置在基板上的柵電極； 設(shè)置在所述柵電極上的柵絕緣層；設(shè)置在所述半導(dǎo)體層中且隔著所述柵絕緣層設(shè)置在所述柵電極上的溝道區(qū)； 設(shè)置在所述溝道區(qū)上的氧化物絕緣層；以及設(shè)置在所述半導(dǎo)體層和所述氧化物絕緣層上且在與所述柵電極重疊的位置處彼此分開的源電極和漏電極。
16.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述控制信號是高電源電位、低電源電位、時(shí)鐘信號、起動(dòng)脈沖信號、或重置信號。
17.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有通過二次離子質(zhì)譜法檢測的小于或等于IXlOlfVcm3的氫濃度。
18.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述氧化物半導(dǎo)體具有小于 IX IO1Vcm3的載流子密度。
19.一種包括如權(quán)利要求15所述的液晶顯示設(shè)備的電子裝置。
20.如權(quán)利要求15所述的液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電阻率為大于或等于1 χ 109Ω ·πι。
21.如權(quán)利要求15所述液晶顯示設(shè)備，其特征在于，所述液晶顯示設(shè)備被結(jié)合到從由游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、以及電子紙構(gòu)成的組選擇的一個(gè)中。
全文摘要
一種液晶顯示設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)電路部分；像素部分；用于生成用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路部分的控制信號、以及供應(yīng)到像素部分的圖像信號的信號生成電路；存儲器電路；用于在存儲器電路中存儲的各個(gè)幀周期的圖像信號中檢測一系列幀周期的圖像信號的差異的比較電路；在比較電路中檢測到該差異時(shí)選擇和輸出該一系列幀周期的圖像信號的選擇電路；以及在比較電路中檢測到該差異時(shí)將控制信號以及從選擇電路輸出的圖像信號供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)電路部分、并且在比較電路中未檢測到該差異時(shí)停止向驅(qū)動(dòng)電路部分供應(yīng)控制信號的顯示控制電路。
文檔編號H01L29/786GK102576518SQ20108004696
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者三宅博之, 小山潤, 山崎舜平, 津吹將志, 野田耕生 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所