半導體裝置的制作方法

專利名稱：半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及有源矩陣型顯示裝置、以及元件配置為矩陣狀的半導體裝置。
背景技術：
從來，作為圖像顯示裝置，已知的是液晶顯示裝置、電致發光(Electro Luminescence ；下面稱為EL)顯示裝置等。作為這種顯示裝置的型式，可以舉出無源矩陣型和有源矩陣型。再者，有源矩陣型顯示裝置即使增加像素數，也可以高速地運作。有源矩陣型顯示裝置因為將TFT、電容元件、布線、像素電極等形成在同一襯底上， 所以容易降低開口率。因此，可以嘗試通過設法改變它們的材料、形狀、個數、或者布置等的設計來提高開口率。例如，在專利文件1中公開了如下方法通過使用具有高相對介電常數的氧化鉭作為電容元件的電介質，謀求電容元件的小面積化。[專利文件1]日本專利申請公開特開平11-3U808號公報另一方面，存在著如下問題若采用將具有高相對介電常數的材料用于電容元件的方法，則工序數量會增多。在此，為了使工序數量不增加且提高開口率，擴大開口部的面積即可。但是，如果為了擴大開口部的面積，將開口部設在布線之間，則開口部的形狀變得復雜。再者，在EL顯示裝置中，當使開口部的形狀復雜時，因為開口部的邊緣(端部)的長度變大，所以產生了助長EL發光部的收縮的問題。在此，EL發光部的收縮指的不是EL層的物理收縮，而是EL元件的有效面積(EL元件的發光部分的面積)從端部逐漸地收縮的狀態。此外，在除了顯示裝置以外的半導體裝置(例如DRAM等)中，擴大與晶體管連接的元件的面積為優選。

發明內容
因而，本發明的目的在于提供開口率高的顯示裝置(或者元件的面積大的半導體裝置)。在本說明書中，TFT的溝道形成區域指的是在柵電極的下面隔著柵絕緣膜設置的半導體區域。此外，溝道長度指的是在溝道形成區域中載流子流動的方向的長度。再者，溝道寬度指的是垂直于溝道長度方向的溝道形成區域的長度。注意，當采用多柵結構的TFT時，溝道長度及溝道寬度指的是每一個溝道形成區域的尺寸。此外，多柵結構是在一個TFT中設置多個溝道形成區域的結構。與此相反，單柵結構是在一個TFT中設置一個溝道形成區域的結構。
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本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向平行。本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及具有多個溝道形成區域的薄膜晶體管，其中所述多個溝道形成區域設在所述布線的下方，所述多個溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述多個溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向平行。本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述布線的形狀的長邊方向平行。本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及具有多個溝道形成區域的薄膜晶體管，其中所述多個溝道形成區域設在所述布線的下方，所述多個溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述多個溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述布線的形狀的長邊方向平行。本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述像素電極的形狀的長邊方向平行。本發明的顯示裝置包括設在相鄰的像素電極之間的布線、以及具有多個溝道形成區域的薄膜晶體管，其中所述多個溝道形成區域設在所述布線的下方，所述多個溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述多個溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述像素電極的形狀的長邊方向平行。在本發明的顯示裝置中，所述薄膜晶體管在線性區工作。以晶體管的柵極與源極之間的電壓為Vgs，以晶體管的源極與漏極之間的電壓為 Vds，并以晶體管的閾值電壓為Vth。在此情況下，線性區指的是IVgs-VthI > IVds的關系式成立的范圍。S卩，所述薄膜晶體管以柵極與源極之間的電壓(Vgs)比源極與漏極之間的電壓 (Vds)大閾值電壓(Vth)以上的范圍工作。在本發明的顯示裝置中，所述溝道形成區域的溝道寬度的長度大于所述溝道形成區域的溝道長度的長度。在本發明的顯示裝置中，使所述溝道形成區域彼此連接的雜質區域的形狀的長邊方向與溝道寬度的方向平行。在本發明的顯示裝置中，所述溝道形成區域是非晶半導體或多晶半導體。在本發明的顯示裝置中，所述溝道形成區域是單晶。在本發明的顯示裝置中，所述薄膜晶體管具有島狀半導體層、柵絕緣膜、以及柵電極，其中所述島狀半導體層具有所述多個溝道形成區域、多個雜質區域，并且在所述多個溝道形成區域上隔著柵絕緣膜形成有柵電極。
在本發明的顯示裝置中，所述布線隔著層間絕緣膜形成在所述柵電極上。在本發明的顯示裝置中，形成有第一電容和第二電容，該第一電容由所述島狀半導體層、在所述島狀半導體層上的所述柵絕緣膜、及在所述柵絕緣膜上的所述柵電極構成； 所述第二電容由所述柵電極、在所述柵電極上的層間絕緣膜、及在所述層間絕緣膜上的所述布線構成。在本發明的顯示裝置中，所述柵電極的形狀的長邊方向是所述溝道寬度的方向。在本發明的顯示裝置中，所述布線形成在覆蓋所述像素電極的端部地形成的隔離壁(絕緣物)的下方。在本發明的顯示裝置中，所述薄膜晶體管的源端子(區域)及漏端子(區域)之一方連接到所述相鄰的像素電極之一方。在本發明的顯示裝置中，所述薄膜晶體管的源端子(區域)及漏端子(區域)之另一方連接到所述布線。本發明的半導體裝置包括設在相鄰的電極之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向(或者所述布線的形狀的長邊方向)平行。本發明的半導體裝置包括設在相鄰的電極之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述電極的形狀的長邊方向平行。本發明的半導體裝置包括設在相鄰的元件之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向(或者所述布線的形狀的長邊方向)平行。本發明的半導體裝置包括設在相鄰的元件之間的布線、以及薄膜晶體管，其中所述薄膜晶體管的溝道形成區域設在所述布線的下方，所述溝道形成區域設在與所述布線重疊的位置，并且所述溝道形成區域的溝道寬度的方向與所述元件的形狀的長邊方向平行。在本發明的半導體裝置中，所述溝道形成區域的溝道寬度的長度大于所述溝道形成區域的溝道長度的長度。根據本發明，可以實現開口率高的顯示裝置(或者，元件的面積大的半導體裝置)。此外，不需要為了提高開口率而使像素電極(或者元件的電極)的形狀復雜。再者，通過提高開口率，對元件的電流密度降低，因此可以提高元件的使用壽命。


圖1為雙柵結構的布置圖1 ；圖2為雙柵結構的布置圖2 ；圖3為像素的電路圖；圖4A至4D為TFT的制造過程圖(俯視圖)；圖5為像素電極以及布線的圖(布線形狀直線)；
圖6為像素電極以及布線的圖(布線形狀鋸齒形)；圖7為像素電極以及布線的圖(布線形狀彎曲形)；圖8為單柵結構的布圖1;圖9為單柵結構的布圖2;圖10為三柵結構的布圖1 ；圖11為三柵結構的布圖2;圖12A至12C為無機EL元件的截面圖1 ；圖13A至13C為無機EL元件的截面圖2 ；圖14A和14B為顯示裝置的俯視圖以及截面圖；圖15A和15B為DRAM的電路圖；圖16為DRAM的布圖；圖17A至17F為電子設備的例子。
具體實施例方式下面，基于

本發明的實施方式。但是，本發明可能通過多種不同的方式來實施，所屬領域的普通人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式，而不脫離本發明的宗旨及其范圍。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在實施方式所記載的內容中。注意，下面的實施方式1至11可以適當地組合。實施方式1在本實施方式中，對本發明的顯示裝置的像素結構和布圖進行說明。注意，在此對由兩個TFT構成的像素進行說明。首先，將參照圖3對本發明的顯示裝置的像素結構進行說明。像素具有連接到像素電極的TFT (驅動用TFT 301)、電容元件300、開關用TFT 302、顯示元件303、掃描線305、 信號線304、電源供給線306。注意，驅動用TFT 301和開關用TFT 302為具有兩個溝道形成區域的雙柵結構。注意，驅動用TFT 301可以為單柵結構，也可以為具有三個以上的溝道形成區域的多柵結構。開關用TFT 302的源端子及漏端子之一方連接到信號線304。開關用TFT 302的柵端子連接到掃描線305。開關用TFT 302的源端子及漏端子之另一方電連接到驅動用TFT 301的柵端子以及電容元件的電極之一方。驅動用TFT 301的源端子及漏端子之一方連接到電源供給線306。驅動用TFT 301的源端子及漏端子之另一方連接到顯示元件303。驅動用TFT 301的柵端子連接到電容元件的電極之一方以及開關用TFT 302的源
端子及漏端子之另一方。電容元件300的另一方端子電連接到電源供給線306。電容元件300的一方端子電連接到驅動用TFT的柵端子以及開關用TFT 302的源
端子及漏端子之另一方。
其次，將參照圖1和圖2對像素部的布圖進行說明。圖2為對應于圖1的俯視圖， 并且為形成了第一半導體層101、第二半導體層102、柵布線105、柵電極100的階段的圖。對圖1及圖2與圖3的對應關系進行說明。由虛線部6001圍繞的部分對應于驅動用TFT 301。由虛線部6011圍繞的部分對應于開關用TFT 302。由虛線部6012圍繞的部分對應于電容元件300。像素電極107對應于顯示元件303的像素電極。信號線104對應于信號線304。電源供給線106對應于電源供給線306。在圖1中，第一半導體層101為開關用TFT的島狀半導體層。與柵布線105重疊的區域為溝道形成區域，連接到信號線104的區域為源端子(或者漏端子)，而通過接觸孔連接到連接電極103的區域為漏端子(或者源端子)。注意，開關用TFT為具有兩個溝道形成區域的雙柵結構。注意，開關用TFT可以為單柵結構，也可以為具有三個以上的溝道形成區域的多柵結構。此外，第二半導體層102為驅動顯示元件的驅動用TFT 301的島狀半導體層。再者，與柵電極100重疊的區域為溝道形成區域。驅動用TFT 301的柵電極通過接觸孔連接到連接電極103。驅動用TFT 301的源端子(或者漏端子)通過接觸孔連接到電源供給線 106。驅動用TFT 301的漏端子(或者源端子)通過接觸孔連接到連接電極108。此外，與該連接電極108接觸地形成像素電極107。此外，在第二半導體層102中，在隔著柵絕緣膜重疊于柵電極100的溝道形成區域的上方設置電源供給線106。形成在所述柵電極100和電源供給線106之間的電容可以用作顯示元件的存儲電容。在柵電極100和電源供給線106之間夾有層間絕緣膜。此外，柵電極100為電容元件的電極之一方，并且在電源供給線中與柵電極重疊的部分為電容元件的電極之另一方。此外，為了防止顯示元件的電極的短路，由隔離壁(絕緣物)覆蓋發光區域以外的區域。設在相鄰的左右像素之間的隔離壁的寬度為例如大約20μπι至25μπι。在本實施方式中，在寬度為20μπι的隔離壁的下面(S卩，在相鄰的像素電極之間)設置信號線104和電源供給線106。注意，在本實施方式中，使電源供給線106的長邊方向與像素電極的形狀的長邊方向(像素電極的長邊方向)平行。再者，在電源供給線106的下方重疊地設置驅動用TFT。 并且，使溝道寬度的方向與該長邊方向平行。但是，本發明不一定需要與像素電極的形狀的長邊方向平行地設置電源供給線 106且將驅動用TFT 301設在電源供給線106的下方。因此，當將信號線104設置為與像素電極的形狀的長邊方向平行時，可以在信號線104的下方重疊地設置驅動用TFT 301。此外，當像素電極的形狀為如正方形、大致正方形(例如，在正方形的角部缺角的形狀；正方形的角部為圓形的形狀等，該形狀不需要所有的角部都為圓形，也可以僅僅一部分的角部為圓形。)、圓形等的沒有長邊方向的形狀時，在電源供給線106及信號線104中的任何一個的下方設置驅動用TFT 301也沒有問題。注意，作為像素電極的形狀可以采用各種各樣的形狀如長方形、大致長方形(例如，在長方形的角部缺角的形狀；長方形的角部為圓形的形狀等，該形狀不需要所有的角部都為圓形，也可以僅僅一部分的角部為圓形。)、橢圓形、多角形、大致多角形(例如，在多角形的角部缺角的形狀；多角形的角部為圓形的形狀，該形狀不需要所有的角部都為圓形，也可以僅僅一部分的角部為圓形。)等。注意，像素電極的形狀不限于這些例示的形狀。注意，當像素電極的形狀為長方形或者大致長方形時，容易將布線設置為格子狀，因而容易設計布置，因此是優選的。此外，像素電極的尺寸也可以根據每個像素而不同。再者，像素電極的形狀也可以根據每個像素而不同。此外，當所需要的溝道寬度的長度短于像素電極的形狀的短邊方向的長度時，也可以在與該短邊方向平行地設置的布線的下方重疊地設置驅動用TFT 301。此外，電源供給線106的一部分可以設在像素電極的上方或者下方。當采用這種布置時，與電源供給線106的一部分重疊地設置驅動用TFT 301的柵電極。注意，使驅動用TFT 301的溝道寬度的方向與在布線的形狀中的長邊方向(布線的長邊方向)平行。這是因為可以增加溝道寬度的長度的緣故。此外，因為布線設在相鄰的像素電極之間，所以通過使布線的形狀的長邊方向(布線的長邊方向)與像素電極的長邊方向或者短邊方向平行，可以提高開口率。注意，因為通常在布線的長邊方向上流過電流，所以可以說溝道寬度的方向與在溝道形成區域的上方設置的布線中流過電流的方向平行。此外，在本實施方式中，有在線性區工作的情況。當溝道長度為L，溝道寬度為W 時，驅動用TFT為L < W的雙柵結構。在此，驅動用TFT為L = 7 μ m、W = 20 μ m的雙柵結構。當進行像素的布圖時，通過在寬度為20μπι的隔離壁的下面設置布線并在布線的下面設置驅動用TFT，即使驅動用TFT的尺寸變大也可以提高開口率。在本實施方式中，相對于柵電極100折彎為日本片假名“ 二 ”形地對半導體層進行構圖(在圖1及圖2中的虛線部6001)。因此，可以使溝道寬度的方向與像素電極的形狀的長邊方向平行(在圖1及圖2中的箭頭形符號7001)。注意，優選將使溝道形成區域彼此連接的雜質區域的形狀的長邊方向設定為與溝道寬度的方向平行的方向。這是因為如下緣故在像素電極之間的狹小的空間(相鄰的像素電極之間的空間)中可以設置盡可能大尺寸的TFT，因此可以期待提高開口率。再者，在所述雜質區域中，因為在該雜質區域的形狀中的長邊方向流過電流，所以可以提高該雜質區域的電阻值。從而，可以降低截止電流。注意，在本發明中，當溝道寬度的方向與像素電極的長邊方向垂直時，可以將溝道寬度增加到該長邊方向的長度。因此，TFT的島狀半導體層的形狀不限于如本實施方式的日本片假名“^”形。注意，電容元件300可以由第二半導體層102、柵電極100、形成在第二半導體層 102與柵電極100之間的柵絕緣膜(第一存儲電容)、以及柵電極100、電源供給線106、形成在柵電極100與電源供給線106之間的層間絕緣膜(第二存儲電容)形成。
在此情況下，在虛線部6012中，由柵電極100、第二半導體層102、及形成在柵電極 100和第二半導體層102之間的柵絕緣膜形成存儲電容。因此，通過增加虛線部6012中的柵電極的面積，也可以增大存儲電容的尺寸。通過采用上述結構，可以在像素電極之間的狹小的空間(相鄰的像素電極之間的空間)中設置盡可能大尺寸的TFT(特別是溝道寬度大的TFT)。因此可以提高開口率。注意，因為TFT的尺寸非常小，所以有如下問題；由于柵絕緣膜的膜厚或膜質的不均勻，或者當進行離子摻雜處理時的注入劑量的不均勻等，電特性也會容易不均勻。特別是當使用非晶硅、微晶硅、或者多晶硅作為TFT的半導體時，由半導體的結晶性導致TFT特性(例如導通電流、截止電流、閾值電壓、遷移率等)的不均勻。特別是當連接到像素的TFT的特性不均勻時，有如下問題提供給像素的電流(或者電壓)不均勻，因此顯示裝置的可見度退化。為了解決上述問題，有采用多柵結構的方法。但是多柵結構的TFT與單柵結構的 TFT相比，其面積變大。因此，當采用多柵結構的TFT以減少TFT的電特性的不均勻時，開口率降低。但是，通過采用本發明的結構，可以實現減少TFT特性的不均勻并提高開口率。在本實施方式中，說明了使驅動用TFT在線性區工作的所謂的恒壓驅動方式的一個例子。下面，對恒壓驅動方式進行說明。有使TFT在飽和區工作的情況和在線性區工作的情況。以晶體管的柵極與源極之間的電壓為Vgs，以晶體管的源極與漏極之間的電壓為Vds，并以晶體管的閾值電壓為 Vth0在此情況下，飽和區指的是IVgs-VthI < Ivds的關系式成立的范圍，而線性區指的是IVgs-VthI > IVds的關系式成立的范圍。恒流驅動方式是如下方式通過使連接到EL元件的像素電極的TFT (下面稱為驅動用TFT)在飽和區工作，在顯示元件中流過固定的電流。恒流驅動方式可以在EL元件中連續流過固定的電流，所以可以減少顯示元件的退化所引起的不均勻。但是，在恒流驅動方式中，如果驅動用TFT退化則流過該驅動用TFT 的電流也減少。因此，TFT的不均勻容易影響到顯示元件的亮度不均勻。另一方面，恒壓驅動方式是如下方式通過使驅動用TFT在線性區工作，對EL元件施加固定的電壓。恒壓驅動方式因為在線性區工作，所以可以使源極與漏極之間的電壓低于顯示元件的兩個電極之間的電壓。因此，可以減少驅動用TFT的不均勻給流過EL元件的電流帶來的影響。從而，TFT的退化的不均勻不容易影響到顯示元件的亮度不均勻。但是，在使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等作為TFT的半導體層的情況下，即使使驅動用TFT在線性區工作，也不能無視在襯底面內的結晶性不均勻的影響。在此，為了抑制驅動用TFT的不均勻，優選擴大驅動用TFT的溝道形成區域的面積。即，優選使溝道長度和溝道寬度較大。此外，溝道寬度越大，可以使源極與漏極之間的電壓越低。再者，溝道長度短小，可以使源極與漏極之間的電壓越低。因此，溝道寬度優選大于溝道長度。因此，在使TFT在線性區工作的情況下，為了擴大驅動用TFT的溝道形成區域的面積，優選增加溝道寬度。在此，通常地，通過擴大溝道形成區域的面積，顯示裝置的開口率有下降的趨勢。
11換言之，當謀求減少TFT的特性的不均勻時，開口率降低。即，一般同時實現減少TFT的特性的不均勻與提高開口率的雙方是非常困難的。尤其明顯的情況為如本實施方式，當擴大多柵結構的TFT的溝道形成區域的面積時。但是，通過適用本實施方式的結構，可以同時實現減少TFT的特性的不均勻與提高開口率的雙方。通過提高開口率，可以減少耗電并提高顯示元件的可靠性。這是因為當需要固定的亮度時若開口率高即可以以小的電流(或者電壓)獲得所需要的亮度的緣故。而且，還因為若提供給顯示元件的電流(或者電壓)小則顯示元件的退化速度也減低的緣故。此外，顯示元件的退化速度根據每個顯示元件而不均勻。因此，當提高開口率且減低顯示元件的退化速度時，可以減少顯示元件的亮度退化的不均勻。因此，通過減少TFT特性的不均勻與減少由開口率提高導致的不均勻的復合效應，可以提高顯示裝置的可見度。注意，多柵結構的TFT可以減少TFT的截止電流。因此，無論TFT的半導體為非單晶還是單晶，都優選采用多柵結構的TFT。此外，如本實施方式那樣，通過將驅動晶體管和連接到該驅動晶體管的開關晶體管設在布線(信號線或者電源供給線)的下方，并使開關晶體管的溝道長度的方向與驅動晶體管的溝道長度的方向垂直，并且通過將驅動晶體管的溝道寬度的方向設定為在所述布線中流過電流的方向，可以提高開口率。實施方式2在本實施方式中，將參照圖5至7對“布線形狀的長邊方向(布線的長邊方向)，， 的意義具體地進行說明。“布線形狀的長邊方向”(溝道寬度的方向)是“與在(所上述的)溝道形成區域的上方設置的布線中流過電流的方向平行”的。注意，當采用后述的鋸齒形或者彎曲形的布線時，不一定在布線中在直線方向上流過電流。在此情況下，“在布線形狀中的長邊方向”(溝道寬度的方向)是“與在溝道形成區域的上方設置的布線區域中流過電流的方向大致平行”的。在此，布線的形狀不需要一定為如圖5所示那樣直線。例如，可以如圖6那樣，像第一布線501、502那樣為鋸齒形。此外，也可以如圖7那樣，像第一布線501、502那樣為彎曲形。注意，圖5至7為表示布線與像素電極的布圖的示意圖。因此，未圖示TFT。501 至504為第一布線，601和602為第二布線，701至707為像素電極。注意，第一布線以及第二布線之一方為源信號線，另一方為電源供給線。鋸齒(zigzag)形指的是直線向左右折彎幾次的形狀。此外，彎曲(meander)意味著“彎曲地流動”。彎曲形指的是這樣的形狀。如圖5所示，當第一布線501至504及第二布線601為直線的形狀時，“布線形狀的長邊方向(在圖5中的第一箭頭形符號8001) ”與“在溝道形成區域的上方設置的第一布線中流過電流的方向(在圖5中的第一箭頭形符號8001) ”平行。如圖6所示，當布線為鋸齒形時，例如在圖6中的第一布線區域5001的下面設置 TFT0在此情況下，“布線形狀的長邊方向(在圖6中的第二箭頭形符號8002)”與“在溝道形成區域的上方設置的布線中流過電流的方向(在圖6中的第二箭頭形符號8002)”平行。
另一方面，例如當在圖6的第二布線區域5002的下面設置TFT時，“布線形狀的長邊方向(在圖6中的第三箭頭形符號800 ”與“在溝道形成區域的上方設置的布線中流過電流的方向(在圖6中的第三箭頭形符號8003)”平行。此外，如圖7所示，當布線為彎曲形時，電流也沿著布線的形狀流過。因此，存在電流向不與在布線形狀中的長邊方向平行的方向流過的地方。但是，電子到底向與在布線形狀中的長邊方向平行的方向流過(在圖7中的第四箭頭形符號8004)。因此，當采用這樣的布線形狀時，將溝道寬度的方向設定為“與在溝道形成區域的上方設置的布線區域中流過電流的方向大致平行”或者“與布線形狀的長邊方向平行”。通過采用上述結構，可以將布線設在像素電極之間的狹小的空間(相鄰的像素電極之間的空間)。并且，可以在該布線的下方設置盡可能大尺寸的TFT(尤其是溝道寬度為大尺寸的TFT)。因此，可以提高開口率。實施方式3在本實施方式中，示出本發明的驅動晶體管的布圖的其他方式。注意，本發明不限于在本實施方式中示出的布圖。圖8為單柵結構的布圖。第一半導體層101為開關用TFT的島狀半導體層。與柵布線105重疊的區域為溝道形成區域，通過接觸孔連接到信號線104的區域為源端子(或者漏端子)，并且連接到連接電極103的區域為漏端子(或者源端子)。此外，第二半導體層102為驅動顯示元件的驅動用TFT 301的島狀半導體層。與柵電極100重疊的區域為溝道形成區域。驅動用TFT301的柵電極通過接觸孔連接到連接電極103。驅動用TFT 301的源端子(或者漏端子)與電源供給線106連接。驅動用TFT 301的漏端子(或者源端子)通過接觸孔連接到連接電極108。此外，與該連接電極108接觸地形成像素電極107。圖8與圖3的對應關系如下面。由虛線部6002圍繞的部分對應于驅動用TFT 301。由虛線部6021圍繞的部分對應于開關用TFT 302。由虛線部6022圍繞的部分對應于電容元件300。像素電極107對應于顯示元件303的像素電極。信號線104對應于信號線304。電源供給線106對應于電源供給線306。圖9為對應于圖8的俯視圖，是形成了第一半導體層101、第二半導體層102、柵布線105、柵電極100的階段的圖。半導體層的雜質區域與像素電極的長邊方向(或者，在布線中流過電流的方向或在布線形狀中的長邊方向)平行地進行構圖(在圖8和9中的虛線部6002)。因此，可以與在像素電極形狀中的長邊方向平行地設定溝道寬度的方向(在圖8和9中的箭頭形符號 7002)。圖10為三柵結構的布置圖。第一半導體層101為開關用TFT的島狀半導體層。 與柵布線105重疊的區域為溝道形成區域，連接到信號線104的區域為源端子(或者漏端子)，并且通過接觸孔連接到連接電極103的區域為漏端子(或者源端子)。此外，第二半導體層102為驅動顯示元件的驅動用TFT 301的島狀半導體層。再者，與柵電極100重疊的區域為溝道形成區域。驅動用TFT 301的柵電極連接到連接電極 103。驅動用TFT 301的源端子(或者漏端子)通過接觸孔連接到電源供給線106。驅動用TFT 301的漏端子(或者源端子)通過接觸孔連接到連接電極108。此外，與該連接電極 108接觸地形成像素電極107。圖10與圖3的對應關系如下面。由虛線部6003圍繞的部分對應于驅動用TFT 301。由虛線部6031圍繞的部分對應于開關用TFT 302。由虛線部6032圍繞的部分對應于電容元件300。像素電極107對應于顯示元件303的像素電極。信號線104對應于信號線304。電源供給線106對應于電源供給線306。圖11為對應于圖10的俯視圖，是形成了第一半導體層101、第二半導體層102、柵布線105、柵電極100的階段的圖。半導體層的雜質區域與像素電極的長邊方向(或者，在布線中流過電流的方向或在布線形狀中的長邊方向)平行地(例如為“S”型)進行構圖(在圖10和11中的虛線部 6003)。因此，可以與在像素電極形狀中的長邊方向平行地設定溝道寬度的方向(在圖10 和11中的箭頭形符號7003)。在本實施方式中，說明了具有一個或三個溝道形成區域的TFT的布圖。此外，在實施方式1中，說明了具有兩個溝道形成區域的TFT的布圖。但是，本發明的結構不局限于這些實施方式的結構，也可以適用于具有四個以上的溝道形成區域的TFT。實施方式4本發明不局限于由兩個TFT構成的像素。當采用具有L < W的雙柵結構的驅動用 TFT的像素結構時，可以適當地使用本發明以提高開口率并實現簡單的開口部形狀，而且配置為使溝道寬度的長度為大。實施方式5在本實施方式中，對顯示裝置的制造步驟進行說明。注意，僅對像素部進行說明。 但是，在驅動電路部中，制造步驟不局限于此，在此省略其說明。如圖4A所示，在由鋇硼硅酸鹽玻璃、或鋁硼硅酸鹽玻璃等的玻璃構成的襯底上， 形成由氧化硅膜、氮化硅膜、或者氧氮化硅膜構成的基底膜。然后，將通過激光晶化法或已知的熱晶化法使具有非晶結構的半導體膜結晶化了的結晶半導體膜構圖為所希望的形狀， 以獲得島狀半導體層4101、4102。注意，基底膜以及半導體膜可以通過已知的成膜法(例如，CVD法、PVD法等)來形成。注意，在此，通過使半導體膜結晶化來使用多晶硅膜。但是，本發明可以使用非晶硅或微晶硅。此外，也可以使用單晶硅。當使用單晶硅時，使用在襯底上設置有薄單晶硅層的SOI襯底(絕緣體上硅襯底) 等即可。在此，通過對在島狀半導體層4101中的成為第一電容部分的第一區域添加雜質， 可以將第一區域用作第一電容的第一電極。在此，通過離子摻雜法注入賦予P型導電性的硼。也可以注入賦予η型導電性的雜質。作為賦予η型導電性的雜質，有磷、砷等。注意，對添加雜質可以利用已知的方法(例如，離子摻雜法、離子淋浴法等)。其次，形成覆蓋島狀半導體層4101、4102的柵絕緣膜。然后，采用選自Ta、W、Ti、 Mo、Al、Cu等的元素或以這些元素為主要成分的合金材料或者化合物材料來形成用于形成柵電極的導電膜。然后，將它構圖為所希望的形狀，以獲得柵電極4103、4104(4104兼用作掃描線)(參照圖4B)。其次，通過對在島狀半導體層4101、4102中的雜質區域添加雜質，形成源區域、漏區域、溝道形成區域。在此，通過離子摻雜法注入賦予P型導電性的硼，以形成P溝道型晶體管。在形成η溝道晶體管的情況下，也可以注入賦予η型導電性的雜質。作為賦予η型導電性的雜質，有磷、砷等。注意，對添加雜質可以利用已知的方法(例如，離子摻雜法、離子淋浴法等)。此外，可以在與溝道形成區域接觸的部分形成LDD區域。其次，進行退火來使所添加的雜質活化。作為退火的方法，可以使用爐退火、激光退火等的已知的技術。注意，退火之前，為了保護柵絕緣膜，也可以通過已知的方法(例如 CVD法、PVD法等)形成鈍化膜(例如氧化硅等)。其次，形成層間絕緣膜。層間絕緣膜可以為有機絕緣膜也可以為無機絕緣膜。作為有機絕緣膜，有丙烯酸、聚酰亞胺、硅氧烷等。作為有機絕緣膜的形成方法可以使用已知的方法(旋涂法、浸漬法等)。此外，作為無機絕緣膜，有氧化硅、氮化硅等。也可以使用已知的方法(例如CVD法、PVD法等)而形成。注意，通過使用氮化硅等的相對介電常數高的材料，可以增加電容。而當使用有機絕緣膜時，可以實現平坦化。注意，層間絕緣膜可以通過已知的技術(例如CMP法)進行平坦化處理。其次，如圖4C所示，形成達到島狀半導體層4101、4102、柵電極4103、4104的接觸孔4105，并且形成布線4106、4107、4108 (4106成為源信號線，4107成為電源供給線)及電極 4110。其次，如圖4D所示，形成像素電極4109。作為像素電極的材料，典型為氧化銦錫 (其通稱為ΙΤ0)等。關于像素電極4109，在形成由所述材料構成的膜之后，進行構圖來獲得所希望的形狀。在此，電極4110與像素電極4109通過接觸孔4105接觸。其次，在相鄰的像素之間形成隔離壁，并進行構圖來使成為發光區域的部分開口。 然后，在開口部分形成EL層。在本實施方式中，說明了頂柵型TFT的制造方法。但是，本發明可以適用于底柵型 TFT。實施方式6在本實施方式中，將參照圖14Α和14Β對發光顯示面板的外觀的一個例子進行說明。圖14Α為由第一密封材料1205以及第二密封材料1206將第一襯底與第二襯底之間密封了的面板的俯視圖，圖14Β相當于分別沿圖14Α中的線Α-Α’、Β-Β’的截面圖。圖14Α示出由虛線所示的像素部1202、監視器元件部1230、掃描線驅動電路 1203 (柵極線驅動電路)。在本實施方式中，像素部1202、以及掃描線驅動電路1203位于被第一密封材料及第二密封材料密封的區域中。此外，1201為信號線(源極線)驅動電路，并且在第一襯底1200上設置有信號線驅動電路。作為第一密封材料優選使用含填料的粘性高的環氧類樹脂。另外，作為第二密封材料優選使用粘性低的環氧類樹脂。另外，第一密封材料1205及第二密封材料1206優選為盡可能不透過水分或氧的材料。
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另外，也可以在像素部1202與第一密封材料1205之間設置干燥劑。另外，在像素部中，也可以在掃描線或信號線上設置干燥劑。作為干燥劑，優選使用通過化學吸附來吸水 (H2O)的物質如氧化鈣(CaO)、氧化鋇(BaO)等堿土類金屬的氧化物。但不局限于此，也可用通過物理吸附來吸水的物質如沸石、硅膠等。另外，可以使用含有干燥劑的粒狀物質的高透濕性樹脂作為層間絕緣膜，并使用密封材料固定層間絕緣膜和第二襯底1204。或者，也可用PSG(磷硅玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)等的無機物代替高透濕性樹脂。此外，也可以在與掃描線重疊的區域設置干燥劑。再者，也可以使用含有干燥劑的粒狀物質的高透濕性樹脂作為層間絕緣膜，并使用密封材料固定層間絕緣膜和第二襯底 1204。通過設置如上所述的干燥劑，可以抑制對顯示元件的水分侵入及因此引起的退化而不降低開口率。因此，可以抑制像素部1202的周邊部與中央部的顯示元件的退化不均勻。注意，連接布線1210為用于傳送輸入到信號線驅動電路1201及掃描線驅動電路 1203的信號的連接布線，并通過連接布線1208從成為外部輸入端子的FPC 1209(柔性印刷電路)接收視頻信號和時鐘信號。其次，將參照圖14B說明截面結構。在第一襯底1200上形成有驅動電路及像素部，且具有多個以TFT為代表的半導體元件。圖14B示出了作為驅動電路的信號線驅動電路1201和像素部1202。此外，在信號線驅動電路1201中形成有組合η溝道型TFT 1221和 P溝道型TFT 1222而成的CMOS電路。在本實施方式中，在同一襯底上形成有掃描線驅動電路及像素部的TFT。因此，可以縮小發光顯示裝置的容積。另外，像素部1202由多個像素構成。該多個像素包括開關TFT1211、驅動TFT 1212、以及電連接到其源極及漏極之另一方并由具有反射性的導電膜構成的第一像素電極 (陽極)1213。另外，在第一像素電極(陽極)1213的兩端形成有絕緣物1214(稱為提岸、隔離壁、阻擋壁、提壩等)。將具有曲率半徑的曲面形成在絕緣物1214的上端部或下端部，以提高形成在絕緣物1214上的膜的覆蓋度(coverage)。另外，也可用由氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、 以碳為主要成分的薄膜或氮化硅膜構成的保護膜覆蓋絕緣物1214的表面。再者，通過使用黑色顏料、色素等的吸收可見光的材料被溶解或分散而成的有機材料作為絕緣物1214，可以吸收來自后來形成的顯示元件的雜散光。其結果，可以提高各像素的對比度。在本發明中，在該絕緣物的下方設置掃描線、信號線、以及TFT。此外，在掃描線或信號線的下方設置 TFT0當在掃描線的下方設置TFT時，使掃描線形狀的長邊方向(或者流過電流的方向)與 TFT的溝道寬度的方向平行。當在信號線的下方設置TFT時，使信號線形狀的長邊方向(或者流過電流的方向)與TFT的溝道寬度的方向平行。另外，在第一像素電極(陽極)1213上，通過進行有機化合物材料的蒸鍍，選擇性地形成場致發光層1215。再者，在場致發光層1215上形成第二像素電極(陰極)1216。這樣，形成了包括第一像素電極(陽極)1213、場致發光層1215、以及第二像素電極(陰極)1216的顯示元件1217。顯示元件1217向第二襯底1204側發光。另外，形成保護疊層1218，以便密封顯示元件1217。保護疊層1218由第一無機絕緣膜、應力緩和膜、以及第二無機絕緣膜的疊層構成。其次，用第一密封材料1205及第二密封材料1206粘接保護疊層1218和第二襯底1204。此外，優選使用滴下密封材料的裝置滴下第二密封材料。可以在從分配器滴下或噴射密封材料來將密封材料形成在有源矩陣襯底上之后，在真空中貼合第二襯底和有源矩陣襯底，并進行紫外線固化來密封。此外，在第二襯底1204表面上設置用于防止在襯底表面上反射外光的反射防止膜1226。另外，也可在第二襯底和反射防止膜之間設置偏振片及相位差板中的任一或雙方。 通過設置相位差板或偏振片，可以防止外部光線在像素電極上反射。此外，若使用具有透光性的導電膜或具有半透光性的導電膜形成第一像素電極1213及第二像素電極1216，并且使用吸收可見光的材料、或者吸收可見光的材料被溶解或分散而成的有機材料形成層間絕緣膜，則也可不用相位差板及偏振片，因為各像素電極不反射外光。連接布線1208和FPC 1209被各向異性導電膜或各向異性導電樹脂1227電連接。 再者，優選用密封樹脂密封各布線層和連接端子的連接部。根據所述結構，可以防止來自截面部的水分侵入顯示元件而引起退化。此外，也可以使用惰性氣體如氮氣代替第二密封材料1206來填充第二襯底1204 和保護膜1218之間的空間，以防止退化。另外，可以在第二襯底和偏振片之間設置著色層。這時，通過在像素部設置可發白光的顯示元件，且分別設置呈現RGB的著色層，可進行全彩色顯示。或者，通過在像素部設置可發藍光的顯示元件，且分別設置顏色轉換層等，可進行全彩色顯示。再者，還可在各像素部形成發紅、綠、藍色光的顯示元件，且用著色層。在這樣的顯示模塊中，各RGB的色純度高，并可進行高精細顯示。另外，也可對第一襯底1200和第二襯底1204的單方或雙方使用膜或樹脂等的襯底，以形成發光顯示模塊。這樣，當使用膜或樹脂等的襯底時，可以提高顯示器件的輕量化、 小型化、以及薄膜化。再者，也可在成為外部輸入端子的FPC 1209(柔性印刷電路)表面或端部設置控制器、存儲器、像素驅動電路之類的IC芯片，來形成發光顯示模塊。實施方式7發光元件指的是具有由陽極和陰極夾住當產生電場時發射光的有機化合物層的結構的元件(0LED元件)。然而，不限于此。另外，發光元件指的是利用當單激子回到基態時發射的光(熒光)的元件，以及利用當三重激子回到基態時發射的光(磷光)的元件。作為有機化合物層，可以給出空穴注入層，空穴傳輸層，發光層，電子傳輸層，電子注入層等。發光元件的基本結構是陽極、發光層與陰極按此順序疊在一起。除此之外，還可以將陽極、空穴注入層、發光層、電子注入層與陰極按此順序疊在一起，或將陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層和陰極按此順序疊在一起，等等。注意，有機化合物層并不限于很清楚地區分為空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、 電子傳輸層、電子注入層等的疊層結構。就是說，有機化合物層也可以是具有混合了形成空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層等的材料的層的結構。此外，還可以混合無機物。作為OLED元件的有機化合物層，可以使用低分子材料、高分子材料和中分子材料中的任一材料。
注意，在本說明書中，中分子材料是如下材料連鎖的分子長度是10 μ m以下，并不具有升華性。實施方式8將參照圖12A至12C以及圖13A至13C對可適用于本發明的顯示元件的其他結構進行說明。利用電致發光的發光元件(顯示元件)根據其發光材料是有機化合物還是無機化合物而區別，前者一般稱為有機EL元件，而后者一般稱為無機EL元件。無機EL元件根據其元件結構被分成分散型無機EL元件和薄膜型無機EL元件。 它們的不同之處在于前者具有將發光材料的顆粒分散在粘合劑中的場致發光層，而后者具有由發光材料的薄膜構成的場致發光層。然而，它們都需要以高電場加速了的電子。注意，作為能夠獲得的發光機制，有利用施主能級和受主能級的施主-受主復合型發光、和利用金屬離子的內殼層電子躍遷的局部型發光。一般來說，在很多情況下，當使用分散型無機 EL元件時為施主-受主復合型發光，而當使用薄膜型無機EL元件時為局部型發光。可以用于本發明的發光材料由母體材料和成為發光中心的雜質元素構成。通過改變所包含的雜質元素，可以獲得各種顏色的發光。作為發光材料的制造方法，可以使用固相法、液相法(共沉淀法)等的各種方法。此外，還可以使用噴霧熱分解法、復分解法、利用前體物質的熱分解反應的方法、反膠團法、組合上述方法和高溫度焙燒的方法、或冷凍干燥法等的液相法等。固相法是如下方法對母體材料和雜質元素或包含雜質元素的化合物進行稱量， 在乳缽中混合，在電爐中加熱，并進行焙燒來引起反應，以使母體材料包含雜質元素。焙燒溫度優選為700至1500°C。這是因為在溫度過低的情況下固相反應不能進行，而在溫度過高的情況下母體材料會分解的緣故。注意，也可以在粉末狀態下進行焙燒，然而優選在顆粒狀態下進行焙燒。雖然需要在相對高的溫度下進行焙燒，但是因為該方法很簡單，所以生產率好，因而適合于大量生產。液相法(共沉淀法)是如下方法在溶液中使母體材料或包含母體材料的化合物與雜質元素或包含雜質元素的化合物反應，并使它干燥，然后進行焙燒。發光材料的顆粒均勻地分布，并且粒徑小，即使焙燒溫度低也可以進行反應。作為用于發光材料的母體材料，可以使用硫化物、氧化物、氮化物。作為硫化物，例如可以使用硫化鋅(ZnS)、硫化鎘(CdS)、硫化鈣(CaS)、硫化釔(Y2S3)、硫化鎵(Ga2S3)JlHt 鍶(SrS)或硫化鋇(BaS)等。作為氧化物，例如可以使用氧化鋅(SiO)或氧化釔(Y2O3)等。 作為氮化物，例如可以使用氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)或氮化銦(InN)等。另外，還可以使用硒化鋅(ZnSe)或碲化鋅(ZnTe)等，也可以是硫化鈣-鎵(CaGa2S4)、硫化鍶-鎵(SrGa2S4) 或硫化鋇-鎵(BaGa2S4)等的三元混晶。作為局部型發光的發光中心，可以使用錳(Mn)、銅(Cu)、釤(Sn)、鋱(Tb)、鉺(Er)、 銩(Tm)、銪(Eu)、銫(Ce)、鐠(Pr)等。注意，作為電荷補償，還可以添加有氟(F)、氯(Cl)
等的鹵素元素。另一方面，作為施主-受主復合型發光的發光中心，可以使用包含形成施主能級的第一雜質元素及形成受主能級的第二雜質元素的發光材料。作為第一雜質元素，例如可以使用氟(F)、氯(Cl)、鋁(Al)等。作為第二雜質元素，例如可以使用銅(Cu)、銀(Ag)等。
在使用固相法來合成施主-受主復合型發光的發光材料的情況下，對母體材料、 第一雜質元素或包含第一雜質元素的化合物、以及第二雜質元素或包含第二雜質元素的化合物進行稱量，并在乳缽中混合，然后在電爐中加熱，并進行焙燒。作為母體材料，可以使用上述的母體材料。作為第一雜質元素例如可以使用氟(F)、氯(Cl)等，作為包含第一雜質元素的化合物，例如可以使用硫化鋁(Al2S3)等。作為第二雜質元素例如可以使用銅(Cu)、銀 (Ag)等，作為包含第二雜質元素的化合物，例如可以使用硫化銅(Cu2S)、硫化銀等。 焙燒溫度優選為700至1500°C。這是因為在溫度過低的情況下固相反應不能進行，而在溫度過高的情況下母體材料會分解的緣故。注意，也可以在粉末狀態下進行焙燒，然而優選在顆粒狀態下進行焙燒。此外，作為當利用固相反應時的雜質元素，可以組合由第一雜質元素和第二雜質元素構成的化合物來使用。在此情況下，容易擴散雜質元素并且容易進行固相反應，所以可以獲得均勻的發光材料。再者，不需要的雜質元素不會進入，所以可以獲得純度高的發光材料。作為由第一雜質元素和第二雜質元素構成的化合物，例如可以使用氯化銅(CuCl)或氯化銀(AgCl)等。注意，這些雜質元素的濃度對母體材料為0. 01至IOatom1^即可，優選在0. 05至 5atom%的范圍內。在使用薄膜型無機EL的情況下，場致發光層為包含上述發光材料的層，可以使用如下方法來形成電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍(EB蒸鍍)法等的真空蒸鍍法、濺射法等的物理氣相淀積法(PVD)、有機金屬CVD法、氫化物輸送減壓CVD法等的化學氣相淀積法 (CVD)、原子層外延法(ALE)等。圖12A至12C示出了可用作顯示元件的薄膜型無機EL元件的一個例子。在圖12A 至12C中，顯示元件包括第一電極層50、場致發光層52、以及第二電極層53。圖12B及12C所示的顯示元件具有在圖12A的顯示元件中絕緣層形成在電極層和場致發光層之間的結構。圖12B所示的顯示元件在第一電極層50和場致發光層52之間具有絕緣層M，而圖12C所示的顯示元件在第一電極層50和場致發光層52之間具有絕緣層 54a,并在第二電極層53和場致發光層52之間具有絕緣層Mb。像這樣，絕緣層可以設在與夾持場致發光層的一對電極層中的一方電極層之間或與雙方電極層之間。此外，絕緣層可以為單層或由多個層構成的疊層。在圖12B中，與第一電極層50接觸地設置絕緣層M，然而也可以將絕緣層和場致發光層的順序反過來，來與第二電極層53接觸地設置絕緣層M。在使用分散型無機EL元件的情況下，通過將顆粒狀的發光材料分散在粘合劑中來形成膜狀的場致發光層。在通過發光材料的制造方法不能充分獲得所需尺寸的顆粒時， 使用乳缽等將它粉碎等而加工成顆粒狀即可。粘合劑是用來以分散狀態固定顆粒狀的發光材料并將它保持為作為場致發光層的形狀的物質。發光材料被粘合劑均勻地分散在場致發光層中并固定。在使用分散型無機EL元件的情況下，作為場致發光層的形成方法，還可以使用能夠選擇性地形成場致發光層的液滴噴射法、印刷法(絲網印刷或平版印刷等)、旋涂法等、 浸漬法、分散器法等。對于其膜厚度沒有特別限制，但優選在10至IOOOnm的范圍內。此外，在含有發光材料及粘合劑的場致發光層中，優選將發光材料的比例設定為50wt%以上80wt%以下。圖13A至13C示出了可用作顯示元件的分散型無機EL元件的一個例子。圖13A 中的顯示元件具有第一電極層60、場致發光層62和第二電極層63的疊層結構，并且在場致發光層62中包含由粘合劑保持的發光材料61。對用于本實施方式的粘合劑，可以使用有機材料或無機材料，還可以使用有機材料及無機材料的混合材料。作為有機材料，可以使用氰乙基纖維素類樹脂之類的具有相對高的介電常數的聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯類樹脂、硅酮樹脂、環氧樹脂、氟化乙烯等的樹脂。此外，還可以使用芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)等的耐熱高分子、或硅氧烷樹脂。硅氧烷樹脂相當于包含Si-O-Si鍵的樹脂。硅氧烷具有由硅(Si)-氧 (0)鍵構成的骨架結構。作為取代基，使用至少包含氫的有機基(例如烷基、芳香烴)。還可以使用氟基作為取代基。此外，還可以使用至少包含氫的有機基和氟基作為取代基。另外，還可以使用聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛等的乙烯樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、氨酯樹脂、惡唑樹脂(聚苯并惡唑)等的樹脂材料。可以對這些樹脂適度混合鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)等的高介電常數的微粒，來調整介電常數。作為包含在粘合劑中的無機材料，可以使用選自含有無機材料的物質中的材料，例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、包含氧及氮的硅、氮化鋁(AlN)、包含氧及氮的鋁或氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)、BaTi03、SrTiO3、鈦酸鉛(PbTiO3)、鈮酸鉀(KNbO3)、鈮酸鉛(PbNbO3)、氧化鉭(Ta2O5)、鉭酸鋇(BaTa2O6)、鉭酸鋰(LiTaO3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鋯 (ZrO2), ZnS0通過將介電常數高的無機材料(通過添加等)包含在有機材料中，可以進一步控制由發光材料及粘合劑構成的場致發光層的介電常數，且可以進一步增大介電常數。在制造工序中，發光材料分散在包含粘合劑的溶液中。作為可以用于本實施方式的含有粘合劑的溶液的溶劑，適當地選擇如下溶劑即可粘合劑材料被溶解，并可制造具有適合于形成場致發光層的方法(各種濕法加工)及所希望的膜厚度的粘度的溶液。可以使用有機溶劑等，例如在使用硅氧烷樹脂作為粘合劑的情況下，可以使用丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚醋酸酯(也稱為PGMEA)、3_甲氧基-3甲基-1- 丁醇(也稱為MMB)等。圖1 及13C所示的顯示元件具有在圖13A的顯示元件中絕緣層形成在電極層和場致發光層之間的結構。圖13B所示的顯示元件在第一電極層60和場致發光層62之間具有絕緣層64，而圖13C所示的顯示元件在第一電極層60和場致發光層62之間具有絕緣層 64a,并在第二電極層63和場致發光層62之間具有絕緣層64b。像這樣，絕緣層可以設在與夾持場致發光層的一對電極層中的一方電極層之間或與雙方電極層之間。此外，絕緣層可以為單層或由多個層構成的疊層。在圖13B中，與第一電極層60接觸地設置絕緣層64，然而也可以將絕緣層和場致發光層的順序反過來，與第二電極層63接觸地設置絕緣層64。對絕緣層如圖12A至12C中的絕緣層M及在圖13A至13C中的絕緣層64沒有特別限制，然而它們優選具有高絕緣耐壓和致密的膜性質，并優選具有高介電常數。例如，可以使用氧化硅(SiO2)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉭 (Ta2O5)、鈦酸鋇(BaTiO3)、鈦酸鍶(SrTiO3)、鈦酸鉛(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO2) 等、它們的混合膜或兩種以上的疊層膜。這些絕緣膜可以通過濺射、蒸鍍、CVD等來形成。此外，絕緣層可以通過將這些絕緣材料的顆粒分散在粘合劑中來形成。粘合劑材料通過使用
20與包含在場致發光層中的粘合劑相同的材料及方法來形成即可。膜厚度不特別限制，但優選在10至IOOOnm的范圍內。本實施方式所示的顯示元件可以通過在夾持場致發光層的一對電極層之間施加電壓而獲得發光，并在直流驅動及交流驅動中的任一驅動下能夠工作。實施方式9在實施方式1至8中，主要以利用電致發光的顯示裝置為例子進行了說明。但是， 本發明可以適用于各種各樣的有源矩陣型顯示裝置。作為其他顯示裝置，可以舉出如液晶顯示裝置、FED (Field Emission Display ；場致發射顯示器)等。實施方式10此外，本發明可以適用于顯示裝置之外的各種各樣的半導體裝置(注意，半導體裝置是包含顯示裝置的概念)。例如，有DRAM(動態隨機存取存儲器)等的存儲元件。在圖15A中示出DRAM的電路圖。以晶體管401的一方端子和單元板(cell plate) 402(電容元件)連接的單位為一個單元。而且，由布線連接每個單元之間。此外，晶體管401的另一方端子與位線403連接。 此外，晶體管401的柵極與字線404連接。下面，對DRAM的工作原理進行說明。當晶體管401為N型晶體管時，在數據寫入期間中將正電壓施加到位線403以及字線404來在單元板402中存儲電荷。此外，在數據讀出期間中將正電壓施加到字線，來使存儲在單元板402中的電荷流過位線403。當晶體管 401為P型晶體管時，只要在每個期間中施加極性相反的電壓，即可。再者，單元板402的面積越大，電容越大。通過增加電容，可以抑制發生軟錯誤 (soft error)(因宇宙射線的沖擊等而使存儲在存儲單元中的信息消失(改寫)的錯誤) 等。因此，需要增加電容元件的表面積，以增加電容元件的電容。這里，可以在相鄰的電極之間設置布線，并在其下配置與電容元件連接的薄膜晶體管，并使薄膜晶體管的溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向平行或者與所述電極形狀的長邊方向平行，以謀求電容元件的電容增大。在本實施方式中，如圖16所示那樣使晶體管401的溝道寬度的方向與單元板 402(或電容元件的電極)形狀的長邊方向平行(在圖16中的箭頭形符號7004)。晶體管 401可以具有單柵結構或多柵結構。DRAM的結構可以是疊層型或溝槽型。疊層型通過如下方法形成在形成絕緣膜之后，通過蝕刻該絕緣膜來在襯底上形成臺階，并將電容元件埋在該臺階中。相反，溝槽型通過如下方法形成通過蝕刻襯底來形成臺階，并將電容元件埋在該臺階中。在疊層型DRAM的制造方法中，通過已知的方法在SOI (絕緣體上硅)上形成晶體管，或者，根據實施方式3所述的方法制造TFT。然后，形成絕緣膜(例如，可以使用丙烯酸、 聚酰亞胺、硅氧烷、氧化硅、氮化硅等)。接著，在對所述絕緣膜進行構圖之后，通過蝕刻形成臺階。其次，形成與晶體管的源極區域或漏極區域接觸的下部電極(例如可以使用鋁等的金屬)。然后，形成介電膜(例如可以使用氧化鈦、氧化鉭、氮化硅、氧化硅等)。接著，形成上部電極(例如可以使用硅化鎢、多晶硅等)，以在臺階上形成電容元件。在溝槽型DRAM的制造方法中，首先對襯底進行構圖，然后通過蝕刻在襯底上形成臺階。接著，通過已知的方法在SOI (絕緣體上硅)上形成晶體管，或者，根據實施方式3所述的方法制造TFT。其次，形成與晶體管的源極區域或漏極區域接觸的下部電極(例如可以使用鋁等的金屬)。然后，形成介電膜(例如可以使用氧化鈦、氧化鉭、氮化硅、氧化硅等)。接著，形成上部電極(例如可以使用硅化鎢、多晶硅等)，以在臺階上形成電容元件。本發明還可適用于除DRAM以外的元件，以謀求元件面積的擴大。圖15B中示出可使用本發明的元件的電路圖。以晶體管411的一方端子和元件412連接的單位為一個單元。 另外，由布線連接每個單元之間。此外，晶體管411的另一方端子與第一布線413連接。此外，晶體管411的柵極與第二布線414連接。這里，可以在相鄰的元件之間設置布線，并在其下配置與所述元件連接的薄膜晶體管，并使薄膜晶體管的溝道形成區域的溝道寬度的方向與在所述布線中流過電流的方向平行或者與所述元件形狀的長邊方向平行，以謀求元件面積的增大或元件數量的增加。作為元件412，例如可以使用有機存儲器、光電二極管、壓電元件等。在使用有機存儲器作為元件412的情況下，可以形成存儲元件。作為有機存儲器的方式，可以舉出通過第一布線413和第二布線414的選擇來實現電存儲的方式；以及通過對使用了有機材料，即摻雜有光酸產生劑的共軛高分子材料的有機存儲元件照射激光來實現光學存儲的方式等。當形成有機存儲元件時，需要一定程度的面積。另外，為了增加存儲容量，增加存儲元件個數是有效的。因此，采用本發明的結構是有效的，因為可以增加存儲元件個數。另外，通過使用光電二極管作為元件412，可以形成光傳感器。作為光電二極管的種類，可以采用PN光電二極管、PIN光電二極管、雪崩光電二極管、肖特基光電二極管等。光電二極管隨著面積增大而提高光電轉換效率，因此采用本發明的結構是有效的。另外，通過使用壓電元件作為元件412，可以形成壓力傳感器。再者，通過在同一襯底上形成壓電元件和顯示元件，可以形成觸摸屏。作為壓電元件，可以舉出設有平行平板電容器的感壓傳感器、通過熱擴散將η型雜質摻雜到ρ型硅結晶中并將被補償的高電阻本征半導體區域用作應變計的應變計式壓力傳感器等。當形成壓電元件時，需要一定程度的面積。另外，作為傳感器的靈敏度隨著面積增大而增高。因此，采用本發明的結構是有效的。如上所述，本發明可以適用于各種各樣的半導體裝置。實施方式11本發明的顯示裝置可以適用于各種電子設備的顯示部。尤其是，被要求薄型及輕量的移動設備優選采用本發明的顯示裝置。另外，本發明的半導體裝置可以適用于各種電子設備。尤其是，被要求薄型及輕量的移動設備優選采用本發明的半導體裝置。作為在框體中安裝有本發明的顯示裝置或半導體裝置的電子設備，可舉出電視裝置(也簡稱TV、電視、或電視接收機)、影像拍攝裝置(攝像機、數字照相機等)、頭戴顯示器、導航系統、音響再生裝置(車用音響、組合音響等)、電腦、游戲機、攜帶信息終端(移動電腦、手機、攜帶型游戲機或電子書籍等)、具備記錄媒體的圖像再生裝置(具體地說，再生諸如DVD (數字多用途光盤)，HDDVD (高清晰度DVD)、藍光盤(Blue-ray Disk)等之類的記錄媒體并具備能夠顯示其圖像的顯示器的裝置)、其它具有顯示部的電子產品等。圖17A至 17F示出電子設備的具體例子。
圖17A表示攜帶信息終端，其包括主體9201和顯示部9202等。圖17B表示數字攝像機，其包括主體9702和顯示部9701等。圖17C表示攜帶終端，其包括主體9101和顯示部9102等。圖17D表示攜帶型電視裝置，其包括主體9301和顯示部9302等。這種電視裝置可廣泛地應用從搭載于手機等攜帶終端的小型直至可移動的中型、大型(如40英寸以上) 電視裝置。圖17E表示攜帶型電腦，其包括主體9401和顯示部9402等。圖17F表示電視裝置，其包括主體9501和顯示部9502等。如上所述，本發明的適用范圍極為廣泛，可應用于所有領域的電子設備的制造方法。本說明書根據2006年7月21日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2006-199292而制作，所述申請內容包括在本說明書中。
權利要求
1.一種半導體裝置，包括 襯底；在所述襯底上彼此相鄰的多個像素電極；在所述襯底上的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括第一溝道形成區域和第二溝道形成區域；在所述薄膜晶體管上的絕緣層；以及在所述絕緣層上且在所述多個像素電極之間的電源供給線，其中，所述電源供給線與所述第一溝道形成區域和所述第二溝道形成區域重疊。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域的溝道寬度長于所述第一溝道形成區域的溝道長度，并且所述第二溝道形成區域的溝道寬度長于所述第二溝道形成區域的溝道長度。
3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域和所述第二溝道形成區域中的每一個包含非晶半導體及多晶半導體中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述薄膜晶體管的源端子及漏端子中的一個電連接到所述多個像素電極之一，并且所述薄膜晶體管的所述源端子及所述漏端子中的另一個電連接到所述電源供給線。
5.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域的溝道寬度方向垂直于所述第一溝道形成區域的溝道長度方向，電流在所述第一溝道形成區域的所述溝道長度方向上流過所述第一溝道形成區域；所述第一溝道形成區域的所述溝道寬度方向平行于所述電源供給線的與所述第一溝道形成區域重疊的區域的長邊方向；所述第二溝道形成區域的溝道寬度方向垂直于所述第二溝道形成區域的溝道長度方向，電流在所述第二溝道形成區域的所述溝道長度方向上流過所述第二溝道形成區域；并且所述第二溝道形成區域的所述溝道寬度方向平行于所述電源供給線的與所述第二溝道形成區域重疊的區域的長邊方向。
6.一種半導體裝置，包括 襯底；在所述襯底上彼此相鄰的第一像素和第二像素，所述第一像素和第二像素中的每一個包括第一像素電極、在所述第一像素電極上的發光層、以及在所述發光層上的第二像素電極；在所述襯底上的薄膜晶體管； 在所述薄膜晶體管上的絕緣層；以及在所述絕緣層上且在所述第一像素的所述第一像素電極與所述第二像素的所述第一像素電極之間的電源供給線， 其中，所述電源供給線與所述薄膜晶體管的溝道形成區域重疊，并且所述發光層與所述第一像素的所述第二像素電極在所述薄膜晶體管上延伸。
7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，所述溝道形成區域的溝道寬度長于所述溝道形成區域的溝道長度。
8.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，所述溝道形成區域包含非晶半導體及多晶半導體中的至少一種。
9.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，所述薄膜晶體管的源端子及漏端子中的一個電連接到所述第一像素的所述第一像素電極和所述第二像素的所述第一像素電極之一，并且所述薄膜晶體管的所述源端子及所述漏端子中的另一個電連接到所述電源供給線。
10.根據權利要求6所述的半導體裝置，其中，所述溝道形成區域的溝道寬度方向垂直于所述溝道形成區域的溝道長度方向，電流在所述溝道形成區域的溝道長度方向上流過所述溝道形成區域；并且所述溝道形成區域的所述溝道寬度方向平行于所述電源供給線的與所述溝道形成區域重疊的區域的長邊方向。
11.一種半導體裝置，包括 襯底；在所述襯底上彼此相鄰的多個元件；在所述襯底上的薄膜晶體管，該薄膜晶體管包括第一溝道形成區域和第二溝道形成區域；在所述薄膜晶體管上的絕緣層；在所述絕緣層上且在所述多個元件之間的布線；以及跨過上述布線的柵布線，其中，所述布線與所述第一溝道形成區域和所述第二溝道形成區域重疊。
12.根據權利要求11所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域的溝道寬度長于所述第一溝道形成區域的溝道長度，并且所述第二溝道形成區域的溝道寬度長于所述第二溝道形成區域的溝道長度。
13.根據權利要求11所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域和所述第二溝道形成區域中的每一個包含非晶半導體及多晶半導體中的至少一種。
14.根據權利要求11所述的半導體裝置，其中，所述薄膜晶體管的源端子及漏端子中的一個電連接到所述多個元件之一，并且所述薄膜晶體管的所述源端子及所述漏端子中的另一個電連接到所述布線。
15.根據權利要求11所述的半導體裝置，其中，所述第一溝道形成區域的溝道寬度方向垂直于所述第一溝道形成區域的溝道長度方向，電流在所述第一溝道形成區域的所述溝道長度方向上流過所述第一溝道形成區域；所述第一溝道形成區域的所述溝道寬度方向平行于所述布線的與所述第一溝道形成區域重疊的區域的長邊方向；所述第二溝道形成區域的溝道寬度方向垂直于所述第二溝道形成區域的溝道長度方向，電流在所述第二溝道形成區域的所述溝道長度方向上流過所述第二溝道形成區域；并所述第二溝道形成區域的所述溝道寬度方向平行于所述布線的與所述第二溝道形成區域重疊的區域的長邊方向。
16.根據權利要求11所述的半導體裝置，其中，所述多個元件中的每一個元件是發光元件、有機存儲器、發光二極管或者壓電元件。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種半導體裝置，在形成在相鄰的像素電極(或元件的電極)之間的布線下方形成具有多柵結構的TFT的溝道形成區域。另外，將多個溝道形成區域的溝道寬度的方向設定為與在所述像素電極形狀中的長邊方向平行。另外，通過使溝道寬度的長度大于溝道長度的長度，來擴大溝道形成區域的面積。
文檔編號H01L21/77GK102522373SQ20121000487
公開日2012年6月27日 申請日期2007年7月20日 優先權日2006年7月21日
發明者佐藤瑞季 申請人:株式會社半導體能源研究所