[发明专利]显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用氧化物半导体的显示装置及其制造方法。

背景技术

如以液晶显示装置为代表那样，形成在玻璃衬底等的平板的薄膜 晶体管由非晶硅、多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶体管具有如下特 征：虽然其电场效应迁移率低，但是可以对应于玻璃衬底的大面积化。 另一方面，使用结晶硅的薄膜晶体管具有如下特征：虽然其电场效应 迁移率高，但是需要激光退火等的晶化工序，且不一定适用于玻璃衬 底的大面积化。

针对于此，使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并应用于电子器 件及光器件的技术引人注目。例如，专利文献1及专利文献2公开使 用氧化锌、In-Ga-Zn-O类氧化物半导体用作氧化物半导体膜制造薄膜 晶体管，并将它用作图像显示装置的开关元件等的技术。

[专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2007-096055号公报

在氧化物半导体设置沟道形成区的薄膜晶体管可以获得比使用非 晶硅的薄膜晶体管高的电场效应迁移率。可以通过溅射法等以300℃以 下形成氧化物半导体膜，其制造工序与使用多晶硅的薄膜晶体管的制 造工序相比简单。

期望使用这种氧化物半导体在玻璃衬底、塑料衬底等形成薄膜晶 体管，并将它应用于液晶显示器、电致发光显示器或电子纸等的显示 装置。

随着显示装置的高精细化，像素数增加，并且栅极数及信号线数 也增加。当栅极数及信号线数增加时，不容易通过键合等安装包括用 来驱动它们的驱动电路的IC芯片，因此制造成本增高。

发明内容

于是，本发明的实施方式之一的目的在于将氧化物半导体用于驱 动像素部的驱动电路的至少一部分来减少制造成本。

此外，本发明的实施方式之一的目的还在于在驱动电路中减少连 接元件的布线之间的接触电阻等，以谋求高速驱动。例如，当栅极布 线和上层布线的接触电阻高时，有在被输入的信号中产生应变的忧虑。

此外，本发明的实施方式之一的目的还在于提供可以减少接触孔 数并缩小驱动电路的占有面积的显示装置的结构。

在本发明的实施方式之一中，在同一衬底上由使用氧化物半导体 的薄膜晶体管构成像素部和驱动像素部的驱动电路的至少一部分的电 路。通过在同一衬底上设置像素部和驱动电路，减少制造成本。

在本说明书中使用的氧化物半导体形成表示为InMO₃(ZnO)_m(m＞0) 的薄膜，并制造将该薄膜用作半导体层的薄膜晶体管。另外，M表示选 自Ga(镓)、Fe(铁)、Ni(镍)、Mn(锰)及Co(钴)中的一种金属 元素或多种金属元素。例如，作为M，有时采用Ga，有时包含Ga以外 的上述金属元素诸如Ga和Ni或Ga和Fe等。此外，在上述氧化物半 导体中，有不仅包含作为M的金属元素，而且还包含作为杂质元素的 Fe、Ni等其他迁移金属元素或该迁移金属的氧化物的氧化物半导体。 在本说明书中，也将该薄膜称为In-Ga-Zn-O类非单晶膜。

表1示出利用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry：感应耦合等离子体质量分析法)的分析的典型测量例 子。在使用In₂O₃∶Ga₂O₃∶ZnO＝1∶1∶1的靶材(In∶Ga∶Zn＝1∶1∶0.5)， 并在将进行溅射法时的氩气体流量设定为40sccm的条件1下可获得的 氧化物半导体膜是InGa_0.95Zn_0.41O_3.33。此外，在将进行溅射法时的氩气体 流量设定为10sccm，氧流量设定为5sccm的条件2下可获得的氧化物 半导体膜是InG_0.94Zn_0.40O_3.31。

[表1]

此外，表2示出将测量方法变为RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry：卢瑟福背散射光谱学法)进行定量化而得到的结果。

[表2]