開口部の形成方法及び半導体装置の作製方法
【課題】少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように該導電層上の絶縁膜に対する開口部の形成方法を提供する。
【解決手段】開口部が設けられる部分の積層構造の下部の導電層を、該開口部を形成するフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて形成されたエッチングマスクにより予め露出させ、その後保護絶縁膜を形成し、前記積層構造の上部の導電層が開口部において露出されないように、保護絶縁膜に開口部を形成する。このような開口部の形成方法は、半導体装置の作製方法に適用することができる。
【解決手段】開口部が設けられる部分の積層構造の下部の導電層を、該開口部を形成するフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて形成されたエッチングマスクにより予め露出させ、その後保護絶縁膜を形成し、前記積層構造の上部の導電層が開口部において露出されないように、保護絶縁膜に開口部を形成する。このような開口部の形成方法は、半導体装置の作製方法に適用することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜への開口部の形成方法及び半導体装置の作製方法に関する。なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体素子自体または半導体素子を含むものをいい、このような半導体素子として、例えばトランジスタ（薄膜トランジスタなど）が挙げられる。また、液晶表示装置などの表示装置も半導体装置に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は人間の生活に欠かせないものとなっている。このような半導体装置に含まれる薄膜トランジスタなどの半導体素子は、基板上に薄膜を形成し、該薄膜をフォトリソグラフィ法などにより所望の形状に加工することで作製される。このような作製方法は、例えば、液晶表示装置（例えば、液晶テレビ）にも適用されている。フォトリソグラフィ法においてマスクの枚数を削減することは、工程の簡略化のために重要である。そのため、作製工程におけるマスクの枚数を削減するために、数多くの技術開発がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、第１の薄膜上の第１のレジストマスクを用いて、該第１の薄膜をエッチングして第１の薄膜層を形成し、該第１のレジストマスクを除去し、該第１の薄膜層上に第２の薄膜を形成し、該第２の薄膜上に第２のレジストマスクを形成し、該第２の薄膜上の第２のレジストマスクを用いて、該第２の薄膜をエッチングして第２の薄膜層を形成し、該第１のレジストマスクと該第２のレジストマスクを同一のフォトマスクにより形成することで、フォトマスクの枚数を削減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４６３４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、液晶表示装置に設けられる従来の逆スタガ型薄膜トランジスタの断面図の一例を示す。図１２（Ａ）に示す薄膜トランジスタでは、基板５００上にゲート電極層５０２が設けられ、ゲート電極層５０２を覆ってゲート絶縁層５０４が設けられ、ゲート絶縁層５０４上に凹部を有する半導体層５０６が設けられ、半導体層５０６上に凹部と重畳しない不純物半導体層５０８が設けられ、少なくとも不純物半導体層５０８上の一部に接して、導電層５１０と導電層５１２が積層されたソース電極及びドレイン電極層５１６が設けられ、ゲート絶縁層５０４、半導体層５０６、不純物半導体層５０８、ソース電極及びドレイン電極層５１６を覆って保護絶縁層５１８が設けられ、保護絶縁層５１８上に画素電極層５２２が設けられ、導電層５１２と画素電極層５２２は開口部５２０を介して接続されている。
【０００６】
しかしながら、図１２（Ａ）に示す構造では、開口部５２０において露出される層がＡｌ層であり、画素電極層５２２が例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層である場合には、Ａｌ層とＩＴＯ層が接触し、電蝕が生じてしまう（例えば、特許文献２［０００７］段落を参照）。従って、この場合にも該開口部におけるコンタクト抵抗が非常に高くなるという問題がある。
【０００７】
前記問題点に鑑み、半導体層に凹部を形成する際（ＣＦ４ガスを用いたエッチング工程の際）にはＴｉ層が露出されておらず、半導体層に凹部を形成した後にＴｉ層を露出させ、該Ｔｉ層をＩＴＯ層と接続させればよい。このような構造を有する薄膜トランジスタとしては、図１２（Ｂ）に示すものが挙げられる。
【０００８】
図１２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタでは、基板６００上にゲート電極層６０２が設けられ、ゲート電極層６０２を覆ってゲート絶縁層６０４が設けられ、ゲート絶縁層６０４上に凹部を有する半導体層６０６が設けられ、半導体層６０６上に凹部と重畳しない不純物半導体層６０８が設けられ、少なくとも不純物半導体層６０８上の一部に接して、導電層６１０と導電層６１２が積層されたソース電極及びドレイン電極層６１６が設けられ、ゲート絶縁層６０４、半導体層６０６、不純物半導体層６０８、ソース電極及びドレイン電極層６１６を覆って保護絶縁層６１８が設けられ、保護絶縁層６１８上に画素電極層６２２が設けられ、導電層６１０上には導電層６１２が設けられていない領域を有し、導電層６１０と画素電極層６２２は開口部６２０を介して接続されている。
【０００９】
しかしながら、図１２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタを作製するに際しては、導電層６１０上に導電層６１２が設けられていない領域を形成するために使用するマスクの枚数が一枚増加する。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように該導電層上の絶縁膜に開口部を形成する方法を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明の一態様は、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出した構造を有する半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様においては、開口部が設けられる部分の積層構造の下部の導電層を、該開口部を形成するフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて形成されたエッチングマスクにより予め露出させ、その後保護絶縁膜を形成し、前記積層構造の上部の導電層が開口部において露出されないように、保護絶縁膜に開口部を形成する。このような開口部の形成方法は、半導体装置の作製方法に適用することができる。
【００１３】
本発明の一態様は、基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、前記第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法である。
【００１４】
本発明の一態様は、基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、前記第１のエッチングマスクを縮小させて、縮小された第１のエッチングマスクを形成し、前記縮小された第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、前記縮小された第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法である。
【００１５】
前記構成の開口部の形成方法において、前記第１のエッチングマスクはレジストマスクであり、前記縮小された第１のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様は、第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、前記第２のエッチングマスクを除去し、前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクを除去し、前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、前記第４のエッチングマスクを除去し、前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１７】
本発明の一態様は、第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、前記第２のエッチングマスクを除去し、前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、前記第３のエッチングマスクを縮小加工して縮小された第３のエッチングマスクを形成し、前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、前記縮小された第３のエッチングマスクを除去し、前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、前記第４のエッチングマスクを除去し、前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１８】
前記構成の半導体装置の作製方法において、前記第３のエッチングマスクはレジストマスクであり、前記縮小された第３のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることが好ましい。
【００１９】
前記構成の半導体装置の作製方法において、例えば、前記第２の導電膜はＴｉ膜であり、前記第３の導電膜はＡｌ膜であればよい。
【００２０】
前記構成の半導体装置の作製方法において、例えば、前記第４の導電膜はＩＴＯ膜であればよい。
【００２１】
なお、本明細書中において、「膜」とは、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法などを含む。）またはスパッタリング法などにより、被形成面の全面に形成されたものをいう。一方で、「層」とは、「膜」が加工されたもの、または被形成面の全面に形成された状態で加工を要しないものをいう。ただし、「膜」と「層」を特に区別することなく用いることがあるものとする。
【００２２】
なお、本明細書中において、「フォトマスク」とは、フォトリソグラフィ法の露光に用いるマスクをいい、「エッチングマスク」とは、該エッチングマスク下に形成された膜がエッチングされることを防止するために形成されるマスク層をいう。エッチングマスクとしては、例えばレジストマスクが挙げられる。なお、単に「マスク」と表記する場合には、フォトマスクとエッチングマスクの双方を含むものとする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように、該導電層上の絶縁膜に開口部を形成することができる。
【００２４】
本発明の一態様によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層を露出させて、半導体装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一態様である開口部の形成方法を説明する図。
【図２】図１の工程を採用したサンプルのＳＴＥＭ像。
【図３】本発明の一態様である開口部の形成方法を説明する図。
【図４】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１１】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１２】従来の半導体装置の作製方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、上面図において、絶縁膜及び絶縁層は図示しないことがある。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である開口部の形成方法について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一態様である開口部の形成方法の概略を説明する図である。図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、基板１００上に第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０４を形成し、第２の導電膜１０４上に第１のエッチングマスク１０６を形成し（図１（Ａ））、第１のエッチングマスク１０６を用いて第２の導電膜１０４をエッチング（好ましくはウエットエッチング）することで導電層１０８を形成し（図１（Ｂ））、第１のエッチングマスク１０６を除去し、第１の導電膜１０２及び導電層１０８上に絶縁膜１１０を形成し（図１（Ｃ））、絶縁膜１１０上に第２のエッチングマスク１１２を形成し、第２のエッチングマスク１１２を用いて絶縁膜１１０に開口部１１４を形成する（図１（Ｄ））。ここで、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２は、同一のフォトマスクにより形成する。そのため、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状は概略等しいものとなる。
【００２９】
基板１００は、絶縁性基板である。基板１００としては、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。なお、基板１００は、透光性基板でなくてもよい。
【００３０】
第１の導電膜１０２は、導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いて、例えば、スパッタリング法により形成する。なお、第１の導電膜１０２は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。第１の導電膜１０２は、後の開口部の形成により露出させられる導電膜である。
【００３１】
第２の導電膜１０４は、第２の導電膜１０４とは異なる導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いて、例えば、スパッタリング法により形成する。なお、第２の導電膜１０４は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。第２の導電膜１０４は、後の開口部の形成により露出させられない導電膜である。すなわち、後に形成される開口部に設けられる導電膜と接することが好ましくない導電膜である。
【００３２】
第１のエッチングマスク１０６としては、例えば、レジストマスクを形成すればよいが、エッチング工程においてマスクとして用いることができるものであれば特定のものに限定されない。
【００３３】
絶縁膜１１０は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）膜を形成すればよい。なお、絶縁膜１１０は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。
【００３４】
第２のエッチングマスク１１２は、第１のエッチングマスク１０６と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００３５】
図１に示す工程で薄膜に開口部を形成したサンプルのＳＴＥＭ像の一例（一側面）を図２に示す。なお、図２のサンプルでは、窒化シリコン膜上にＴｉ膜を有し、Ｔｉ膜上にＡｌ層を有し、Ａｌ層を覆って窒化シリコン層を有し、窒化シリコン層は開口部を有し、該開口部にはＩＴＯ膜が設けられ、該開口部において、Ｔｉ膜とＩＴＯ膜が接触している。Ａｌ層は窒化シリコン層に覆われ、Ａｌ層とＩＴＯ膜は接触していない。
【００３６】
図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２を同一のフォトマスクにより形成することで、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、第１の導電膜１０２が露出するように絶縁膜１１０に開口部１１４を形成することができる。
【００３７】
ただし、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状が概略等しいため、第２の導電膜１０４のエッチング後退量によっては、導電層１０８を絶縁膜１１０により完全に覆うことが困難な場合がある。
【００３８】
そこで、本発明の一態様である開口部の形成方法のより好ましい形態について、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。
【００３９】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一態様である開口部の形成方法の概略を説明する図である。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、基板１００上に第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０４を形成し、第２の導電膜１０４上に第１のエッチングマスク１０６を形成し、第１のエッチングマスク１０６を縮小させて、縮小された第１のエッチングマスク１１６を形成し（図３（Ａ））、縮小された第１のエッチングマスク１１６を用いて第２の導電膜１０４をエッチング（好ましくはウエットエッチング）することで導電層１１８を形成し（図３（Ｂ））、縮小された第１のエッチングマスク１１６を除去し、第１の導電膜１０２及び導電層１１８上に絶縁膜１１０を形成し（図３（Ｃ））、絶縁膜１１０上に第２のエッチングマスク１１２を形成し、第２のエッチングマスク１１２を用いて絶縁膜１１０に開口部１２０を形成する（図３（Ｄ））。ここで、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２は、同一のフォトマスクにより形成する。そのため、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状は概略等しいものとなる。このように形成された図３の開口部１２０は、図１の開口部１１４よりも面積を大きくすることができる。
【００４０】
なお、第１のエッチングマスク１０６の材料がレジストである場合には、第１のエッチングマスク１０６を縮小させるには、酸素プラズマによるアッシング工程を用いればよい。なお、第１のエッチングマスク１０６を縮小させる工程は、第１のエッチングマスク１０６の縮小量に応じて条件を適宜設定すればよい。
【００４１】
ここでは、第２の導電膜１０４のエッチングに用いるレジストマスクが、縮小された第１のエッチングマスク１１６であるため、第１の導電膜１０２が露出された部分の面積は、図１（Ｂ）の露出された部分の面積よりも大きい。従って、第２の導電膜１０４のエッチング後退量に関わらず、導電層１０８を絶縁膜１１０により完全に覆うことが容易になる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように該導電層上の絶縁膜に開口部を形成することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置の作製方法について図面を参照して説明する。
【００４４】
まず、基板２００上に第１の導電膜２０２を形成し、第１の導電膜２０２上に第１のエッチングマスク２０４を形成する（図４（Ａ））。
【００４５】
基板２００は、絶縁性基板である。基板２００としては、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。基板２００がガラス基板である場合には、第１世代（例えば、３２０ｍｍ×４００ｍｍ）〜第１０世代（例えば、２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）のものを用いればよいが、これに限定されるものではない。なお、基板２００は、透光性基板でなくてもよい。
【００４６】
第１の導電膜２０２は、例えば、導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いてスパッタリング法により形成する。なお、第１の導電膜２０２は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ膜によりＡｌ膜を挟持した３層の積層構造とすればよい（図示しない）。
【００４７】
第１のエッチングマスク２０４としては、例えば、レジストマスクを形成すればよいが、エッチング工程においてマスクとして用いることができるものであれば特定のものに限定されない。
【００４８】
次に、第１のエッチングマスク２０４を用いて第１の導電膜２０２を加工して第１の導電層２０６を形成し、第１のエッチングマスク２０４を除去し、第１の導電層２０６を覆ってゲート絶縁層２０８を形成する（図４（Ｂ））。
【００４９】
ゲート絶縁層２０８は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）膜を形成すればよい。なお、ゲート絶縁層２０８は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層の積層構造とするとよい。
【００５０】
なお、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、好ましくは、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５１】
なお、「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、好ましくは、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５２】
ただし、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が前記範囲内に含まれるものとする。
【００５３】
なお、第１の導電層２０６は、少なくとも走査線とゲート電極を構成する。
【００５４】
なお、第１の導電層２０６は、液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いて選択的に形成されていてもよい。第１の導電層２０６の形成に液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いると、マスクの枚数が一枚減ることになり、好ましい。
【００５５】
なお、ゲート絶縁層２０８上に結晶性半導体膜を形成する場合には、ゲート絶縁層２０８に対して酸素を含むガスによりプラズマ処理を行うことが好ましい。ここで、酸素を含むガスとしては、例えば、Ｎ２Ｏガスが挙げられる。ゲート絶縁層２０８に対して酸素を含むガスによりプラズマ処理を行うことで、ゲート絶縁層２０８上に形成される結晶性半導体膜の結晶性を良好なものとすることができる。
【００５６】
次に、ゲート絶縁層２０８上に第１の半導体膜２１０と、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４と、を形成し、不純物半導体膜２１４上に第２のエッチングマスク２１６を形成する（図４（Ｃ））。
【００５７】
第１の半導体膜２１０は、大部分が結晶性である半導体膜である。結晶性半導体としては、例えば、微結晶半導体が挙げられる。ここで、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む。）の中間的な構造の半導体をいう。微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な半導体であり、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状または針状の結晶粒が基板表面に対して法線方向に成長している半導体である。このため、柱状または針状の結晶粒の界面には、粒界が形成されることもある。なお、ここでの結晶粒径は、基板表面に対して平行な面における結晶粒の最大直径である。また、結晶粒は、非晶質半導体領域と、単結晶とみなせる微小結晶である結晶子を有する。なお、結晶粒は双晶を有する場合もある。
【００５８】
微結晶半導体としては、微結晶シリコンを用いればよい。微結晶半導体の一である微結晶シリコンでは、そのラマンスペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。すなわち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１と非晶質シリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、またはＮｅなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し、良好な微結晶半導体膜が得られる。
【００５９】
なお、結晶性半導体膜に含まれる酸素及び窒素の濃度（二次イオン質量分析法による測定値）を低くし、好ましくはこれらの濃度を１×１０１８ｃｍ−３未満とすると、結晶性を高めることができる。
【００６０】
なお、結晶性半導体膜は、２段階の成膜処理により形成することが好ましく、２段階の成膜処理において、例えば、第１段階では５００Ｐａ程度の圧力下で厚さ５ｎｍ程度の微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では５０００Ｐａ程度の圧力下で所望の厚さの微結晶シリコン膜を形成するとよい。第２段階では第１段階よりもシランの流量比を小さくし、高希釈な条件とするとよい。
【００６１】
第２の半導体膜２１２は、バッファ層として機能し、大部分が非晶質である半導体膜である。好ましくは、非晶質半導体と微小半導体結晶粒を有し、従来の非晶質半導体と比較して、一定光電流法（ＣＰＭ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥吸収スペクトル量が少ない半導体膜である。このような半導体膜は、従来の非晶質半導体膜と比較して欠陥が少なく、価電子帯のバンド端（移動度端）における準位のテイル（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体膜である。
【００６２】
第２の半導体膜２１２には、ハロゲンや窒素を含んでいてもよい。窒素が含まれる場合には、ＮＨ基またはＮＨ２基として含まれていてもよい。
【００６３】
なお、ここで、第１の半導体膜２１０と第２の半導体膜２１２の界面領域は、微結晶半導体領域と、当該微結晶半導体領域の間に充填される非晶質半導体領域と、を有する。具体的には、第１の半導体膜２１０から錐形状に伸びた微結晶半導体領域と、第２の半導体膜２１２と同様の「非晶質半導体を含む膜」と、で構成される。
【００６４】
また、第２の半導体膜２１２によりバッファ層が設けられるため、トランジスタのオフ電流を小さくすることができる。そして、前記界面領域において、錐形状に伸びた微結晶半導体領域を有するため、縦方向（厚さ方向）の抵抗、すなわち、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４により構成されるソース領域またはドレイン領域と、の間の抵抗を低くすることができ、トランジスタのオン電流を高めることができる。すなわち、従来の非晶質半導体を適用した場合と比較すると、オフ電流を十分に低減させつつ、オン電流の低下をも抑制することができ、トランジスタのスイッチング特性を高くすることができる。
【００６５】
なお、完成したトランジスタにおいて、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層が薄くなるとオン電流が低下し、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層が厚くなると、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層と後に形成される第２の導電層の接触面積が広くなり、オフ電流が増大する。従って、オンオフ比を高くするためには、第１の半導体膜２１０を厚くし、更には後に説明するように、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層を含む薄膜積層体２１８の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。
【００６６】
前記微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって先端が細くなる錐形状の結晶粒により大部分が構成されているとよい。または、第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって幅が広がる結晶粒により大部分が構成されていてもよい。
【００６７】
また、前記界面領域において、微結晶半導体領域が第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって先端が細くなる錐形状に伸びた結晶粒である場合には、第１の半導体膜２１０側のほうが、第２の半導体膜２１２側と比較して、微結晶半導体領域の占める割合が高い。微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２１０の表面から厚さ方向に成長するが、原料ガスにおいて堆積性ガス（例えば、シラン）に対する水素の流量が小さく（すなわち、希釈率が低く）、または窒素を含む原料ガスの濃度が高いと、微結晶半導体領域における結晶成長が抑制され、結晶粒が錐形状になり、堆積されて形成される半導体は、大部分が非晶質半導体となる。
【００６８】
なお、前記界面領域は、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基を含有することが好ましい。これは、微結晶半導体領域に含まれる結晶の界面、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面において、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基がシリコン原子のダングリングボンドと結合すると、欠陥を低減し、キャリアが流れやすくなるためである。このため、窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基を１×１０２０ｃｍ−３乃至１×１０２１ｃｍ−３の濃度で含有させると、シリコン原子のダングリングボンドを窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基で架橋しやすくなり、キャリアがより流れやすくなる。この結果、結晶粒界や欠陥におけるキャリアの移動を促進する結合ができ、前記界面領域のキャリア移動度が向上する。そのため、トランジスタの電界効果移動度が向上する。
【００６９】
なお、前記界面領域の酸素濃度を低減させることにより、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面または結晶粒間の界面における欠陥密度を低減させ、キャリアの移動を阻害する結合を低減させることができる。
【００７０】
不純物半導体膜２１４は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、ＰまたはＡｓを添加したシリコンが挙げられる。または、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えば、Ｂを添加することも可能である。しかし、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。そのため、ここでは、一例として、Ｐを添加したシリコンを用いる。なお、不純物半導体膜２１４は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【００７１】
不純物半導体膜２１４を非晶質半導体により形成する場合には、堆積性ガスの流量に対する希釈ガスの流量を１倍以上１０倍未満、好ましくは１倍以上５倍以下とすればよい。不純物半導体膜２１４を結晶性半導体により形成する場合には、堆積性ガスの流量に対する希釈ガスの流量を１０倍以上２０００倍以下、好ましくは５０倍以上２００倍以下とすればよい。
【００７２】
なお、ゲート絶縁層２０８から不純物半導体膜２１４までは同一チャンバー内で連続して形成することが好ましい。ゲート絶縁層２０８から不純物半導体膜２１４までの各々の層間の界面に不純物が含まれてしまうことを防止するためである。
【００７３】
第２のエッチングマスク２１６は、第１のエッチングマスク２０４と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００７４】
次に、第２のエッチングマスク２１６を用いて第１の半導体膜２１０と、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４と、をエッチングする。その後、第２のエッチングマスク２１６を除去することで、薄膜積層体２１８を得ることができる（図４（Ｄ））。
【００７５】
なお、ここで、前記したように、薄膜積層体２１８の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。なぜなら、完成したトランジスタの第１の半導体層と第２の導電層が接するとオフ電流が増大してしまうことが多いからである。ここで絶縁化処理としては、薄膜積層体２１８の側壁を酸素プラズマ若しくは窒素プラズマに曝す処理、または薄膜積層体２１８の側壁が露出された状態で絶縁膜を形成し、該絶縁膜を異方性の高いエッチング方法により基板２００の表面に垂直な方向のエッチングを行うことで、薄膜積層体２１８の側壁に接してサイドウォール絶縁層を形成する処理が挙げられる。
【００７６】
次に、ゲート絶縁層２０８及び薄膜積層体２１８上に第２の導電膜２２０及び第３の導電膜２２２を形成し、第３の導電膜２２２上に第３のエッチングマスク２２４を形成する（図５（Ａ））。
【００７７】
なお、第３のエッチングマスク２２４を縮小させて、第３のエッチングマスク２２４に露出される第３の導電膜２２２の面積を拡大させてもよい。第３の導電膜２２２の露出される面積を拡大させると、後の工程で開口部２４４を形成した際に、第３の導電膜２２２により形成された第３の導電層２３２の側面と開口部２４４の間の距離を十分に確保することができ、第３の導電層２３２が開口部２４４により露出されることを防止することができる。ここで、第３のエッチングマスク２２４がレジストマスクである場合には、アッシング工程を行うことで第３のエッチングマスク２２４を縮小させればよい。
【００７８】
第２の導電膜２２０は、後に形成される第４の導電膜２４８と接することが可能な導電性材料膜である。第２の導電膜２２０としては、例えばＴｉ膜を用いる。
【００７９】
第３の導電膜２２２は、後に形成される第４の導電膜２４８と接触させると、その界面における抵抗が増大するなどの不都合が生じる導電性材料膜である。第３の導電膜２２２としては、例えばＡｌ膜を用いる。
【００８０】
第３のエッチングマスク２２４は、第１のエッチングマスク２０４及び第２のエッチングマスク２１６と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００８１】
次に、第３の導電膜２２２をウエットエッチングなどにより縮小させるように加工する（図５（Ｂ））。第３の導電膜２２２を縮小させるように加工するには、第３の導電膜２２２を形成する材料と化学的に反応して第２の導電膜２２０を露出させるのみならず、エッチングされた第３の導電膜２２６の側面が第３のエッチングマスク２２４の側面よりも内側に設けられる条件を採用すればよい。
【００８２】
ここで、例えば第３の導電膜２２２がＡｌ膜である場合には、エッチャントとして、硝酸、酢酸及びリン酸を含む薬液を用いればよい。
【００８３】
次に、第３のエッチングマスク２２４を除去し、第４のエッチングマスク２２８を形成し、第４のエッチングマスク２２８を用いて第２の導電膜２２０及びエッチングされた第３の導電膜２２６を加工することで、第２の導電層２３０及び第３の導電層２３２を形成する。そして、第４のエッチングマスク２２８を用いて薄膜積層体２１８のエッチングを行う（図５（Ｃ））。なお、薄膜積層体２１８のエッチングは、第４のエッチングマスク２２８を除去し、第２の導電層２３０をエッチングマスクとして用いて行ってもよい。
【００８４】
なお、第２の導電層２３０と第３の導電層２３２が積層された導電層は、少なくとも信号線、ソース電極及びドレイン電極を構成する。
【００８５】
次に、第４のエッチングマスク２２８を除去し、保護絶縁膜２４０及び第５のエッチングマスク２４２を形成する（図６（Ａ））。ここで、第５のエッチングマスク２４２は、第３のエッチングマスク２２４と同一のフォトマスクにより形成する。なお、保護絶縁膜２４０は、少なくとも第１の半導体層２３４の露出された部分を覆って形成する。
【００８６】
次に、第５のエッチングマスク２４２を用いて保護絶縁膜２４０に開口部２４４を形成するように加工することで、開口部２４４が設けられた保護絶縁層２４６を形成する（図６（Ｂ））。
【００８７】
次に、開口部２４４を介して第２の導電層２３０に電気的に接続されるように、第４の導電膜２４８を形成する。
【００８８】
第４の導電膜２４８は、画素トランジスタに接続される画素電極を構成することから、透光性を有する材料により形成するとよい。
【００８９】
第４の導電膜２４８は、透光性を有する導電性高分子（導電性ポリマーともいう。）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した第４の導電膜２４８は、シート抵抗が１００００Ω／□以下であり、且つ波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。なお、導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、またはアニリン、ピロール及びチオフェンの２種以上の共重合体若しくはその誘導体などが挙げられる。
【００９０】
または、第４の導電膜２４８は、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物などを用いて形成することができる。
【００９１】
なお、図示していないが、保護絶縁層２４６と第４の導電膜２４８の間に、スピンコーティング法などにより形成された有機樹脂層が設けられていてもよい。
【００９２】
次に、第４の導電膜２４８上に第６のエッチングマスク２５０を形成する（図６（Ｃ））。第６のエッチングマスク２５０を用いて第４の導電膜２４８をエッチングして第４の導電層２５２を形成する（図７）。
【００９３】
なお、第４の導電層２５２は、液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いて選択的に形成されていてもよい。第４の導電層２５２の形成に液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いると、マスクの枚数が一枚減ることになり、好ましい。
【００９４】
なお、以上説明した本実施の形態の薄膜トランジスタは好ましい一形態であり、これに限定されるものではない。例えば、第１の半導体膜２１０は微結晶半導体膜でなくてもよいし、第２の半導体膜２１２には微小半導体結晶粒が含まれていなくてもよい。または、第１の半導体膜２１０が設けられておらず、ゲート絶縁層２０８上に第２の半導体膜２１２が設けられていてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態では、結晶性半導体層及び非晶質半導体層を形成する材料としてシリコンを用いているが、これに限定されず、結晶性半導体層及び非晶質半導体層を形成する材料として酸化物半導体を用いてもよい。
【００９６】
更には、第３の導電膜２２２を加工してエッチングされた第３の導電膜を形成するタイミングは上記説明に限定されない。すなわち、第３の導電膜２２２まで形成し（図５（Ａ））、第３の導電膜２２２上に第４のエッチングマスク２２８を形成し（図８（Ａ））、第４のエッチングマスク２２８を用いて第２の導電膜２２０及び第３の導電膜２２２を加工して第２の導電層２３０及び第３の導電層２６０を形成し、薄膜積層体２１８を加工することで薄膜トランジスタを形成し（図８（Ｂ））、第４のエッチングマスク２２８を除去して第３のエッチングマスク２２４を形成し、第３の導電層２６０を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電層２６２を形成し（図８（Ｃ））、その後、保護絶縁膜２４０を形成してもよい。
【００９７】
（実施の形態３）
実施の形態２で説明したように作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパーが挙げられる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、デジタルサイネージ、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図９に示す。
【００９８】
図９は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍３００は、筐体３０２および筐体３０４の２つの筐体で構成されている。筐体３０２および筐体３０４は、軸部３１４により一体とされており、該軸部３１４を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍と同様に取り扱うことが可能となる。
【００９９】
筐体３０２には表示部３０６及び光電変換装置３０８が組み込まれ、筐体３０４には表示部３１０及び光電変換装置３１２が組み込まれている。表示部３０６及び表示部３１０は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図９では表示部３０６）に文章を表示し、左側の表示部（図９では表示部３１０）に画像を表示することができる。
【０１００】
また、図９では、筐体３０２に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体３０２において、電源３１６、操作キー３１８、スピーカ３２０などを備えている。操作キー３１８により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍３００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１０１】
また、電子書籍３００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１０２】
（実施の形態４）
実施の形態２で説明したように作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパー以外にもさまざまな電子機器（遊技機も含む）が挙げられる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１０３】
図１０（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置３２２は、筐体３２４に表示部３２６が組み込まれている。表示部３２６により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド３２８により筐体３２４を支持した構成を示している。
【０１０４】
テレビジョン装置３２２の操作は、筐体３２４が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機３３４により行うことができる。リモコン操作機３３４が備える操作キー３３２により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部３２６に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機３３４に、当該リモコン操作機３３４から出力する情報を表示する表示部３３０を設ける構成としてもよい。
【０１０５】
なお、テレビジョン装置３２２は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１０６】
図１０（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム３３６は、筐体３３８に表示部３４０が組み込まれている。表示部３４０は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０１０７】
なお、デジタルフォトフレーム３３６は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部３４０に表示させることができる。
【０１０８】
また、デジタルフォトフレーム３３６は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０１０９】
図１１は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０１１０】
図１１の携帯型のコンピュータは、上部筐体３４２と下部筐体３４４とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部３４６を有する上部筐体３４２と、キーボード３４８を有する下部筐体３４４とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部３４６を見て入力操作を行うことができる。
【０１１１】
また、下部筐体３４４はキーボード３４８の他に入力操作を行うポインティングデバイス３５２を有する。また、表示部３４６をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体３４４はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体３４４は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート３５０を有している。
【０１１２】
上部筐体３４２には更に上部筐体３４２内部にスライドさせて収納可能な表示部３５４を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部３５４の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部３５４をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０１１３】
表示部３４６または収納可能な表示部３５４は、液晶表示パネル、有機発光素子または無機発光素子などの発光表示パネルなどの映像表示装置を用いる。
【０１１４】
また、図１１の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体３４２と下部筐体３４４とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、表示部３５４をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを閉状態として表示部３４６を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００ 基板
１０２ 第１の導電膜
１０４ 第２の導電膜
１０６ 第１のエッチングマスク
１０８ 導電層
１１０ 絶縁膜
１１２ 第２のエッチングマスク
１１４ 開口部
１１６ 縮小された第１のエッチングマスク
１１８ 導電層
１２０ 開口部
２００ 基板
２０２ 第１の導電膜
２０４ 第１のエッチングマスク
２０６ 第１の導電層
２０８ ゲート絶縁層
２１０ 第１の半導体膜
２１２ 第２の半導体膜
２１４ 不純物半導体膜
２１６ 第２のエッチングマスク
２１８ 薄膜積層体
２２０ 第２の導電膜
２２２ 第３の導電膜
２２４ 第３のエッチングマスク
２２６ エッチングされた第３の導電膜
２２８ 第４のエッチングマスク
２３０ 第２の導電層
２３２ 第３の導電層
２３４ 第１の半導体層
２３６ 第２の半導体層
２３８ 不純物半導体層
２４０ 保護絶縁膜
２４２ 第５のエッチングマスク
２４４ 開口部
２４６ 保護絶縁層
２４８ 第４の導電膜
２５０ 第６のエッチングマスク
２５２ 第４の導電層
２６０ 第３の導電層
２６２ エッチングされた第３の導電層
３００ 電子書籍
３０２ 筐体
３０４ 筐体
３０６ 表示部
３０８ 光電変換装置
３１０ 表示部
３１２ 光電変換装置
３１４ 軸部
３１６ 電源
３１８ 操作キー
３２０ スピーカ
３２２ テレビジョン装置
３２４ 筐体
３２６ 表示部
３２８ スタンド
３３０ 表示部
３３２ 操作キー
３３４ リモコン操作機
３３６ デジタルフォトフレーム
３３８ 筐体
３４０ 表示部
３４２ 上部筐体
３４４ 下部筐体
３４６ 表示部
３４８ キーボード
３５０ 外部接続ポート
３５２ ポインティングデバイス
３５４ 表示部
４００ 基板
４０２ ゲート電極層
４０４ ゲート絶縁層
４０６ 半導体層
４０８ 不純物半導体層
４１０ 導電層
４１２ 導電層
４１４ 導電層
４１６ ソース電極及びドレイン電極層
４１８ 保護絶縁層
４２０ 開口部
４２２ 画素電極層
５００ 基板
５０２ ゲート電極層
５０４ ゲート絶縁層
５０６ 半導体層
５０８ 不純物半導体層
５１０ 導電層
５１２ 導電層
５１６ ソース電極及びドレイン電極層
５１８ 保護絶縁層
５２０ 開口部
５２２ 画素電極層
６００ 基板
６０２ ゲート電極層
６０４ ゲート絶縁層
６０６ 半導体層
６０８ 不純物半導体層
６１０ 導電層
６１２ 導電層
６１６ ソース電極及びドレイン電極層
６１８ 保護絶縁層
６２０ 開口部
６２２ 画素電極層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜への開口部の形成方法及び半導体装置の作製方法に関する。なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体素子自体または半導体素子を含むものをいい、このような半導体素子として、例えばトランジスタ（薄膜トランジスタなど）が挙げられる。また、液晶表示装置などの表示装置も半導体装置に含まれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は人間の生活に欠かせないものとなっている。このような半導体装置に含まれる薄膜トランジスタなどの半導体素子は、基板上に薄膜を形成し、該薄膜をフォトリソグラフィ法などにより所望の形状に加工することで作製される。このような作製方法は、例えば、液晶表示装置（例えば、液晶テレビ）にも適用されている。フォトリソグラフィ法においてマスクの枚数を削減することは、工程の簡略化のために重要である。そのため、作製工程におけるマスクの枚数を削減するために、数多くの技術開発がなされている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、第１の薄膜上の第１のレジストマスクを用いて、該第１の薄膜をエッチングして第１の薄膜層を形成し、該第１のレジストマスクを除去し、該第１の薄膜層上に第２の薄膜を形成し、該第２の薄膜上に第２のレジストマスクを形成し、該第２の薄膜上の第２のレジストマスクを用いて、該第２の薄膜をエッチングして第２の薄膜層を形成し、該第１のレジストマスクと該第２のレジストマスクを同一のフォトマスクにより形成することで、フォトマスクの枚数を削減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４６３４８号公報
【特許文献２】特開２００６−１１３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）は、液晶表示装置に設けられる従来の逆スタガ型薄膜トランジスタの断面図の一例を示す。図１２（Ａ）に示す薄膜トランジスタでは、基板５００上にゲート電極層５０２が設けられ、ゲート電極層５０２を覆ってゲート絶縁層５０４が設けられ、ゲート絶縁層５０４上に凹部を有する半導体層５０６が設けられ、半導体層５０６上に凹部と重畳しない不純物半導体層５０８が設けられ、少なくとも不純物半導体層５０８上の一部に接して、導電層５１０と導電層５１２が積層されたソース電極及びドレイン電極層５１６が設けられ、ゲート絶縁層５０４、半導体層５０６、不純物半導体層５０８、ソース電極及びドレイン電極層５１６を覆って保護絶縁層５１８が設けられ、保護絶縁層５１８上に画素電極層５２２が設けられ、導電層５１２と画素電極層５２２は開口部５２０を介して接続されている。
【０００６】
しかしながら、図１２（Ａ）に示す構造では、開口部５２０において露出される層がＡｌ層であり、画素電極層５２２が例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）層である場合には、Ａｌ層とＩＴＯ層が接触し、電蝕が生じてしまう（例えば、特許文献２［０００７］段落を参照）。従って、この場合にも該開口部におけるコンタクト抵抗が非常に高くなるという問題がある。
【０００７】
前記問題点に鑑み、半導体層に凹部を形成する際（ＣＦ４ガスを用いたエッチング工程の際）にはＴｉ層が露出されておらず、半導体層に凹部を形成した後にＴｉ層を露出させ、該Ｔｉ層をＩＴＯ層と接続させればよい。このような構造を有する薄膜トランジスタとしては、図１２（Ｂ）に示すものが挙げられる。
【０００８】
図１２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタでは、基板６００上にゲート電極層６０２が設けられ、ゲート電極層６０２を覆ってゲート絶縁層６０４が設けられ、ゲート絶縁層６０４上に凹部を有する半導体層６０６が設けられ、半導体層６０６上に凹部と重畳しない不純物半導体層６０８が設けられ、少なくとも不純物半導体層６０８上の一部に接して、導電層６１０と導電層６１２が積層されたソース電極及びドレイン電極層６１６が設けられ、ゲート絶縁層６０４、半導体層６０６、不純物半導体層６０８、ソース電極及びドレイン電極層６１６を覆って保護絶縁層６１８が設けられ、保護絶縁層６１８上に画素電極層６２２が設けられ、導電層６１０上には導電層６１２が設けられていない領域を有し、導電層６１０と画素電極層６２２は開口部６２０を介して接続されている。
【０００９】
しかしながら、図１２（Ｂ）に示す薄膜トランジスタを作製するに際しては、導電層６１０上に導電層６１２が設けられていない領域を形成するために使用するマスクの枚数が一枚増加する。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように該導電層上の絶縁膜に開口部を形成する方法を提供することを課題とする。
【００１１】
本発明の一態様は、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出した構造を有する半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様においては、開口部が設けられる部分の積層構造の下部の導電層を、該開口部を形成するフォトマスクと同一のフォトマスクを用いて形成されたエッチングマスクにより予め露出させ、その後保護絶縁膜を形成し、前記積層構造の上部の導電層が開口部において露出されないように、保護絶縁膜に開口部を形成する。このような開口部の形成方法は、半導体装置の作製方法に適用することができる。
【００１３】
本発明の一態様は、基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、前記第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法である。
【００１４】
本発明の一態様は、基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、前記第１のエッチングマスクを縮小させて、縮小された第１のエッチングマスクを形成し、前記縮小された第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、前記縮小された第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法である。
【００１５】
前記構成の開口部の形成方法において、前記第１のエッチングマスクはレジストマスクであり、前記縮小された第１のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様は、第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、前記第２のエッチングマスクを除去し、前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクを除去し、前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、前記第４のエッチングマスクを除去し、前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１７】
本発明の一態様は、第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、前記第１のエッチングマスクを除去し、前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、前記第２のエッチングマスクを除去し、前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、前記第３のエッチングマスクを縮小加工して縮小された第３のエッチングマスクを形成し、前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、前記縮小された第３のエッチングマスクを除去し、前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、前記第４のエッチングマスクを除去し、前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００１８】
前記構成の半導体装置の作製方法において、前記第３のエッチングマスクはレジストマスクであり、前記縮小された第３のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることが好ましい。
【００１９】
前記構成の半導体装置の作製方法において、例えば、前記第２の導電膜はＴｉ膜であり、前記第３の導電膜はＡｌ膜であればよい。
【００２０】
前記構成の半導体装置の作製方法において、例えば、前記第４の導電膜はＩＴＯ膜であればよい。
【００２１】
なお、本明細書中において、「膜」とは、ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法などを含む。）またはスパッタリング法などにより、被形成面の全面に形成されたものをいう。一方で、「層」とは、「膜」が加工されたもの、または被形成面の全面に形成された状態で加工を要しないものをいう。ただし、「膜」と「層」を特に区別することなく用いることがあるものとする。
【００２２】
なお、本明細書中において、「フォトマスク」とは、フォトリソグラフィ法の露光に用いるマスクをいい、「エッチングマスク」とは、該エッチングマスク下に形成された膜がエッチングされることを防止するために形成されるマスク層をいう。エッチングマスクとしては、例えばレジストマスクが挙げられる。なお、単に「マスク」と表記する場合には、フォトマスクとエッチングマスクの双方を含むものとする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように、該導電層上の絶縁膜に開口部を形成することができる。
【００２４】
本発明の一態様によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層を露出させて、半導体装置を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一態様である開口部の形成方法を説明する図。
【図２】図１の工程を採用したサンプルのＳＴＥＭ像。
【図３】本発明の一態様である開口部の形成方法を説明する図。
【図４】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図７】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図８】本発明の一態様である半導体装置の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１１】本発明の一態様である半導体装置を説明する図。
【図１２】従来の半導体装置の作製方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、上面図において、絶縁膜及び絶縁層は図示しないことがある。
【００２７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である開口部の形成方法について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一態様である開口部の形成方法の概略を説明する図である。図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、基板１００上に第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０４を形成し、第２の導電膜１０４上に第１のエッチングマスク１０６を形成し（図１（Ａ））、第１のエッチングマスク１０６を用いて第２の導電膜１０４をエッチング（好ましくはウエットエッチング）することで導電層１０８を形成し（図１（Ｂ））、第１のエッチングマスク１０６を除去し、第１の導電膜１０２及び導電層１０８上に絶縁膜１１０を形成し（図１（Ｃ））、絶縁膜１１０上に第２のエッチングマスク１１２を形成し、第２のエッチングマスク１１２を用いて絶縁膜１１０に開口部１１４を形成する（図１（Ｄ））。ここで、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２は、同一のフォトマスクにより形成する。そのため、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状は概略等しいものとなる。
【００２９】
基板１００は、絶縁性基板である。基板１００としては、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。なお、基板１００は、透光性基板でなくてもよい。
【００３０】
第１の導電膜１０２は、導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いて、例えば、スパッタリング法により形成する。なお、第１の導電膜１０２は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。第１の導電膜１０２は、後の開口部の形成により露出させられる導電膜である。
【００３１】
第２の導電膜１０４は、第２の導電膜１０４とは異なる導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いて、例えば、スパッタリング法により形成する。なお、第２の導電膜１０４は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。第２の導電膜１０４は、後の開口部の形成により露出させられない導電膜である。すなわち、後に形成される開口部に設けられる導電膜と接することが好ましくない導電膜である。
【００３２】
第１のエッチングマスク１０６としては、例えば、レジストマスクを形成すればよいが、エッチング工程においてマスクとして用いることができるものであれば特定のものに限定されない。
【００３３】
絶縁膜１１０は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）膜を形成すればよい。なお、絶縁膜１１０は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。
【００３４】
第２のエッチングマスク１１２は、第１のエッチングマスク１０６と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００３５】
図１に示す工程で薄膜に開口部を形成したサンプルのＳＴＥＭ像の一例（一側面）を図２に示す。なお、図２のサンプルでは、窒化シリコン膜上にＴｉ膜を有し、Ｔｉ膜上にＡｌ層を有し、Ａｌ層を覆って窒化シリコン層を有し、窒化シリコン層は開口部を有し、該開口部にはＩＴＯ膜が設けられ、該開口部において、Ｔｉ膜とＩＴＯ膜が接触している。Ａｌ層は窒化シリコン層に覆われ、Ａｌ層とＩＴＯ膜は接触していない。
【００３６】
図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２を同一のフォトマスクにより形成することで、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、第１の導電膜１０２が露出するように絶縁膜１１０に開口部１１４を形成することができる。
【００３７】
ただし、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状が概略等しいため、第２の導電膜１０４のエッチング後退量によっては、導電層１０８を絶縁膜１１０により完全に覆うことが困難な場合がある。
【００３８】
そこで、本発明の一態様である開口部の形成方法のより好ましい形態について、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。
【００３９】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の一態様である開口部の形成方法の概略を説明する図である。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示す開口部の形成方法では、基板１００上に第１の導電膜１０２と第２の導電膜１０４を形成し、第２の導電膜１０４上に第１のエッチングマスク１０６を形成し、第１のエッチングマスク１０６を縮小させて、縮小された第１のエッチングマスク１１６を形成し（図３（Ａ））、縮小された第１のエッチングマスク１１６を用いて第２の導電膜１０４をエッチング（好ましくはウエットエッチング）することで導電層１１８を形成し（図３（Ｂ））、縮小された第１のエッチングマスク１１６を除去し、第１の導電膜１０２及び導電層１１８上に絶縁膜１１０を形成し（図３（Ｃ））、絶縁膜１１０上に第２のエッチングマスク１１２を形成し、第２のエッチングマスク１１２を用いて絶縁膜１１０に開口部１２０を形成する（図３（Ｄ））。ここで、第１のエッチングマスク１０６と第２のエッチングマスク１１２は、同一のフォトマスクにより形成する。そのため、第１のエッチングマスク１０６の形状と第２のエッチングマスク１１２の形状は概略等しいものとなる。このように形成された図３の開口部１２０は、図１の開口部１１４よりも面積を大きくすることができる。
【００４０】
なお、第１のエッチングマスク１０６の材料がレジストである場合には、第１のエッチングマスク１０６を縮小させるには、酸素プラズマによるアッシング工程を用いればよい。なお、第１のエッチングマスク１０６を縮小させる工程は、第１のエッチングマスク１０６の縮小量に応じて条件を適宜設定すればよい。
【００４１】
ここでは、第２の導電膜１０４のエッチングに用いるレジストマスクが、縮小された第１のエッチングマスク１１６であるため、第１の導電膜１０２が露出された部分の面積は、図１（Ｂ）の露出された部分の面積よりも大きい。従って、第２の導電膜１０４のエッチング後退量に関わらず、導電層１０８を絶縁膜１１０により完全に覆うことが容易になる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、少なくともフォトマスクの枚数を増加させることなく、積層構造の下部の導電層が露出するように該導電層上の絶縁膜に開口部を形成することができる。
【００４３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である半導体装置の作製方法について図面を参照して説明する。
【００４４】
まず、基板２００上に第１の導電膜２０２を形成し、第１の導電膜２０２上に第１のエッチングマスク２０４を形成する（図４（Ａ））。
【００４５】
基板２００は、絶縁性基板である。基板２００としては、例えば、ガラス基板、石英基板、セラミック基板の他、本作製工程の処理温度に耐えうる程度の耐熱性を有するプラスチック基板などを用いることができる。基板２００がガラス基板である場合には、第１世代（例えば、３２０ｍｍ×４００ｍｍ）〜第１０世代（例えば、２９５０ｍｍ×３４００ｍｍ）のものを用いればよいが、これに限定されるものではない。なお、基板２００は、透光性基板でなくてもよい。
【００４６】
第１の導電膜２０２は、例えば、導電性材料（例えば金属材料、または一導電型の不純物元素が添加された半導体材料など）を用いてスパッタリング法により形成する。なお、第１の導電膜２０２は、単層で形成してもよいし、複数の膜を積層して形成してもよい。例えば、Ｔｉ膜によりＡｌ膜を挟持した３層の積層構造とすればよい（図示しない）。
【００４７】
第１のエッチングマスク２０４としては、例えば、レジストマスクを形成すればよいが、エッチング工程においてマスクとして用いることができるものであれば特定のものに限定されない。
【００４８】
次に、第１のエッチングマスク２０４を用いて第１の導電膜２０２を加工して第１の導電層２０６を形成し、第１のエッチングマスク２０４を除去し、第１の導電層２０６を覆ってゲート絶縁層２０８を形成する（図４（Ｂ））。
【００４９】
ゲート絶縁層２０８は、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて絶縁性材料（例えば、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは酸化シリコンなど）膜を形成すればよい。なお、ゲート絶縁層２０８は、単層で形成してもよいし、複数の層を積層して形成してもよい。ここでは、例えば、窒化シリコン層上に酸化窒化シリコン層が積層された２層の積層構造とするとよい。
【００５０】
なお、「窒化酸化シリコン」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多いものであって、好ましくは、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）及び水素前方散乱法（ＨＦＳ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｆｏｒｗａｒｄ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５〜３０原子％、窒素が２０〜５５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が１０〜３０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５１】
なお、「酸化窒化シリコン」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多いものであって、好ましくは、ＲＢＳ及びＨＦＳを用いて測定した場合に、組成範囲として酸素が５０〜７０原子％、窒素が０．５〜１５原子％、シリコンが２５〜３５原子％、水素が０．１〜１０原子％の範囲で含まれるものをいう。
【００５２】
ただし、酸化窒化シリコンまたは窒化酸化シリコンを構成する原子の合計を１００原子％としたとき、窒素、酸素、シリコン及び水素の含有比率が前記範囲内に含まれるものとする。
【００５３】
なお、第１の導電層２０６は、少なくとも走査線とゲート電極を構成する。
【００５４】
なお、第１の導電層２０６は、液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いて選択的に形成されていてもよい。第１の導電層２０６の形成に液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いると、マスクの枚数が一枚減ることになり、好ましい。
【００５５】
なお、ゲート絶縁層２０８上に結晶性半導体膜を形成する場合には、ゲート絶縁層２０８に対して酸素を含むガスによりプラズマ処理を行うことが好ましい。ここで、酸素を含むガスとしては、例えば、Ｎ２Ｏガスが挙げられる。ゲート絶縁層２０８に対して酸素を含むガスによりプラズマ処理を行うことで、ゲート絶縁層２０８上に形成される結晶性半導体膜の結晶性を良好なものとすることができる。
【００５６】
次に、ゲート絶縁層２０８上に第１の半導体膜２１０と、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４と、を形成し、不純物半導体膜２１４上に第２のエッチングマスク２１６を形成する（図４（Ｃ））。
【００５７】
第１の半導体膜２１０は、大部分が結晶性である半導体膜である。結晶性半導体としては、例えば、微結晶半導体が挙げられる。ここで、微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む。）の中間的な構造の半導体をいう。微結晶半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な半導体であり、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状または針状の結晶粒が基板表面に対して法線方向に成長している半導体である。このため、柱状または針状の結晶粒の界面には、粒界が形成されることもある。なお、ここでの結晶粒径は、基板表面に対して平行な面における結晶粒の最大直径である。また、結晶粒は、非晶質半導体領域と、単結晶とみなせる微小結晶である結晶子を有する。なお、結晶粒は双晶を有する場合もある。
【００５８】
微結晶半導体としては、微結晶シリコンを用いればよい。微結晶半導体の一である微結晶シリコンでは、そのラマンスペクトルのピークが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。すなわち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１と非晶質シリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、またはＮｅなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し、良好な微結晶半導体膜が得られる。
【００５９】
なお、結晶性半導体膜に含まれる酸素及び窒素の濃度（二次イオン質量分析法による測定値）を低くし、好ましくはこれらの濃度を１×１０１８ｃｍ−３未満とすると、結晶性を高めることができる。
【００６０】
なお、結晶性半導体膜は、２段階の成膜処理により形成することが好ましく、２段階の成膜処理において、例えば、第１段階では５００Ｐａ程度の圧力下で厚さ５ｎｍ程度の微結晶シリコン膜を形成し、第２段階では５０００Ｐａ程度の圧力下で所望の厚さの微結晶シリコン膜を形成するとよい。第２段階では第１段階よりもシランの流量比を小さくし、高希釈な条件とするとよい。
【００６１】
第２の半導体膜２１２は、バッファ層として機能し、大部分が非晶質である半導体膜である。好ましくは、非晶質半導体と微小半導体結晶粒を有し、従来の非晶質半導体と比較して、一定光電流法（ＣＰＭ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥吸収スペクトル量が少ない半導体膜である。このような半導体膜は、従来の非晶質半導体膜と比較して欠陥が少なく、価電子帯のバンド端（移動度端）における準位のテイル（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い半導体膜である。
【００６２】
第２の半導体膜２１２には、ハロゲンや窒素を含んでいてもよい。窒素が含まれる場合には、ＮＨ基またはＮＨ２基として含まれていてもよい。
【００６３】
なお、ここで、第１の半導体膜２１０と第２の半導体膜２１２の界面領域は、微結晶半導体領域と、当該微結晶半導体領域の間に充填される非晶質半導体領域と、を有する。具体的には、第１の半導体膜２１０から錐形状に伸びた微結晶半導体領域と、第２の半導体膜２１２と同様の「非晶質半導体を含む膜」と、で構成される。
【００６４】
また、第２の半導体膜２１２によりバッファ層が設けられるため、トランジスタのオフ電流を小さくすることができる。そして、前記界面領域において、錐形状に伸びた微結晶半導体領域を有するため、縦方向（厚さ方向）の抵抗、すなわち、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４により構成されるソース領域またはドレイン領域と、の間の抵抗を低くすることができ、トランジスタのオン電流を高めることができる。すなわち、従来の非晶質半導体を適用した場合と比較すると、オフ電流を十分に低減させつつ、オン電流の低下をも抑制することができ、トランジスタのスイッチング特性を高くすることができる。
【００６５】
なお、完成したトランジスタにおいて、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層が薄くなるとオン電流が低下し、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層が厚くなると、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層と後に形成される第２の導電層の接触面積が広くなり、オフ電流が増大する。従って、オンオフ比を高くするためには、第１の半導体膜２１０を厚くし、更には後に説明するように、第１の半導体膜２１０により形成される第１の半導体層を含む薄膜積層体２１８の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。
【００６６】
前記微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって先端が細くなる錐形状の結晶粒により大部分が構成されているとよい。または、第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって幅が広がる結晶粒により大部分が構成されていてもよい。
【００６７】
また、前記界面領域において、微結晶半導体領域が第１の半導体膜２１０から第２の半導体膜２１２に向かって先端が細くなる錐形状に伸びた結晶粒である場合には、第１の半導体膜２１０側のほうが、第２の半導体膜２１２側と比較して、微結晶半導体領域の占める割合が高い。微結晶半導体領域は、第１の半導体膜２１０の表面から厚さ方向に成長するが、原料ガスにおいて堆積性ガス（例えば、シラン）に対する水素の流量が小さく（すなわち、希釈率が低く）、または窒素を含む原料ガスの濃度が高いと、微結晶半導体領域における結晶成長が抑制され、結晶粒が錐形状になり、堆積されて形成される半導体は、大部分が非晶質半導体となる。
【００６８】
なお、前記界面領域は、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基を含有することが好ましい。これは、微結晶半導体領域に含まれる結晶の界面、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面において、窒素、特にＮＨ基若しくはＮＨ２基がシリコン原子のダングリングボンドと結合すると、欠陥を低減し、キャリアが流れやすくなるためである。このため、窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基を１×１０２０ｃｍ−３乃至１×１０２１ｃｍ−３の濃度で含有させると、シリコン原子のダングリングボンドを窒素、好ましくはＮＨ基若しくはＮＨ２基で架橋しやすくなり、キャリアがより流れやすくなる。この結果、結晶粒界や欠陥におけるキャリアの移動を促進する結合ができ、前記界面領域のキャリア移動度が向上する。そのため、トランジスタの電界効果移動度が向上する。
【００６９】
なお、前記界面領域の酸素濃度を低減させることにより、微結晶半導体領域と非晶質半導体領域の界面または結晶粒間の界面における欠陥密度を低減させ、キャリアの移動を阻害する結合を低減させることができる。
【００７０】
不純物半導体膜２１４は、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体により形成する。トランジスタがｎ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素を添加した半導体として、例えば、ＰまたはＡｓを添加したシリコンが挙げられる。または、トランジスタがｐ型である場合には、一導電型を付与する不純物元素として、例えば、Ｂを添加することも可能である。しかし、トランジスタはｎ型とすることが好ましい。そのため、ここでは、一例として、Ｐを添加したシリコンを用いる。なお、不純物半導体膜２１４は、非晶質半導体により形成してもよいし、微結晶半導体などの結晶性半導体により形成してもよい。
【００７１】
不純物半導体膜２１４を非晶質半導体により形成する場合には、堆積性ガスの流量に対する希釈ガスの流量を１倍以上１０倍未満、好ましくは１倍以上５倍以下とすればよい。不純物半導体膜２１４を結晶性半導体により形成する場合には、堆積性ガスの流量に対する希釈ガスの流量を１０倍以上２０００倍以下、好ましくは５０倍以上２００倍以下とすればよい。
【００７２】
なお、ゲート絶縁層２０８から不純物半導体膜２１４までは同一チャンバー内で連続して形成することが好ましい。ゲート絶縁層２０８から不純物半導体膜２１４までの各々の層間の界面に不純物が含まれてしまうことを防止するためである。
【００７３】
第２のエッチングマスク２１６は、第１のエッチングマスク２０４と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００７４】
次に、第２のエッチングマスク２１６を用いて第１の半導体膜２１０と、第２の半導体膜２１２と、不純物半導体膜２１４と、をエッチングする。その後、第２のエッチングマスク２１６を除去することで、薄膜積層体２１８を得ることができる（図４（Ｄ））。
【００７５】
なお、ここで、前記したように、薄膜積層体２１８の側壁に絶縁化処理を行うことが好ましい。なぜなら、完成したトランジスタの第１の半導体層と第２の導電層が接するとオフ電流が増大してしまうことが多いからである。ここで絶縁化処理としては、薄膜積層体２１８の側壁を酸素プラズマ若しくは窒素プラズマに曝す処理、または薄膜積層体２１８の側壁が露出された状態で絶縁膜を形成し、該絶縁膜を異方性の高いエッチング方法により基板２００の表面に垂直な方向のエッチングを行うことで、薄膜積層体２１８の側壁に接してサイドウォール絶縁層を形成する処理が挙げられる。
【００７６】
次に、ゲート絶縁層２０８及び薄膜積層体２１８上に第２の導電膜２２０及び第３の導電膜２２２を形成し、第３の導電膜２２２上に第３のエッチングマスク２２４を形成する（図５（Ａ））。
【００７７】
なお、第３のエッチングマスク２２４を縮小させて、第３のエッチングマスク２２４に露出される第３の導電膜２２２の面積を拡大させてもよい。第３の導電膜２２２の露出される面積を拡大させると、後の工程で開口部２４４を形成した際に、第３の導電膜２２２により形成された第３の導電層２３２の側面と開口部２４４の間の距離を十分に確保することができ、第３の導電層２３２が開口部２４４により露出されることを防止することができる。ここで、第３のエッチングマスク２２４がレジストマスクである場合には、アッシング工程を行うことで第３のエッチングマスク２２４を縮小させればよい。
【００７８】
第２の導電膜２２０は、後に形成される第４の導電膜２４８と接することが可能な導電性材料膜である。第２の導電膜２２０としては、例えばＴｉ膜を用いる。
【００７９】
第３の導電膜２２２は、後に形成される第４の導電膜２４８と接触させると、その界面における抵抗が増大するなどの不都合が生じる導電性材料膜である。第３の導電膜２２２としては、例えばＡｌ膜を用いる。
【００８０】
第３のエッチングマスク２２４は、第１のエッチングマスク２０４及び第２のエッチングマスク２１６と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【００８１】
次に、第３の導電膜２２２をウエットエッチングなどにより縮小させるように加工する（図５（Ｂ））。第３の導電膜２２２を縮小させるように加工するには、第３の導電膜２２２を形成する材料と化学的に反応して第２の導電膜２２０を露出させるのみならず、エッチングされた第３の導電膜２２６の側面が第３のエッチングマスク２２４の側面よりも内側に設けられる条件を採用すればよい。
【００８２】
ここで、例えば第３の導電膜２２２がＡｌ膜である場合には、エッチャントとして、硝酸、酢酸及びリン酸を含む薬液を用いればよい。
【００８３】
次に、第３のエッチングマスク２２４を除去し、第４のエッチングマスク２２８を形成し、第４のエッチングマスク２２８を用いて第２の導電膜２２０及びエッチングされた第３の導電膜２２６を加工することで、第２の導電層２３０及び第３の導電層２３２を形成する。そして、第４のエッチングマスク２２８を用いて薄膜積層体２１８のエッチングを行う（図５（Ｃ））。なお、薄膜積層体２１８のエッチングは、第４のエッチングマスク２２８を除去し、第２の導電層２３０をエッチングマスクとして用いて行ってもよい。
【００８４】
なお、第２の導電層２３０と第３の導電層２３２が積層された導電層は、少なくとも信号線、ソース電極及びドレイン電極を構成する。
【００８５】
次に、第４のエッチングマスク２２８を除去し、保護絶縁膜２４０及び第５のエッチングマスク２４２を形成する（図６（Ａ））。ここで、第５のエッチングマスク２４２は、第３のエッチングマスク２２４と同一のフォトマスクにより形成する。なお、保護絶縁膜２４０は、少なくとも第１の半導体層２３４の露出された部分を覆って形成する。
【００８６】
次に、第５のエッチングマスク２４２を用いて保護絶縁膜２４０に開口部２４４を形成するように加工することで、開口部２４４が設けられた保護絶縁層２４６を形成する（図６（Ｂ））。
【００８７】
次に、開口部２４４を介して第２の導電層２３０に電気的に接続されるように、第４の導電膜２４８を形成する。
【００８８】
第４の導電膜２４８は、画素トランジスタに接続される画素電極を構成することから、透光性を有する材料により形成するとよい。
【００８９】
第４の導電膜２４８は、透光性を有する導電性高分子（導電性ポリマーともいう。）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した第４の導電膜２４８は、シート抵抗が１００００Ω／□以下であり、且つ波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。なお、導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子を用いることができる。例えば、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、またはアニリン、ピロール及びチオフェンの２種以上の共重合体若しくはその誘導体などが挙げられる。
【００９０】
または、第４の導電膜２４８は、例えば、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物などを用いて形成することができる。
【００９１】
なお、図示していないが、保護絶縁層２４６と第４の導電膜２４８の間に、スピンコーティング法などにより形成された有機樹脂層が設けられていてもよい。
【００９２】
次に、第４の導電膜２４８上に第６のエッチングマスク２５０を形成する（図６（Ｃ））。第６のエッチングマスク２５０を用いて第４の導電膜２４８をエッチングして第４の導電層２５２を形成する（図７）。
【００９３】
なお、第４の導電層２５２は、液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いて選択的に形成されていてもよい。第４の導電層２５２の形成に液滴吐出法（例えば、インクジェット法）などを用いると、マスクの枚数が一枚減ることになり、好ましい。
【００９４】
なお、以上説明した本実施の形態の薄膜トランジスタは好ましい一形態であり、これに限定されるものではない。例えば、第１の半導体膜２１０は微結晶半導体膜でなくてもよいし、第２の半導体膜２１２には微小半導体結晶粒が含まれていなくてもよい。または、第１の半導体膜２１０が設けられておらず、ゲート絶縁層２０８上に第２の半導体膜２１２が設けられていてもよい。
【００９５】
また、本実施の形態では、結晶性半導体層及び非晶質半導体層を形成する材料としてシリコンを用いているが、これに限定されず、結晶性半導体層及び非晶質半導体層を形成する材料として酸化物半導体を用いてもよい。
【００９６】
更には、第３の導電膜２２２を加工してエッチングされた第３の導電膜を形成するタイミングは上記説明に限定されない。すなわち、第３の導電膜２２２まで形成し（図５（Ａ））、第３の導電膜２２２上に第４のエッチングマスク２２８を形成し（図８（Ａ））、第４のエッチングマスク２２８を用いて第２の導電膜２２０及び第３の導電膜２２２を加工して第２の導電層２３０及び第３の導電層２６０を形成し、薄膜積層体２１８を加工することで薄膜トランジスタを形成し（図８（Ｂ））、第４のエッチングマスク２２８を除去して第３のエッチングマスク２２４を形成し、第３の導電層２６０を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電層２６２を形成し（図８（Ｃ））、その後、保護絶縁膜２４０を形成してもよい。
【００９７】
（実施の形態３）
実施の形態２で説明したように作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパーが挙げられる。電子ペーパーは、情報を表示するものであればあらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。例えば、電子ペーパーを用いて、電子書籍（電子ブック）、ポスター、デジタルサイネージ、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電車などの乗り物の車内広告、クレジットカード等の各種カードにおける表示等に適用することができる。電子機器の一例を図９に示す。
【００９８】
図９は、電子書籍の一例を示している。例えば、電子書籍３００は、筐体３０２および筐体３０４の２つの筐体で構成されている。筐体３０２および筐体３０４は、軸部３１４により一体とされており、該軸部３１４を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍と同様に取り扱うことが可能となる。
【００９９】
筐体３０２には表示部３０６及び光電変換装置３０８が組み込まれ、筐体３０４には表示部３１０及び光電変換装置３１２が組み込まれている。表示部３０６及び表示部３１０は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図９では表示部３０６）に文章を表示し、左側の表示部（図９では表示部３１０）に画像を表示することができる。
【０１００】
また、図９では、筐体３０２に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体３０２において、電源３１６、操作キー３１８、スピーカ３２０などを備えている。操作キー３１８により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子、またはＡＣアダプタおよびＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍３００は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１０１】
また、電子書籍３００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１０２】
（実施の形態４）
実施の形態２で説明したように作製した薄膜トランジスタを適用した半導体装置としては、電子ペーパー以外にもさまざまな電子機器（遊技機も含む）が挙げられる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１０３】
図１０（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置３２２は、筐体３２４に表示部３２６が組み込まれている。表示部３２６により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド３２８により筐体３２４を支持した構成を示している。
【０１０４】
テレビジョン装置３２２の操作は、筐体３２４が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機３３４により行うことができる。リモコン操作機３３４が備える操作キー３３２により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部３２６に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機３３４に、当該リモコン操作機３３４から出力する情報を表示する表示部３３０を設ける構成としてもよい。
【０１０５】
なお、テレビジョン装置３２２は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１０６】
図１０（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム３３６は、筐体３３８に表示部３４０が組み込まれている。表示部３４０は、各種画像を表示することが可能であり、例えばデジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０１０７】
なお、デジタルフォトフレーム３３６は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部３４０に表示させることができる。
【０１０８】
また、デジタルフォトフレーム３３６は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０１０９】
図１１は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０１１０】
図１１の携帯型のコンピュータは、上部筐体３４２と下部筐体３４４とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部３４６を有する上部筐体３４２と、キーボード３４８を有する下部筐体３４４とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部３４６を見て入力操作を行うことができる。
【０１１１】
また、下部筐体３４４はキーボード３４８の他に入力操作を行うポインティングデバイス３５２を有する。また、表示部３４６をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体３４４はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体３４４は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート３５０を有している。
【０１１２】
上部筐体３４２には更に上部筐体３４２内部にスライドさせて収納可能な表示部３５４を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部３５４の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部３５４をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０１１３】
表示部３４６または収納可能な表示部３５４は、液晶表示パネル、有機発光素子または無機発光素子などの発光表示パネルなどの映像表示装置を用いる。
【０１１４】
また、図１１の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体３４２と下部筐体３４４とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、表示部３５４をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを閉状態として表示部３４６を表示させず、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【符号の説明】
【０１１５】
１００ 基板
１０２ 第１の導電膜
１０４ 第２の導電膜
１０６ 第１のエッチングマスク
１０８ 導電層
１１０ 絶縁膜
１１２ 第２のエッチングマスク
１１４ 開口部
１１６ 縮小された第１のエッチングマスク
１１８ 導電層
１２０ 開口部
２００ 基板
２０２ 第１の導電膜
２０４ 第１のエッチングマスク
２０６ 第１の導電層
２０８ ゲート絶縁層
２１０ 第１の半導体膜
２１２ 第２の半導体膜
２１４ 不純物半導体膜
２１６ 第２のエッチングマスク
２１８ 薄膜積層体
２２０ 第２の導電膜
２２２ 第３の導電膜
２２４ 第３のエッチングマスク
２２６ エッチングされた第３の導電膜
２２８ 第４のエッチングマスク
２３０ 第２の導電層
２３２ 第３の導電層
２３４ 第１の半導体層
２３６ 第２の半導体層
２３８ 不純物半導体層
２４０ 保護絶縁膜
２４２ 第５のエッチングマスク
２４４ 開口部
２４６ 保護絶縁層
２４８ 第４の導電膜
２５０ 第６のエッチングマスク
２５２ 第４の導電層
２６０ 第３の導電層
２６２ エッチングされた第３の導電層
３００ 電子書籍
３０２ 筐体
３０４ 筐体
３０６ 表示部
３０８ 光電変換装置
３１０ 表示部
３１２ 光電変換装置
３１４ 軸部
３１６ 電源
３１８ 操作キー
３２０ スピーカ
３２２ テレビジョン装置
３２４ 筐体
３２６ 表示部
３２８ スタンド
３３０ 表示部
３３２ 操作キー
３３４ リモコン操作機
３３６ デジタルフォトフレーム
３３８ 筐体
３４０ 表示部
３４２ 上部筐体
３４４ 下部筐体
３４６ 表示部
３４８ キーボード
３５０ 外部接続ポート
３５２ ポインティングデバイス
３５４ 表示部
４００ 基板
４０２ ゲート電極層
４０４ ゲート絶縁層
４０６ 半導体層
４０８ 不純物半導体層
４１０ 導電層
４１２ 導電層
４１４ 導電層
４１６ ソース電極及びドレイン電極層
４１８ 保護絶縁層
４２０ 開口部
４２２ 画素電極層
５００ 基板
５０２ ゲート電極層
５０４ ゲート絶縁層
５０６ 半導体層
５０８ 不純物半導体層
５１０ 導電層
５１２ 導電層
５１６ ソース電極及びドレイン電極層
５１８ 保護絶縁層
５２０ 開口部
５２２ 画素電極層
６００ 基板
６０２ ゲート電極層
６０４ ゲート絶縁層
６０６ 半導体層
６０８ 不純物半導体層
６１０ 導電層
６１２ 導電層
６１６ ソース電極及びドレイン電極層
６１８ 保護絶縁層
６２０ 開口部
６２２ 画素電極層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、
前記第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、
前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項２】
基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、
前記第１のエッチングマスクを縮小させて、縮小された第１のエッチングマスクを形成し、
前記縮小された第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、
前記縮小された第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、
前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のエッチングマスクはレジストマスクであり、
前記縮小された第１のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項４】
第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、
前記第２のエッチングマスクを除去し、
前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、
前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクを除去し、
前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記第４のエッチングマスクを除去し、
前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、
前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、
前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、
前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、
前記第２のエッチングマスクを除去し、
前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、
前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３のエッチングマスクを縮小加工して縮小された第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、
前記縮小された第３のエッチングマスクを除去し、
前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記第４のエッチングマスクを除去し、
前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、
前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、
前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、
前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第３のエッチングマスクはレジストマスクであり、
前記縮小された第３のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
前記第２の導電膜はＴｉ膜であり、前記第３の導電膜はＡｌ膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記第４の導電膜はインジウム錫酸化物膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、
前記第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、
前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項２】
基板上に第１の導電膜と第２の導電膜を形成し、
前記第２の導電膜上に第１のエッチングマスクを形成し、
前記第１のエッチングマスクを縮小させて、縮小された第１のエッチングマスクを形成し、
前記縮小された第１のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜をエッチングすることで導電層を形成し、
前記縮小された第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電膜及び前記導電層上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記絶縁膜に開口部を形成し、
前記第１のエッチングマスクと前記第２のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のエッチングマスクはレジストマスクであり、
前記縮小された第１のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることを特徴とする開口部の形成方法。
【請求項４】
第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、
前記第２のエッチングマスクを除去し、
前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、
前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクを除去し、
前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記第４のエッチングマスクを除去し、
前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、
前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、
前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、
前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
第１のエッチングマスクを用いて第１の導電膜を加工することで第１の導電層を形成し、
前記第１のエッチングマスクを除去し、
前記第１の導電層を覆ってゲート絶縁層を形成し、
前記ゲート絶縁層上に、半導体膜及び第２のエッチングマスクを形成し、
前記第２のエッチングマスクを用いて前記半導体膜を加工して薄膜積層体を形成し、
前記第２のエッチングマスクを除去し、
前記ゲート絶縁層及び前記薄膜積層体上に第２の導電膜及び第３の導電膜を形成し、
前記第３の導電膜上に第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３のエッチングマスクを縮小加工して縮小された第３のエッチングマスクを形成し、
前記第３の導電膜を縮小させるように加工してエッチングされた第３の導電膜を形成し、
前記縮小された第３のエッチングマスクを除去し、
前記エッチングされた第３の導電膜上に第４のエッチングマスクを形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて前記第２の導電膜及び前記エッチングされた第３の導電膜を加工して第２の導電層及び第３の導電層を形成し、
前記第４のエッチングマスクを用いて薄膜積層体を加工することで半導体層を有する薄膜トランジスタを形成し、
前記第４のエッチングマスクを除去し、
前記薄膜トランジスタを覆って保護絶縁膜を形成し、
前記保護絶縁膜上に第５のエッチングマスクを形成し、
前記第５のエッチングマスクを用いて前記保護絶縁膜を加工することで、前記第３の導電層を覆ったまま前記第２の導電層を露出して開口部を有する保護絶縁層を形成し、
前記開口部を介して前記第２の導電層に接続されるように第４の導電膜を形成し、
前記第３のエッチングマスクと前記第５のエッチングマスクは同一のフォトマスクにより形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記第３のエッチングマスクはレジストマスクであり、
前記縮小された第３のエッチングマスクは、前記第１のエッチングマスクを酸素プラズマによりアッシングすることで形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一において、
前記第２の導電膜はＴｉ膜であり、前記第３の導電膜はＡｌ膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記第４の導電膜はインジウム錫酸化物膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１３８４１３（Ｐ２０１２−１３８４１３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８８３７３（Ｐ２０１０−２８８３７３）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]