半导体装置、电子器具以及制造半导体装置的方法

专利名称：半导体装置、电子器具以及制造半导体装置的方法
技术领域：
本发明涉及使用印刷法的半导体装置、电子器具以及制造半导体装置的方法。
背景技术：
薄膜晶体管(下文中也称作“TFT”)和采用该薄膜晶体管的电子电路是以如下方法制造的在衬底上叠放例如半导体、绝缘体、导体等各种类型的薄膜，之后适当地用光刻技术形成预定图形。光刻技术是利用光将被称为光掩模的电路等的图形转印到目标衬底上的一种技术，所述电路等的图形是在透明平板表面上用不透光的材料形成的。该技术已经广泛应用在半导体集成电路等的制造工艺中。
在应用常规光刻技术的制造工艺中，仅处理用被称作光抗蚀剂的光敏有机树脂材料形成的掩模图形就包括曝光、显影、烘焙、剥离等多级工艺。因此，光刻法步骤的数目越多，制造成本越不可避免地增加。为了解决上述问题，已经设法减少光刻步骤数目来制造TFT(例如，参考专利文献1)。
日本专利公开No.H11-251259发明内容本发明的目的在于提供一种技术，该技术在制作TFT、使用TFT的电子电路、以及由TFT形成的显示装置以及半导体装置中，能够实现光刻步骤数目的减少以及制造步骤的简化，而且即使是例如一边长超过1m的大面积衬底也能够实现低成本和高成品率。
本发明的另一个目的在于提供一种将构成该半导体装置、显示装置的布线等的构成物形成为又复杂又微细的形状的技术。
在本发明中，将液状组合物向润湿性被控制的被形成区域上附着几次，然后通过烘焙、干燥等来固化以形成导电层或用作形成导电层时的掩模层等的绝缘层。如将组合物分为数次喷射，则不会产生液滴的凝集等，从而可以形成为没有断线的稳定的图形形状。这样形成的导电层、绝缘层的形状由于之后喷射的液滴因形成区域的润湿性不同而不留在着落位置且移动到润湿性高的区域，所以成为稳定、连续的导电层或绝缘层。
在本发明中，如上所述地以多次喷射步骤形成连续的导电层。在第一喷射步骤中，含有导电性材料的组合物液滴附着到被形成区域，来在一条线上以一定间隔形成岛形状的第一导电层。第一导电层大致为反映液滴形状的圆形，其中心存在于直线的第一中心线上。接着，进行第二喷射步骤，以填埋、连接第一导电层之间。第二喷射步骤也是在一条线上以一定间隔喷射组合物的液滴。此时，使在第二喷射步骤中喷射的液滴中心与上述第一中心线上不重叠地(不一致)、也就是错开地喷射。因此，连接第二喷射步骤的液滴中心的第二中心线以一定间隔平行于第一中心线。
由于第一喷射步骤的液滴的第一中心线和第二喷射步骤的液滴的第二中心线以一定间隔平行，所以被形成的导电层的侧端部分具有连续的波状图形，成为左右弯曲的导电层。因此，成为锯齿形的布线(导电层)。
此外，在本发明中形成的导电层(布线)或绝缘层除了侧端部分以外膜厚也有不同厚度，并且其表面上具有反映液滴的凹凸形状。这是因为在喷射含有导电性材料或绝缘性材料的液状组合物之后，进行干燥或烘焙来固化而形成导电层的缘故。使用本发明形成的掩模层也与此同样，是具有不同膜厚且表面具有凹凸形状的掩模层。因此，使用这样的掩模层而被加工的导电层或绝缘层也反映掩模层的形状。此外，其表面的凹凸部分的形状或尺寸根据液滴组合物的粘度或去除、固化溶剂时的干燥步骤而不同。
注意，在本说明书中，半导体装置指的是能够应用半导体特性而工作的装置。使用本发明，可以制造具有多层布线层或处理器电路的芯片(以下也称作处理器芯片)等的半导体装置。
本发明还可应用于具有显示功能的显示装置。使用本发明的显示装置包括发光显示装置或液晶显示装置等，所述发光显示装置包含互相连接的发光元件和TFT，并且在发光元件中包含产生被称作场致发光(以下也称作“EL”)的发光的有机物或者有机物和无机物的混合物的层插入电极之间，所述液晶显示装置将具有液晶材料的液晶元件用作显示元件。
本发明的半导体装置之一，包括具有连续波状形状的侧端部分的布线，该布线含有有机材料。
本发明的半导体装置之一，包括左右弯曲的布线，该布线含有有机材料。
本发明的半导体装置之一，包括栅电极层、栅绝缘层、半导体层、源电极层和漏电极层，所述栅电极层具有连续波状形状的侧端部分。
本发明的半导体装置之一，包括栅电极层、栅绝缘层、半导体层、源电极层和漏电极层，所述栅电极层左右弯曲。
本发明的半导体装置之一，包括栅电极层、栅绝缘层、半导体层、源电极层和漏电极层，所述源电极层和漏电极层具有连续波状形状的侧端部分。
本发明的半导体装置之一，包括栅电极层、栅绝缘层、半导体层、源电极层和漏电极层，所述源电极层和漏电极层左右弯曲。
本发明的半导体装置的制造方法之一包括以下步骤，在向衬底上喷射由包含导电性材料的组合物构成的多个液滴的第一喷射步骤中，将第一液滴喷射为其中心位置位于衬底表面内的第一线上，在喷射多个液滴的第二喷射步骤中，将第二液滴向第一液滴之间喷射，并使其中心位置位于平行于第一线的第二线上，来形成具有连续波状形状的侧端部分的布线。
本发明的半导体制造方法之一包括以下步骤，在向衬底上喷射由包含导电性材料的组合物构成的多个液滴的第一喷射步骤中，将第一液滴喷射为其中心位置位于衬底表面内的第一线上，在喷射多个液滴的第二喷射步骤中，将第二液滴向第一液滴之间喷射，并使其中心位置位于平行于第一线的第二线上，来形成左右弯曲的布线。
本发明的半导体装置的制造方法之一包括以下步骤，在衬底上形成导电膜，在向导电膜上喷射由包含掩模层材料的组合物构成的多个液滴的第一喷射步骤中，将第一液滴喷射为其中心位置位于衬底表面内的第一线上，在喷射多个液滴的第二喷射步骤中，将第二液滴向第一液滴之间喷射，并使其中心位置位于平行于第一线的第二线上，来形成其侧端部分是波状形状的掩模层，使用该掩模层加工导电膜，而形成布线。
本发明的半导体装置的制造方法之一包括以下步骤，在衬底上形成导电膜，在向导电膜上喷射由包含掩模层材料的组合物构成的多个液滴的第一喷射步骤中，将第一液滴喷射为其中心位置位于衬底表面内的第一线上，在喷射多个液滴的第二喷射步骤中，将第二液滴向第一液滴之间喷射，并使其中心位置位于平行于第一线的第二线上，来形成具有左右弯曲形状的掩模层，使用该掩模层加工导电膜，而形成布线。
根据本发明可以将构成半导体装置、显示装置等的布线等构成物稳定地形成为所希望的形状。此外，可以降低材料的浪费和成本。因此，可以高成品率地制造具有高性能和高可靠性能的半导体装置以及显示装置。


图1A至1C是表示描述本发明的概念图；图2A至2C是表示描述本发明的概念图；图3是表示描述本发明的显示装置的俯视图；图4是表示描述本发明的显示装置的俯视图；图5A和5B是表示描述本发明的半导体装置的附图；图6A和6B是表示描述本发明的显示装置的俯视图；图7A至7C是表示描述本发明的显示装置的制作方法的附图；图8是表示描述使用本发明的保护电路的附图；图9A和9B是表示适用本发明的电子器具的附图；
图10A至10D是表示适用本发明的电子器具的附图；图11A至11G是表示适用本发明的半导体装置的附图；图12是表示可以适用于本发明的液滴喷射装置的结构的附图；图13A和13B是表示描述本发明的显示装置的附图；图14A和14B是表示描述本发明的显示装置的附图；图15A和15B是在实施例1中制作的样品的实验数据；图16A和16B是描述本发明的半导体装置的俯视图。
本发明的选择图为图1。
具体实施例方式
下面将通过参考附图来详细描述本发明。注意，本发明不局限于以下的描述，可以以多种不同形式被执行，在不脱离本发明的宗旨及范围的情况下各种变化和修改都是可能的，这对于所属领域的人员来说是显而易见的。因此，本发明不限于下文中描述的本发明的实施方式的内容。需要注意的是，在下文中所描述的本发明的结构中，不同的附图中相同的参考标记表示相同的部分或者具有相同功能的结构，并且不再重复说明。
实施方式1参照附图1A到1C描述本发明的实施方式。
本发明的特点在于通过可以选择性地形成为所希望的形状的方法，形成为了制造半导体装置以及显示装置等而必要的构成物、例如构成布线层、电极的导电层或形成预定图形的掩模层等中至少一个或更多，来制造半导体装置、显示装置。在本发明中，构成物(也称作图形)是构成薄膜晶体管或显示装置的导电层诸如布线层、栅电极层、源电极层和沟道电极层等、半导体层、掩模层、绝缘层等，并且包括构成形成为预定形状的所有构成物。作为可以选择性地以所希望的图形形成形成物的方法，使用液滴喷射法(根据其方式也称作喷墨法)，该液滴喷射法可以选择性地喷射由为特定目的而调配的组合物构成的液滴来以预定的图形形成导电层或绝缘层等。另外，还可以使用将构成物转印或写成为所希望的图形的方法，例如各种印刷法(以所希望的图形形成的方法，例如丝网(孔版)印刷、胶(平版)印刷、凸版印刷或铜版(凹版)印刷等)、分配器方法、选择性的涂敷法等。
在本实施方式中，将含有构成物形成材料的流动体的组合物作为液滴进行喷射，来形成为所希望的图形。向构成物被形成的区域喷射含有形成构成物的材料的液滴，进行烘焙、干燥等来固定来形成所希望图形的构成物。
附图12示出用于液滴喷射法的液滴喷射装置的一个例子。液滴喷射单元1403的每个喷头1405、1412连接到控制单元1407，并且被计算机1410控制为可以描画预先程序设计好的图形。关于描画的位置，例如以在衬底1400上所形成的标记1411为基准进行描画就可以。或者，以衬底1400的边缘为基准确定基准点就可以。然后基准点由摄像单元1404检测，在图像处理单元1409变换为数字信号，计算机1410识别此并在产生控制信号后发送到控制单元1407。作为摄像单元1404，可以使用利用电荷耦合元件(CCD)或互补金属氧化物半导体的图像传感器等。当然，在衬底1400上要形成的图形的数据是存入到记忆媒体1408的，基于该数据将控制信号送到控制单元1407，从而可以分别控制液滴喷射单元1403的每个喷头1405、1412。喷射的材料从材料供应源1413和1414经过管道分别供应到喷头1405、1412。
喷头1405内部如虚线1406所示那样由充填液状材料的空间和喷射嘴的喷嘴来构成。虽然附图中没有示出，喷头1412也有与喷头1405同样的内部结构。在喷头1412和喷头1405的喷嘴设置为互相不同的大小的情况下，可以同时以不同的宽度描画不同的材料。一个喷头可以分别喷射导电性材料或有机、无机材料等而描画，在层间膜等较大区域上描画的情况下，为了提高生产率可以从多个喷嘴同时喷射相同的材料而描画。在使用大型衬底的情况下，喷头1405和1412可以在衬底上按箭头方向自如地扫描，并且可以自由地设定描画的区域，从而可以在一个衬底上描画多个相同的图形。
在使用液滴喷射法形成导电层的情况下，喷射包含加工为粒子状的导电性材料的组合物，然后通过烘焙使此熔接或焊接而固化以形成导电层。如此，与通过溅射法等形成的导电层(或绝缘层)的大部分具有柱状结构相比，通过喷射包含导电性材料的组合物并烘焙来形成的导电层(或绝缘层)显示出含有大量粒界的多晶状态的情况居多。
参照图1用导电层的形成方法描述本发明的实施方式的概念。图1是导电层的俯视图。
如图1所示那样，导电层形成于衬底50上。因此，有必要控制导电层的被形成区域的衬底50表面对于包含形成导电层的导电性材料的液状组合物的润湿性。可以根据形成的导电层的宽度或图形形状适当地设定润湿性的程度，通过如下所示的处理可以控制该润湿性。在本实施方式中，当形成导电层时，被形成区域和包含导电性材料的组合物的接触角优选为20°或更大，更优选为20°至40°。
固体表面的润湿性由表面的状态变化而变化。如形成对于液状组合物润湿性低的物质，其表面则成为对于液状组合物润湿性低的区域(下文中，称作低润湿性区域)，如形成对于液状组合物润湿性高的物质，其表面则成为对于液状组合物润湿性高的区域(下文中，称作高润湿性区域)。在本发明中，控制表面的润湿性的处理意味着使液状组合物附着区域成为适合于将液状组合物形成为所希望的形状。
润湿性的程度还影响到接触角的大小。液状组合物的接触角大的区域成为润湿性更低的区域，接触角小的区域成为润湿性更高的区域。这是因为，如接触角大，具有流动性的液状组合物则不遍布于区域表面上，并且排斥组合物，所以不湿润其表面，另一方面，如接触角小，具有流动性的液状组合物则在表面上遍布，从而使表面充分润湿。因此，在润湿性不同的区域中，表面能源也不同。就是说，润湿性低的区域的表面能源小，润湿性高的区域的表面能源大。
首先，示出形成润湿性低的物质，控制而降低被形成区域表面的润湿性的方法。作为这种低湿润的物质，可以采用含有氟化碳基(氟化碳锁)的物质、或含有硅烷偶合剂的物质。硅烷偶合剂可以用化学式Rn-Si-X(4-n)(n＝1，2，3)表示。这里，R表示含有相对惰性的基比如烷基的物质。此外，X包括可以通过与基质表面的羟基或吸附水缩合来结合的水解基，例如卤素、甲氧基、乙氧基或者乙酸基。
另外，通过采用作为硅烷偶合剂的代表性实例的用R表示的具有氟烷基的氟基硅烷偶合剂(氟烷基硅烷(FAS))，可以进一步降低润湿性。FAS的R具有用(CF3)(CF2)x(CH2)y(x从0到10的整数，y从0到4的整数)表示的结构。在多个R或X结合到Si的情况下，R或X可以彼此完全相同或者不同。典型的FAS可以举出氟烷基硅烷，例如十七氟四氢癸基三乙氧基硅烷、十七氟四氢癸基三氯硅烷、十三氟四氢辛基三氯硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等。
作为润湿性低的物质，硅烷偶合剂的R可以使用没有氟化碳锁而具有烷基的物质，例如作为有机硅烷的十八烷基三甲氧基硅烷等。
作为包含低湿润度物质的溶液的溶剂，可以采用例如n-戊烷、n-己烷、n-庚烷、n-辛烷、n-癸烷、双环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、四甲基苯、茚、四氢化萘、十氢化萘、(角)鲨烯等之类的烃类溶剂或四氢呋喃等。
另外，作为控制润湿性为低以形成低润湿性区的组合物实例，可以采用具有氟碳(碳氟化合物)链的物质(氟树脂)。作为氟树脂的实例，可以采用聚四氟乙烯(PTFE；聚四氟乙烯树脂)、全氟烷氧基链烷(PFA；四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物树脂)、全氟乙烯丙稀共聚物(PFEP；四氟乙烯六氟丙稀共聚物树脂)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE；四氟乙烯-乙烯共聚物树脂)、聚偏二氟乙烯(PVDF；聚偏二氟乙烯树脂)、聚含氯三氟乙烯(PCTFE；聚三氟氯乙烯树脂)、乙烯-含氯三氟乙烯共聚物(ECTFE；聚三氟氯乙烯-乙烯共聚物树脂)、聚四氟乙烯-全氟氧配位(perfluorodioxol)共聚物(TFE/PDD)、聚氟乙烯(PVF；氟乙烯树脂)等。
此外，通过对无机材料或有机材料进行CF4等离子等处理来可以降低润湿性。例如，作为有机材料可以采用这样的材料，其中是将可溶性树脂比如聚乙烯醇(PVA)混合到例如为H2O的溶剂之中。此外，也可以将PVA和其它可溶性树脂混合而使用。也可以采用有机材料(有机树脂材料)(聚酰亚胺、丙烯酸)或硅氧烷材料。所谓硅氧烷材料相当于包括Si-O-Si键的树脂。硅氧烷是用硅(Si)与氧(O)的键构成其骨架结构的材料。作为取代基，采用至少含氢的有机基(例如丙烯基、芳香族烃)。作为取代基，也可采用氟基。或者，作为取代基，也可采用至少含氢的有机基和氟基。
在本实施方式中，通过用旋转涂覆法在衬底50表面上形成FAS来调整衬底50表面的润湿性。该润湿性是对包含构成在之后步骤中形成的导电层的导电性材料的液状组合物的润湿性而言的。
在形成导电层时，如通过一次喷射来形成导电层，则液滴有可能凝集并产生被称为凸起(bulge)的液体聚集，结果使导电层断线。在本发明中，通过多次喷射来形成导电层。也就是说，在第一喷射步骤中，使包含导电性材料的液状组合物散布地附着到被形成区域，并使液滴互相不接触。然后，通过第二次喷射包含导电性材料的组合物，来填埋在第一次喷射步骤中喷射的导电性材料的每个液滴之间，以形成连接的导电层。由于已经过了一段时间，在第一次喷射步骤中喷射的包含导电性材料的组合物被干燥而已经固化，所以不会与在第二喷射步骤中喷射的导电性材料凝集。如此制造导电层，可以形成虽为细线但稳定的导电层。
作为第一喷射步骤，用液滴喷射法在表面的润湿性被控制的衬底50上以线状喷射包含导电性材料的组合物的液滴来形成岛状的导电层51a至51e(参照图1A)。岛状的导电层51a至51e反映液滴的形状，并且连接这些导电层的中心的线是第一中心线Q1-R1。
接下来，作为第二喷射步骤，在导电层51a至51e之间喷射包含导电性材料的组合物的液滴并使该液滴中心位于离第一中心线Q1-R1有宽度d的地方(参照图1B)。在第二喷射步骤中喷射的液滴附着到衬底50之后，立即形成导电层52a至52d并且填埋导电层51a至51e之间，来形成连接的导电层53(参照图1C)。连接在第二喷射步骤中喷射的液滴中心的线是第二中心线Q2-R2，该中心线离第一中心线Q1-R1具有一定距离d，并且与第一中心线Q1-R1平行。
由于在第一喷射步骤和第二喷射步骤中，喷射的液滴的中心线是错开的，因此导电层53为侧端部分54a和54b具有连续波状形状的向左右弯曲的形状。侧端部分是具有振幅的波状形状。向左右弯曲的范围(导电层的宽度的范围)优选为液滴的直径的四倍或更小。如果连接在第一喷射步骤中喷射的导电层51a至51e和在第二喷射步骤中喷射的导电层52a至52d的中心，其线就成为不是直线而是具有以周期左右弯曲的形状的线。这样形成的布线的导电层53至少具有一部分弯曲的部分，其侧端部分具有凹凸。在本实施方式中，由于导电层53的侧端部分54a的凸部分和侧端部分54b的凹部分、侧端部分54a的凹部分和侧端部分54b的凸部分分别以中心线为轴彼此对应，因此导电层53的宽度大致是相同的。
但是，有可能导电层53的宽度波动。这是因为在第一喷射步骤中喷射的包含导电性材料的组合物固化的导电层表面、和所述润湿性被控制的衬底50表面，相对于包含导电性材料的液状组合物的润湿性不同。第二次喷射的液状的包含导电性材料的组合物以横跨方式被喷射向在第一喷射步骤中形成的导电层和衬底50表面双方。容易受到表面润湿性的影响的液状的包含导电性材料的组合物的一部分流入到在第一喷射步骤中形成的润湿性更高的导电层上。结果，有可能在第一喷射步骤中形成的区域的导电层宽度变粗，而在第二喷射步骤中形成的区域的导电层宽度变细。在这种情况下，也有可能形成宽度不均匀、宽度周期性地变化的导电层。
在邻接形成如上所述的左右弯曲、侧端部分具有波状形状的导电层的情况下，如果凸部分互相邻接，其导电层之间的宽度就变窄，如果凹部分互相邻接，其导电层之间的宽度就变宽，如此那样，导电层之间的宽度就变得不均匀。此外，因为还有个导电层互相接触的形状不良问题，所以不容易以一定宽度形成具有微细设计的导电层、绝缘层。
使用图2A至2C描述邻接形成导电层的例子。在本实施方式中，首先如图2A所示那样，通过第一喷射步骤形成导电层61a至61e、导电层61f至61j。此时，使作为第一导电层的一部分的导电层61a至61e的液滴中心和作为与此邻接的第二导电层的一部分的导电层61f至61j的液滴中心不在同一直线上。使导电层61f的中心位于导电层61a和导电层61b的中心之间，优选位于在将导电层61a和导电层61b的中心之间分割为三部分中的中央区域同样宽度的线上。
接下来，如图2B所示那样，通过第二喷射步骤喷射包含导电性材料的组合物来形成导电层62a至62d，并使其填埋在第一喷射步骤中形成的导电层61a至61e之间，则形成第一导电层63a。与此同样，通过第二喷射步骤喷射包含导电性材料的组合物来形成导电层62e至62h，并使其填埋在第一喷射步骤中形成的导电层61f至61j之间，则形成第二导电层63b。如图2B所示那样，在第二喷射步骤中，形成导电层62a至62d以及导电层62e至62h，这些导电层的中心线位于每个第一喷射步骤中形成的导电层61a至61e的中心线、以及导电层61f至61j的中心线的外侧。
然后，通过干燥、烘焙等固化，如图2C所示那样，形成具有周期性连续的波状形状的第一导电层63a和第二导电层63b。使用本发明的喷射方法，可以使第一导电层63a和第二导电层63b形成为其凸部分是互相不邻接的、错开的。并可以使第一导电层63a和第二导电层63b之间的宽度为比第一导电层和第二导电层分别具有的第一喷射步骤和第二喷射步骤中的中心线之间的距离的总和更小。因此，第一导电层63a和第二导电层63b即使其宽度小也可以稳定地形成。此外，还可以通过同样地喷射绝缘性材料形成绝缘层。因为可以以均匀的宽度形成，所以如果使用如此形成的掩模层，就可以进行微细、正确地加工。由微细地加工可以得到所希望的形状，所以该导电层如用作源极层、漏极层则可以缩小沟道宽度。因此，可以制造能够高速动作、具有高性能和高可靠性能的半导体装置。当制造时，因形状不良引起的不良减少，所以还有生产率和成品率升高的效果。
在本实施方式中，通过液滴喷射装置形成导电层53、第一导电层63a和第二导电层63b。液滴喷射装置概括为一种装置，其包括喷射液滴的装置例如具有组合物的喷射开口的喷嘴、安装有一个或者多个喷嘴的喷头等。包括在液滴喷射装置内的喷嘴的直径设定在0.02到100μm的范围内(优选0.02到30μm或者更小)，从该喷嘴喷射的组合物的喷射量设定在0.001到100pl的范围内(优选0.1到40pl，尤其优选0.1到10pl或者更少)。喷射量相对于喷嘴直径的尺寸成比例增加。此外，优选被处理的目标和喷嘴的喷射开口之间的距离尽可能地短，目的是将液滴滴落在所希望的位置。最好，将距离适当设定为在大约0.1到3mm的范围内(尤其优选，0.1到1mm或者更小)。
作为从喷射开口喷射出的组合物，采用溶解或者分散在溶剂中的导电性材料。导电性材料是诸如Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W或者Al等的一种或多种金属的微粒子或分散性纳米粒子。向所述导电性材料中可以混合Cd、Zn等的金属硫化物，Fe、Ti、Ge、Si、Zr、Ba等的氧化物，或者卤化银的一种或多种的微粒子或者分散性纳粒子。此外，作为导电性材料可以采用铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等，它们用作透明导电膜。导电性材料可以使用单一元素或混合多个元素的粒子。然而，作为从喷射开口被喷射的组合物，考虑到电阻率的值，优选将金、银和铜材料的任一种溶解或分散在溶剂中。更优选采用具有低电阻值的银或铜。但是，当采用银或铜时，作为对付杂质的对策，可以同时设置阻挡膜。可以将氮化硅膜或硼化镍(NiB)用作阻挡层。
被喷射的组合物是将导电性材料溶解或分散到溶剂中的组合物，还包含分散剂、称为粘合剂的热硬化性树脂。特别是关于粘合剂，具有防止烘焙时产生裂痕或融接状态的不均匀的作用。因此，有可能被形成的导电层含有有机材料。含有的有机材料根据加热温度、环境或时间而不同。该有机材料是起到金属粒子的粘合剂、溶剂、分散剂、以及覆盖材料的作用的有机树脂等，可以典型地举出聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、酚醛环氧树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、硅树脂、呋喃树脂、邻苯二甲酸二烯丙基树脂等。
此外，可以采用导电性材料的周围被另一种导电性材料涂覆，从而形成多层的粒子。例如，可以采用一种三层结构的粒子，其中在铜的周围涂覆硼化镍(NiB)，然后在硼化镍(NiB)的周围涂敷银。作为溶剂，可以采用诸如醋酸丁酯和醋酸乙烷的酯，诸如异丙醇和普通酒精的醇，诸如甲乙酮和丙酮的有机溶剂等或水。组合物的粘性优选20mPa.s或者更小，这是为了避免喷射时的干燥、以及使组合物平稳地从喷射开口被喷射。此外，组合物的表面张力优选为40mN/m或者更少。然而，可以根据所采用的溶剂或用途适当调整组合物的粘性等。例如，在溶剂中溶解或者分散了ITO、有机铟或者有机锡的组合物的粘性可以设定为从5到20mPa.s，在溶剂中溶解或者分散了银的组合物的粘性可以设定为从5到20mPa.s，以及在溶剂中溶解或者分散了金的组合物的粘性可以设定为从5到20mPa.s。
可以通过层叠多种导电性材料形成导电层。此外，可以采用银作为导电性材料通过液滴喷射法形成导电层之后，可用铜等进行涂镀。涂镀可以通过电镀或者化学(无电场)镀法来实施。可以通过将衬底表面放在充满包含涂镀材料的溶液的容器中浸渍来实施涂镀。还可以将衬底倾斜(或者垂直)放置，并且使含涂镀材料的溶液流过衬底表面之上来进行涂镀。当通过垂直放置衬底而涂覆溶液来实施涂镀时，即使使用大面积衬底，处理装置也可以实现小型化是个有益效果。
尽管取决于每一喷嘴的直径、所希望的图形的形状等，但导体的粒子直径优选为尽可能地小，这是为了避免喷嘴被塞住，以及为了制造出精细图案，粒子直径优选为0.1μm或者更小。通过电解法、雾化法、湿还原法等来形成组合物，且其粒径一般大约为0.01到10μm。然而，当实施气体蒸发法时，由分散剂保护的纳粒子很微小，大约为7nm。当使用覆盖剂覆盖每一粒子的表面之后，纳粒子不在溶液中凝集，并在室温下稳定地分散到溶剂中，并且示出和液体相近的行动。因此，优选采用覆盖剂。
喷射液状组合物的步骤可以在减压下进行。如在减压下进行，就不会在导体的表面产生氧化膜等，所以是优选的。在喷射组合物之后，进行干燥和烘焙的一个或两个步骤。干燥和烘焙的步骤虽然都是加热步骤，但是其目的、温度和时间不同，例如干燥以100℃进行3分钟，而烘焙以200至550℃进行15至60分钟。干燥步骤和烘焙步骤在常压或减压下，通过激光照射、快热退火或热熔炉等来进行。注意，进行该加热处理的定时或次数没有特别的限定。为了良好地进行干燥和烘焙的步骤，可以加热衬底。加热的温度尽管取决于衬底等的材料的性质，但一般设定为100至800℃(优选为200至550℃)。根据本步骤，挥发组合物中的溶剂或化学性除去分散剂的同时，通过周围的树脂硬化收缩来使得纳粒子彼此接触，并且加速熔接和焊接。
可以将连续振荡或者脉冲振荡的气体激光器或者固体激光器用于激光照射。受激准分子激光器、YAG激光器等可以用作前者的气体激光器。采用掺杂有Cr、Nd等的YAG、YVO4、GdVO4等的晶体的激光器可以被用作后者的固体激光器。注意的是，涉及到激光的吸收率，优选采用连续振荡激光器。此外，可以采用组合了脉冲振荡和连续振荡的激光照射方法。然而，根据衬底的耐热性，用激光照射的热处理优选在几微秒到几十秒之内一霎进行，为的是不破坏该衬底。快热退火(RTA)通过在惰性气体环境中利用照射从紫外到红外的光的红外线灯或者卤素灯迅速升高温度并加热几微秒到几分钟来进行。因为霎时进行该处理，实质上可以仅仅加热位于顶部表面的薄膜，而位于下层的膜不受其影响。因此，即使是具有低耐热性的衬底比如塑料衬底也不受其影响。
另外，在通过液滴喷射法喷射组合物来形成导电层、绝缘层等之后，为了提高其平整性，可以用压力挤压其表面来平坦化。作为挤压的方法，可以用辊形物体在其表面上扫描来消除凹凸，或者可以用平板形物体垂直挤压其表面。挤压时，可以进行加热步骤。此外，也可以用溶剂等软化或溶解其表面，用气刀消除其表面的凹凸。此外，也可以用CMP法抛光其表面。该步骤可以适用于平坦化由液滴喷射法导致在表面上产生的凹凸。
根据本发明，即使是因要实现小型化、薄膜化而密集、复杂地配置布线等的设计，也可以稳定地形成良好形状的所希望的图案，并且可以提高可靠性和生产性。此外，材料的浪费也少，可以实现降低成本。因此，可以成品率高地制造具有高性能、高可靠性的半导体装置、显示装置。
实施方式2在本实施方式中，描述适用本发明的显示装置的例子。
图6A是示出根据本发明的显示面板结构的俯视图。其包括在具有绝缘表面的衬底2700之上将像素2702排列成矩阵的像素部分2701、扫描线输入端子2703以及信号线输入端子2704。可以依据各种标准确定像素数量。XGA的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1024×768×3(RGB)，UXGA的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1600×1200×3(RGB)，以及完全规格高视觉的使用RGB的全色显示的像素数量可以是1920×1080×3(RGB)。
通过交叉从扫描线输入端子2703伸出的扫描线和从信号线输入端子2704伸出的信号线将像素2702配置设置为矩形。每一像素2702设置有开关元件以及连接到其上的像素电极。开关元件的典型实例是TFT。TFT的栅电极被连接到扫描线，且其源极或者漏极被连接到信号线，这样使得每一像素可以被从外部输入的信号独立控制。
TFT包括作为其主要构成因素的半导体层、栅极绝缘层以及栅极电极层。连接到形成在半导体层的源极以及漏极区的布线层也被包括在TFT。TFT的典型结构有顶栅型TFT，其中从衬底一侧顺序设置半导体层、栅极绝缘层以及栅电极层，还有底栅型TFT，其中从衬底一侧顺序设置栅电极层、栅极绝缘层以及半导体层。这些结构的任何一种都可以应用于本发明。
如图6A所示那样，向扫描线或信号线输入的信号可以通过采用COG(玻璃上带有芯片)法将驱动器IC2751安装在衬底2700上来控制。作为另一种安装方式，也可以采取如图6B所示的TAB(带式自动键合)法。驱动器IC可以形成在单晶半导体衬底上，也可以在玻璃衬底上由TFT形成电路。在图6A和6B中，驱动器IC 2751连接到FPC(柔性印刷电路板)2750。
当设置在像素内的TFT由结晶性高的多晶(微晶)半导体形成时，扫描线驱动电路可以在衬底上形成。当设置在像素内的TFT由具有较高迁移率的多晶(微晶)半导体、单晶半导体等形成时，可以在衬底上一体形成扫描线驱动电路以及信号线驱动电路。
用图4、图14A和14B来描述本实施方式。详细地说，对于使用本发明、具有发光元件的发光显示装置的制造方法进行说明。图4是显示装置像素部分的俯视图，其中沿线A-B的截面图示于图14B。此外，图14A是显示装置的俯视图，并且其中沿线L-K(包括I-J)的截面图也示于图14B。
由硼酸钡玻璃、硼酸铝等形成的玻璃衬底、石英衬底、金属衬底、或者可以耐本制造步骤的处理温度的塑料衬底都可以用作衬底100。此外，衬底100的表面通过CMP等进行抛光以平坦化。此外，可以在衬底100之上形成绝缘层。利用含有硅的氧化物材料或者氮化物材料通过诸如CVD法、等离子体CVD法、溅射法或者旋转涂敷法由单层或者叠层形成绝缘层。不形成该绝缘层也是可以的，然而，其具有阻挡污染物从衬底100进入的作用。
在衬底100之上形成栅电极层103和104。可以通过CVD法、溅射法、液滴喷射法等来形成栅电极层103和104。栅电极层103和104可以由选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素、以该元素为主要成分的合金材料或者化合物材料来形成。可选择的，也可以采用以掺杂有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为代表的半导体膜、或者AgPdCu合金。可以采用单层结构或者层叠结构，例如，氮化钨(WN)膜和钼(Mo)膜的两层结构，或者按顺序层叠50nm厚的钨膜、500nm厚的铝和硅的合金(Al-Si)膜以及30nm厚的氮化钛膜的三层结构。此外，在三层结构的情况下，可以采用氮化钨代替第一导电膜的钨，可以采用铝和钛的合金(Al-Ti)膜代替第二导电膜的铝和硅的合金(Al-Si)膜，以及可以采用钛膜代替第三导电膜的氮化钛膜。
在需要加工栅电极层103和104的形状的情况下，可以在形成掩模之后通过干法蚀刻或者湿法蚀刻进行加工。可以通过用ICP(感应耦合等离子体)蚀刻法适当控制蚀刻条件(施加于线圈型电极的电功量、施加于衬底侧电极的电功量、衬底侧的电极温度等)将电极层蚀刻为锥形形状。要注意的是以Cl2、BCl3、SiCl4和CCl4等为代表的氯基气体，以CF4、SF6和NF3等为代表的氟基气体，或者O2都可以被适当用作蚀刻气体。
通过选择性喷射组合物可以形成用于加工的掩模。通过这样选择性地形成掩模来可以简化加工步骤。可将诸如环氧树脂、丙烯酸树脂、酚树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺甲醛树脂或者聚氨酯树脂的树脂材料用作掩模。此外，可以采用有机材料诸如苯并环丁烯、聚对二甲苯、闪光(flare)或者透光的聚酰亚胺，由诸如硅氧烷基聚合体聚合制得的化合物材料，含有溶于水的均聚物以及溶于水的共聚物合成材料等通过液滴喷射法形成掩模。可选择的，可以采用市场上销售的含有光敏材料的抗蚀剂材料，例如，可以采用典型的正性抗蚀剂诸如酚醛清漆树脂和光敏剂萘醌二叠氮基化合物，或者负性抗蚀剂诸如基极树脂、二苯硅烷二醇和酸生成剂。采用任何材料时，通过调整溶剂的浓度或者添加表面活性剂等适当控制表面张力和粘性。
形成栅电极层103和104可以通过在形成导电膜之后，由掩模层加工为所希望的形状来形成。
随后，在栅电极层103和104之上形成栅极绝缘层114。栅极绝缘层114可以由硅的氧化物材料或者氮化物材料等形成，可以是叠层或者是单层。在本实施方式中，采用氮化硅膜、氧化硅膜的两层结构。可选择的，可以采用氧氮化硅膜单层、或者三层或更多层结构。最好使用具有致密膜质的氮化硅膜。在通过液滴喷射法形成的导电层中使用有银、铜等的情况下，如在其上形成氮化硅膜或者NiB膜作为阻挡膜，则有防止杂质的扩散和平整表面的效果。注意的是，优选在反应气体中包括稀有气体元素诸如氩，并且使该气体混合到要形成的绝缘膜中，目的是在较低的成膜温度下形成具有小栅极漏电流的致密绝缘膜。
接下来，形成半导体层。可以根据需要形成具有一导电性型的半导体层。另外，也可以通过形成具有n型的半导体层来制造n沟道型TFT的NMOS结构、通过形成具有p型的半导体层来制造p沟道型TFT的PMOS结构、由n沟道型TFT和p沟道型TFT而构成CMOS结构。此外，也可以为了给予导电性，将给予导电性的元素掺杂添加，并且在半导体层形成杂质区，来形成n沟道型TFT和p沟道型TFT。也可以通过用PH3气体进行等离子体处理来向半导体层给予导电性，而代替形成具有n型的半导体层。
用作形成半导体层的材料可以采用以下半导体，即利用以硅烷或者锗烷为代表的半导体材料气体通过气相生长法或者溅射法来制造的非晶形半导体(下文中也称作“AS”)、利用光能或者热能通过对非晶形半导体进行结晶来形成的多晶半导体、半晶(也称作微晶或者微晶体)半导体(下文中也称作“SAS”)等。半导体层可以通过各种方法(溅射法、LPCVD法或等离子体CVD法等)来形成。
SAS是这样一种半导体，其具有介于非晶形结构和晶体结构(包括单晶和多晶)之间的中间结构，且具有在自由能方面稳定的第三态，还包括具有短程序列和晶格畸变的结晶区域。在膜内至少一部分区域上可以观察到0.5nm到20nm的结晶区域。当以硅作为主要组分时，喇曼光谱转换到520cm-1的较低频率侧。在X-射线衍射中观察到由硅的晶格畸变引起的衍射峰值(111)或者(220)。含有至少1原子％或者更多的氢或者卤素用于终结悬浮键。通过硅化物气体的辉光放电分解(等离子CVD)来形成SAS。SiH4被用作典型的硅化物气体。此外，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等也可被用作硅化物气体。此外，可以混合F2或者GeF4。可以用H2或者H2和选自He、Ar、Kr和Ne的一种或者多种稀有气体稀释该硅化物气体。稀释比率的范围从1∶2到1∶1000。压力的范围大致从0.1Pa到133Pa，以及功频范围从1MHz到120MHz，优选从13MHz到60MHz。衬底加热温度优选为300℃或者更低，以及也可以在100℃到200℃的温度形成膜。作为在形成膜时主要掺杂的杂质，理想的是，来自大气成分的诸如氧、氮或者碳的杂质为1×1020cm-3或者更少；尤其，氧浓度为5×1019cm-3或者更少，优选为1×1019cm-3或者更少。通过添加稀有气体元素诸如氦、氩、氪或者氖以进一步加强晶格畸变来得到稳定性加强了的优越的SAS。此外，作为半导体层，利用氢基气体形成的SAS层可叠层在利用氟基气体形成的SAS层之上。
非晶半导体可以代表性地举出氢化非晶硅，结晶半导体可以代表性地举出多晶硅等。多晶硅包括高温多晶硅、低温多晶硅和添加促进结晶化的元素等而结晶化的多晶硅等，所述高温多晶硅是以在800℃或更高的温度下形成的以多晶硅为主要材料的所谓高温多晶硅，所述低温多晶硅是以在600℃或更低的温度下形成的以多晶硅为主要材料的所谓低温多晶硅。当然还可以采用如上所述的半结晶半导体或者在部分半导体层内含有晶相的半导体。
此外，作为半导体的材料，除了硅(Si)、锗(Ge)等单一成分的物质之外，还可以使用化合物半导体诸如GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN、SiGe等。此外，也可以使用氧化锌(ZnO)。在ZnO用于半导体层的情况下，可以将Y2Ox、Al2O3、TiO2、这些的叠层等用作栅绝缘层，将ITO、Au、Ti等用作栅电极层、源电极层、漏电极层。此外，也可以将In或Ga等添加到ZnO中而使用。
当结晶半导体层被用作半导体层时，可以实施各种方法(激光结晶法、热结晶法、利用促进结晶的元素诸如镍的热结晶法等)作为制造该结晶半导体层的方法。也可以通过向SAS的微晶半导体进行激光照射使其结晶而增强结晶率。在不导入促进结晶的元素的情况下，在向非晶硅膜照射激光之前，通过在温度500℃的氮环境中，加热一个小时，来使非晶硅膜中含有的氢释放得膜中所含的氢浓度变为1×1020原子/cm3或更低。这是因为用激光照射含有多量氢的非晶硅膜时，该膜会被破坏。
用于将金属元素导入非晶半导体层的方法，只要能够使得该金属元素存在于非晶半导体层的表面或者内部便没有特别限制。例如，可以使用溅射法、CVD法、等离子体处理法(包括等离子体CVD法)、吸附法或者涂敷金属盐溶液的方法。这些方法中，利用溶液的方法简单方便并且由于可以容易地调整金属元素的浓度所以有用。优选在氧气环境中通过UV光照、热氧化法、用含有羟基的臭氧水或者过氧化氢处理等形成氧化膜，以便改善非晶半导体层表面的湿润度，并且将水溶液散布于非晶半导体层的整个表面上。
此外，可以组合热处理和激光照射以结晶非晶半导体层。可选择的，可以多次单独进行热处理或激光照射。
此外，可以通过线状等离子体法在衬底上直接形成结晶半导体层。可选择的，可以利用线状等离子体法在衬底上选择性地形成结晶半导体层。
可以利用印刷法、分配器方法、喷涂法、旋转涂敷法、液滴喷射法等由有机半导体材料形成半导体。在此情况下，由于不需要上述蚀刻步骤，可以减少步骤数量。将低分子量材料、高分子量材料等用作有机半导体，此外，也可以采用诸如有机色素、导电高分子量材料等材料。优选通过共轭双键组成构架的π-电子共轭高分子量材料作为用于本发明的有机半导体材料。代表性的，可以采用可溶的高分子量材料诸如聚噻吩、聚芴、聚(3-烷基噻吩)、聚噻吩的衍生物或者并五苯。
此外，可以用于本发明的有机半导体材料包括通过形成可溶性的前体之后实施处理可以形成半导体层的材料。注意，作为这种有机半导体材料可以举出聚亚噻吩基亚乙烯基、聚(2，5-噻吩基亚乙烯基)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔亚乙烯等。
为了将前体转换为有机半导体，除了进行热处理以外，还将氯化氢气体等的发应催化剂添加到前体中。作为能够溶解可溶性有机半导体材料的典型溶剂可以使用甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、苯甲醚、氯仿、二氯甲、γ丁内酯、丁基溶纤剂、环己胺、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、环己酮、2-丁酮、二氧杂环己烷、二甲基甲酰胺(DMP)、THF(四氢呋喃)等。
在栅极绝缘层114上形成半导体层105和106。在本实施方式中，结晶化非晶半导体层形成结晶半导体层作为半导体层105和106。在结晶化步骤中，将促进结晶化的元素(也称为催化剂元素、金属元素)添加到非晶半导体层，并且通过进行热处理(在550至750℃的温度下进行3分钟至24个小时)来结晶化。作为促进结晶化的元素、尤其是促进结晶化该硅的金属元素，可以使用选自铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、钌(Ru)、铹(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、铜(Cu)以及金(Au)的一种或多种。在本实施方式中，使用镍。
为了从结晶半导体层中去除或减少促进结晶的元素，形成与结晶半导体层接触的包含杂质元素的半导体层以用作吸气装置(gettering sink)。可使用n型杂质元素、p型杂质元素、稀有气体元素等作为杂质元素。例如，可使用选自磷(P)、氮(N)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硼(B)、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)的一种或多种。在该实施方式中，形成包含氩的半导体层作为包含杂质元素的半导体层，并用作吸气装置。含氩的半导体层形成于包含促进结晶的元素的结晶半导体层上，并进行热处理(在550到750℃的温度下进行3分钟到24小时)。结晶半导体层中包含的促进结晶元素移入含氩的半导体层，结晶半导体层中包含的促进结晶的元素被去除或减少。此后，去除用作吸气装置的含氩的半导体层。含作为赋予n型的杂质元素的磷(P)的n型半导体层形成于半导体层上。n型半导体层用作源极区和漏极区。在本实施方式中，用半非晶半导体形成n型半导体层。将如上那样形成的半导体层、n型半导体层加工为所希望的形状，而形成半导体层105、106和n型半导体层。在半导体层105上的n型半导体层由之后的加工成为n型半导体层115a和115b。如果使用液滴喷射法形成用于加工半导体层和n型半导体层的掩模层，半导体层的形状则反映于其侧端部分是波状形状的形状。
通过利用液滴喷射法形成由绝缘体诸如抗蚀剂或者聚酰亚胺构成的掩模。利用该掩模通过蚀刻在栅极绝缘层114的一部分上形成开口，并且露出位于下层的栅电极层104的一部分。作为蚀刻加工，等离子体蚀刻(干蚀刻)或者湿式蚀刻都可以采用。然而，等离子体蚀刻适于处理大面积衬底。将氟基气体比如CF4、NF3或者氯基气体比如Cl2或者BCl3用作蚀刻气体，并且也可以适当添加惰性气体诸如He或者Ar。此外，当使用大气压放电的蚀刻加工时，可以实施局部地放电加工，并且，不必在整个衬底之上形成掩模层。
用于形成开口的加工的掩模也可以通过选择性地喷射组合物来形成。如此选择性地形成掩模，使得加工步骤简单化。可将诸如环氧树脂、丙烯酸树脂、酚树脂、酚醛清漆树脂、三聚氰胺甲醛树脂或者聚氨酯树脂的树脂材料用作掩模。此外，可以采用有机材料诸如苯并环丁烯、聚对二甲苯、闪光(flare)或者透光的聚酰亚胺，由诸如硅氧烷基聚合体聚合制得的化合物材料，含有溶于水的均聚物以及溶于水的共聚物合成材料等通过液滴喷射法形成掩模。可选择的，可以采用含有光敏材料的市场上销售的抗蚀剂材料，例如，可以采用典型的正性抗蚀剂诸如酚醛清漆树脂和光敏剂萘醌二叠氮基化合物，或者负性抗蚀剂诸如基极树脂和二苯硅烷二醇和酸生成剂。采用任何材料时，通过调整溶剂的浓度或者添加表面活性剂等适当控制表面张力和粘性。
此外，在本实施方式中，当通过液滴喷射法形成用于加工为所希望形状的掩模时，优选执行作为预处理的控制被形成区域的润湿性的处理。通过控制润湿性、和喷射时的液滴直径来可以稳定地形成为所希望的形状(线宽等)。在使用液状材料的情况下，该步骤可以适用于任何形成物(绝缘层、导电层、掩模层、布线层等)的预处理。
在具有n型的半导体层上形成源电极层或漏电极层107、108、电极层109、源电极层或漏电极层110和111。
在本实施方式中，将本发明适用于电源线112a至112c。利用在实施方式1所示的方法，通过液滴喷射法来制造电源线112a至112c，使此为左右弯曲的形状。这是因为在第一喷射步骤中喷射的液滴的中心线和在第二喷射步骤中喷射的液滴的中心线是平行而错开地形成的。这种弯曲形状的电源线由于可以流过比直线形状的电源线更大的电流，所以可以供给更大电力。
为了控制被形成区域的润湿性，在形成电源线112a至112c之前形成的物质，在形成电源线之后，可以存留残存的部分，也可以去除不必要的部分。通过使用氧等的灰化、蚀刻来去除。所述电源线112a至112c可以作为掩模使用。
形成源电极层或漏电极层107、108、电极层109、源电极层或漏电极层110、111之后，将半导体层、具有n型的半导体层加工为所希望的形状。在本实施方式中，通过液滴喷射法形成掩模来进行加工，然而，也可以将源电极层或漏电极层用作掩模，蚀刻而加工半导体层、具有n型的半导体层。
作为形成源电极层或漏电极层以及电源线的导电材料，可以使用主要含有Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)、Al(铝)、Mo(钼)等金属粒子的组合物。此外，可以组合具有透光特性的铟锡氧化物(ITO)、由铟锡氧化物和氧化硅构成的ITSO、有机铟、有机锡、氧化锌、氮化钛等。
在形成于栅极绝缘层114的开口中，使源电极层或漏电极层108和栅电极层104相互电连接。电极层109形成电容元件。
组合液滴喷射法使得可以比通过旋转涂敷法等的整个表面涂敷形成进一步防止浪费材料，降低成本。即使布线等因要实现小型化、薄膜化而被密集、复杂地配置设计，根据本发明也可以稳定地形成。
接下来，在栅电极层114上，形成第一电极层113。进行下面放射、上面放射和两面放射的任何一种来从发光元件发射光。在从衬底100侧放射光的情况下，可以由含有铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、含有氧化锌(ZnO)的铟锌氧化物(IZO)、氧化锌(ZnO)、掺杂了镓(Ga)的ZnO、氧化锡等的组合物来形成预定的图形，并且烘焙来形成第一电极层113。
优选，可以通过溅射法由铟锡氧化物(ITO)、含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化锌(ZnO)等形成第一电极层113。尤其优选利用以含有2到10wt％的氧化硅的ITO作为靶子通过溅射法形成的含有氧化硅的氧化铟锡。此外，可以采用其中ZnO掺杂有镓(Ga)的导电性材料，或者含有氧化硅并且以混合有2到20wt％的氧化锌(ZnO)的氧化铟作为靶子来形成的铟锌氧化物(IZO)。在通过溅射法形成第一电极层113之后，可以通过液滴喷射法形成掩模层，并且可以通过蚀刻形成所希望的图形。在本实施方式中，第一电极层113通过液滴喷射法由具有透光型的导电性材料而形成。具体来说，利用铟锡氧化物或者由ITO和氧化硅构成的ITSO来形成。
在形成源电极层或漏电极层111之前，第一电极层113可以选择性地形成在栅极绝缘层114之上。此时，在本实施方式中，源电极层或漏电极层111和第一电极层113的连接结构是源电极层或漏电极层111层叠在第一电极层113之上。当第一电极层113在形成源电极层或漏电极层111之前形成时，其可以形成在平坦的区域。因此，第一电极层113可以形成为具有更好的平坦性，这因为可以得到优良的覆盖性并且可以充分进行诸如CMP的抛光处理。
也可以采用这种结构，其中在源极层或漏极层111之上形成作为层间绝缘层的绝缘层，由布线层被电连接到第一电极层113。在这种情况下，开口部分(接触孔)不是通过去除绝缘层来形成的，而是可以在源极或漏极层111之上形成相对于绝缘层具有低润湿性的物质。之后，当通过涂敷法等涂敷含有绝缘体的组合物时，在除了形成有低润湿性物质的区域之外的区域上形成绝缘层。
在通过加热、干燥等来固化而形成绝缘层之后，去除具有低润湿性的物质以形成开口部分。将布线层形成为覆盖开口部分，并且将第一电极层113形成为接触到该布线层。用这种方法，由于不需要实施蚀刻来形成开口部分，因此，可以简化步骤。
此外，在制造顶面放射型的EL显示面板的情况下，采用将所产生的光放射到和衬底100侧相反的那侧的结构时，可以使用主要含有Ag(银)、Au(金)、Cu(铜)、W(钨)或者Al(铝)等金属粒子的组合物。作为其他方法，可以通过采取溅射法形成透明导电膜或者具有光反射性的导电膜，采取液滴喷射法形成掩模图形并组合蚀刻加工来形成第一电极层113。
采用CMP法或者利用聚乙烯醇基多孔坯体来清洗并抛光第一导电层113，以便平坦化其表面。此外，在用CMP法抛光之后，可以在第一电极层113的表面上实施紫外线照射或者氧等离子体处理等。
根据上述步骤，完成由底栅型的TFT和第一电极层被连接到衬底100来构成的用于显示面板的TFT衬底。此外，在本实施方式中的TFT是反向交错型。
随后，选择性地形成绝缘层(也称作分隔壁或者堤)121。形成绝缘层121以在第一电极层113之上具有开口部分。在本实施方式中，在整个表面上形成绝缘层121，并且利用抗蚀剂等的掩模进行蚀刻来加工成所希望的形状。当选择性地通过液滴喷射法、印刷法或者分配器方法等直接形成绝缘层121时，不一定必须执行蚀刻加工。根据本发明的预处理，也可以将绝缘层121形成为所希望的形状。
可以用以下材料形成绝缘层121包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、氮化铝、氮氧化铝或者其他的无机绝缘性材料；丙烯酸、甲基丙烯酸、或者其衍生物；耐热聚合体诸如聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑；或者以硅氧烷基材料作为初始材料而形成的由硅、氧、氢构成的化合物中包含Si-O-Si键的无机硅氧烷基材料；或者有机硅氧烷基绝缘材料，其中氢和硅的结合被有机基团诸如甲基或者苯基取代。绝缘层121也可以通过利用光敏性材料诸如丙烯酸或者聚酰亚胺，或者利用非光敏性材料来形成。优选绝缘层121为其曲率半径连续变化的形状。因此，增强了在绝缘层121之上形成的电致发光层122和第二电极层123的覆盖率。
通过液滴喷射法喷射组合物来形成绝缘层121之后，用一定的压力挤压绝缘层的表面以进行平坦化，目的是增强平整性。作为挤压的方法，可以用辊形物体在其表面上扫描来消除凹凸，或者也可以用平板形物体垂直按压其表面。可选择的，可以利用溶剂等软化或者溶化其表面，用气刀消除表面上的凹凸。此外，也可以用CMP法抛光其表面。当液滴喷射法引起凹凸时，可以将该步骤应用于平整其表面。当通过该步骤增强平整性时，可以防止显示面板的显示不均匀等；因此，可以显示高清晰度图像。
在用于显示面板的TFT衬底的衬底100之上形成发光元件。
在形成电致发光层122之前，通过在大气压下以200℃的温度实施热处理来去除在第一电极层119和绝缘层121中或者其表面吸附的湿气。此外，优选在低压下以200到400℃的温度，更优选250到350℃的温度实施热处理，然后通过真空蒸发法或者在低压下实施的液滴喷射法，不暴露于大气中地形成电致发光层122。
作为电致发光层122，通过使用蒸发掩模的蒸发法等选择性地分别形成各自产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的材料。与滤色镜相同，通过液滴喷射法可以形成各自产生红(R)、绿(G)和蓝(B)光的材料(低分子量材料或高分子量材料等)。在此情况下，由于即便不使用掩模也可以进行RGB的独立涂敷，所以是优选的。之后，在电致发光层122之上形成第二电极层123，以完成使用发光元件具有显示功能的显示装置。发光可以为三色都是从单态激发态回到基底态时的发光(荧光)、或三色都是从三重态激发态回到基底态时的发光(磷光)、或者将一色是荧光(或磷光)另外两色是磷光(或荧光)组合。也可以将磷光只用于R，将荧光用于G和B。具体来说，形成作为空穴输入层具有20nm厚度的铜酞箐(CuPc)膜，其上形成作为发光层具有70nm厚度的三(8-羟基喹啉)铝(Alq)膜，这种层叠结构也可以采用。可以通过添加荧光色素诸如二氢喹吖啶二酮、二萘嵌苯或DCM1等来控制发光色。
注意，如上所述的例子仅仅是可以用于电致发光层的有机发光材料的一个实例，绝不需要限于此。作为电致发光层的材料，可以使用有机材料(包括低分子量材料或高分子量材料)、或者有机材料和无机材料的复合材料等。可以通过自由地组合发光层、电荷输运层或电荷输入层来形成电致发光层(进行发光或为发光移动载流子的层)。例如，在本实施方式中示出了将低分子量有机发光材料用于发光层的例子，也可以使用中分子量有机发光材料或高分子量有机发光材料。注意，在本说明书中，中分子量有机发光材料意味着不具有升华性并且具有20或更少的分子量、10μm或更小的互相连锁的分子长度的有机发光材料。此外，通过旋转涂敷法形成作为空穴输入层具有20nm厚度的聚噻吩(PEDOT)膜，其上形成作为发光层具有100nm左右厚度的对苯撑亚乙烯基(PPV)膜，这样的层叠结构是使用高分子量有机发光材料的一个实例。注意，如使用PPV的π共轭高分子量，则可以选择红色到蓝色的发光波长。此外，作为电荷输运层或电荷输入层，可以使用碳化硅等的无机材料。
尽管没有示出，设置钝化膜以覆盖第二电极层123是有效的。在构成显示装置时提供的保护膜可以具有单层结构或者多层结构。作为钝化膜，可以采用由氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)、氧氮化硅(SiNO)、氮化铝(AlN)、氧氮化铝(AlON)、含氮量多于含氧量的氮氧化铝(AlNO)、氧化铝、金刚石形碳(DLC)或者含氮碳膜(CNx)构成的单层绝缘膜或组合上述的叠层的绝缘膜。例如，可以采用叠层诸如含氮碳膜(CNx)和氮化硅(SiN)的叠层，或者可以采用有机材料，还可以采用高分子诸如苯乙烯聚合物的叠层。此外，也可以使用硅氧烷材料。
此时，优选采用具有良好覆盖性的膜作为钝化膜，使用碳膜、尤其DLC膜是有效的。DLC膜由于可以在从室温到100℃或者更低的温度范围之内形成，因此在具有低耐热性的电致发光层之上容易地形成。可以通过等离子体CVD法(代表性的是RF等离子体CVD法、微波CVD法、电子回旋共振(ECR)CVD法、热灯丝CVD法等)、燃烧火焰法、溅射法、离子束蒸发法、激光蒸发法等来形成DLC膜。作为用于形成膜的反应气体，可以使用氢气和烃基气体(例如CH4、C2H2、C6H6等)。通过辉光放电离子化该反应气体，使该离子加速以和负自偏压所施加的阴极相撞来形成DLC膜。此外，可以通过采用C2H2气体和N2气体作为反应气体来形成CN膜。DLC膜由于具有对于氧的高阻挡效果，从而能够抑制电致发光层的氧化，因此，可以防止在随后进行的密封步骤中电致发光层氧化。
如图14B所示那样，形成密封剂136并用密封衬底140实施密封。之后，可以将柔性布线衬底连接到被形成为电连接到栅电极层103的栅极布线层，以便和外部电连接。被形成为电连接到源极层或漏极层107的源极布线层也相同。
在具有元件的衬底100和密封衬底140之间封入充填剂135来密封。与液晶材料相同，可以采用滴落法来封入充填剂。也可以充填氮等的惰性气体代替充填剂135。此外，通过在显示装置内设置干燥剂，可以防止由发光元件的水分引起的劣化。干燥剂可以在密封衬底140侧或具有元件的衬底100侧设置，也可以在密封剂136所形成的区域中的衬底上形成凹部地设置。此外，如在对应于和显示无关的区域诸如密封衬底140的驱动电路区域或布线区域等设置干燥剂，即使干燥剂是不透明的物质也不会降低开口率。可选择地，使充填剂135含有吸湿性材料从而具有干燥剂的功能。如上那样，完成使用发光元件并且具有显示功能的显示装置(参照图14A和14B)。
此外，FPC139由各向异性导电膜138贴到用于电连接显示装置内部和外部的端子电极层137，也就是说，FPC139和端子电极层137互相电连接。
图14A示出显示装置的俯视图。如图14A所示那样，像素区域150、扫描线驱动区域151a和151b、连接区域153由密封剂136密封到衬底100和密封衬底140之间，并且，在衬底100上设置由IC驱动器来形成的信号线驱动电路152。在驱动电路区域中设置有薄膜晶体管133和134，在像素区域中设置有薄膜晶体管101和102。
注意，在本实施方式中，示出了用玻璃衬底密封发光元件的情况。密封处理是为了保护发光元件不受水分影响的处理，可以采用以下方法的任何一种，即，用覆盖材料机械密封的方法、用热固化树脂或者紫外线固化树脂密封的方法、以及用具有高阻挡能力的薄膜诸如金属氧化物、氮化物等密封的方法。作为覆盖材料，可以采用玻璃、陶瓷、塑料或者金属，然而，当光从覆盖材料侧发射时，覆盖材料需要具有透光性。通过用密封剂诸如热固性树脂或者紫外线可固化树脂，将覆盖材料贴附在上述发光元件所形成的衬底上，然后通过采用热处理或者紫外光照射处理来固化树脂，以形成封闭空间。在该封闭空间内设置以氧化钡为代表的吸吸湿材料也是有效的。该吸湿材料可以在密封剂之上接触地设置，或者在分隔壁或者外围部分之上，这样不会阻挡从发光元件发出的光。此外，也可能用热固性树脂或者紫外光可固化树脂填充覆盖材料和发光元件所形成的衬底之间的空间。在这种情况下，在热固性树脂或者紫外光可固化树脂中添加以氧化钡为代表的吸湿材料是有效的。
在本实施方式中，尽管示出了开关TFT是单栅极结构的例子，但也可以应用多栅极结构诸如双栅极结构。在通过利用SAS或者结晶半导体制造半导体的情况下，也可以通过添加给予一种导电型的杂质来形成杂质区。在此情况下，半导体层可以具有浓度不同的杂质区。例如，可以使半导体层中的沟道区附近、并且与栅电极层叠层的区域为低浓度杂质区，以及使其外部区域为高浓度杂质区。
此外，本发明可以适用于薄膜晶体管。图16A和16B示出了使用如实施方式1中那样制作的左右弯曲的导电膜来制造薄膜晶体管的例子。图16A是薄膜晶体管，其包括栅电极层401、半导体层402、源电极层或漏电极层403a和403b。在图16A的薄膜晶体管中，将本发明应用于栅电极层401，该栅电极层401是具有连续波状形状的侧端部分的导电层。此外，图16B是薄膜晶体管，其包括栅电极层411、半导体层412、源电极层或漏电极层413a和413b。在图16B的薄膜晶体管中，将本发明应用于源电极层或漏电极层413a和413b，该源电极层或漏电极层413a和413b是具有连续波状形状的侧端部分的导电层。源电极层或漏电极层413a和413b以一定间隔稳定地被形成。此外，本发明可以基于需要的薄膜晶体管的特性、形状，被应用于半导体层或仅源电极层或仅漏电极层。
如上所述，在本实施方式中，通过用液滴喷射法在衬底上直接形成各种图形，即使使用一边1000mm或更长的第五世代以后的玻璃衬底，也可以容易地制造显示面板。
根据本发明，可以微细地加工并且稳定地形成具有必要功能的所希望的图形。此外，可以减少材料浪费和成本。因此，能够高产量地制造具有高性能、高可靠性的显示装置。
实施方式3用图3、13A和13B描述本发明的实施方式。更详细地说，描述使用了本发明的显示装置的制造方法。图3是显示装置像素部分的俯视图，图13B是基于图3中的E-F线的截面图。图13A也是显示装置的俯视图，图13B是基于图13A中的O-P线(包括U-W线)的截面图。注意，在本实施方式中，作为显示元件示出使用液晶材料的液晶显示装置的例子。因此，省略对于相同的部分或具有相同功能的部分重复说明。
由硼硅酸钡玻璃、硼硅酸铝玻璃等形成的玻璃衬底、石英衬底、金属衬底、或者可以耐本制造步骤的处理温度的塑料衬底都可以用作衬底200。此外，可以在衬底200之上形成绝缘层。利用含有硅的氧化物材料或者氮化物材料通过诸如CVD法、等离子体CVD法、溅射法或者旋转涂敷法由单层或者叠层形成绝缘层。该绝缘层并不一定必须要形成，然而，其具有阻挡污染物从衬底200进入的作用。
在衬底200之上形成栅电极层202。使用本发明的左右弯曲的导电层来形成电容布线层203a至203c。可以通过CVD法、溅射法、液滴喷射法等来形成栅电极层202。栅电极层202、电容布线层203a至203c可以由选自Ag、Au、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu的元素、以该元素为主要成分的合金材料或者化合物材料来形成。可选择的，也可以采用以掺杂有诸如磷的杂质元素的多晶硅膜为代表的半导体膜、或者AgPdCu合金。可以采用单层结构或者层叠结构，例如，氮化钨(WN)膜和钼(Mo)膜的两层结构，或者按顺序层叠钨膜、铝和硅的合金(Al-Si)膜以及氮化钛膜的三层结构。
在本实施方式中，用液滴喷射法在导电膜上形成掩模层，将导电膜加工为所希望的形状，形成电容布线层203a至203c。因此，如实施方式1所示那样，形成具有左右弯曲的形状的掩模层。并且，控制对于含有导电膜表面的掩模层形成材料的组合物的润湿性。对于掩模层形成材料的被形成区域的接触角优选为20度或更大，更优选为20至40度。在本实施方式中，形成含有烃基的物质或含有硅烷偶合剂的物质，来控制掩模层形成区域的润湿性。
使用液滴喷射装置错开液滴的中心线分两个阶段地喷射含有掩模层形成材料的组合物，以形成左右弯曲的掩模层。使用该掩模层对导电膜进行加工使其具有所希望地形状，以形成电容布线层203a至203c。通过使用具有左右弯曲形状的电容布线层，可以实现更多的容量。另外，当制造时，因形状不良引起的不良减少，所以还有生产率和成品率升高的效果。
在本实施方式中，形成电容布线层203a至203c之后，去除掩模层，照射紫外光，然后将含有氟化碳锁的物质或含有硅烷偶合剂的物质分解而去除。
形成栅极绝缘层208，并且形成半导体层204、具有n型的半导体层209a和209b、源电极层或漏电极层205和206，来制造薄膜晶体管201。
连接于源电极层或漏电极层206地形成像素电极层207。像素电极层207可以使用与实施方式2的第一电极层113相同的材料，在制造透过型的液晶显示面板的情况下，由组合物形成为预定的图形，然后烘焙来形成像素电极层207，该组合物包含铟锡氧化物(ITO)、含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等。
通过印刷法、分配器方法或旋转涂敷法，覆盖像素电极层207以及薄膜晶体管250地形成称作调整膜的绝缘层261。采用屏幕印刷法或胶印法可以选择性地形成绝缘层261。之后，实施研磨。接着，由液滴喷射法在形成像素的区域的外围形成密封材料282。
随后，通过夹着隔离物281将相对衬底266贴附到具有TFT的衬底200上，在其空隙中提供液晶层262来制造液晶显示装置，该相对衬底266设置有起到调整膜作用的绝缘层263、起到滤色镜作用的彩色层264、起到相对电极作用的导电体层265、以及偏振片267。此外，在衬底200的没有TFT的一侧也形成偏振片268。密封材料可以混合有填充物，此外，相对衬底266可以设置有屏蔽膜(黑矩阵)等。注意的是，作为形成液晶层的方法，可以使用分配型(滴落型)、在贴附相对衬底266之后利用毛细现象注入液晶的浸渍型(泵型)。
隔离物可以通过散布几μm的粒子来设置，但在本实施方式中在整个衬底上形成树脂膜后，将此加工为所希望的形状来形成隔离物。在通过旋涂器涂敷用于隔离物的这种材料后，通过曝光和显影步骤将此形成为预定图形。进一步，通过用干净的烤炉等以150到200℃加热并固化。这样形成的隔离物可根据曝光和显影步骤的条件而具有不同形状，优选的是，如果隔离物的形状是顶部平坦的柱状，当将相对侧的衬底贴在TFT衬底时，可确保作为液晶显示装置的机械强度。隔离物的形状可以是圆锥、锥形等而没有特别的限制。
形成连接部分以便连接通过上述步骤形成的显示装置内部和外部的布线衬底。在大气压或接近于大气压的压力下，通过使用氧气的灰化处理去除连接部分中的绝缘物层。通过使用氧气以及选自氢、CF4、NF3和CHF3的一种或多种气体进行该处理。在本步骤中，为了防止由静电引起的损坏或破坏在使用相对衬底密封后进行灰化处理，但在静电的影响少的情况下，在任何时机进行灰化处理也可以。
随后，在电连接到像素部分的端子电极层287上，夹着各向异性导电物层285地提供用于连接的布线衬底FPC286(参照图13B)。FPC286具有传达来自外部的信号和电位的作用。通过上述步骤，可以制造具有显示功能的液晶显示装置。
图13A是液晶显示装置的俯视图。如图13A所示，像素部分290、扫描线驱动区域291a和291b通过密封材料282被密封于衬底200和相对衬底280之间，并且将通过IC驱动器形成的信号线驱动电路292设置在衬底200上。在驱动区域中，设置有具有薄膜晶体管283和284的驱动电路。
本实施方式中的外围驱动电路设置有由n沟道型的薄膜晶体管283和p沟道型的薄膜晶体管284来构成的CMOS电路。
在本实施方式中，将驱动电路区域中的CMOS结构用作倒相器。在仅PMOS结构或仅NMOS结构的情况下，TFT的栅电极层的一部分被连接到源电极层或漏电极层。
尽管在本实施方式中描述了具有单栅极结构的开关TFT，但也可采用双栅极结构或多栅极结构。此外，在使用SAS或结晶半导体制造半导体时，可以通过添加赋予一种导电型的杂质来形成杂质区域。在这种情况下，半导体层可具有浓度不同的杂质区域。例如，半导体层的沟道区附近并且与栅电极层层叠的区域可以为低浓度杂质区域，而其外部区域可以为高浓度杂质区。
如上所述，在本实施方式中，通过使用液滴喷射法在衬底上直接形成各种导电层、绝缘层，即使在使用一边1000mm或更长的代五世代以后的玻璃衬底的情况下，也可容易地制造显示面板。
根据本发明，以微细地加工、稳定地形成具有必要功能的所希望的导电层、绝缘层。此外，可降低材料浪费和成本。因此，可以高产量制造高性能和高可靠性的显示装置。
实施方式4在本实施方式中，描述应用本发明的IPS(平面内切换，In-Plane-Switcing)模式的液晶显示装置的一个例子。
液晶显示模块可以使用TN(扭转向列Twisted Nematic)模式、IPS(平面内切换，In-Plane-Switcing)模式、MVA(多畴垂直取向，Multi-domainVertical Alignment)模式、ASM(轴线对称排列微单元，Axially Symmetricaligned Micro-cell)模式和OCB(光学补偿弯曲，Optically Compensated Bend)模式等。
IPS模式是通过使液晶分子与衬底大致平行地配置，并且产生与衬底平行的电场，来使液晶分子在衬底面中旋转，因此，IPS模式具有宽视野角。图8示出本实施方式的液晶显示装置的俯视图。
图8中的液晶显示装置包括栅电极层401、共同电极层402a至402c、半导体层403、源电极层或漏电极层404a和404b、薄膜晶体管405、像素电极层406a至406c。
连续地形成共同电极层402a至402c，并且连续地形成像素电极层406a至406c。在本实施方式中，将本发明应用于共同电极层以及像素电极层。因此，如实施方式1所示，共同电极层402a至402c以及像素电极层406a至406c是通过液滴喷射法来形成，并且其侧端部分是连续波状形状。
如侧端部分是连续波状形状，在弯曲点的上下方向产生的电场的方向则不同，液晶分子旋转的方向也不同。因此，视野角性能增高。本实施方式的共同电极层以及像素电极层的波状形状可以通过微细地加工来制作，这对视野角性能的增高更有效。此外，可以降低材料的浪费和成本。因此，可以高产量制造高性能和高可靠性的显示装置。
实施方式5在此描述使用本发明的保护电路的一个例子。
如图6A和6B所示，可以在外部电路和内部电路之间形成保护电路2713。由选自TFT、二极管、电阻元件以及电容元件等的一种或多种的元件来构成保护电路。设置保护电路可以防止电位的急变、元件的破坏或损伤，从而可以提高可靠性。
在本实施方式中制作的保护电路的布线层，用本发明将其一部分形成为左右弯曲的形状。图7A至7C描述在本实施方式中制作的保护电路的布线层的一个例子。
图7A至7C是如在实施方式1中所示那样制作的左右弯曲的布线层。图7A的布线层301a至301d是左右弯曲的形状，并且如实施方式1所示那样互相具有一定间隔地邻接。
图7B和7C示出的布线层311和321自身是其周边具有凹凸、左右弯曲的形状，并且是矩形。如果将布线层设置为矩形，在布线层之间产生电容。如图7B和7C所示，可以通过适当地控制布线层之间的间隔来确定电容的大小。
如此，当布线层是弯曲的形状、曲折的矩形时，可以提高布线层的电阻，并且起到保护电路的作用。因此，可以阻挡静电并防止静电破坏等引起的半导体装置的不良。保护电路不局限于本实施方式，可以通过适当地组合TFT、电容或二极管等来作为保护电路使用。保护电路进一步提高半导体装置的可靠性。
本实施方式可以与实施方式1至4分别组合来使用。
实施方式6使用根据本发明的显示装置可以完成电视装置。如图9A和9B所示那样，通过将实施方式3所示的使用液晶的液晶显示模块、实施方式2所示的使用EL元件的EL显示模块组合到框架来可以完成电视装置。使用EL显示模块、使用液晶显示模块分别完成EL电视装置、液晶电视装置。由显示模块形成主屏幕2003，另外具备作为附属设备的扬声器部分2009、操作开关等。如此，可以使用本发明完成电视装置。
显示面板2002组合到框架2001，除了由接收器2005接受一般的电视播放之外，通过使用调制解调器2004连接到有线或无线通信网络中，来可以进行单方向(从发送器到接收器)或双方向(发送器和接收器之间或接收器之间)的信息通信。可以使用组合到框架的开关或另外设置的遥控器件2006来操作电视装置。该遥控器件中也可以设置有显示输出的信息的显示部分2007。
此外，除了主屏幕2003以外，还可以用第二显示面板形成副屏幕2008，并且附加显示频道或音量等的结构。在此结构中，可以用视野角宽的EL显示面板形成主屏幕2003，用以低消耗电力可以显示的液晶显示面板形成副屏幕。此外，为了优先低消耗电力化，可以用液晶显示面板形成主屏幕2003，并且用EL显示面板形成副屏幕，可以使副屏幕具有能够一亮一灭的结构。根据本发明，即使在这样大型衬底上使用多个TFT或电子部件，也可以制造可靠性高的显示装置。
图9B示出具有大型诸如20至80英尺的显示部分的电视装置，其包括框架2010、显示部分2011、操作部分的遥控器件2012、扬声器部分2013等。本发明适用于制作显示部分2011。图9B的电视装置可以悬挂在墙上，这样就不需要为设置该电视装置的大空间。
当然，本发明不限于电视装置并可应用于各种用途，例如大尺寸显示媒介，包括个人计算机的监视器、火车站或机场的信息显示板、或者路上的广告显示板等。
实施方式7通过应用本发明可以制造各种显示装置。换句话说，本发明可应用于将这种显示装置组合到其显示部分的各种电子器具。
这种电子器具包括摄像机、数字照相机、投影仪、头戴式显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车音响、个人计算机、游戏机、便携式信息终端(诸如移动计算机、手提电话或电子书)、具备记录媒介的图像再现装置(特别是，具有用于再现记录媒介诸如数字通用盘(DVD)并能显示该再现图像的显示器的装置)等等。图10A至10D中示出这些例子。
图10A是个人计算机，它包括主体2101、框架2102、显示部分2103、键盘2104、外部连接端口2105、定位鼠标2106等。本发明应用于制造显示部分2103。通过使用本发明，即使在个人计算机被小型化、配线等变得更精细时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图10B示出了具备记录媒介的图像再现装置(具体是DVD再现装置)，它包括主体2201、框架2202、显示部分A 2203、显示部分B 2204、记录媒介(DVD等)读取部分2205、操作键2206、扬声器部分2207等。显示部分A 2203主要显示图像数据而显示部分B 2204主要显示文字数据。本发明应用于该显示部分A 2203和B 2204的制造。通过应用本发明，即使在图像再现装置被小型化并且布线等变得更精细时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图10C是手机，它包括主体2301、音频输出部分2302、音频输入部分2303、显示部分2304、操作开关2305、天线2306等。通过将根据本发明制造的显示装置应用于显示部分2304，即使在手机被小型化并且布线等变得更精细时，也可显示高可靠性和高质量的图像。
图10D是摄像机，它包括主体2401、显示部分2402、框架2403、外部连接端口2404、遥控接收部分2405、图像接收部分2406、电池2407、声音输入部分2408、操作键2409等。本发明可应用于显示部分2402。通过将根据本发明制造的显示装置应用于显示部分2402，即使在摄像机被小型化并且布线等变得更精细时，也可显示高可靠性和高质量的图像。本实施方式可自由地与上述实施方式组合。
实施方式8本实施方式示出在具有处理器电路的芯片诸如无线芯片、无线标签、无线IC、RFID、IC标签等中，将本发明的导电层应用于以无线接收或发送数据、或双方向地发送接收的天线的例子。
图5A是一种透视图，其示出本发明的半导体装置之一的具有处理器电路的芯片。作为集成电路可以使用处理器和系统处理器，所述处理器是具有各种信号处理功能的集合体，所述系统处理器具有处理器作为系统。附图标记1101表示集成电路，1105表示连接到集成电路1101的天线。附图标记1103表示还起到覆盖材料功能的支撑体，1104表示覆盖材料。集成电路1104和天线1105形成在支撑体1103上，并且覆盖材料1104与支撑体1103交叠，使得覆盖集成电路1101和天线1105。虽然不一定必须使用覆盖材料1104，但通过用覆盖材料1104覆盖集成电路1101和天线1105可以增加具有处理器电路的芯片的机械强度。
用于集成电路1101的半导体元件可以使用薄膜晶体管、存储元件、二极管、光电转换元件、电阻元件、线圈、电容元件、电感器等。
通过在集成电路1101上，或在支撑体1103和集成电路1101之间形成保护膜，可以提供一种具有处理器电路、高可靠性的芯片，该芯片的集成电路1101不会受到湿气等的污染。作为保护膜，可以使用具有阻挡功能的膜诸如氮化硅膜等。
图5B示出扩大天线1105中的区域1102的俯视图。在区域1102中，邻接地形成天线1105a至1105d。用如实施方式1所示的方法通过液滴喷射法来制作这些天线1105，其具有左右弯曲的形状。这是因为，以平行地形成第一次喷射的液滴中心线和第二次喷射的液滴中心线。互相邻接的天线1105a至1105d可以如实施方式1所示，以均匀间隔稳定地形成为所希望的形状。由于如此形成的天线1105不产生由形状不良引起的电气特性不良等，所以可以制造具有高可靠性的半导体装置。通过使用液滴喷射法形成天线，可以减少步骤数量、降低成本。
天线的特性取决于天线的模式。这是由于当天线和读取/写入器共振时产生的起电力取决于天线圈的频率、圈数、面积等，并且起电力高时的频率即共振频率取决于线圈的电感和电容，而且线圈的电感取决于线圈的模式如尺寸、形状、圈数、邻接的线圈之间的距离等。由于使用本发明可以更微细地加工天线的形状，所以，天线的形状的自由度和选择度增高。从而，可以制造具有进一步适于被要求的功能的特性的半导体装置。
在本实施方式中，示出了用不同的覆盖材料粘贴包括集成电路和形成在集成电路的层间绝缘膜上的天线的层叠体的实例，然而不局限于此，也可使用粘合剂固定天线所形成的覆盖材料和集成电路。此时，通过进行UV处理或超音波处理使用各向异性导电粘合剂或各向异性导电薄膜连接集成电路和天线，但，本发明不局限于此，可以使用各种方法。另外，天线不必总是等于具有处理器电路的芯片的尺寸，并且可以适当地更大或更小地设定。此外，发送或接收信号可以使用无线等的电磁波、光等。
也可采用以下结构；集成电路直接形成在支撑体，且作为覆盖膜使用氮化硅等的致密膜的结构，或通过剥离步骤形成集成电路，将此粘贴到支撑体和覆盖材料的结构。支撑体和覆盖材料可以使用具有柔性的材料，例如塑料、有机树脂、纸、纤维、石墨碳等。通过对于覆盖材料应用生物可降解树脂，可以将此分解为细菌等且将其返回到土壤。此外，由于本实施方式的集成电路由硅、铝、氧、氮等来形成，所以可以形成非污染的具有处理器电路的芯片。另外，通过对于覆盖材料使用焚烧不会引起污染的材料诸如纸、纤维、石墨碳等，可以烧掉或切断使用过的具有处理器电路的芯片。此外，由于当焚烧使用这些材料的具有处理器电路的芯片时，不会产生有毒气体，所以不会引起污染。
在将由剥离步骤形成的集成电路粘贴到支撑体、覆盖材料的情况下，支撑体和覆盖材料之间的集成电路可以形成具有5μm或更小的厚度，优选0.1至3μm的厚度。另外，当支撑体和覆盖材料的总厚度由d表示时，支撑体和覆盖材料的每个厚度都优选为(d/2)±30μm，更优选为(d/2)±10μm。此外，支撑体1103和第二覆盖材料优选形成具有10至200μm的厚度。并且，集成电路1101的面积为5mm的平方(25mm2)或更小，优选为0.3至4mm的平方(0.09至16mm2)。当支撑体1103和覆盖材料由有机树脂材料形成时，则具有耐弯曲的特性。与单晶半导体相比，通过剥离步骤形成的集成电路具有更耐弯曲的特性。由于集成电路、支撑体和覆盖材料可以粘结在一起而它们之间没有间隔，所以完成的具有处理器电路的芯片自身也具有耐弯曲的特性。这样由支撑体、覆盖材料围绕的集成电路可以放置在其他个体物的表面或内部，或嵌入在纸中。
本实施方式可以自由地组合上述实施方式1至8的任何一种。
实施方式9如实施方式8所示，可以应用本发明形成起到具有处理器电路的芯片(也称作无线芯片、无线处理器、无线存储器、无线标签)作用的半导体装置。本发明的半导体装置用于各种用途，例如可设置在纸币、硬币、有价证券、证书、无记名债券、包装容器、书籍、记录媒介、身边带的东西、交通工具、食物、衣服、健康产品、生活用具、医药品以及电子器具等。
纸币和硬币指的是市场上流通的货币，包括在特定区域内作为现金通用的货币(金券)和纪念币。有价证券指的是支票、证券、期票等，它们可配备具有处理器电路的芯片90(参照图11A)。证书指的是驾驶证、居民卡等，它们可配备具有处理器电路的芯片91(参照图11B)。交通工具指的是自行车等的车辆、船等，它们可配备具有处理电路的芯片96(参照图11G)。无记名债券指的是邮票、大米券、各种商品赠券等。包装容器指的是用于盒饭等的包装纸、塑料瓶等，它们可配备具有处理器电路的芯片93(参照图11D)。书籍指的是书等，它们可配备具有处理器电路的芯片94(参照图11E)。记录媒介指的是DVD软件、录像带等，它们可配备具有处理器电路的芯片95(参照图11F)。身边带的东西指的是包、眼镜等，它们可配备具有处理器电路的芯片97(参照图11C)。食品指的是食物产品、饮料等。衣服指的是衣服、鞋类等。健康产品指的是医疗器具、健康器具等。生活器具指的是家具、照明设备等。医药品指的是医药、农药等。电子器具指的是液晶显示装置、EL显示装置、电视装置(电视机或平面电视机)、手机等。
通过将具有处理器电路的芯片设置在纸币、硬币、有价证券、证书、无记名债券等，可以防止伪造。此外，通过将具有处理器电路的芯片设置在包装容器、书籍、记录媒介、身边带的东西、食物、生活用具、电子器具等，可以提高检验系统、租用系统的效率。通过将具有处理器电路的芯片设置在交通工具、健康产品、医药品等，可以防止伪造和偷窃，并且当用于药品时可以防止拿错药品。作为设置具有处理器电路的芯片的方法，可将其粘贴到产品的表面上或嵌入产品中。例如，对于书，可将芯片嵌入页中或者在用有机树脂制成包装的情况下将其嵌入有机树脂中。
此外，通过将具有可以根据本发明形成的处理器电路的芯片应用于产品管理系统或流通系统，可以实现该系统的高功能化。例如，通过提供在传送带旁边的读取器/写入器读取提供于标签上的具有处理器电路的芯片存储的数据，而读出关于流通过程和传送目的地等的数据，可以容易地进行产品的检查或行李的分配。
实施例1本实施例示出使用本发明在具有润湿性被控制的表面的衬底上形成掩模层的实例。
在衬底上层叠两个要被加工的导电膜，其上形成掩模层。预想通过加工导电膜来形成两个并列的导电层，将掩模层形成为所希望的导电层的形状。
作为衬底使用玻璃衬底，在其上层叠由TaN构成的第一导电膜和由W构成的第二导电膜。使用涂敷法在第二导电膜上形成FAS，来控制掩模层形成区域的润湿性。使用液滴喷射法向该润湿性被控制的第二导电膜表面上喷射含有掩模层形成材料的液状组合物。以45℃加热衬底。含有掩模层形成材料的组合物的主要成分是聚酰亚胺，作为溶剂混合surflon、乙二醇-n-单丁醚。刚刚附着到被形成区域的液滴的直径是70μm，液滴的重叠是20μm。图15A示出被制作的掩模层的光学显微镜照片。如图15A所示，邻接形成掩模层83和84。
使用图15B详细地说明喷射液滴的方法。图15B是模式图，模式地示出被形成的掩模层和刚刚附着到被形成区域的液滴的形状。喷射液滴以四次阶段进行，通过每个阶段的喷射来附着的液滴如模式图的旁边所示，第一阶段的液滴是向左的斜线的圆形，第二阶段的液滴是向右的斜线的圆形，第三阶段的液滴是点划线的圆形，以及第四阶段的液滴是虚线的圆形。此外，线85至88分别表示将第一至第四阶段喷射的液滴中心的线分别连接为一条线的线。
在每个阶段中，使同一阶段中喷射的液滴互相不接触而喷射液滴。在本实施例中，同一阶段中喷射的液滴间隔为100μm。此外，在第三和第四阶段中喷射，并使液滴中心位置于分别对应于第一和第二阶段中喷射的液滴之间的中央的线87和88上。
掩模层83和84都不是一次喷射就可形成连续的掩模层，而是两次喷射才可形成连续的掩模层。在本实施例中，通过第一和第三阶段的喷射步骤形成掩模层83，通过第二和第四阶段的喷射步骤形成掩模层84。在第一阶段的喷射步骤中喷射的液滴的中心在线85上，在第三阶段的喷射步骤中喷射的液滴的中心在线87上。同样地，在第二阶段的喷射步骤中喷射的液滴的中心在线86上，在第四阶段的喷射步骤中喷射的液滴的中心在线88上。将第一和第三阶段喷射的液滴中心分别连接的线85和87具有15μm的一定间隔，同样地，线86和88也具有15μm的间隔。因此，掩模层83和84由于其液滴中心线是错开的，所以具有侧端部分是连续的波状形状的左右弯曲的形状。
在本实施例中，当形成互相邻接的掩模层时，在每个线85和86上，并且在每个线87和88上，将下一阶段的液滴中心位置于和上一阶段中喷射的液滴中心不同的位置。因此掩模层83和84具有的侧端部分的波状形状的凸部和凹部的位置也是错开的，从而，掩模层83和84不会互相接触，并且具有间隔地形成。因此，根据本实施例，可以确认能够制作具有微细加工的形状的掩模层。
通过使用如此的掩模层83和84加工第一导电膜和第二导电膜，来可以制造以小间隔被配置、并且加工为微细形状的导电层。由于可以减小导电层之间的间隔，所以如果将该导电层应用于源电极层或漏电极层，则可以减小沟道宽度。因此，可以制造能够高速动作的具有高性能、高可靠性的半导体装置。并且，制造时由形状不良引起的不良减少，所以还具有提高成品率和产生率的效果。
本说明书根据2005年1月28日在日本专利局受理的日本专利申请编号2005-022248而制造，所述申请内容包括在本说明书中。
权利要求
1.一种半导体装置，包括布线，其中，所述布线含有金属材料和有机材料，并且，所述布线具有波状形状的侧端部分。
2.根据权利要求1的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的栅极布线。
3.根据权利要求1的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的源极布线。
4.根据权利要求1的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的漏极布线。
5.根据权利要求1的所述半导体装置，其中，所述半导体装置是选自显示装置、摄像机、数码照相机、计算机和便携式信息终端中的任何一个。
6.根据权利要求2至4中所述任何一项的半导体装置，其中所述半导体装置还包括半导体层和栅极绝缘膜。
7.一种半导体装置，包括布线，其中，所述布线含有金属材料和有机材料，并且，所述布线左右弯曲。
8.根据权利要求7的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的栅极布线。
9.根据权利要求7的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的源极布线。
10.根据权力要求7的所述半导体装置，其中，所述布线是晶体管的漏极布线。
11.根据权利要求8至10中所述任何一项的半导体装置，其中所述半导体装置还包括半导体层和栅极绝缘膜。
12.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤在第一直线上彼此有间隔地形成含有有机材料的多个第一液滴；以及在第二直线上彼此有间隔地形成含有所述有机材料的多个第二液滴，以便使该第二液滴连接到所述第一液滴。
13.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中，所述多个第一液滴和所述多个第二液滴含有金属材料。
14.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中该制造方法还包括对所述多个第一液滴和所述多个第二液滴所形成的表面上的等离子体处理。
15.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中该制造方法还包括以下步骤，即，在形成所述多个第一液滴的步骤之前，在衬底上形成硅烷偶合剂。
16.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中，所述硅烷偶合剂是氟烷基硅烷。
17.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中，通过液滴喷射法喷射所述多个第一液滴和所述多个第二液滴。
18.根据权利要求12的所述半导体装置的制造方法，其中，通过喷墨法喷射所述多个第一液滴和所述多个第二液滴。
全文摘要
本发明的目的在于提供提高材料的使用效率且简化制造步骤的半导体装置、显示装置以及其制造技术。此外，另一个目的在于提供将构成这些半导体装置、显示装置的布线等的图形以高控制性形成为所希望的形状的技术。在喷射由包含导电性材料的组合物构成的多个液滴的第一喷射步骤中，将第一液滴喷射为其中心位置位于第一线上，在喷射多个液滴的第二喷射步骤中，将第二液滴向第一液滴之间喷射并使其中心位置位于平行于第一线的第二线上，来形成具有连续波状形状的侧端部分的导电层。
文档编号H01L21/288GK1828932SQ20061000691
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月23日 优先权日2005年1月28日
发明者伊佐敏行, 森末将文, 川俣郁子 申请人:株式会社半导体能源研究所