薄膜晶体管的制造方法和薄膜晶体管技术

本发明专利技术提供能够使特性的波动减小的薄膜晶体管的制造方法和薄膜晶体管。形成由非晶硅构成的第1硅层14，从成为TFT(薄膜晶体管)的构成物的规定区域内的一部分或全部到规定区域的外部照射能量束，使照射了能量束的部分变化为多晶硅。另外，以使规定区域残留的方式蚀刻第1硅层14，以覆盖蚀刻后的第1硅层14的方式形成由非晶硅构成的第2硅层15。第1硅层14和第2硅层15成为TFT的沟道层。多晶硅的位置不会由于照射位置的波动而波动，减小沟道层内的多晶硅的位置的波动，减小TFT的特性的波动。

Fabrication methods and thin film transistors of thin film transistors

The invention provides a method for manufacturing thin film transistors capable of reducing fluctuations in characteristics and a thin film transistor. The first silicon layer 14 composed of amorphous silicon is formed from a part or all of the external irradiation energy beam of the prescribed region of the constitution of the TFT (thin film transistor), so that the part of the irradiated energy beam is changed into polysilicon. In addition, the first silicon layer 14 is etched in a manner that makes the prescribed region residual, and the second silicon layer 15 formed by amorphous silicon is formed by overlaying the etched first silicon layer 14. First silicon layer 14 and second silicon layer 15 become the channel layer of TFT. The location of polysilicon will not fluctuate due to the fluctuation of irradiation position, reduce the fluctuation of polysilicon position in the channel layer, and reduce the fluctuation of TFT characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜晶体管的制造方法和薄膜晶体管
本专利技术涉及薄膜晶体管的制造方法和薄膜晶体管。
技术介绍
在液晶显示器面板中，作为驱动用于显示像素的像素电极的有源元件，多使用了薄膜晶体管(TFT：ThinFilmTransistor)。在TFT中有将非晶硅用于半导体的TFT和将多晶硅用于半导体的TFT。多晶硅与非晶硅相比，迁移率大。因此，使用了多晶硅的TFT可以高速动作。相反，使用了非晶硅的TFT由于迁移率更小，因此能够使非动作时的漏电流减小。专利文献1中公开了利用了非晶硅和多晶硅这两者的特性的TFT。该TFT中，在绝缘性的基板上形成栅极，形成覆盖基板和栅极的绝缘层，在绝缘层上形成多晶硅层，在多晶硅层上形成非晶硅层，在非晶硅层上形成了源极和漏极。多晶硅层通过暂时形成非晶硅层，对非晶硅层照射激光，使非晶硅变化为多晶硅而形成。多晶硅层和非晶硅层作为沟道层发挥功能。迁移率等TFT的特性成为沟道层为多晶硅层时与沟道层为非晶硅层时的中间的特性。另外，开发了如下技术：不是使非晶硅层的全体变化为多晶硅，而是部分地对非晶硅层照射激光，使非晶硅层的一部分变化为多晶硅。通过控制使非晶硅层的一部分变化为多晶硅的量，从而能够适当地调整TFT的特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-114131号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在通过激光的照射使非晶硅层的一部分变化为多晶硅的技术中，在照射激光的位置上产生波动。因此，在非晶硅层内产生多晶硅的位置波动，TFT中的迁移率和漏电流等特性波动。作为特性变化的原因，认为将多晶硅的区域与源极和漏极投影于基板的区域重叠的部分的面积变化，该部分的寄生容量变化。另外，也认为由于将多晶硅的区域与源极和漏极各自投影于基板的区域重叠的部分的面积和形状变化，因此各电极的电位变化，迁移率变化。本专利技术鉴于该实际情况而完成，其目的在于提供通过减小沟道层内的多晶硅的位置的波动从而能够减小特性的波动的薄膜晶体管的制造方法和薄膜晶体管。用于解决课题的手段本专利技术涉及的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包含：在基板的表面形成栅极的工序、在形成了栅极的上述基板的表面形成绝缘膜的工序、在形成了上述绝缘膜后形成由非晶硅构成的第1硅层的工序、在上述第1硅层上从具有规定面积的规定区域内的一部分或全部到上述规定区域的外部照射能量束而使上述第1硅层中的照射了上述能量束的部分变化为多晶硅的工序、以使上述规定区域残留的方式将上述第1硅层蚀刻的第1蚀刻工序、覆盖蚀刻后的第1硅层而在比上述第1硅层宽广的范围形成由非晶硅构成的第2硅层的工序、以将覆盖上述第1硅层且比上述第1硅层宽广的部分残留的方式将上述第2硅层蚀刻的第2蚀刻工序、和形成使上述第1硅层和上述第2硅层成为了沟道层的源极和漏极的电极形成工序。本专利技术涉及的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，上述电极形成工序以将上述第1硅层中的多晶硅的部分与上述源极和上述漏极中的至少一者投影于上述基板的区域重叠的方式形成上述源极和上述漏极。本专利技术涉及的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，上述第1蚀刻工序包含：使用多灰度等级的光掩模形成光致抗蚀剂的工序，该光致抗蚀剂保护上述第1硅层上的上述规定的区域和与上述规定的区域邻接的区域，该光致抗蚀剂的保护与上述规定的区域邻接的区域的部分的厚度变得比保护上述规定的区域的部分的厚度薄；通过灰化从上述光致抗蚀剂将保护与上述规定的区域邻接的区域的部分除去的工序；从上述第1硅层将没有被上述光致抗蚀剂的残存部分保护的部分除去的工序，上述第2蚀刻工序包含：使用与上述第1蚀刻工序相同的光掩模形成光致抗蚀剂的工序，该光致抗蚀剂保护上述第2硅层上的覆盖上述第1硅层的区域和与该区域邻接的区域；从上述第2硅层将没有被上述光致抗蚀剂保护的部分除去的工序。本专利技术涉及的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，上述第1蚀刻工序和上述第2蚀刻工序包含使用相同的光掩模形成光致抗蚀剂的工序，使蚀刻的条件不同以使蚀刻后的第2硅层的面积变得比蚀刻后的第1硅层的面积大。本专利技术涉及的薄膜晶体管，具有：基板、在该基板的表面形成的栅极、在该栅极的上侧形成的第1硅层、在该第1硅层的上侧形成的第2硅层和一部分在该第2硅层的上侧形成的源极和漏极，其特征在于，上述第1硅层的一部分或全部由通过对非晶硅的能量束照射所生成的多晶硅构成，上述第2硅层由非晶硅构成、覆盖上述第1硅层的表面和侧面并且在比上述第1硅层宽广的范围形成。本专利技术涉及的薄膜晶体管，其特征在于，将上述第1硅层中的多晶硅的部分以及上述源极和上述漏极中的至少一者投影于上述基板的区域重叠。本专利技术中，TFT(薄膜晶体管)含有第1硅层和第2硅层。在TFT的制造方法中，形成由非晶硅构成的第1硅层，在第1硅层内从成为TFT的构成物的规定区域内的一部分或全部到规定区域的外部照射能量束，使照射了能量束的部分变化为多晶硅。另外，以使规定区域残留的方式对第1硅层进行蚀刻，比第1硅层宽广地形成由非晶硅构成的第2硅层以致覆盖蚀刻后的第1硅层。第1硅层和第2硅层成为TFT的沟道层。沟道层内的多晶硅的部分的位置对迁移率等TFT的特性产生影响。在第1硅层中通过能量束的照射而生成的多晶硅的部分内必要的部分以外被蚀刻除去，因此多晶硅的位置不是由能量束的照射决定，而是由蚀刻决定。因此，多晶硅的位置不会由于能量束的照射位置的波动而波动，使TFT的沟道层内的多晶硅的位置的波动减小。另外，本专利技术中，将第1硅层中的多晶硅的部分与源极和漏极中的至少一者投影于基板的区域重叠。将多晶硅的部分与源极和漏极各自投影于基板的区域重叠的面积和形状对TFT的特性产生影响。使该面积和形状的波动减小，使TFT的特性的波动减小。另外，本专利技术中，形成用于第1硅层的蚀刻的光致抗蚀剂时，使用多灰度等级的光掩模，形成厚度部分地变薄的光致抗蚀剂，从光致抗蚀剂将厚度薄的部分除去。在形成用于第2硅层的蚀刻的光掩模时，使用相同的光掩模形成光致抗蚀剂，没有进行厚度薄的部分的除去。能够使用相同的光掩模形成保护第1硅层的规定区域的光致抗蚀剂和保护第2硅层的比第1硅层宽广的区域的光致抗蚀剂。另外，本专利技术中，在第1硅层的蚀刻和第2硅层的蚀刻中，通过调整光刻中的曝光量等蚀刻的条件，从而形成第1硅层和尺寸更大的第2硅层。由此，即使在使用了二元光掩模的情况下，也能够采用相同的光掩模形成第1硅层和第2硅层。专利技术的效果本专利技术中，减小TFT的沟道层中的多晶硅的位置的波动，减小TFT的特性的波动。因此，可高精度地调整TFT的特性等，本专利技术发挥优异的效果。附图说明图1为现有的TFT的主要部分的截面示意图。图2为现有的TFT的主要部分的平面示意图。图3为表示现有的TFT的制造工序的截面示意图。图4为实施方式1涉及的TFT的主要部分的截面示意图。图5为实施方式1涉及的TFT的主要部分的平面示意图。图6为表示实施方式1涉及的TFT的制造方法的工序图。图7A为表示实施方式1涉及的TFT的制造工序的一部分的截面示意图。图7B为表示实施方式1涉及的TFT的制造工序的一部分的截面示意图。图7C为表示实施方式1涉及的TFT的制造工序的一部分的截面示意图。图7D为表示实施方式1涉及的TFT的制造工序的一部分的截面示意图。图7E为表示实施方式1涉及的TFT的制造工序的一部分的截面示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包含：在基板的表面形成栅极的工序；在形成了栅极的所述基板的表面形成绝缘膜的工序；在形成了所述绝缘膜后形成由非晶硅构成的第1硅层的工序；在所述第1硅层上从具有规定面积的规定区域内的一部分或全部到所述规定区域的外部照射能量束而使所述第1硅层中的照射了所述能量束的部分变化为多晶硅的工序；对所述第1硅层进行蚀刻以使所述规定区域残留的第1蚀刻工序；覆盖蚀刻后的第1硅层并且在比所述第1硅层宽广的范围形成由非晶硅构成的第2硅层的工序；对所述第2硅层进行蚀刻以使覆盖所述第1硅层并且比所述第1硅层宽广的部分残留的第2蚀刻工序；和形成使所述第1硅层和所述第2硅层成为了沟道层的源极和漏极的电极形成工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包含：在基板的表面形成栅极的工序；在形成了栅极的所述基板的表面形成绝缘膜的工序；在形成了所述绝缘膜后形成由非晶硅构成的第1硅层的工序；在所述第1硅层上从具有规定面积的规定区域内的一部分或全部到所述规定区域的外部照射能量束而使所述第1硅层中的照射了所述能量束的部分变化为多晶硅的工序；对所述第1硅层进行蚀刻以使所述规定区域残留的第1蚀刻工序；覆盖蚀刻后的第1硅层并且在比所述第1硅层宽广的范围形成由非晶硅构成的第2硅层的工序；对所述第2硅层进行蚀刻以使覆盖所述第1硅层并且比所述第1硅层宽广的部分残留的第2蚀刻工序；和形成使所述第1硅层和所述第2硅层成为了沟道层的源极和漏极的电极形成工序。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述电极形成工序形成所述源极和所述漏极，以致所述第1硅层中的多晶硅的部分以及所述源极和所述漏极中的至少一者投影于所述基板的区域重叠。3.根据权利要求1或2所述的薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，所述第1蚀刻工序包含：使用多灰度等级的光掩模形成光致抗蚀剂的工序，该光致抗蚀剂保护所述第1硅层上的所述规定的区域和与所述规定的区域邻接的区域，该光致抗蚀剂保护与所述规定的区域邻接的区域的部分的厚度变得比...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇津木觉，石田茂，高仓良平，松岛吉明，野寺伸武，松本隆夫，
申请(专利权)人：堺显示器制品株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP