薄膜晶体管及其制造方法技术

薄膜晶体管包括支承于基板的栅电极、覆盖栅电极的栅极绝缘层、配置于栅极绝缘层上且包含多晶硅区域p的半导体层，多晶硅区域p具有：半导体层，其包括第一区域Rs、第二区域Rd、以及位于第一区域与第二区域之间的沟道区域Rc；源电极s，其与第一区域电连接；漏电极d，其与第二区域电连接，保护绝缘层，其配置于半导体层与源电极及漏电极之间；i型半导体层，其以与沟道区域的一部分直接接触的方式配置于保护绝缘层与沟道区域之间，由本征的半导体构成；以及侧壁，其配置于保护绝缘层的侧面，i型半导体层具有比多晶硅区域大的带隙，当从基板的法线方向观察时，i型半导体层与第一区域之间以及i型半导体层与第区域之间，侧壁与沟道区域直接接触。触。触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜晶体管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。

技术介绍

[0002]薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称为“TFT”)例如在液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置的有源矩阵基板中用作开关元件。在本说明书中，这种TFT称为“像素用TFT”。作为像素用TFT，以往广泛使用以非晶硅膜(以下简称为“a-Si膜”)作为活性层的非晶硅TFT、以多晶硅(多晶硅)膜(以下简称为“poly-Si膜”)作为活性层的多晶硅TFT等。一般地，由于poly-Si膜的场效应迁移率比a-Si膜的场效应迁移率更高，因此，多晶硅TFT具有与非晶质硅TFT相比高的电流驱动力(即，导通电流大)。
[0003]将在活性层的基板侧配置有栅电极的TFT称为“底栅型TFT”，将在活性层的上方(基板的相反侧)配置有栅电极的TFT称为“顶栅型TFT”。若形成底栅型TFT作为像素用TFT，则有时比形成顶栅型TFT在成本方面更有利。
[0004]作为底栅型TFT，已知有沟道蚀刻型TFT(以下称为“CE型TFT”)和蚀刻阻挡型TFT(以下称为“ES型TFT”)。在CE型TFT中，在活性层上直接形成导电膜，对该导电膜进行图案化，从而得到源电极和漏电极(源/漏分离)。相对于此，在ES型TFT中，以用作为蚀刻阻挡发挥作用的绝缘层(以下，称为“保护绝缘层”)覆盖活性层的沟道部分的状态下进行源极-漏极分离工序。
[0005]多晶硅TFT通常为顶栅型，但也提出了底栅型的多晶硅TFT。例如在专利文献1中，公开了底栅型(ES型)的多晶硅TFT。现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1：特开平6-151856号公报

技术实现思路

本专利技术所要解决的技术问题
[0007]伴随着显示装置的大型化、高精细化，要求进一步提高TFT的沟道迁移率而提高导通特性。
[0008]本专利技术的一实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够具有高导通特性的底栅型的薄膜晶体管及其制造方法。用于解决技术问题的技术方案
[0009]本专利技术的一实施方式的薄膜晶体管包括：基板；栅电极，由所述基板支承；栅极绝缘层，覆盖所述栅电极；半导体层，配置于所述栅极绝缘层上，且包含多晶硅区域，所述多晶硅区域包括：第一区域；第二区域；以及沟道区域，位于所述第一区域和所述第二区域之间；源电极，电连接于所述第一区域；漏电极，电连接于所述第二区域；以及保护部，配置于所述半导体层与所述源电极以及所述漏电极之间，覆盖所述沟道区域，且不覆盖所述第一区域
以及所述第二区域；所述保护部具有：至少一个i型半导体层，被配置为与所述沟道区域的一部分直接接触，由本征半导体构成；保护绝缘层，配置于所述i型半导体层上；以及侧壁，配置于所述保护绝缘层的侧面；所述i型半导体层具有比所述多晶硅区域大的带隙，当从所述基板的法线方向观察时，在所述i型半导体层和所述第一区域之间，以及所述i型半导体层和所述第二区域之间，所述侧壁与所述沟道区域直接接触。
[0010]在某个实施方式中，从所述基板的法线方向观察时，所述侧壁包围所述i型半导体层。
[0011]在某个实施方式中，所述侧壁配置于所述保护绝缘层的所述侧面和所述i型半导体层的侧面。
[0012]在某个实施方式中，从所述基板的法线方向观察时，所述沟道区域中与所述i型半导体层接触的部分的合计面积为所述沟道区域整体的面积的50％以上且90％以下。
[0013]在某个实施方式中，所述源电极通过第一接触层与所述半导体层的所述第一区域连接，所述漏电极通过第二接触层与所述半导体层的所述第二区域连接，所述第一接触层和第二接触层分别包含由n
+
型非晶硅构成的n
+
型a-Si层。
[0014]在某个实施方式中，所述i型半导体层具有包含离散地配置的多个i型半导体岛的岛状结构。
[0015]在某个实施方式中，在从所述基板的法线方向观察时，所述半导体层还包括配置于所述多晶硅区域的外侧的非晶硅区域。
[0016]在某个实施方式中，所述i型半导体层为由本征非晶硅构成的i型a-Si层。
[0017]本专利技术的一实施方式的显示装置，具备上述任一项所述的薄膜晶体管，具备显示区域，所述显示区域具有多个像素，所述薄膜晶体管配置于所述多个像素的每一个中。
[0018]本专利技术的一实施方式的薄膜晶体管的制造方法，所述薄膜晶体管支承于基板，包含：在所述基板上，形成包括栅电极、覆盖所述栅电极的栅极绝缘层以及包含多晶硅区域的半导体层的工序；在所述半导体层上依次形成由本征半导体构成的i型半导体膜及保护绝缘膜的工序，所述i型半导体膜具有比所述多晶硅区域大的带隙；通过对所述i型半导体膜以及所述保护绝缘膜进行图案化，由所述i型半导体膜形成i型半导体层，且由所述保护绝缘膜形成保护绝缘层的工序，所述i型半导体层以及所述保护绝缘层将位于成为所述半导体层的沟道的部分的一部分上且位于成为所述半导体层的沟道区域的部分的两侧的第一区域以及第二区域露出；形成覆盖所述半导体层、所述i型半导体层及所述保护绝缘层的绝缘膜，进行各向异性蚀刻，从而由所述绝缘膜在所述保护绝缘层的侧面形成侧壁的工序；以覆盖所述半导体层、所述i型半导体层、所述保护绝缘层及所述侧壁的方式依次形成接触层形成用硅膜和导电膜的工序；源极/漏极分离工序，将所述保护绝缘层作为蚀刻阻止层，通过进行所述接触层形成用硅膜和所述导电膜的图案化，从所述接触层形成用硅膜形成与所述第一区域相接的第一接触层和与所述第二区域相接的第二接触层，由所述导电膜形成与所述第一接触层相接的源电极以及与所述第二接触层相接的漏电极。
[0019]在某个实施方式中，利用CVD法的成膜的初始生长阶段，形成所述i型半导体膜。
[0020]在某个实施方式中，所述i型半导体膜具有包含离散地配置的多个i型半导体岛的岛状结构。
[0021]在某个实施方式中，所述i型半导体层为由本征非晶硅构成的i型a-Si层。
[0022]本专利技术的一实施方式的显示装置的制造方法，所述显示装置具备权利要求1-8中任一项所述的薄膜晶体管，所述显示装置具备具有多个像素的显示区域，所述薄膜晶体管配置于所述显示区域的所述多个像素的每一个中，所述显示装置的制造方法包括：形成所述薄膜晶体管的所述半导体层的半导体层形成工序，所述半导体层形成工序包括结晶化工序，所述结晶化工序是仅对形成在所述栅极绝缘层上的由非晶硅构成的半导体膜的一部分照射激光而使其结晶化的结晶化工序，在所述半导体膜的所述一部分形成所述多晶硅区域，将所述半导体膜中未被所述激光照射的部分保持为非晶质。有益效果
[0023]根据本专利技术的一个实施方式，提供能够具有高导通特性的底栅型的薄膜晶体管及其制造方法。
附图说明
[0024]图1的(a)以及(b)分别是第一实施方式的TFT101的示意性俯视图以及截面图，(c)是TFT101的沟道部分的放大截面图，(d)是表示i型a-Si层10和侧壁SW的配置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种薄膜晶体管，其特征在于，包括：基板；栅电极，由所述基板支承；栅极绝缘层，覆盖所述栅电极；半导体层，配置于所述栅极绝缘层上，且包含多晶硅区域，所述多晶硅区域包括第一区域、第二区域、以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区域；源电极，电连接于所述第一区域；漏电极，电连接于所述第二区域；以及保护部，配置于所述半导体层与所述源电极以及所述漏电极之间，覆盖所述沟道区域，且不覆盖所述第一区域以及所述第二区域；所述保护部具有：至少一个i型半导体层，被配置为与所述沟道区域的一部分直接接触且由本征半导体构成；保护绝缘层，配置于所述i型半导体层上；以及侧壁，配置于所述保护绝缘层的侧面；所述i型半导体层具有比所述多晶硅区域大的带隙，当从所述基板的法线方向观察时，在所述i型半导体层和所述第一区域之间以及所述i型半导体层和所述第二区域之间，所述侧壁与所述沟道区域直接接触。2.如权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，从所述基板的法线方向观察时，所述侧壁包围所述i型半导体层。3.如权利要求1或2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述侧壁配置于所述保护绝缘层的所述侧面和所述i型半导体层的侧面。4.如权利要求1-3中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，从所述基板的法线方向观察时，所述沟道区域中与所述i型半导体层接触的部分的合计面积为所述沟道区域整体的面积的50％以上且90％以下。5.如权利要求1-4中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述源电极通过第一接触层与所述半导体层的所述第一区域连接，所述漏电极通过第二接触层与所述半导体层的所述第二区域连接，所述第一接触层和第二接触层分别包含由n
+
型非晶硅构成的n
+
型a-Si层。6.如权利要求1-5中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述i型半导体层具有包含离散地配置的多个i型半导体岛的岛状结构。7.如权利要求1-6中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，在从所述基板的法线方向观察时，所述半导体层还包括配置于所述多晶硅区域的外侧的非晶硅区域。8.如权利要求1-7中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述i型半导体层为由本征非晶硅构成的i型a-Si层。9.一种显示装置，具备权利要求1-8中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，具备显示区域，所述显示区域具有多个像素，所述薄膜晶体管配置于所述多个像素的...

【专利技术属性】
技术研发人员：大田裕之，井上智博，今西康太，松岛吉明，高仓良平，
申请(专利权)人：堺显示器制品株式会社，
类型：发明
国别省市：