提供ＴＦＴ特性良好的薄膜晶体管、使用该薄膜晶体管的显示装置及其制造方法。本发明专利技术的薄膜晶体管（ＴＦＴ１０８）具有：栅电极（２）；以覆盖栅电极（２）的方式形成的栅极绝缘膜（３）；隔着栅极绝缘膜（３）形成在栅电极（２）上并且具有沟道区域（４ｂ）的半导体层（４）、（５）；与半导体层（４）、（５）连接的区域的至少一部分配置在与栅电极（２）重叠的位置上的源电极（６ａ）以及漏电极（６ｂ）；第一上部绝缘膜（７），以覆盖半导体层（４）、（５）、源电极（６ａ）以及漏电极（６ｂ）的方式形成，与半导体层（４）、（５）的沟道区域（４ｂ）直接接触，利用热处理释放水分；以覆盖第一上部绝缘膜（７）的方式抑制水分扩散的第二上部绝缘膜（８）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
薄膜晶体管(TFT: Thin Film Transistor)作为有源矩阵(active matrix)型液晶显示装置(AMLCD)的像素驱动用的晶体管被广泛地使 用。特别地，使用非晶质(amorphous)的硅(Si)膜作为TFT半导体 膜的非晶硅(a-Si) TFT的制造步骤数量少，容易进行玻璃(glass)村 底尺寸(size)的扩大，得到较高的生产率。由此，a-Si TFT占据现在 的AMLCD用TFT的主流。并且，将a-Si TFT用于AMLCD驱动用的外 围电路元件，由此，简化AMLCD的面板(panel)构件，并且，进行高 可靠性的倾向较广。此外，在以往主要使用多晶硅(p-Si) TFT的有源 矩阵有机EL显示装置(AMOLED)的像素驱动电路元件中，使用了 a-SiTFT的a-SiTFTAMOLED的商品化不断发展。由此，能够以低价实 现大面积的AMOLED。为了使制造步骤进一步简化并提高生产率，对于a-Si TFT来说，反 交错型沟道刻蚀(channel etching) (CE)结构成为主流。对于反交错 (staggered)型来说，在绝缘性衬底上形成栅电极，以覆盖栅电极的方 式，形成栅极绝缘膜。在栅电极上，隔着栅极绝缘膜，具有源极漏极区 域和沟道区域的硅膜对置。此外，在硅膜中包含导电性杂质，该导电性 杂质浓度在离栅电极较远的一侧最大。CE结构是如下结构在制造步 骤中，刻蚀(etching)除去形成在硅膜的背沟道(back channel)側的导 电性杂质层，由此，形成沟道区域。对于该反交错CE结构的a-Si TFT来说，在作为AMLCD驱动用的 外围电路元件或AMOLED的像素驱动电路元件来使用的情况下，存在 很大的缺点。TFT的驱动性能较低，其作为电路元件使用时，导通(on) 状态的漏极电流不充分。通常使TFT的沟道宽度较大来弥补该缺点，但 是，这样的TFT的占有面积的扩大成为AMLCD或AMOLED的高清晰度的障碍。反交错CE结构的a-SiTFT的导通电流较低的主要原因在于，其载 流子(carrier)迁移率(peff)较低。在反交错型a-Si TFT中， 一般地， 对于peff来说，刻蚀停止部(etch-stopper) ( ES )结构的a-Si TFT比 CE结构的a-Si TFT大。但是，对于反交错ES结构的TFT来说，过多 地需要ES用的照相制版，生产率较差。如上所述，在反交错CE结构的TFT的制造步骤中，刻蚀除去形成 在硅膜的背沟道侧的导电性杂质层，由此，形成沟道区域。由此，背沟 道側在表面露出，进一步地进行等离子体刻蚀或热处理。因此，在反交 错CE结构的TFT中，在这些处理中，硅中的悬空键(dangling bond) 增加，导致peff恶化。所谓的悬空键，是由与键合无关的电子(不成对 电子)占据的连接键(結合手)。由此，悬空鍵上的电子是不稳定的。 在此，在专利文献1 专利文献3中，公开了如下技术在p-SiTFT中， 通过氢处理对在硅中产生的悬空键进行修复。此外，在专利文献4中， 公开了如下技术在LTPS-TFT (低温p-Si TFT)中，通过氢处理对在 硅中所产生的悬空键进行修复。此外，专利文献1 4涉及平面(planer) 型TFT。在p-SiTFT的情况下，通常使用氧化硅膜作为绝缘膜。特别地，对 于栅极绝缘膜来说，使用将氪浓度较高的TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate:正硅酸乙酯)作为原料气体(gas)并以等离子体化学汽相沉 积(CVD)所形成的氧化硅膜。由氮化硅膜等覆盖(cap)膜覆盖这些 氧化硅膜上，并进行热处理，由此，使氬在覆盖膜下充分扩散，修复硅 的悬空键。另一方面，在非专利文献1 非专利文献3中，以水蒸汽气氛中的低 温(300~350'C)退火对硅膜、氧化硅膜以及硅膜-氧化硅膜界面的悬空 键进行改善。在非专利文献1中公开了如下内容利用水蒸汽气氛中的 低温(350°C )热处理，a-Si以及低温p-Si的暗导电率(Dark Conductivity) 减小，光导电率(photoconductivity)上升。在非专利文献2中，公开了 如下内容利用高压水蒸汽退火和大气压水蒸汽退火，低温p-Si TFT 的peff上升，阈值电流减小。在非专利文献3中，公开了如下内容利 用高压水蒸汽退火，硅膜-氧化硅膜界面的陷阱(trap)能级密度被改善， Si-O键增加。此外，还公开了如下内容由于水蒸汽气氛中的低温退火，作为陷阱能级的主要原因的悬空键密度减少，Si-O键增加。非专利文献 1 非专利文献3教导了在现有技术所说明的硅膜、氧化硅膜以及硅膜-氧化硅膜界面的悬空键的改善中，不仅氢有贡献，水分也有贡献。此外，对于氧化硅膜来说，不仅只稀释来自氮化膜的氢，而且在退 火时释放水分。根椐非专利文献4，在将TEOS作为原料气体的氧化硅 膜的TDS ( Thermal Deso卬tion Mass Spectroscopy)测定中存在三阶段的 水分释放温度。第一阶段是100~200'C,第二阶段是150 300°C，第一 阶段是350~650°C。第一以及第二阶段的水分释放是由将TEOS作为原 料气体的氧化硅膜中的吸附水导致的。并且，第三阶段的水分释放被称 为由Si-OH导致的水分释放(非专利文献4)。通常，在反交错CE结构a-SiTFT的制造步骤中，作为绝缘膜几乎 全部使用氮化硅膜。在由等离子体CVD形成氮化硅膜的情况下，在等 离子体CVD时产生氢等离子体，并引入氢。但是，以在等离子体CVD 时所产生的氢量，不能够充分地修复硅的悬空键。在现有的反交错CE结构TFT中，在硅界面具有氧化膜的例子较少。 对于专利文献5的硅表面上的氧化膜来说，在反交错CE结构TFT的制 造步骤中，是用作刻蚀除去导电性杂质层时的刻蚀的停止部(stopper) 的氧等离子体氧化膜。以该氧等离子体氧化膜不能够充分地修复硅的悬 空鍵。专利文献6以及专利文献7涉及反交错型ES结构TFT。此处的氧 化硅膜用于减少氮化硅膜和硅膜的界面的能级密度，不由氧化硅膜进行 硅中的悬空键的修复。由此，peff的改善效果较低。专利文献1 特开昭60- 136259号Z/H艮专利文献2 特开昭61 - 46069号公报专利文献3 特开平7 - 78997号公报专利文献4 特开2004 - 363626号公报专利文献5 特开平8 - 172202号公报专利文献6 特开平9 - 298303号公报专利文献7 特开平11 -330472号公报非专利文献1 T. Samashima,M.satoh,K. Sakamoto ,A Hisamatsu, K.Ozaki,and K.Saitoh,Jph丄Appl.Phys., Vol.37(1998) pp丄l 12-L114非专利文献2 T,Samashima,M.satoh,K.sakamoto,K.Ozaki，andK.Saitoh, Jph丄AppI.Phys.，Vol.37(1998)pp丄1030-L1032非专利文献3 K.sakamoto and T.Samash本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种薄膜晶体管，具有：栅电极；以覆盖所述栅电极的方式形成的栅极绝缘膜；半导体层，隔着所述栅极绝缘膜形成在所述栅电极上，具有沟道区域；源电极以及漏电极，与所述半导体层连接的区域的至少一部分配置在与所述栅电极重叠 的位置；第一保护膜，以覆盖所述半导体层、所述源电极以及所述漏电极的方式形成，与所述半导体层的所述沟道区域直接接触，利用热处理释放水分；第二保护膜，以覆盖所述第一保护膜的方式形成，抑制水分扩散。
【技术特征摘要】
JP 2007-3-15 2007-0667181.一种薄膜晶体管，具有栅电极；以覆盖所述栅电极的方式形成的栅极绝缘膜；半导体层，隔着所述栅极绝缘膜形成在所述栅电极上，具有沟道区域；源电极以及漏电极，与所述半导体层连接的区域的至少一部分配置在与所述栅电极重叠的位置；第一保护膜，以覆盖所述半导体层、所述源电极以及所述漏电极的方式形成，与所述半导体层的所述沟道区域直接接触，利用热处理释放水分；第二保护膜，以覆盖所述第一保护膜的方式形成，抑制水分扩散。2. 根据权利要求1的薄膜晶体管，其特征在于， 所述第一保护膜包含有机SOG材料、有机SOD材料、无机SOG材料以及无机SOD材料中的至少 一种。3. 根据权利要求1或2的薄膜晶体管，其特征在于， 所述第二保护膜由包含氮化硅膜的膜形成。4. 根据权利要求1或2的薄膜晶体管，其特征在于， 所述第二保护膜是导电膜，所述导电膜由包含Al、 Ti、 Ta、 W、Mo、 TiN、 TaN、 MoN、 ZrN、 VN、腦、NbN、 TiZrN、 ZrVN、 ITO、 IZO、 ITZO、 ZnO中的至少一种的膜形成。5. —种显示装置，其特征在于， 具有权利要求1或2的薄膜晶体管。6. —种显示装置，具有权利要求4的薄膜晶体管，其中 所述薄膜晶体管在所述漏电极上还具有形成在所述第一保护膜中的接触孔，所述导电膜利用所述接触孔与所述漏电极连接。7. —种薄膜晶体管的制造方法，具有如下步骤 在衬底上形成栅电极；在所述栅电极上形成栅极绝缘膜；隔着所述栅极绝缘膜，在所述栅电极上形成具有沟道区域的半导体在所述半导体层上形成源电极以及漏电极；以覆盖所述半...
【专利技术属性】
技术研发人员：永田一志，中川直纪，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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