半导体器件及其制造方法技术

用激光照射局部形成可以被认为是单晶体的区域１０６，并用这些区域至少构成沟道形区域１１２。通过具有这种结构的薄膜晶体管，就能得到与利用单晶体构成的薄膜晶体管类似的特性。此外，通过并联连接多个这样的薄膜晶体管，就能得到实际上与沟道宽度增加的单晶体薄膜晶体管相同的特性。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

近些年来对利用薄膜半导体在玻璃或石英衬底上形成晶体管(称为薄膜晶体管)的技术已经进行了研究。特别是利用非晶硅作为薄膜半导体的技术已经得到了实际应用，用于有源矩阵型液晶显示设备和类似设备中。
技术介绍
然而，利用非晶硅的薄膜晶体管具有特性差的问题。例如，如果希望改进有源矩阵型液晶显示设备的显示性能，利用非晶硅的薄膜晶体管的特性就显得太差了，以至不能达此目的。此外，已知有这样的技术，利用其中非晶硅膜已经被结晶的结晶硅膜构成薄膜晶体管。这些技术包括在形成非晶硅膜之后进行热处理或用激光照射，将非晶硅膜变成结晶硅膜。通过将非晶硅膜结晶得到的结晶硅膜通常具有多晶硅结构或微晶硅结构。通过利用结晶硅膜构成薄膜晶体管，就能得到比用非晶硅膜要好得多的特性。例如，考虑迁移率，它是评价薄膜晶体管特性的一项重要指标，利用非晶硅膜的薄膜晶体管的迁移率是1cm2/Vs，但是利用结晶硅膜的薄膜晶体管可以得到的迁移率的值大约为100cm2/Vs。然而，通过使非晶硅膜结晶得到的结晶硅膜具有多晶结构，并且晶粒界面引起了许多问题。例如，由于一些载流子通过晶粒界面迁移，所以存在耐压受到极大限制的问题。再一个的问题是，在高速操作下容易出现特性的改变和下降。进一步的问题是，由于一些载流子通过晶粒界面迁移，所以当薄膜晶体管截止时存在一个很大的漏电流。另外，为了以更高集成度的方式构成有源矩阵型液晶显示设备，不仅需要在单一的玻璃衬底上形成像素区，而且需要形成外围电路。在这种情况下，排列在外围电路中的薄膜晶体管必须能够处理大电流，以便驱动以矩阵形式排列的许许多多的像素晶体管。为了得到能够处理大电流的薄膜晶体管，需要采用宽沟道的结构。然而，利用多晶硅膜或微晶硅膜的薄膜晶体管存在着这样的问题，即由于耐压的问题，即使加宽沟道，也不能实现上述目的。再一个问题是阈值电压等的变化很大，因此它们不实用。
技术实现思路
本说明书公开的专利技术旨在提供一种薄膜晶体管，它不受晶粒界面的影响。本说明书公开的专利技术的另一个目的是提供一种薄膜晶体管，它具有很高的耐压性，利用这一点就能处理大电流。本说明书公开的专利技术的再一个目的是提供一种薄膜晶体管，它的特性不下降或改变。因此，本专利技术提供了一种显示器件，包括形成在一个衬底上的多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管包括在一个共同的有源层中的多个沟道形成区；与所述共同的有源层相邻的一个共同的栅极布线；与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中，所述多个薄膜晶体管通过所述共同的栅极布线、所述共同的源极布线和所述共同的漏极布线彼此并联连接。本专利技术还提供了一种显示器件，包括形成在一个衬底上的至少三个薄膜晶体管，所述至少三个薄膜晶体管包括在一个共同的有源层中的三个沟道形成区；与所述共同的有源层相邻的一个共同的栅极布线；与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中，所述至少三个薄膜晶体管通过所述共同的栅极布线、所述共同的源极布线和所述共同的漏极布线彼此并联连接。本专利技术还提供了一种显示器件，包括形成在一个衬底上的一个共同的有源层，所述共同的有源层具有至少第一沟道形成区和第二沟道形成区； 与所述第一沟道形成区和第二沟道形成区相邻的一个共同的栅极布线；在第一接触部分和第三接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和在第二接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中所述第一沟道形成区位于第一接触部分和第二接触部分之间；和其中第二沟道形成区位于第二接触部分和第三接触部分之间。本专利技术还提供了一种显示器件，包括形成在一个衬底上的一个共同的有源层，所述共同的有源层具有至少第一沟道形成区、第二沟道形成区和第三沟道形成区；与所述第一沟道形成区、第二沟道形成区和第三沟道形成区相邻的一个共同的栅极布线；在第一接触部分和第三接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和在第二接触部分和第四接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中所述第一沟道形成区位于第一接触部分和第二接触部分之间；其中第二沟道形成区位于第二接触部分和第三接触部分之间；和第三沟道形成区位于第三接触部分和第四接触部分之间。其中，所述衬底是玻璃衬底。所述共同的栅极布线形成在所述共同的有源层之上。每个所述沟道形成区含有单晶硅。所述共同的有源层包括一个源区和一个漏区。所述共同的有源层的一部分含有磷或硼。所述显示器件是液晶显示器。利用上述结构，可以被认为实际上是单晶体的一个区域称为薄膜硅半导体区，它具有取结晶度等于单晶硅片的结晶度的晶体结构。特别是，可以被认为实际上是单晶体的区域被定义为这样一个区域，其中与单晶硅的喇曼光谱相比的喇曼光谱强度比至少是0.8，半幅度的全宽度的比(相对值)是2或小于2，同时在所述区域中实际上没有晶粒界面。可以被认为实际上是单晶体的这一区域可以利用非晶硅膜作为起始膜，并对它进行热处理或用激光照射得到。特别是通过搀入促进硅结晶的金属元素，就能在一个大面积上相对容易地得到上述可以被认为实际上是单晶体的区域。从Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Zn、Ag和Au中选择的一种或多种元素可以用作促进硅结晶的金属元素。这些元素具有这样的特性，即当进行热处理或用激光照射时，它们渗入硅，并在硅中分散。上述元素中，利用Ni(镍)元素就能得到特别明显的效果。在完成结晶以后在1×1016和5×1019cm-3之间的浓度下将上述金属元素包含在最终的硅膜中是非常重要的。如果金属元素的浓度小于1×1016cm-3，那么不可能获得结晶促进作用，而如果浓度大于5×1019cm-3，那么半导体的质量下降。以下方法可用于在硅薄膜中形成可以被认为实际上是单晶体的区域。首先在玻璃衬底或石英衬底上形成非晶硅膜，然后在非晶硅膜的表面形成包含镍的一层膜。包含镍的膜可以是这样一种膜，其中通过例如溅射方法或一种适合的方法形成一层极端薄的镍膜，利用该适合的方法，将包含镍的溶液施加到非晶硅膜的表面上，由此淀积与非晶硅膜接触的镍元素。将镍元素搀入非晶硅膜以后，通过热处理使非晶硅膜结晶。由于镍金属的作用，这一热处理过程可在600℃或600℃以下的温度下进行。如果用玻璃衬底作为衬底，那么热处理的温度最好尽可能地低，但是考虑到结晶过程的效率，温度在500℃或500℃以上，最好在550℃或550℃以上是有利的。应注意的是，当用石英衬底作为衬底时，可在800℃或800℃以上的温度下进行热处理，并且有可能在短时间得到结晶硅膜。通过这一过程得到的结晶硅膜具有多晶硅或微晶硅的形式，并且在膜中存在晶粒界面。然后，用激光照射该样品，它被加热到450℃或450℃以上的温度，局部促进结晶。通过这一过程，能够形成可以被认为是单晶体的一个区域。当用激光照射时，将样品或被照射表面加热到450℃或450℃以上的温度是非常重要的。加热温度最好在450℃和750℃之间，特别是，当用玻璃衬底作为衬底时，在450℃和600℃之间。此外，可以作为形成可以被认为是单晶体的区域的另一方法是这样一种方法，其中形成非晶硅膜，搀入促进硅结晶的一种金属元素，通过用激光照射而不进行热处理形成可以被认为是单晶体的区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示器件，包括：形成在一个衬底上的多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管包括：在一个共同的有源层中的多个沟道形成区；与所述共同的有源层相邻的一个共同的栅极布线；与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中，所述多个薄膜晶体管通过所述共同的栅极布线、所述共同的源极布线和所述共同的漏极布线彼此并联连接。

【技术特征摘要】
JP 1994-8-19 218077/19941.一种显示器件，包括形成在一个衬底上的多个薄膜晶体管，所述多个薄膜晶体管包括在一个共同的有源层中的多个沟道形成区；与所述共同的有源层相邻的一个共同的栅极布线；与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中，所述多个薄膜晶体管通过所述共同的栅极布线、所述共同的源极布线和所述共同的漏极布线彼此并联连接。2.一种显示器件，包括形成在一个衬底上的至少三个薄膜晶体管，所述至少三个薄膜晶体管包括在一个共同的有源层中的三个沟道形成区；与所述共同的有源层相邻的一个共同的栅极布线；与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中，所述至少三个薄膜晶体管通过所述共同的栅极布线、所述共同的源极布线和所述共同的漏极布线彼此并联连接。3.一种显示器件，包括形成在一个衬底上的一个共同的有源层，所述共同的有源层具有至少第一沟道形成区和第二沟道形成区；与所述第一沟道形成区和第二沟道形成区相邻的一个共同的栅极布线；在第一接触部分和第三接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的源极布线；和在第二接触部分与所述共同的有源层电连接的一个共同的漏极布线；其中所述第一沟道形成区位于第一接触部分和第二接触部...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，寺本聪，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]