半导体器件制造技术

提供了一种具有高度可靠性的半导体器件，其中配置了针对电路功能而具有适当结构的ＴＦＴ。驱动ＴＦＴ的栅绝缘膜（１１５）和（１１６）设计得比半导体器件中的像素ＴＦＴ的栅绝缘膜（１１７）薄，半导体器件在同一衬底上具有驱动电路和像素单元。另外，驱动ＴＦＴ的栅绝缘膜（１１５）和（１１６）和存储电容介质（１１８）是同时制作的，这样，介质（１１８）可以非常薄，可以获得大电容量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有包含薄膜晶体管(此后称之为TFT)的电路的半导体器件。例如，涉及可以具体化为液晶显示器件或EL显示器件和使用半导体电路以及本专利技术的电光器件或半导体电路的电子设备的电光器件结构。由该说明书可知，半导体器件通常指代利用半导体性质完成一定功能的器件，电光器件、半导体电路和电子设备都是半导体器件。薄膜晶体管(此后称之为TFT)能制作在透明衬底上，由此有源矩阵型液晶显示器件(此后称之为AM-LCD)的应用取得快速的进展。利用晶态半导体膜(通常为多晶硅)可以在TFT中获得高迁移率，由此可以实现将功能电路集成在同一衬底上的高分辨率图像显示器。在AM-LCD中，显示图像的像素单元(称之为像素矩阵电路)、驱动像素单元中的每个像素的TFT的栅驱动电路、和向每个TFT发送图像信号的源驱动电路或数据驱动电路基本上都制作在同一衬底上。在近些年，除了像素单元和驱动电路之外，还提出了单板系统(system-on-panel)，在该系统中，信号处理电路，例如信号分离电路、γ补偿电路等，都制作在同一衬底上。然而，难以满足具有相同结构TFT的所有电路的技术要求，因为电路要求的性能是随着像素单元和驱动电路变化的。换句话说，现在，还没有建立一种能够同时满足所有驱动电路和像素单元的TFT结构，其中满足驱动电路强调的是高速工作，满足像素单元是强调高压阻抗特性。本专利技术的申请人已经提交了一种结构，其中栅绝缘膜厚度对于形成驱动电路的TFT(此后称之为驱动TFT)和像素TFT是不同的(见日本专利申请Hei 10-056184和相应的美国专利申请08/862895)。具体地讲，驱动电路TFT的栅绝缘膜比像素TFT的栅绝缘膜薄。本专利技术根据上述出版物描述的结构，进一步改进了像素单元。具体地讲，本专利技术提供了一种用于形成存储电容的结构，其中存储电容可以在小区域内获得大电容。本专利技术的目的是提供一种电光器件，通常是AM-LCD，它具有高度可靠性、并由针对电光器件的每个电路功能而恰当配置的TFT制作。本专利技术的另一个目的是提高将这种类型的电光器件作为显示单元的半导体器件(电子设备)的可靠性。根据说明书中公开的本专利技术结构的一个方面，提供了一种在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件，其特征在于驱动电路单元的驱动TFT和像素单元的像素TFT，具有膜厚度相互不同的栅绝缘膜；和制作在像素单元中的存储电容的介质膜厚度与驱动TFT的栅绝缘膜厚度相同。具体地讲，提供了一种在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件，其特征在于驱动电路单元的驱动TFT的栅绝缘膜的厚度比像素单元的像素TFT的栅绝缘膜的厚度薄；和像素单元中制作的存储电容的介质膜厚度与驱动TFT的栅绝缘膜厚度相同。另外，本专利技术方案的另一方面的特征包括第一步骤，在衬底上制作非晶半导体膜；第二步骤，通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；第三步骤，对晶态半导体膜进行构图，制作有源层；第四步骤，在有源层表面上制作绝缘膜；第五步骤，在第四步骤之后利用热氧化工艺氧化有源层；第六步骤，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到已经通过第五步骤处理的有源层中；和第七步骤，在第六步骤之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。另外，根据本专利技术方案的另一个方面，提供了一种制作在同一衬底上具有驱动TFT和像素TFT的半导体器件的方法，包括第一步骤，在衬底上制作非晶半导体膜；第二步骤，通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；第三步骤，对晶态半导体膜进行构图，制作驱动TFT和像素TFT的有源层；第四步骤，在驱动TFT和像素TFT的有源层上制作第一绝缘膜；第五步骤，刻蚀第一绝缘膜，暴露出驱动TFT的整个有源层和像素TFT的部分有源层；第六步骤，利用热氧化工艺在第五步骤中暴露出来的有源层表面上制作第二绝缘层；第七步骤，在第一绝缘层和第二绝缘层上制作布线；第八步骤，利用布线作为掩膜，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到有源层中；和第九步骤，在第八步骤之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。另外，本专利技术方案的另一个方面的特征包括第一步骤，在衬底上制作非晶半导体膜；第二步骤，通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；第三步骤，将元素周期表中的15族元素掺杂到晶态半导体膜中；第四步骤，在第三步骤之后，在500至650℃之间的温度下对晶态半导体膜进行热处理；第五步骤，对经过第四步骤处理的晶态半导体膜进行构图，制作有源层；第六步骤，在有源层表面上制作绝缘膜；第七步骤，在第六步骤之后，利用热氧化工艺氧化有源层；第八步骤，在经过第七步骤处理之后，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到有源层中；和第九步骤，在第八步骤之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。另外，根据本专利技术方案的另一个方面，提供了一种制作在同一衬底上具有驱动TFT和像素TFT的半导体器件的方法，包括第一步骤，在衬底上制作非晶半导体膜；第二步骤，通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；第三步骤，将元素周期表中的15族元素掺杂到晶态半导体膜中；第四步骤，在第三步骤之后，在500至650℃之间的温度下对晶态半导体膜进行热处理；第五步骤，对经过第四步骤处理的晶态半导体膜进行构图，制作驱动TFT和像素TFT的有源层；第六步骤，在驱动TFT和像素TFT的有源层表面上制作第一绝缘膜；第七步骤，刻蚀第一绝缘膜，暴露出驱动TFT的整个有源层和像素TFT的部分有源层；第八步骤，利用热氧化工艺在第七步骤中暴露出来的有源层表面上制作第二绝缘层；第九步骤，在第一绝缘层和第二绝缘层上制作布线；第十步骤，利用布线作为掩膜，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到有源层中；和第十一步骤，在第十步骤之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。另外，根据本专利技术方案的另一个方面，提供了一种制作在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件的方法，包括第一步骤，利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出的一种元素在衬底上制作半导体膜；第二步骤，在半导体膜上制作栅绝缘膜；第三步骤，去除部分栅绝缘膜，暴露出部分有源层；第四步骤，执行热处理工艺，以便在第三步骤中暴露出来的部分有源层中制作氧化膜；第五步骤，在栅绝缘膜和氧化膜上制作栅布线；第六步骤，在栅布线侧面制作侧壁；第七步骤，利用栅布线和侧壁作为掩膜，将元素周期表中的15族元素掺杂到有源层中；第八步骤，去除侧壁；第九步骤，利用栅布线作为掩膜，将元素周期表中的15族元素掺杂到有源层中；第十步骤，在以后将成为NTFT的区域上制作光刻胶掩膜，然后掺杂元素周期表的13族元素；和第十一步骤，在等同于第四步骤的温度或更高的温度下进行热处理，将催化元素移入在第七步骤中掺杂了15族元素的区域。另外，根据本专利技术方案的另一个方面，提供了一种制作在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件的方法，包括第一步骤，利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中选出本文档来自技高网...

【技术保护点】
在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件，其中： 驱动电路单元的驱动ＴＦＴ，和像素单元的像素ＴＦＴ，具有膜厚相互不同的栅绝缘膜；和 制作在像素单元中的存储电容介质的厚度与驱动ＴＦＴ的栅绝缘膜厚度相同。

【技术特征摘要】
JP 1999-1-11 4701/991.在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件，其中驱动电路单元的驱动TFT，和像素单元的像素TFT，具有膜厚相互不同的栅绝缘膜；和制作在像素单元中的存储电容介质的厚度与驱动TFT的栅绝缘膜厚度相同。2.在同一衬底上具有驱动电路单元和像素单元的半导体器件，其中驱动电路单元的驱动TFT的栅绝缘膜厚度比像素单元的像素TFT的栅绝缘膜厚度薄；和制作在像素单元中的存储电容介质的厚度与驱动TFT的栅绝缘膜厚度相同。3.权利要求1或2的半导体器件，其中像素TFT的栅绝缘膜厚度在50和200nm之间；驱动TFT的栅绝缘膜厚度在5和50nm之间。4.权利要求1或2的半导体器件，其中存储电容包括来自半导体膜的电极；和在电极中包含由镍、钴、钯、锗、铂、铁、或铜构成的组中选出的元素，其浓度为1×1019原子/cm3或更高。5.权利要求4的半导体器件，其中，电极中包含元素周期表中的15族元素，其浓度在5×1018和1×1020原子/cm3之间。6.电子装置，其中权利要求1至5的半导体器件用作显示单元。7.制作半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制作非晶半导体膜；通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；对晶态半导体膜进行构图，制作有源层；在有源层表面上制作绝缘膜；在制作完绝缘膜之后，利用热氧化工艺氧化有源层；将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到已经通过氧化有源层步骤的有源层中；和在掺杂完元素周期表中的15族元素之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。8.制作在同一衬底上具有驱动TFT和像素TFT的半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制作非晶半导体膜；通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；对晶态半导体膜进行构图，制作驱动TFT和像素TFT的有源层；在驱动TFT和像素TFT的有源层上制作第一绝缘膜；刻蚀第一绝缘膜，暴露出驱动TFT的整个有源层和像素TFT的部分有源层；利用热氧化工艺在第五步骤中暴露出来的有源层表面上制作第二绝缘层；在第一绝缘层和第二绝缘层上制作布线；利用布线作为掩膜，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到有源层中；和在掺杂元素周期表中的15族元素之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。9.制作半导体器件的方法，包括以下步骤在衬底上制作非晶半导体膜；通过利用镍、钴、钯、锗、铂、铁和铜中的一种元素进行的固相生长、由非晶半导体膜制作晶态半导体膜；将元素周期表中的15族元素掺杂到晶态半导体膜中；在掺杂元素周期表中的15族元素之后，在500至650℃之间的温度下对晶态半导体膜进行热处理；对经过热处理步骤的晶态半导体膜进行构图，制作有源层；在有源层表面上制作绝缘膜；在制成绝缘膜之后，利用热氧化工艺氧化有源层；在经过氧化有源层的步骤之后，将元素周期表中的15族元素或元素周期表中的13族元素掺杂到有源层中；和在掺杂元素周期表中的15族元素或13族元素之后，在750至1150℃的温度下进行热处理。10.制作在同一衬底上具有驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，小山润，柴田宽，福永健司，
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]