薄膜晶体管制造方法和显示装置制造方法及图纸

在其中要在基板１上形成栅电极４的薄膜晶体管的制造方法中，该方法具有以下步骤：在基板１上形成栅电极４；以覆盖所述栅电极４的方式形成金属氧化物层７；形成源电极６和漏电极５；以及在惰性气体中实施退火，以将金属氧化物层７的一部分变成沟道区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于制造其中在沟道层中使用氧化物半导体的薄膜晶体管 的方法和利用所获得的薄膜晶体管的显示装置。
技术介绍
日本专利申请特开No. 2002-76356公开了 一种技术，该技术涉及 在沟道层中使用透明导电氧化物多晶薄膜的薄膜晶体管(TFT),所 述透明导电氧化物多晶薄膜利用ZnO作为其主要成分。注意，此薄膜 可在低温下形成并对可见光透明，由此可在诸如塑料片或膜之类的基 板上制造柔性透明TFT。国际公布WO 2005/088726 Al Pamphlet and Nature, 488， Vol. 432 (2004)也公开了在TFT的沟道层中使用由铟、镓、锌和氧构成 的透明非晶氧化物半导体膜(a-IGZO膜)的技术。还公开了可以在 室温下在诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜之类的基板上制造表 现出6 9cm "s"的好的电场效应迁移率的柔性透明TFT。Nikkei Microdevice, page 73， Fig. 7， the February issue, 2006进 一步公开了在沟道层中使用a-IGZO的薄膜晶体管的绝缘层和元件间 隔离区域中使用SiON。包括非晶硅薄膜晶体管(TFT)在内，TFT—般是通过许多精细 处理步骤制造的。为了以低成本制造可享有稳定操作的TFT，简化这 些精细处理步骤是重要的。在如在以上的日本专利申请特开No. 2002-76356和国际^>布WO 2005/088726 Al Pamphlet and Nature, 488， Vol. 432 ( 2004 )中公开的 那样在TFT的沟道区域中使用包含锌和氧的透明半导体膜的情况下，涉及以下困难。导电透明氧化物沟道区域是通过光刻法并通过干法蚀刻或湿法蚀 刻形成的。通常使用昂贵的真空系统实施干法蚀刻，这是增加制造成 本的一个因素。湿法蚀刻在考虑成本降低方面是有效的。但是，在湿法蚀刻中，存在以下情况即，由于例如低的精细处理精度和由湿法 处理导致的沟道区域对于水分的吸收，因而使得器件尺寸受到限制； 以及，由于必须增加干燥化步骤，因而会导致生产率低下。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提供用于以低成本制造其中使用氧化物 半导体的薄膜晶体管的方法，该薄膜晶体管由于其制造步骤的简化而 可以是稳定的，并且提供利用通过这种方法获得的薄膜晶体管的显示 装置。作为用于解决以上主题的手段，本专利技术提供一种用于制造其中要 在基板上形成栅电极的薄膜晶体管的方法，该方法包括以下步骤 在所述基板上形成所述栅电极； 以覆盖所述栅电极的方式形成金属氧化物层； 形成源电极和漏电极；以及在惰性气体中实施热处理，以将所述金属氧化物层的一部分变成 沟道区域。本专利技术还提供一种用于制造其中要在基板上形成栅电极的薄膜晶 体管的方法，该方法包括以下步骤 在所述基板上形成所述栅电极； 以覆盖所述栅电极的方式形成栅绝缘膜； 在所述栅绝缘膜上形成金属氧化物层； 形成源电极和漏电极；以及在惰性气体中实施热处理，以将所述金属氧化物层的一部分变成 沟道区域。根据本专利技术，在一次的成膜步骤中形成用于在其中形成高电阻区域和沟道区域的金属氧化物层。例如，形成高电阻金属氧化物层，并 且，高电阻层的一部分经受热处理以使得其电阻局部降低。然后，利 用电阻降低的区域作为沟道区域。结果，可通过利用在同一成膜步骤 中形成的金属氧化物层形成高电阻区域和沟道区域。通过以这种方式 使得金属氧化物层(高电阻层)的一部分局部改性以形成用作高电阻 区域和沟道层的区域(沟道区域)，使得能够省略常规需要的半导体 区域的蚀刻步骤。通过使用此氧化物半导体薄膜晶体管及其制造方法，能够以低成 本提供由稳定的薄膜晶体管形成的电子元件。通过参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征 将变得清晰。附图说明图l是示出作为根据本专利技术的第一实施例的薄膜晶体管的底栅结 构薄膜晶体管的配置的截面图。图2是示出作为根据本专利技术的第二实施例的薄膜晶体管的底栅结 构薄膜晶体管的配置的截面图。图3是示出当在Ar气体中对高电阻非晶In-Ga-Zn-O膜进行退火 时引起的电阻率变化的曲线图。图4是示出其中使用作为显示元件的电致发光元件的显示装置的 一个例子的截面图。图5是示出其中使用作为显示元件的液晶单元的显示装置的一个 例子的截面图。图6是示出显示装置的电路的电路图，其中，二维地布置各包含 电致发光显示元件和薄膜晶体管的像素。图7是示出膜的电阻率和泄漏电流之间的关系的曲线图。图8是用于说明根据本专利技术的薄膜晶体管的制造方法的步骤的图。图9是用于说明根据本专利技术的薄膜晶体管的另 一制造方法的步骤的图。具体实施方式以下参照附图描述用于实施本专利技术的最佳模式的实施例。根据本专利技术的实施例的薄膜晶体管的特征在于，高电阻区域和沟 道区域由同一金属氧化物层构成。然后，在本专利技术中，下面描述的特定金属氧化物材料经受特定的 热处理，以局部改变金属氧化物材料的特性，由此通过使用同一非晶 氧化物层形成高电阻区域和沟道区域。在本专利技术中，措词"将金属氧化物层的一部分变成沟道区域，，意 味着通过热处理局部改变金属氧化物层的至少一些区域的性质，以使 其变为具有满足作为半导体器件的沟道层的功能的电气特性。现在，图8示出用于说明作为本专利技术的一个实施例的薄膜晶体管 的制造方法的步骤的流程图。与该方法的步骤一起描述其中在基板上 形成栅电极的薄膜晶体管的制造方法。 (形成栅电极的步骤)在此步骤中，根据使用的基板的尺寸及其目的，事先考虑电压降 或增大的热量来计算和设计用于栅电极的材料、栅电极宽度和栅电极 膜厚。可通过气相沉积或溅射方法以及光刻工艺来形成栅电极。 (形成金属氧化物层的步骤)在此步骤中，在形成栅电极之后，以覆盖栅电极的方式形成金属 氧化物层。通过例如溅射方法形成还可被用作栅绝缘层的高电阻膜。 在此步骤中，可以省略通过光刻工艺进行的构图。 (形成源电极和漏电极的步骤)在此步骤中，通过借助光刻工艺进行构图在所需的位置上由例如 金属形成源电极和漏电极。(将金属氧化物层的一部分变为沟道区域的步骤)此步骤是本专利技术中的重要步骤之一。在此步骤中，通过在惰性气 体中实施热处理，金属氧化物层(高电阻层)的一部分被局部改性，以形成高电阻区域和能够用作沟道层的区域(沟道区域)。并且，可 以多次重复此步骤以提供所需的沟道区域。由此，通过上述的步骤制造所需的薄膜晶体管。下面，图9示出用于说明作为本专利技术的另一实施例的薄膜晶体管 的制造方法的步骤的流程图。该方法具有单独的形成栅绝缘层的步骤。 以与图8相同的方式描述图9所示的方法的各步骤。 (在基板上形成栅电极的步骤) 在此步骤中，根据在基板上形成栅电极时使用的基板的尺寸及其 目的，事先考虑电压降或增大的热量来计算和设计用于栅电极的材料、 栅电极宽度和栅电极膜厚。可通过气相沉积或溅射方法以及光刻工艺 形成栅电极。(形成栅绝缘膜的步骤) 在此步骤中，以覆盖栅电极的方式形成栅绝缘膜。栅绝缘膜必须 至少具有使得栅极泄漏电流不对薄膜晶体管的工作造成不利影响的程 度的膜特性、膜厚和栅电极覆盖率。 (形成金属氧化物层的步骤)在此步骤中，在形成栅绝缘膜之后，形成金属氧化物层。通过例 如溅射方法以薄膜形成还可被用作栅绝缘膜的高电阻膜。由于金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造其中要在基板上形成栅电极的薄膜晶体管的方法，该方法包括以下步骤：　在所述基板上形成所述栅电极；　以覆盖所述栅电极的方式形成金属氧化物层；　形成源电极和漏电极；以及　在惰性气体中实施热处理，以将所述金属氧化 物层的一部分变成沟道区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野政史，林享，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]