半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供半导体装置及其制造方法。本发明专利技术的半导体装置所具有的薄膜晶体管（１００）的栅极电极（１４）由单一的导电膜形成，半导体层（１０）包括：第一低度杂质区域，其设置在沟道区域（１２）与源极区域（１５）之间，并具有比源极区域和漏极区域（１５）的杂质浓度低的杂质浓度；和第二低浓度杂质区域，其设置在在沟道区域（１２）与漏极区域（１５）之间，并具有比源极区域和漏极区域（１５）的杂质浓度低的杂质浓度，第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的一个区域（１６ａ）的整体与栅极电极（１４）重叠，第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的另一个区域（１６ｂ）不与栅极电极（１４）重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，液晶显示装置从轻量、薄型和低消耗电力等优点出发正在被广泛利用。特 别是，如果使用有源矩阵型液晶显示装置，则由于与无源矩阵型液晶显示装置相比，能够增 大像素数，另外还能改善显示的对比度，因此能够进行高品质的显示。有源矩阵型液晶显示装置在每个像素具备薄膜晶体管(Thin Film Transistor ； 以下称为“TFT”)等开关元件。在本说明书中，将形成有开关元件的基板称为“有源矩阵基 板”。典型的有源矩阵型液晶显示装置具备有源矩阵基板、对置基板和设置在它们之间的液 晶层。在有源矩阵基板中，在成为图像显示的一个单位的每个像素中设置有像素电极，各像 素电极与和各个像素电极对应配置的开关元件连接。通过控制与各像素电极连接的开关元 件的导通、断开，通过像素电极和形成在对置基板上的对置电极使向液晶层施加的电压变 化，从而进行显示。在有源矩阵基板上还能够形成驱动电路等各种功能电路，在这样的功能 电路中也使用TFT。在本说明书中，将在每个像素中设置的TFT称为“像素用TFT”，将在驱 动电路等功能电路中使用的TFT称为“驱动电路用TFT”。在像素用TFT中要求断开漏电流极小。这是因为在液晶显示装置中，在直到改写 画面为止的1帧的期间中，需要保持施加到液晶的电压，但是如果像素用TFT的断开电流 (断开漏电流)大，则施加到液晶上的电压随时间而降低，有可能使显示特性变差。作为像素用TFT的构造，已知例如在TFT的沟道区域与源极区域·漏极区域之间 的至少一方中形成有低浓度杂质区域(低掺杂区域(Lightly Doped Drain)，以下有时简略 为“LDD区域”)的构造。这样的构造称为“LDD构造”。由于能够通过LDD区域来缓和漏极 附近的电场集中，因此与没有LDD区域的(“单漏极构造”)TFT相比能够大幅度降低断开漏 电流。另一方面，由于LDD区域成为电阻，因此电流驱动力也比单漏极构造的TFT降低。另一方面，驱动电路用TFT由于需要进行高速动作，因此在驱动电路用TFT中，要 求电流驱动力大、即导通电流大。因此，驱动电路用TFT优选具有与上述的像素用TFT不同的构造。作为驱动电路 用TFT的构造，已知例如LDD区域由栅极电极覆盖(overlap)的构造。这样的构造称为 “GOLD(栅极覆盖LDD)构造”。在具有GOLD构造的TFT中，如果向栅极电极施加电压，则在 栅极电极所覆盖的LDD区域中存储成为载流子的电子。由此，由于能够减小LDD区域的电 阻，因此能够抑制TFT的电流驱动力的降低。另外，GOLD构造的TFT存在断开漏电流比上述的LDD构造(栅极电极与LDD区域 不重叠的构造)的TFT的断开漏电流大的缺点，不适于像素用TFT。可以认为这一点是由 于TFT即使为断开状态，在栅极电极所覆盖的LDD区域中也形成有存储层。另外，在GOLD 构造中，由于栅极电极与LDD区域重叠，因此栅极电极与源极以及漏极电极之间的寄生电 容(Cgs，Cgd)比较大。因此，虽然需要增大栅极电容，但是如果栅极电极变大，则由于包括该TFT的电路中的动作时的负荷电容增大，因此有可能对电路动作产生恶劣影响。该恶劣 影响特别是在TFT的沟道长度短的情况下非常显著。像这样，在现有的TFT构造中，难以在增大导通电流的同时将断开电流抑制为很 低，需要根据TFT的用途和目的选择最佳的TFT构造。因此，如果要制作驱动电路一体型的 有源矩阵基板，则必须在同一个基板上形成具有相互不同构造的像素用TFT和驱动电路用 TFT，存在制造工艺变得复杂这样的问题。对于这一点，专利文献1和专利文献2以改善TFT特性为目的，提出了仅是LDD区 域的一部分由栅极电极覆盖的构造。例如在专利文献1中，公开了在源极区域和漏极区域 与沟道区域之间，分别具备其整体由栅极电极覆盖的(即，与栅极电极重叠)LDD区域、和部 分地由栅极电极覆盖的LDD区域的TFT构造。另一方面，还提出使栅极电极成为主栅极电极和子栅极电极的二层构造的TFT构 造。在专利文献3和专利文献4中，公开了在主栅极电极上经由绝缘膜，设置有与主栅极电 极同电位的子栅极电极，仅子栅极电极与LDD区域重叠(覆盖)那样配置的TFT构造。根 据该构造，由于子栅极电极与LDD区域重叠，因此能够得到与GOLD构造类似的效果、即高的 电流驱动力。另外，子栅极电极由于在主栅极电极上经由绝缘膜设置，因此LDD区域上的绝 缘膜的厚度比沟道部分上的栅极绝缘膜的厚度大。因此，能够得到能够降低断开漏电流这 样的与LDD构造类似的效果。专利文献1 日本特开2006-269808号公报专利文献2 日本特开2006-237528号公报专利文献3 日本特开平6-13407号公报专利文献4 日本特开平6-310724号公报专利文献5 日本特开2005-93871号公报
技术实现思路
在具有上述那样的构造的TFT中还存在以下的问题。本专利技术者研究的结果，根据专利文献1和专利文献2的TFT构造，为了将栅极电极 配置成仅与LDD区域的一部分重叠，需要增大LDD长度(LDD区域的沟道方向的长度)，存 在TFT的尺寸增大的问题。另外，难以正确地控制LDD区域中与栅极电极重叠的部分和与 栅极电极不重叠的部分的长度，有可能无法可靠地制造具有规定的特性的TFT。在专利文献3和4中公开的TFT构造中，子栅极电极在与主栅极电极、源极和漏极 电极均不相同的第三电极层形成。因此，具有在这些专利文献中公开的构造的TFT的制造 工艺比没有子栅极电极的构造的TFT的制造工艺复杂。像这样，根据上述专利文献中公开的TFT构造，由于制造工艺复杂，生产性比现有 的LDD构造或者GOLD构造的TFT下降。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其主要的目的在于，提供生产性优秀，并且在确 保高的电流驱动力的同时，将断开电流抑制为很低的薄膜晶体管。本专利技术的半导体装置具备薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括半导体层，其具有沟道 区域、分别位于上述沟道区域两侧的源极区域和漏极区域；形成在上述半导体层上的栅极 绝缘层；设置在上述栅极绝缘层上的栅极电极；与上述源极区域电连接的源极电极；和与5上述漏极区域电连接的漏极电极，上述栅极电极由单一的导电膜形成，上述半导体层包括 第一低浓度杂质区域，其设置在上述沟道区域与上述源极区域之间，并具有比上述源极区 域和上述漏极区域的杂质浓度低的杂质浓度；和第二低浓度杂质区域，其设置在上述沟道 区域与上述漏极区域之间，并具有比上述源极区域和上述漏极区域的杂质浓度低的杂质浓 度，上述第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的一个区域，整体与上述栅极电极 重叠，上述第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的另一个区域不与上述栅极电极 重叠。在某个优选的实施方式中，在与上述薄膜晶体管的沟道方向平行且沿着栅极电极 的厚度方向的剖面中，上述栅极电极具有左右对称的形状。在某个优选的实施方式中，上述第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的 上述一个区域的与上述沟道区域相反一侧的端部，与上述栅极电极的一个端部匹配，上述 第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的上述另一个区域的沟道区域一侧的端部， 与上述栅极电极的另一个端部匹配。本专利技术的其它的半导体装置具备薄膜晶体管，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于：具备薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括：半导体层，其具有沟道区域、分别位于所述沟道区域两侧的源极区域和漏极区域；形成在所述半导体层上的栅极绝缘层；设置在所述栅极绝缘层上的栅极电极；与所述源极区域电连接的源极电极；和与所述漏极区域电连接的漏极电极，所述栅极电极由单一的导电膜形成，所述半导体层包括：第一低浓度杂质区域，其设置在所述沟道区域与所述源极区域之间，并具有比所述源极区域和所述漏极区域的杂质浓度低的杂质浓度；和第二低浓度杂质区域，其设置在所述沟道区域与所述漏极区域之间，并具有比所述源极区域和所述漏极区域的杂质浓度低的杂质浓度，所述第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的一个区域，整体与所述栅极电极重叠，所述第一低浓度杂质区域和第二低浓度杂质区域中的另一个区域不与所述栅极电极重叠。

【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：庄司敦史，中西勇夫，堀田和重，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]