本发明专利技术的目的在于提供具有电特性高且可靠性高的薄膜晶体管的液晶显示装置。在具有沟道截止型的反交错型薄膜晶体管的液晶显示装置中，该沟道截止型的反交错型薄膜晶体管包括：栅电极；栅电极上的栅极绝缘膜；栅极绝缘膜上的包括沟道形成区域的微晶半导体膜；微晶半导体膜上的缓冲层；与微晶半导体膜的沟道形成区域重叠地形成在缓冲层上的沟道保护层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将薄膜晶体管至少用于像素部的液晶显示装置。
技术介绍
近年来，使用形成于具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度为几nm至几百nm左右)构成薄膜晶体管的技术正在受到关注。薄膜晶体管在如IC和电光学装置的电子装置中获得了广泛应用，特别地，正在加快开发作为图像显示装置的开关元件的薄膜晶体管。将使用非晶半导体膜的薄膜晶体管、使用多晶半导体膜的薄膜晶体管等用作图像显示装置的开关元件。作为多晶半导体膜的形成方法，已知如下技术，即通过光学系统将脉冲振荡的受激准分子激光束加工成线形，将线形光束对非晶半导体膜照射并扫描，以使非晶半导体膜结晶化。另外，将使用微晶半导体膜的薄膜晶体管用作图像显示装置的开关元件(参照专利文献I及专利文献2)。作为制造薄膜晶体管的常规方法，已知如下方法在将非晶硅膜形成在栅极绝缘膜上之后，在其上面形成金属膜，对该金属膜照射二极管激光，以将非晶硅膜改变为微晶硅膜(例如，参照非专利文献I)。在该方法中，形成在非晶硅膜上的金属膜是将二极管激光的光能转换为热能而提供的，必须在完成薄膜晶体管之后去除该金属膜。换言之，该方法是非晶半导体膜只受到来自金属膜的传导加热而被加热，以形成微晶半导体膜的方法。[专利文献I]日本专 利申请特开Hei4_242724号公报[专利文献2]日本专利申请特开2005-49832号公报[非专利文献 I] ToshiakiArai 和其他，SID07DIGEST, 2007, p. 1370-1373使用多晶半导体膜的薄膜晶体管具有如下优点与使用非晶半导体膜的薄膜晶体管相比，其迁移率高2位数以上，并且可以在同一个衬底上集成地形成显示装置的像素部和其外围驱动电路。然而，与使用非晶半导体膜的情况相比，因为半导体膜的结晶化，制造工序变复杂，因而有降低成品率并提高成本的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的之一在于提供一种包括电特性良好且可靠性高的薄膜晶体管的液晶显示装置。一种包括反交错型薄膜晶体管的液晶显示装置，所述反交错型薄膜晶体管具有将微晶半导体膜用作沟道形成区域的沟道截止结构，其中在反交错型薄膜晶体管中，在栅电极上形成栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜上形成用作沟道形成区域的微晶半导体膜(也称为半晶半导体膜)，在微晶半导体膜上形成缓冲层，与微晶半导体膜的沟道形成区域重叠的区域地形成在缓冲层上的沟道保护层，在沟道保护层及缓冲层上形成一对源区及漏区，并且形成与源区及漏区接触的一对源电极及漏电极。由于具有中间夹缓冲层在微晶半导体膜的沟道形成区域上提供沟道保护层(也简单地称为保护层)的结构，因此可以防止在进行工序时微晶半导体膜的沟道形成区域上的缓冲层受到损伤(受到当蚀刻时使用的等离子体或蚀刻剂的影响而导致的膜厚度的降低和氧化等)。由此，可以提高薄膜晶体管的可靠性。另外，由于微晶半导体膜的沟道形成区域上的缓冲层不被蚀刻，所以不需要将缓冲层的厚度形成为厚，而可以缩短成膜时间。另外，沟道保护层在形成源区及漏区的蚀刻工序中起到停止蚀刻的作用，从而也可以称为沟道停止层。作为缓冲层使用非晶半导体膜，优选使用包含氮、氢和卤素中的任一种以上的非晶半导体膜。通过在非晶半导体膜中包含氮、氢和卤素中的任一种，可以抑制包含在微晶半导体膜中的结晶被氧化。微晶半导体膜的能隙为1.1eV至1. 5eV，缓冲层的能隙比微晶半导体膜的大，其为1.6eV至1.8eV，并且缓冲层的迁移率低。缓冲层的迁移率典型为微晶半导体膜的迁移率的1/5至1/10。由此，沟道形成区域为微晶半导体膜，缓冲层为高电阻区域。另外，将包含在微晶半导体膜中的碳、氮、氧各个的浓度设定为3X1019atomS/Cm3以下，优选为5X 1018atoms/cm3以下。将微晶半导体膜的厚度设定为2nm至50nm (优选为IOnm至30nm)即可。缓冲层可以通过等离子体CVD法、溅射法等来形成。另外，可以在形成非晶半导体膜之后利用氮等离子体、氢等离子体或卤素等离子体对非晶半导体膜的表面进行处理来使非晶半导体膜的表面氮化、氢化或卤化。由于通过在微晶半导体膜的表面提供缓冲层，可以抑制包含在微晶半导体膜中的晶粒被氧化，因此可以抑制薄膜晶体管的电特性的退化。与多晶半导体膜不同，微晶半导体膜可以直接形成在衬底上。具体而言，可以以氢化硅为原料气体并使用频率为IGHz以上的微波等离子体CVD装置来形成微晶半导体膜。通过使用上述方法制造的微晶半导体`膜也包括在非晶半导体中包含O. 5nm至20nm的晶粒的微晶半导体膜。由此，与使用多晶半导体膜的情况不同，形成半导体膜后不需要进行结晶化的工序。因此，可以减少制造薄膜晶体管时的工序数量，提高液晶显示装置的成品率，并且抑制成本。另外，利用频率为IGHz以上的微波的等离子体的电子密度高，从而容易离解作为原料气体的氢化硅。因此，与频率为几十MHz至几百MHz的微波等离子体CVD法相比，可以容易制造微晶半导体膜，而可以提高成膜速度。据此，可以提高液晶显示装置的批量生产性。另外，使用微晶半导体膜制造薄膜晶体管(TFT)，将该薄膜晶体管用于像素部及驱动电路来制造液晶显示装置。使用微晶半导体膜的薄膜晶体管的迁移率为lcm2/V · sec至20cm2/V · sec,这是使用非晶半导体膜的薄膜晶体管的2倍至20倍的迁移率，因此，可以在与像素部同一个衬底上集成地形成驱动电路的一部分或整体以形成系统型面板(systemon panel)。栅极绝缘膜、微晶半导体膜、缓冲层、沟道保护层、以及形成源区及漏区的添加有赋予一种导电类型的杂质的半导体膜既可以使用一个反应室形成，又可以对于每个膜分别使用不同的反应室形成。在将衬底搬入反应室并进行成膜前，优选对反应室进行清洗处理、冲洗(洗涤)处理(使用氢作为冲洗物质的氢冲洗、使用硅烷作为冲洗物质的硅烷冲洗等)、以及使用保护膜在各个反应室的内墙上涂层的处理(也称为预涂处理)。预涂处理是这样一种处理，即通过将成膜气体流进反应室中并进行等离子体处理，预先利用由要形成的膜构成的厚度薄的保护膜覆盖反应室内侧。借助于冲洗处理和预涂处理，可以防止要形成的膜所受到的由于反应室中的氧、氮、氟等的杂质导致的污染。本专利技术的液晶显示装置之一包括栅电极、栅电极上的栅极绝缘膜、栅极绝缘膜上的包括沟道形成区域的微晶半导体膜、微晶半导体膜上的缓冲层、与微晶半导体膜的沟道形成区域重叠地形成在缓冲层上的沟道保护层沟道保护层及缓冲层上的源区及漏区、以及在源区及漏区上的源电极及漏电极。本专利技术的液晶显示装置之一包括栅电极、栅电极上的栅极绝缘膜、栅极绝缘膜上的包括沟道形成区域的微晶半导体膜、微晶半导体膜上的缓冲层、与微晶半导体膜的沟道形成区域重叠地形成在缓冲层上的沟道保护层、沟道保护层及缓冲层上的源区及漏区、源区及漏区上的源电极及漏电极、以及覆盖沟道保护层的一部分和源电极及漏电极的绝缘膜。在上述结构中，还提供与沟道截止型薄膜晶体管的源电极或漏电极电连接的像素电极，通过像素电极使液晶元件和薄膜晶体管彼此电连接。另外,液晶显示装置包括显示元件。作为显示元件可以使用液晶元件(液晶显示元件)。另外，也可以利用因受电气作用而改变对比度的显示介质，诸如电子墨水等。另外，液晶显示装置包括液晶元件被密封的状态的面板、以及该面板安装有包括控制器的IC等本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括：能够传递光的衬底；在所述衬底上方的栅极布线；在所述栅极布线上方的栅极绝缘膜；包括硅的半导体膜，所述半导体膜包括在所述栅极布线上方的沟道形成区域，且所述栅极绝缘膜位于其间；在所述半导体膜上方的源电极及漏电极；在所述半导体膜、所述源电极及所述漏电极上方的绝缘膜；以及在所述绝缘膜上方的像素电极，所述像素电极电气地连接到所述源电极或所述漏电极，其中，所述半导体膜的整个部分与所述栅极布线重叠。
【技术特征摘要】
2007.07.20 JP 2007-1902191.一种半导体装置，包括 能够传递光的衬底； 在所述衬底上方的栅极布线； 在所述栅极布线上方的栅极绝缘膜； 包括硅的半导体膜，所述半导体膜包括在所述栅极布线上方的沟道形成区域，且所述栅极绝缘膜位于其间； 在所述半导体膜上方的源电极及漏电极； 在所述半导体膜、所述源电极及所述漏电极上方的绝缘膜；以及 在所述绝缘膜上方的像素电极，所述像素电极电气地连接到所述源电极或所述漏电极， 其中，所述半导体膜的整个部分与所述栅极布线重叠。2.—种半导体装置，包括 能够传递光的衬底； 在所述衬底上方的栅极布线； 在所述栅极布线上方的栅极绝缘膜； 半导体膜，所述半导体膜包括在所述栅极布线上方的沟道形成区域，且所述栅极绝缘膜位于其间； 在所述半导体膜上方的源电极及漏电极； 在所述半导体膜、所述源电极及所述漏电极上方的绝缘膜；以及 在所述绝缘膜上方的像素电极，所述像素电极电气地连接到所述源电极或所述漏电极， 其中，所述半导体膜的整个部分与所述栅极布线重叠。3.一种半导体装置，包括 能够传递光的衬底； 在所述衬底上方的栅极布线； 在所述栅极布线上方的栅极绝缘膜； 半导体膜，所述半导体膜包括在所述栅极布线上方的沟道形成区域，且所述栅极绝缘膜位于其间； 在所述半导体膜上方的源电极及漏电极； 在所述半导体膜、所述源电极及所述漏电极上方的绝缘膜；以及 在所述绝缘膜上方的像素电极，所述像素电极电气地连接到所述源电极或所述漏电极， 其中，所述半导体膜的整个部分与所述栅极布线重叠， 其中，所述半导体膜包括非晶部分和晶体部分。4.一种半导体装置，包括 能够传递光的衬底； 在所述衬底上方的栅极布线； 在所述栅极布线上方的栅极绝缘膜； 半导体膜，所述半导体膜包括在所述栅极布线上方的...
【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。