專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法、薄膜晶體管陣列基板、液晶顯示裝置以及電致發(fā)光型顯示裝置的制作方法
技術(shù)說(shuō)明書以往，已知薄膜晶體管中的溝道部分，源極部分以及漏極部分用同一種半導(dǎo)體形成，用無(wú)定形硅薄膜和多晶硅薄膜形成了這些部分的無(wú)定型硅薄膜晶體管(a-SiTFT)或者多晶硅薄膜晶體管(p-SiTFT)。另外，近年來(lái)，由多晶硅鍺薄膜形成了溝道部分、源極部分以及漏極部分的多晶硅鍺薄膜晶體管(p-SiGeTFT)已在日本國(guó)特開(kāi)平6-61489，日本國(guó)特開(kāi)平6-120499號(hào)公報(bào)中提出。
另外，以往在液晶顯示裝置或者電致發(fā)光型顯示裝置(以下也簡(jiǎn)稱EL型顯示裝置)等顯示裝置中使用a-SiTFT或者p-SiTFT。進(jìn)而，具有在液晶顯示裝置或者EL顯示器中，使用p-SiTFT，在玻璃基板上形成像素用TFT和周邊驅(qū)動(dòng)電路用TFT二者的現(xiàn)有技術(shù)。
然而，如上所述，如果溝道部分、源極部分以及漏極部分是同一種半導(dǎo)體，則在制造工序中進(jìn)行的、對(duì)包含在源極部分以及漏極部分中的摻雜劑激活的熱處理中，摻雜劑漏泄擴(kuò)散到溝道部分中，減少了有效的溝道部分，同時(shí)使TFT性能惡化。進(jìn)而，如果是需要供結(jié)晶用的熱處理的p-SiTFT或者p-SiGeTFT等，則在用摻雜劑進(jìn)行摻雜的工序以后進(jìn)行結(jié)晶工序時(shí)，與上述相同，摻雜劑也向溝道部分漏泄擴(kuò)散。
在p-SiTFT的情況下，由于在多晶硅中在晶粒間界處摻雜劑的擴(kuò)散快，因此從源極部分以及漏極部分漏泄的摻雜劑比其在溝道部分的漏泄擴(kuò)散要寬。進(jìn)而，在溝道部分中使用了多晶硅薄膜的TFT的情況下，與在溝道部分中使用了無(wú)定型硅薄膜的TFT相比較，關(guān)斷電流增加。為了抑制該關(guān)斷電流的增加，形成了摻雜劑濃度低的漏極部分的Lightly Doped Drain(LDD，輕摻雜漏極)部分或者摻雜劑濃度低的源極部分以及摻雜劑濃度低的漏極部分的現(xiàn)有技術(shù)。
然而，在具有LDD部分，而且溝道部分是多晶硅薄膜的TFT的情況下，由于與溝道部分接觸的LDD部分的摻雜劑濃度低，因此減少向溝道部分的摻雜劑的擴(kuò)散量，但是由于摻雜劑濃度低的多晶硅薄膜的電阻率對(duì)摻雜劑濃度很敏感，因此即使摻雜劑的擴(kuò)散量很少也將加大電阻值的變化，存在難以形成均勻精度的LDD部分這樣的問(wèn)題。即，難以形成寄生電阻均勻的TFT，將在驅(qū)動(dòng)電流中產(chǎn)生很大的不均勻性。這一點(diǎn)對(duì)于摻雜濃度低的源極部分也相同。
其次，在p-SiGeTFT的情況下，如果依據(jù)上述日本國(guó)特開(kāi)平6-61489以及日本國(guó)特開(kāi)平6-120499，則由于能夠降低制造中的熱處理溫度，因此能夠減少摻雜劑向溝道部分的漏泄擴(kuò)散。然而，與用多晶硅薄膜形成了溝道部分的情況相同，關(guān)斷電流將增大。另外，在溝道部分中使用了多晶硅鍺的情況下，由于與在溝道部分中使用了多晶硅的情況相比較晶體缺陷密度增大，因此亞閾值特性將惡化。
進(jìn)而，在把a(bǔ)-SiTFT或者p-SiTFT或者p-SiGeTFT微細(xì)化的情況下，由于摻雜劑向溝道部分?jǐn)U散的擴(kuò)散寬度恒定，因此將加大摻雜劑的擴(kuò)散對(duì)于TFT特性退降的作用。即，源極部分和漏極部分的擴(kuò)散電阻對(duì)TFT寄生電阻的比例增大。另外，在沒(méi)有摻雜劑擴(kuò)散的有效溝道部分中要確保恒定的溝道長(zhǎng)度的情況下，有必要減小源極部分和漏極部分。然而，如果減小源極部分與源電極的接觸面積以及漏極部分與漏電極的接觸面積，接觸電阻對(duì)TFT的寄生電阻的比例就要增大。
如果歸納以上各點(diǎn)，則在上述現(xiàn)有的TFT中可以舉出以下所述的問(wèn)題。1)如果用同一種半導(dǎo)體形成溝道部分、源極部分以及漏極部分，則難以精密地控制與溝道部分的邊界區(qū)中的源極部分的摻雜劑濃度以及與溝道部分的邊界區(qū)中的漏極部分的摻雜劑濃度。2)特別是，在顯示裝置等要求高速驅(qū)動(dòng)性能的用途中需要在溝道部分中必須用多晶體半導(dǎo)體形成，而如果在溝道部分中使用多晶半導(dǎo)體，則必須設(shè)置LDD部分，以減少關(guān)斷電流，但如果不能夠精密地控制摻雜劑濃度，則難以均勻地形成具有相同工作特性的TFT。3)在溝道部分中使用了多晶硅鍺薄膜的情況下，雖然能夠抑制制造中必要的熱處理的處理溫度，但是TFT的亞閾值特性將惡化。
首先，為了達(dá)到上述第1個(gè)目的，在絕緣基板上形成的TFT其特征在于，包括具有由第1半導(dǎo)體形成的高熔點(diǎn)部分的溝道部分；具有與溝道部分的高熔點(diǎn)部分相接觸的、由比第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體形成的第1低熔點(diǎn)部分，而且包含第1摻雜劑的源極部分；經(jīng)過(guò)源極部分的第1低熔點(diǎn)部分與溝道部分的高熔點(diǎn)部分進(jìn)行電連接的源電極；具有與源極部分隔離而且與溝道部分的高熔點(diǎn)部分相接觸的、由比第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體形成的第2低熔點(diǎn)部分，而且包含第2摻雜劑的漏極部分；經(jīng)過(guò)漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分與溝道部分的高熔點(diǎn)部分電連接的漏電極；以及與溝道部分、源電極和漏電極電絕緣、控制作用在溝道部分中的電場(chǎng)的柵電極。
如果依據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，則能夠提供精密地控制溝道部分與源極部分的邊界區(qū)中的源極部分內(nèi)的摻雜劑濃度、而且精密地控制溝道部分與漏極部分的邊界區(qū)中的漏極部分內(nèi)的摻雜劑濃度的TFT。另外，通過(guò)能夠比以往更廣泛地確保沒(méi)有摻雜劑漏泄擴(kuò)散的有效溝道部分，即使將TFT微細(xì)化，也能夠提供高性能的TFT。本發(fā)明的TFT可以是平面型TFT、頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT、底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT中的任一種。這里，所謂「絕緣基板」意味著具有電絕緣性的基板，或者在任意的基板上設(shè)置了電絕緣膜的帶絕緣膜的基板。另外，要注意的是，所謂溝道部分的高熔點(diǎn)部分，意味著用比源極部分的第2半導(dǎo)體以及漏極部分的第3半導(dǎo)體熔點(diǎn)高的第1半導(dǎo)體所構(gòu)成的部分。
溝道部分雖然也可以是在一部分上具有高熔點(diǎn)部分的結(jié)構(gòu)，但是最好是僅用高熔點(diǎn)部分構(gòu)成。另外，源極部分既可以是僅具有第1低熔點(diǎn)部分的結(jié)構(gòu)，也可以是在源極部分的一部分上具有第1低熔點(diǎn)部分的結(jié)構(gòu)。更具體地講，可以舉出在源極部分的內(nèi)部具有第2半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)。同樣，漏極部分也能夠采用在其全部或者一部分上具有第2低熔點(diǎn)部分的結(jié)構(gòu)。
第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體可以是比第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的半導(dǎo)體。從而，第2個(gè)半導(dǎo)體和第3半導(dǎo)體即可以是同一半導(dǎo)體，第2半導(dǎo)體和第3半導(dǎo)體也可以是不同的半導(dǎo)體。如果第2半導(dǎo)體和第3半導(dǎo)體是同一半導(dǎo)體，則由于制造工序可以簡(jiǎn)化，將提高制造效率，而且能夠降低制造成本。從而，能夠廉價(jià)地提供本發(fā)明的TFT。
摻雜劑分為受主摻雜劑和施主摻雜劑兩種，第1摻雜劑和第2摻雜劑兩者如果都是受主摻雜劑則成為N溝道型TFT，如果都是施主摻雜劑則成為P溝道型TFT。另外，在第1摻雜劑和第2摻雜劑是相同種類的摻雜劑的限度內(nèi)，可以不是同一摻雜劑，但是如果使用同一摻雜劑，由于能夠簡(jiǎn)化制造工序，因此能夠提高制造效率，而且能夠降低制造成本。從而，能夠廉價(jià)地提供本發(fā)明的TFT。
如果溝道部分的第1半導(dǎo)體是多晶半導(dǎo)體，則能夠提供驅(qū)動(dòng)性能出色的TFT。TFT的驅(qū)動(dòng)性能由于主要由構(gòu)成溝道部分的第1半導(dǎo)體的性質(zhì)決定，因此在由多晶半導(dǎo)體形成溝道部分的限度內(nèi)，源極部分既可以用多晶半導(dǎo)體構(gòu)成，也可以不是多晶半導(dǎo)體，另外，對(duì)于漏極部分也與源極部分相同。
以下，說(shuō)明第1半導(dǎo)體與第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體的熔點(diǎn)的區(qū)別。半導(dǎo)體的熔點(diǎn)因構(gòu)成半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料的不同或者鍵合結(jié)構(gòu)的不同而異。另外，半導(dǎo)體的熔點(diǎn)因使用了同一半導(dǎo)體材料時(shí)其晶體結(jié)構(gòu)，使用了同一種多個(gè)半導(dǎo)體材料時(shí)它們的組成比或者鍵合結(jié)構(gòu)而異。
從而，第1，如果是源極部分的第2半導(dǎo)體與漏極部分的第3半導(dǎo)體中的每一個(gè)都由與構(gòu)成溝道部分的第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料相同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，而且其半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)與第1半導(dǎo)體不同的TFT，則能夠可靠地實(shí)現(xiàn)摻雜劑濃度的精密控制。更具體地講，可以舉出第1半導(dǎo)體是多晶半導(dǎo)體，而且第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體是由構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料所構(gòu)成的無(wú)定形半導(dǎo)體的情況。
第2，源極部分的第2半導(dǎo)體和漏極部分的第3半導(dǎo)體的每一個(gè)如果是由構(gòu)成溝道部分的第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料以及IVB族原子構(gòu)成的TFT，則能夠可靠地實(shí)現(xiàn)摻雜劑濃度的精密控制。這里，IVB族原子最好是碳(C)，硅(Si)，鍺(Ge)。更具體地講，可以舉出構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅，而且構(gòu)成第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅以及鍺的情況，或者構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅，而且構(gòu)成第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅、鍺以及碳的情況，或者構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是鍺，而且構(gòu)成第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是鍺以及硅的情況。這里，如果第1半導(dǎo)體是多晶半導(dǎo)體，則第2半導(dǎo)體與第3半導(dǎo)體的每一個(gè)既可以是多晶半導(dǎo)體，也可以不是多晶半導(dǎo)體。
這里，第2半導(dǎo)體與第3半導(dǎo)體的每一個(gè)不僅可以是構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料與IVB族原子均勻分布的半導(dǎo)體，也可以是IVB族原子的分布不均勻的半導(dǎo)體。例如，在構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料均勻分布的情況下，可以分布成在表面附近IVB族原子的濃度高，隨著層次的降低其濃度的分布也降低，也可以分布成在特定的部位IVB族原子是高濃度，在其特定部位以外IVB族原子是低濃度。更具體地講，可以舉出的TFT是源極部分與漏極部分的由多晶硅鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分的每一個(gè)在局部具有鍺原子濃度高的鍺高熔點(diǎn)部分，在源極部分的鍺高濃度部分，溝道部分與源電極接觸，而且在漏極部分的鍺高濃度部分，溝道部分與漏電極接觸。
第3，如果是源極部分的第2半導(dǎo)體與漏極部分的第3半導(dǎo)體僅由與構(gòu)成溝道部分的第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成的TFT，則能夠可靠地實(shí)現(xiàn)摻雜劑濃度的精密控制。更具體地講，可以舉出構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅，而且構(gòu)成第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是鍺的情況。這里，如果第1半導(dǎo)體是多晶半導(dǎo)體，則第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體既可以是多晶半導(dǎo)體，也可以不是多晶半導(dǎo)體。
漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分具有與溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸的低濃度摻雜的漏極部分，比低濃度摻雜的漏極部分的摻雜濃度高，經(jīng)過(guò)低濃度摻雜的漏極部分與溝道部分連接的高濃度摻雜的漏極部分，而且，漏電極如果與高濃度摻雜的漏極部分接觸，則溝道部分即使是多晶半導(dǎo)體也能夠抑制TFT的關(guān)斷電流特性降低(關(guān)斷電流增大)。同樣，也可以在源極部分的第1低熔點(diǎn)部分設(shè)置低濃度摻雜的源極部分以及高濃度摻雜的源極部分。
其次，為了達(dá)到上述第2個(gè)目的，TFT的制造方法的特征在于，包括在絕緣基板上形成由第1半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜的成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)半導(dǎo)體薄膜構(gòu)建圖形，使得形成構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜的構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在形成第1電絕緣膜的第1電絕緣膜的工序后，在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜的一部分注入含有IVB族原子的離子，使得在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上形成由比第1半導(dǎo)體的熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體構(gòu)成的相互隔離的一對(duì)低熔點(diǎn)部分的IVB族原子注入工序；在一對(duì)低熔點(diǎn)部分的形成區(qū)域中進(jìn)行摻雜劑摻雜，使得在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上，形成摻雜了摻雜劑的一對(duì)源極區(qū)以及漏極區(qū)，以及被源極區(qū)與漏極區(qū)夾持的沒(méi)有進(jìn)行摻雜劑摻雜的溝道區(qū)的摻雜工序；形成第2電絕緣膜使得柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；形成貫通源極區(qū)上的第1電絕緣膜以及第2電絕緣膜、與柵電極電絕緣的源電極，以及貫通漏極區(qū)上的第1電絕緣膜以及第2電絕緣膜、與柵電極電絕緣并且與漏極區(qū)電接觸的漏電極的源漏電極形成工序；使源極區(qū)與漏極區(qū)在預(yù)定的溫度加熱，使得激活包含在源極區(qū)和漏極區(qū)中的摻雜劑的加熱工序。
與在溝道部分、源極部分以及漏極部分中使用了同一半導(dǎo)體的情況相比較，能夠以低的處理溫度激活包含在源極部分以及漏極部分中的摻雜劑。從而，如果依據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，則能夠抑制摻雜劑向溝道部分的漏泄擴(kuò)散，能夠制造精密控制了溝道部分與源極部分的邊界區(qū)以及溝道部分與漏極部分的邊界區(qū)中的摻雜劑濃度的平面型TFT。
如果在柵電極形成工序以后進(jìn)行IVB族原子注入工序，則由于可把柵電極用作掩模，因此能夠在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)簡(jiǎn)便地形成一對(duì)熔點(diǎn)部分。另外，IVB族原子注入工序通過(guò)使用預(yù)定圖形的抗蝕劑掩模還能夠在柵電極形成工序之前進(jìn)行。進(jìn)而，本工序既可以是注入1種IVB族原子的工序，也可以是同時(shí)注入多種IVB族原子的工序。另外，具有本工序中IVB族原子的離子最好是IVB族原子的氫化物的離子。另外，作為IVB族原子可以使用碳、硅或者鍺。更具體地講，能夠把單甲硅烷(SiH4)，氫化鍺(GeH4)，甲烷(CH4)等作為原料分子。進(jìn)而，可以多次進(jìn)行IVB族原子注入工序使注入的IVB族原子不同，還可以在一方的低熔點(diǎn)部分中注入第1IVB族原子，而且在另一方的低熔點(diǎn)部分中注入第2IVB族原子。
另外，為了達(dá)到上述第2個(gè)目的，TFT的制造方法的特征在于，包括在絕緣基板上形成由第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第1薄膜構(gòu)建圖形，使得形成一對(duì)源極薄膜與漏極薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；將摻雜劑摻進(jìn)第1薄膜或者源極薄膜和漏極薄膜中，使得形成了將摻雜劑摻進(jìn)源極薄膜的源極部分，而且形成了將摻雜劑摻進(jìn)漏極薄膜的漏極部分的摻雜工序；在上述絕緣基板上形成由比第3半導(dǎo)體熔點(diǎn)高的第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成了與源極薄膜和漏極薄膜連接的溝道薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得源極薄膜，漏極薄膜以及溝道薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在形成第1電絕緣膜的工序以后，在溝道薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第2電絕緣膜使得柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；形成貫通第1電絕緣膜以及第2電絕緣膜直到上述源極部分的并且與柵電極電絕緣的源電極，并形成貫通第1電絕緣膜以及第2電絕緣膜直到漏極部分的并且與柵電極電絕緣膜的漏電極的源漏電極形成工序；把源極部分和漏極部分加熱到預(yù)定的溫度，使得激活包含在源極部分中的摻雜劑和包含在漏極部分中的摻雜劑的加熱工序。
與在溝道部分、源極部分以及漏極部分中使用了同一半導(dǎo)體的情況相比較，能夠在低的處理溫度激活包含在源極部分以及漏極部分的低熔點(diǎn)部分中的摻雜劑。從而，如果依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，則能夠抑制摻雜劑向溝道部分的漏泄擴(kuò)散，能夠制造精密控制了溝道部分與源極部分的邊界區(qū)中以及溝道部分與漏極部分的邊界區(qū)中的摻雜劑濃度的頂柵結(jié)構(gòu)的TFT。
如果代替源漏電極形成工序，包含在上述第1成膜工序前在絕緣基板上形成源電極以及漏電極的工序，在第1構(gòu)建圖形工序中在源電極上形成源極薄膜，在漏電極上形成漏極薄膜，則能夠制造頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。進(jìn)而，如果代替第1成膜工序以及第1構(gòu)建圖形工序，通過(guò)向絕緣基板上形成由第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第3薄膜，通過(guò)對(duì)上述第3薄膜進(jìn)行光刻和刻蝕形成相互隔離的薄膜的構(gòu)建圖形，和在上述一對(duì)薄膜中進(jìn)行包括IVB族原子的離子注入來(lái)形成上述源極薄膜和上述漏極薄膜的源漏薄膜形成膜工序，也能夠制造頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。
另外，為了達(dá)到上述第2個(gè)目的，TFT的制造方法的特征在于，包括在絕緣基板上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第1電絕緣膜使得柵電極被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在第1電絕緣膜形成工序以后在絕緣基板上形成由第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)對(duì)第1薄膜進(jìn)行光刻和刻蝕使得在柵電極的上方形成溝道薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在絕緣基板上形成由比第5半導(dǎo)體的熔點(diǎn)低的第6半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與溝道薄膜接觸而且相互隔離的源極薄膜以及漏極薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；將摻雜劑摻進(jìn)每一源極薄膜以及漏極薄膜中，使得形成源極部分以及漏極部分的摻雜工序；形成與源極部分電連接的源電極，以及與源電極隔離而且與漏極部分電連接的漏電極的源漏電極形成工序；在預(yù)定的溫度加熱源極部分和漏極部分，使得源極部分和漏極部分中的摻雜劑被激活的加熱工序。
與在溝道部分、源極部分以及漏極部分中使用了同一半導(dǎo)體的情況相比較，能夠以低的處理溫度激活包含在源極部分以及漏極部分中的摻雜劑。從而，如果依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，則能夠抑制摻雜劑向溝道部分的擴(kuò)散，能夠制造精密地控制了溝道部分與源極部分的邊界區(qū)以及溝道部分與漏極部分的邊界區(qū)中的摻雜劑濃度的底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。另外，由于處理溫度可以降低，因此即使使用快升溫退火等快速加熱處理裝置進(jìn)行以往在熱處理爐中進(jìn)行的對(duì)于源極部分以及漏極部分的加熱工序，也能夠形成電阻充分低的源極部分以及漏極部分。進(jìn)而，通過(guò)使用快速加熱處理裝置的加熱工序，能夠大幅度地提高生產(chǎn)率。
代替上述第2成膜工序以及上述第2構(gòu)建圖形工序，通過(guò)形成源極薄膜以及漏極薄膜的源漏薄膜形成工序，也能夠制造底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。該源漏薄膜形成工序是這樣進(jìn)行的在絕緣基板上形成由上述第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第3薄膜，通過(guò)對(duì)上述第3薄膜進(jìn)行光刻和刻蝕，形成由經(jīng)上述溝道薄膜連接的相互隔離的一對(duì)薄膜的構(gòu)建圖形，形成由比上述第5半導(dǎo)體的熔點(diǎn)低的第6半導(dǎo)體構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分，向上述一對(duì)薄膜進(jìn)行具有IVB族原子的離子注入。
要注意的是，以下記載的事項(xiàng)對(duì)于平面型TFT，頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT以及底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT是共同的。
在上述制造方法中，如果還包括使形成溝道部分的半導(dǎo)體結(jié)晶的結(jié)晶工序，則能夠制造高驅(qū)動(dòng)性能的TFT。只要在溝道部分中進(jìn)行結(jié)晶處理，也可以使源極部分或者漏極部分的半導(dǎo)體成為多晶。但是，在使溝道部分的半導(dǎo)體成為多晶的情況下，將降低TFT的關(guān)斷電流特性。
然而，在摻雜工序以后，將摻雜劑補(bǔ)充摻入漏極部分的一部分區(qū)域中的補(bǔ)充摻雜工序，在補(bǔ)充摻雜工序中，通過(guò)形成不進(jìn)行補(bǔ)充摻雜的與溝道部分接觸的低濃度摻雜漏極區(qū)和進(jìn)行了補(bǔ)充摻雜的比低濃度摻雜漏極區(qū)的摻雜劑濃度高的高濃度摻雜漏極區(qū)，則即使是溝道部分以多晶半導(dǎo)體形成的TFT，也能夠抑制關(guān)斷電流特性的降低。
在加熱工序中，如果在600℃以下的處理溫度加熱，使摻雜劑激活，則即使使用玻璃基板作為絕緣基板也能夠抑制熱處理中的基板的變形，由此能夠擴(kuò)展基板選擇的范圍。
其次，為了達(dá)到上述第3個(gè)目的，TFT陣列基板的特征在于，包括絕緣基板；在絕緣基板上形成的本發(fā)明的TFT；與TFT的源電極電連接的源極布線；與TFT的漏電極電連接的漏極布線；以及與TFT的柵電極電連接的柵極布線。
如果依據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，則能夠提供使得高性能的TFT平面性地良好排列配置的TFT陣列基板。另外，通過(guò)使用本發(fā)明的TFT，由于能夠降低制造中的熱處理溫度，因此能夠提供在玻璃基板上具有平面性出色的TFT陣列的TFT陣列基板。由此，也能夠擴(kuò)展基板選擇的范圍。
如果使用溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分結(jié)構(gòu)的TFT，則與以往的使用了p-SiTFT或者p-SiGeTFT的情況相比較，成為高性能的TFT陣列基板。
其次，為了達(dá)到上述第4個(gè)目的，液晶顯示裝置的特征在于，包括絕緣基板；在絕緣基板上形成的本發(fā)明的TFT；與TFT的源電極電連接的源極布線；與TFT的漏電極電連接的漏極布線；與TFT的柵電極電連接的柵極布線；在絕緣基板的表面上形成的、與漏極布線電連接的顯示電極；覆蓋TFT、源極布線、漏極布線、柵極布線以及顯示電極的第1液晶取向膜；與絕緣基板相向的對(duì)置基板；在對(duì)置基板上形成的、與顯示電極相向的對(duì)置電極；在對(duì)置基板上形成的、覆蓋對(duì)置電極的第2液晶取向膜；與第1液晶取向膜和第2液晶取向膜接觸而且?jiàn)A在絕緣基板與對(duì)置基板之間的液晶層；以及設(shè)置在絕緣基板與對(duì)置基板的周邊部分，使液晶層封口的液晶封口部分。
如果依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于使用高性能的而且小型的TFT平面性良好排列配置的絕緣基板，因此成為具有高開(kāi)口率或者高精細(xì)的像素的高速顯示的液晶顯示裝置。另外，能夠把本發(fā)明的TFT用作像素TFT以及/或者周邊驅(qū)動(dòng)電路用TFT。
如果使用溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分結(jié)構(gòu)的TFT，則與以往的使用了p-SiTFT或者p-SiGeTFT的情況相比較，成為高性能的液晶顯示裝置。
最后，為了達(dá)到上述第5個(gè)目的，EL顯示裝置的特征在于，包括絕緣基板；在絕緣基板上形成的本發(fā)明的TFT；與TFT的源極電連接的源極布線；與TFT的漏電極電連接的漏極布線；與TFT的柵電極電連接的柵極布線；在絕緣基板的表面上形成的顯示電極；與顯示電極相向的對(duì)置電極；在顯示電極與對(duì)置電極之間形成的發(fā)光層。
如果依據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于可以使用高性能的而且小型的TFT平面性良好排列配置的絕緣基板，因此可以提供具有高開(kāi)口率或者高精細(xì)的像素的高速顯示的EL型顯示裝置。另外，能夠把本發(fā)明的TFT用作像素TFT以及/或者周邊驅(qū)動(dòng)電路用TFT。
另外，如果使用溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分結(jié)構(gòu)的TFT，則與以往的使用了p-SiTFT或者p-SiGeTFT的情況相比較，成為高性能的EL顯示裝置。
附圖的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下所示的記述而得到充分理解。另外，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將在參照附圖的以下說(shuō)明中得知。


圖1是示出平面型TFT的一例的剖面圖。
圖2是示出TFT的結(jié)構(gòu)實(shí)例的剖面圖，圖2A是平面型TFT的一例，圖2B是頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT的一例，圖2C是底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT的一例。
圖3是說(shuō)明平面型TFT的制造方法一例的工序剖面圖，圖3A示出結(jié)晶工序，圖3B示出剛進(jìn)行了構(gòu)建圖形工序后的情況，圖3C示出剛進(jìn)行了柵電極形成工序后的情況，圖3D示出IVB族原子注入工序，圖3E示出摻雜工序，圖3F示出剛進(jìn)行了側(cè)壁形成工序后的情況，圖3G示出補(bǔ)充摻雜工序，圖3H示出剛進(jìn)行了源漏電極形成工序后的情況，圖3I示出終端工序。
圖4是示出TFT陣列基板一例的平面圖。
圖5是示出液晶顯示裝置一例的剖面圖。
圖6是示出EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的剖面圖，圖6A是具有發(fā)光層的顯示裝置的一例，圖6B是具有由有機(jī)材料形成的發(fā)光層的顯示裝置的一例。
圖7是示出NMOS型TFT的關(guān)斷電流對(duì)使摻雜劑激活的加熱工序中的處理溫度依賴關(guān)系的曲線圖。
參照?qǐng)D3，以溝道部分僅具有由多晶體半導(dǎo)體構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，源極部分以及漏極部分僅具有比溝道部分的熔點(diǎn)低的多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分，而且，源極部分以及漏極部分分別具有低濃度摻雜源極部分以及低濃度摻雜漏極部分的平面型TFT為例，說(shuō)明其制造方法。
首先，在基板101上形成絕緣性保護(hù)膜102制作絕緣基板121。在絕緣基板121上成膜由第1半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜(成膜工序)。而且，在半導(dǎo)體薄膜中進(jìn)行了脫氫處理以后，在被脫氫處理了的半導(dǎo)體薄膜上進(jìn)行熱處理形成多晶化了的半導(dǎo)體103(結(jié)晶工序)(圖3A)。
其次，通過(guò)光刻以及刻蝕對(duì)多晶化了的半導(dǎo)體薄膜103構(gòu)建圖形，形成構(gòu)成溝道部分、源極部分以及漏極部分的構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104(構(gòu)建圖形工序)(圖3B)。
如上所述，除去在半導(dǎo)體薄膜103上進(jìn)行結(jié)晶工序以后進(jìn)行構(gòu)建圖形工序以外，也可以在成膜工序以及構(gòu)建圖形工序以后，進(jìn)行結(jié)晶工序。另外，脫氫處理雖然不是必需的工序，然而是為了提高結(jié)晶性的重要處理工序，因此最好實(shí)施該工序。另外，結(jié)晶工序中的熱處理也可以通過(guò)使熱源與基板101接觸進(jìn)行加熱或者通過(guò)激光等的照射進(jìn)行加熱。特別是，在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104的一部分多晶化的情況下，最好使用激光。
其次，在形成了氧化硅膜，氮化硅膜等第1電絕緣膜105(柵極絕緣膜)使得構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜工04被覆蓋以后(第1電絕緣膜形成工序)，經(jīng)過(guò)第1電絕緣膜105，在構(gòu)建了圖形的的半導(dǎo)體薄膜104上形成柵電極106(柵電極形成工序)(圖3C)。作為柵電極，可以使用由MoW等形成了的金屬電極或者由多晶硅鍺等形成了的半導(dǎo)體電極。
其次，把具有IVB族原子的離子注入到構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104中，形成摻進(jìn)IVB族原于的一對(duì)低熔點(diǎn)部分157、158(IVB族原子注入工序)(圖3D)。進(jìn)而，在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104中以低濃度摻進(jìn)摻雜劑，形成摻進(jìn)摻雜劑的源極部分107以及漏極部分108，同時(shí)形成沒(méi)有摻進(jìn)摻雜劑的溝道部分109(摻雜工序)(圖3E)。
這時(shí)，由于柵電極106被用作掩模，因此能夠自對(duì)準(zhǔn)地在柵電極106下部的構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104上形成由第1半導(dǎo)體構(gòu)成的溝道部分109，在柵電極106下部以外的構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104上形成摻進(jìn)IVB族原子以及摻雜劑的源極部分107以及漏極部分108。IVB族原子注入工序與摻雜工序的順序也可以相反。
如上所述，把柵電極106用作掩模很簡(jiǎn)便而且很理想，不過(guò)也可以通過(guò)光刻形成預(yù)定的抗蝕劑掩模，在抗蝕劑掩模的開(kāi)口區(qū)的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)摻進(jìn)IVB族原子以及摻雜劑，形成低熔點(diǎn)部分。另外，上述的摻雜工序是在源極部分以及漏極部分內(nèi)摻進(jìn)同一摻雜劑的摻雜工序，而在通過(guò)光刻形成第1抗蝕劑掩模，在第1抗蝕劑掩模的開(kāi)口區(qū)的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)摻進(jìn)第1摻雜劑形成了源極部分以后，去除第1抗蝕劑掩模，接著，通過(guò)光刻形成第2抗蝕劑掩模，在其開(kāi)口區(qū)的半導(dǎo)體薄膜內(nèi)摻進(jìn)第2摻雜劑形成了漏極部分以后，去除第2抗蝕劑掩模，由此可以在源極部分與漏極部分內(nèi)摻進(jìn)不同的摻雜劑。
另外，在上述的IVB族原子注入工序中，被注入的IVB族原子的原子濃度最好控制在1％以上，80％以下。進(jìn)而，作為IVB族原子，理想的是碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)，被注入的B族原子的種類既可以是1種也可以是多種。而在以一種IVB族原子作為半導(dǎo)體材料的第1半導(dǎo)體內(nèi)注入一種IVB族原子的情況下，被注入的IVB族原子必須與構(gòu)成第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料不同。
其次，通過(guò)各向異性刻蝕技術(shù)在柵電極106的側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)地形成氧化硅膜或者氮化硅膜等的側(cè)壁113以后(側(cè)壁形成工序)(圖3G)，以側(cè)壁113以及柵電極106作為掩模，在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104中進(jìn)行補(bǔ)充摻雜(補(bǔ)充摻雜工序)。由此，在側(cè)壁113下部的漏極部分108中能夠自對(duì)準(zhǔn)地形成低濃度摻雜的漏極部分118，另外，在側(cè)壁113以及柵電極106下部以外的漏極部分108中能夠自對(duì)準(zhǔn)地形成高濃度摻雜的漏極部分128。這里，要注意的是，具有LDD部分的TFT的高濃度摻雜的漏極部分通常只稱為漏極部分。進(jìn)而，在形成低濃度摻雜的漏極部分118以及高濃度摻雜的漏極部分128的同時(shí)，在側(cè)壁113下部的源極部分107中能夠自對(duì)準(zhǔn)地形成低濃度摻雜的源極部分117，另外，在側(cè)壁113以及柵電極106下部以外的源極部分107中能夠自對(duì)準(zhǔn)地形成高濃度摻雜的源極部分127(圖3G)。
在上述中通過(guò)各向異性刻蝕形成側(cè)壁113，然而也可以使用光刻技術(shù)形成抗蝕劑掩模，在預(yù)定的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)充摻雜。在摻雜工序和補(bǔ)充摻雜工序中所摻的摻雜劑也可以不是同一種類。另外，為了充分地降低關(guān)斷電流，低濃度摻雜的漏極部分118的摻雜劑濃度最好是高濃度摻雜的漏極部分108的摻雜劑濃度的1/10以下。
其次，形成第2電絕緣膜使得柵電極被覆蓋以后，通過(guò)光刻以及刻蝕形成貫通第1電絕緣膜105和第2電絕緣膜110、直到源極部分107的源電極用的接觸孔(第1接觸孔)以及直到漏極部分的漏電極用的接觸孔(第2接觸孔)。接著，形成源電極111以填埋源電極用的接觸孔，而且形成漏電極112以填埋漏電極用的接觸孔(第2電絕緣膜形成工序)(圖3H)。在圖3H中，還示出與源電極111以及漏電極112同時(shí)形成的源極布線121以及漏極布線122。
其次，至少在半導(dǎo)體薄膜的源極部分107以及漏極部分108上進(jìn)行熱處理，形成多晶化的第2半導(dǎo)體以及第3半導(dǎo)體，與此相伴隨，還激活包含在源極部分以及漏極部分中的摻雜劑。這時(shí)，既可以使構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104整體加熱，也可以用激光等僅使源極部分107以及漏極部分108加熱。
最后，使包含在多晶化了的半導(dǎo)體薄膜中的懸空鍵終止在氫原子上(圖3I)。通過(guò)以上的工序，能夠形成圖1所示的平面型TFT。
如圖1所示，用第1半導(dǎo)體薄膜形成溝道部分109，用比第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體薄膜形成源極部分107，而且用比第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體薄膜形成漏極部分108，由此，能夠提供精密地控制了溝道部分109與源極部分107的邊界區(qū)以及溝道部分109與漏極部分108的邊界區(qū)中的摻雜劑濃度的TFT。
形成源極部分的第2半導(dǎo)體薄膜與形成漏極部分的第3半導(dǎo)體薄膜最好是同一半導(dǎo)體薄膜。以下，在第2半導(dǎo)體與第3半導(dǎo)體相同時(shí)把它們歸納起來(lái)稱為低熔點(diǎn)半導(dǎo)體。另外，所謂「低熔點(diǎn)半導(dǎo)體」意味著比構(gòu)成溝道部分的第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的半導(dǎo)體材料。另外，包含在源極部分的第1摻雜劑與包含在漏極部分的第2摻雜劑最好是同一摻雜劑。如果使用同一半導(dǎo)體和同一摻雜劑，則由于能夠同時(shí)形成源極部分以及漏極部分，因此能夠提供廉價(jià)的平面型TFT。
另外，源極部分以及漏極部分既可以是其總體僅用均勻的低熔點(diǎn)半導(dǎo)體構(gòu)成，也可以是在其一部分中包含低熔點(diǎn)半導(dǎo)體而構(gòu)成。在第1半導(dǎo)體是多晶硅時(shí)，作為低熔點(diǎn)半導(dǎo)體，最好是多晶硅鍺，多晶硅鍺碳等。
在上述的本實(shí)施形態(tài)I-1中，說(shuō)明了具有低濃度摻雜的源極部分以及低濃度摻雜的漏極部分的平面型TFT，而如圖2A所示，也可以是不具有這些部分的平面型TFT。另外如圖2A所示，可以用低熔點(diǎn)半導(dǎo)體137，138僅形成源極部分107以及漏極部分108的表層的平面型TFT。
另外，在上述本實(shí)施形態(tài)I-1中，說(shuō)明用多晶半導(dǎo)體形成溝道部分、源極部分以及漏極部分的TFT，然而也可以是溝道部分用多晶硅形成、而且源極部分以及漏極部分用無(wú)定形硅形成的平面型TFT，或者溝道部分用無(wú)定形硅形成，而且源極部分以及漏極部分用無(wú)定形硅鍺形成的平面型TFT。
實(shí)施例1在本實(shí)施例1中，更詳細(xì)地說(shuō)明上述實(shí)施形態(tài)I-1中記述的平面型TFT。
首先，在玻璃基板101上，使用等離子體CVD(chemical vapordeposition，化學(xué)氣相淀積)法形成膜厚400nm左右的氧化硅膜作為基底膜302(絕緣性保護(hù)膜)。接著，使用等離子體CVD法形成50nm左右的無(wú)定形硅薄膜。通過(guò)把所形成的無(wú)定形硅薄膜在氮?dú)猸h(huán)境中加熱到大約450℃左右進(jìn)行了脫氫處理以后，使激光照射到無(wú)定形硅薄膜上，使非晶硅晶體化形成多晶硅薄膜103(圖3A)。然后，通過(guò)進(jìn)行光刻和刻蝕，對(duì)多晶硅薄膜構(gòu)建圖形形成所希望的圖形，形成圖3A所示的構(gòu)建了圖形的多晶硅薄膜104。
其次，通過(guò)把TEOS(tetraethylorthosilicate，四乙基正硅酸鹽)氣體用作為原料氣體的等離子體CVD法，形成膜厚大約100nm的氧化硅膜作為柵極絕緣膜105(第1電絕緣膜)。進(jìn)而，使用濺射法，形成膜厚大約400～500nm的MoW合金膜，通過(guò)光刻以及刻蝕構(gòu)建圖形以后，形成圖3B所示的柵電極106。
另外，在上述柵電極形成工序中使用MoW合金作為柵電極，然而也可以使用由多晶硅鍺構(gòu)成的半導(dǎo)體電極。在這種情況下，在形成了無(wú)定形硅薄膜以后，通過(guò)低熔點(diǎn)部分形成工序以及退火處理工序形成由多晶硅鍺構(gòu)成的柵電極。如果使用多晶硅鍺作為柵電極，則能夠降低TFT的閾值電壓。
其次，通過(guò)以注入量約1×1016cm-2注入包含鍺的離子，就能夠在溝道部分以外的區(qū)域摻進(jìn)鍺原子。這里，鍺原子的注入量如果達(dá)不到1×1014cm-2以上，則源極部分以及漏極部分的低熔點(diǎn)半導(dǎo)體的熔點(diǎn)不會(huì)降低，另外，如果鍺原子的注入量不在1×1017cm-2以下，則將增大TFT的關(guān)斷電流。從而鍺原子的注入量理想的是1×1014cm-2～1×1017cm-2。
其次，進(jìn)行光刻形成抗蝕劑掩模，使用離子摻雜法以摻雜量5×1012cm-2左右的低濃度進(jìn)行硼(B)的摻雜，在構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜104上形成p-區(qū)域(源極部分107，漏極部分108)。
其次，使用等離子體CVD法形成大約500nm厚的氧化硅膜。然后，在可以充分保證氧化硅膜與多晶硅的刻蝕選擇比的條件下，使用干法刻蝕法對(duì)氧化硅膜進(jìn)行各向異性刻蝕，在柵電極的側(cè)面自對(duì)準(zhǔn)地形成由氧化硅膜形成的側(cè)壁113。
另外，在本實(shí)施例1中，用氧化硅膜形成側(cè)壁113，當(dāng)然，也可以用氧化硅膜與氮化硅膜的疊層膜形成。如果把側(cè)壁113形成為氧化硅膜與氮化硅膜的疊層膜，則能夠降低側(cè)壁寬度的不均勻性。
其次，使用光刻形成抗蝕劑掩模以后，應(yīng)用離子摻雜法，通過(guò)僅在抗蝕劑掩模的開(kāi)口區(qū)域以摻雜量1×1014cm-2左右的高濃度進(jìn)行硼的摻雜，在p-區(qū)域內(nèi)形成p+區(qū)域(高濃度摻雜源極部分127，高濃度摻雜漏極部分128)。由此，能夠自對(duì)準(zhǔn)地形成摻進(jìn)作為摻雜劑的硼的高濃度摻雜的源極部分127以及高濃度摻雜的漏極部分128。
在本實(shí)施例1中，注入了包含鍺原子的離子以后，摻進(jìn)低濃度的摻雜劑形成LDD部分，然而也可以在首先摻進(jìn)低濃度的摻雜劑以后注入包含鍺的離子。另外，雖然形成了p型的源極部分以及p型的漏極部分，而在形成P溝道型TFT的情況下，作為上述的摻雜工序以及上述的補(bǔ)充摻雜工序中的摻雜劑可以在與上述硼的情況相同的濃度下?lián)搅?P)。
其次，使用等離子體CVD法形成膜厚為500nm左右的氧化硅膜作為層間絕緣膜110(第2電絕緣膜)。接著，通過(guò)進(jìn)行光刻和刻蝕，形成源電極用的接觸孔(第1接觸孔)和漏電極用的接觸孔(第2接觸孔)。然后，以80/4000nm的膜厚形成Ti/Al膜，通過(guò)光刻和刻蝕，形成源電極111以及漏電極112，還有所希望圖形的源極布線121以及漏極布線122。
最后，使用等離子體CVD法形成膜厚約500nm的氮化硅膜作為保護(hù)膜后，在氫氣環(huán)境中或者在氮?dú)猸h(huán)境中以350℃左右的溫度退火1小時(shí)左右，由此，通過(guò)在多晶硅薄膜103以及多晶硅薄膜103與柵極絕緣膜105的邊界區(qū)導(dǎo)入氫，進(jìn)行氫化處理。作為氫化處理工序，是在成為層間絕緣膜110的氧化硅膜的形成后應(yīng)用等離子體CVD法，應(yīng)用通過(guò)氫氣的等離子體放電產(chǎn)生的氫基能夠進(jìn)行氫化處理。如果進(jìn)行應(yīng)用了等離子體放電產(chǎn)生的氫基的氫化處理，則能夠高效而且充分地導(dǎo)入氫。
圖7示出了NMOS型TFT的導(dǎo)通電流對(duì)于加熱工序中的處理溫度的關(guān)系曲線。這里，處理時(shí)間在所有的測(cè)定中取為1個(gè)小時(shí)。在用多晶硅形成源極部分以及漏極部分的情況下，如果熱處理溫度不是在600℃以上，則TFT的電場(chǎng)遷移率與閾值電壓不飽和。另一方面，在注入了鍺原子時(shí)，在500℃的處理溫度下TFT的電場(chǎng)遷移率與閾值電壓就飽和。從而，從圖7可知，如果用多晶硅鍺形成源極部分以及漏極部分，則能夠降低加熱工序中的處理溫度。
表1示出了本實(shí)施例1中的源極部分或者漏極部分的薄層電阻以及源極部分與源電極或漏極部分與漏電極的接觸電阻。在薄層電阻以及接觸電阻的測(cè)定中，使用了膜厚500的多晶硅薄膜和多晶硅鍺薄膜。
表1 (然而，電阻率[Ω·cm]＝薄層電阻[Ω/口]·膜厚[]×10-8)從表1可知，與多晶硅相比較，如果用多晶硅鍺形成源極部分以及漏極部分，則無(wú)論是N溝道型TFT還是P溝道型TFT，它們的薄層電阻以及接觸電阻都減少了。其結(jié)果，在用多晶硅鍺形成源極部分以及漏極部分的TFT中，由于源極部分與漏極部分的薄層電阻，以及源極部分與源電極之間的接觸電阻，漏極部分與漏電極的接觸電阻降低，因此無(wú)論是N溝道型TFT還是P溝道型TFT，都將增加驅(qū)動(dòng)電流。
在用多晶硅形成源極部分以及漏極部分的情況下，如果熱處理溫度是600℃，則NMOS型TFT的閾值電壓的不均勻性很大。但是，在用多晶硅鍺形成了源極部分以及漏極部分的情況下，熱處理溫度即使是500℃也能夠顯著地降低閾值電壓的不均勻性。從而，如果用多晶硅鍺形成源極部分以及漏極部分以降低熱處理溫度，則能夠抑制微細(xì)化引起的溝道TFT的閾值電壓的不均勻性。因此，與以往相比較能夠形成小型的TFT。
另外，如果是以往的p-SiTFT，則通過(guò)在晶體管工作中在溝道部分的下部積累空穴，改變了基板的電位，將對(duì)TFT的驅(qū)動(dòng)特性產(chǎn)生不穩(wěn)定性。然而，如果用多晶硅鍺形成源極部分以及漏極部分，則多晶硅鍺對(duì)于多晶硅而言在價(jià)電子帶方面具有能帶偏移，因此空穴易于流到漏極部分。因此，由于能夠抑制空穴向溝道部分下層的積累，所以能夠減小溝道部分的電位因空穴的積累而產(chǎn)生的變化，提高TFT的工作穩(wěn)定性。
實(shí)施例2在玻璃基板上應(yīng)用等離子體CVD法以500nm左右的膜厚形成氧化硅膜的基底膜102(絕緣性保護(hù)膜)，接著，把SiH4和GeH4的混合氣體用作原料氣體，應(yīng)用等離子體CVD法以50nm左右的膜厚形成無(wú)定形硅鍺薄膜，采用光刻以及刻蝕，把形成源極部分107的源極薄膜以及形成漏極部分108的漏極薄膜形成為島形。然后，應(yīng)用等離子體CVD法，形成溝道部分109的無(wú)定形硅薄膜。
然后，經(jīng)過(guò)實(shí)施例1所示的結(jié)晶工序以后的各工序，能夠用多晶硅鍺薄膜與多晶硅的薄膜疊層膜形成源極區(qū)以及漏極區(qū)，能夠形成用多晶硅構(gòu)成了溝道區(qū)的TFT。
本實(shí)施例2中的TFT由于用多晶硅鍺薄膜與多晶硅薄膜的疊層膜形成源極區(qū)以及漏極區(qū)，因此在摻入雜質(zhì)離子以后的熱處理即使以450℃左右的低溫進(jìn)行也能夠充分地再結(jié)晶化。因此，能夠降低以往以600℃左右進(jìn)行的處理溫度。其結(jié)果，減少了摻雜劑從源極部分以及漏極部分向溝道部分的擴(kuò)散，而且還能夠抑制熱處理中玻璃的收縮。
實(shí)施形態(tài)I-2在本實(shí)施形態(tài)I-2中，參照?qǐng)D2B說(shuō)明頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。
首先，在基板101和具備了絕緣保護(hù)膜102的絕緣基板121上形成了第1金屬膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕形成源電極111以及漏電極112。其次，在形成了由第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第1薄膜構(gòu)建圖形，在源電極111的表面上形成源極薄膜，在漏電極112的表面上形成漏極薄膜。其次，在源極薄膜和漏極薄膜中摻進(jìn)摻雜劑，在源極薄膜上形成摻進(jìn)摻雜劑的源極部分107，在漏極薄膜上形成摻進(jìn)摻雜劑的漏極部分108。其次，在形成了由比第3半導(dǎo)體熔點(diǎn)高的第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第2薄膜構(gòu)建圖形，形成與源極部分107和漏極部分108連接的溝道部分109(溝道薄膜)。其次，在溝道部分109、源極部分107以及漏極部分108中進(jìn)行了脫氫化處理后，通過(guò)使絕緣基板121與熱源接觸使各部分多晶化。其次，形成第1電絕緣膜使得源極部分107、漏極部分108以及溝道部分109均被覆蓋。其次，在形成了第2金屬膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕，經(jīng)過(guò)第1電絕緣膜105在溝道薄膜上形成柵電極106。其次，在形成了保護(hù)膜使得柵電極106被覆蓋以后，通過(guò)與熱源的接觸使絕緣基板121加熱，激活包含在源極部分107以及漏極部分108中的摻雜劑。最后，在溝道薄膜109、源極薄膜107以及漏極薄膜108上實(shí)施氫化處理，使包含在它們中的懸空鍵終端化。
由此，可以形成圖2B所示的頂柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。在本實(shí)施形態(tài)I-2中，示出了用多晶半導(dǎo)體制造溝道部分、源極部分以及漏極部分的方法，而且在結(jié)晶工序中，也可以使用激光，僅使溝道薄膜多晶化。這時(shí)，也可以使源極薄膜或者漏極薄膜多晶化。進(jìn)行結(jié)晶工序時(shí)，在結(jié)晶工序之前，最好對(duì)多晶化的半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行脫氫化處理，以及在結(jié)晶工序以后，對(duì)脫氫化了的半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行氫化處理。另外，也可以不進(jìn)行結(jié)晶工序，用無(wú)定形半導(dǎo)體形成溝道部分、源極部分以及漏極部分的全部。
在源極薄膜以及漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑時(shí)，在這些薄膜的下層部分以高濃度摻進(jìn)摻雜劑，而且，在這些薄膜的上層部分以低濃度摻進(jìn)摻雜劑。這種情況下，能夠制造具有LDD部分的TFT。另外，在漏電極與漏極薄膜之間形成低濃度摻雜的漏極部分用的薄膜，或者在低濃度摻雜的漏極部分用的薄膜以及源電極與源極薄膜之間形成低濃度摻雜的源極部分用的薄膜，即使對(duì)這些薄膜以比源極薄膜以及漏極薄膜中的摻雜劑濃度低的濃度摻進(jìn)摻雜劑，也能夠形成具有LDD部分的TFT。
實(shí)施形態(tài)I-3在本實(shí)施形態(tài)I-3中，參照?qǐng)D2C說(shuō)明底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。
首先，在基板101和具有絕緣保護(hù)膜102的絕緣基板121上形成了第1金屬膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕形成柵電極106。其次，形成第1電絕緣膜105使得柵電極被覆蓋。其次，在絕緣基板121上成膜了由第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕構(gòu)建圖形，在柵電極106的上方形成溝道部分109(溝道薄膜)。其次，在絕緣基板121上形成了由比第5半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第6半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)第2薄膜構(gòu)建圖形，形成與溝道部分109接觸而且相互隔離的一對(duì)源極薄膜以及漏極薄膜。其次，對(duì)溝道薄膜、源極薄膜以及漏極薄膜進(jìn)行了脫氫化處理以后，通過(guò)使絕緣基板121與熱源接觸使各薄膜結(jié)晶化。其次，在源極薄膜以及漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，在源極薄膜中形成源極部分107，而且在漏極薄膜中形成漏極部分108。其次，在形成了第2金屬膜以后，通過(guò)光刻和刻蝕，形成與源極部分107接觸的源電極111，與源電極111隔離而且與漏極部分108接觸的漏電極112。其次，使源極部分107和漏極部分108加熱，激活源極部分107的第1摻雜劑，而且激活漏極部分108的第2摻雜劑。最后，對(duì)溝道部分109、源極部分107以及漏極部分108進(jìn)行氫化處理，使包含在它們中的懸空鍵終端化。
由此，能夠形成圖2C所示的底柵結(jié)構(gòu)的參差型TFT。在本實(shí)施形態(tài)I-3中，示出了用多晶半導(dǎo)體制造溝道部分、源極部分以及漏極部分的方法，而在上述結(jié)晶工序中，也能夠使用激光僅使溝道薄膜多晶化。這時(shí)，也可以使源極薄膜或者漏極薄膜多晶化。另外，在形成了第1半導(dǎo)體薄膜以后或者在形成了溝道薄膜以后通過(guò)進(jìn)行結(jié)晶工序，能夠用多晶半導(dǎo)體僅形成溝道部分。在進(jìn)行結(jié)晶工序時(shí)，最好對(duì)多晶化工序前在多晶化了的半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行脫氫化處理，以及在多晶化工序后對(duì)脫氫化了的半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行氫化處理。另外，也可以不進(jìn)行結(jié)晶工序，用無(wú)定形半導(dǎo)體形成溝道部分、源極部分以及漏極部分的全部。
在源極薄膜以及漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑時(shí)，可以在這些薄膜的下層部分以高濃度摻進(jìn)摻雜劑，而且在這些薄膜的上層部分以低濃度摻進(jìn)摻雜劑。這種情況下能夠形成具有LDD部分的TFT。另外，在漏電極與漏極薄膜之間形成低濃度摻雜的漏極部分用的薄膜，或者在低濃度摻雜的漏極部分用的薄膜以及源電極與源極薄膜之間形成低濃度摻雜的源極部分用的薄膜，在這些薄膜中即使以比源極薄膜以及漏極薄膜中的摻雜劑濃度低的濃度摻進(jìn)摻雜劑，也能夠形成具有LDD部分的TFT。
實(shí)施形態(tài)II在本實(shí)施形態(tài)II中，說(shuō)明使用了本發(fā)明的TFT的TFT陣列基板。作為構(gòu)成在絕緣基板上形成了TFT陣列的TFT，除去形成上述實(shí)施例1的TFT以外，利用以往的技術(shù)都能夠制造具備高性能的TFT陣列的TFT陣列基板。
形成TFT陣列的所有的TFT可以是本發(fā)明的TFT，也可以僅一部分TFT是本發(fā)明的TFT。另外，既可以是在絕緣基板上形成了第1圖形的TFT陣列的TFT陣列基板，也可以是在絕緣基板上形成了多個(gè)不同圖形的TFT陣列的TFT陣列基板。圖4示出具有在絕緣基板401上，按照第1排列配置了TFT402的第1TFT陣列403，按照第2排列配置了TFT402的第2TFT陣列404，源極布線405，漏極布線406，柵極布線407的TFT陣列基板。
進(jìn)而，即使在形成于絕緣基板上的所有的TFT是本發(fā)明的TFT的情況下，也可以是具有使本發(fā)明各種結(jié)構(gòu)的TFT混合形成的TFT陣列的TFT陣列基板。
在形成于絕緣基板上的TFT的一部分是本發(fā)明的TFT的TFT陣列基板的制造中，從上述實(shí)施形態(tài)I-1至上述實(shí)施形態(tài)I-3記述的TFT的制造方法中容易了解，在絕緣基板上的預(yù)定區(qū)域中預(yù)先形成抗蝕劑掩模，在注入IVB族原子的工序中，通過(guò)在其預(yù)定的區(qū)域中不注入IVB族原子，在同一制造工藝中，能夠同時(shí)制作本發(fā)明的TFT和以往的p-SiTFT等。另外，對(duì)于絕緣基板上的預(yù)定區(qū)域，在注入IVB族原子的工序中，不僅在溝道部分而且在源極部分以及漏極部分中也注入IVB族原子，在同一制造工藝中，能夠同時(shí)制作本發(fā)明的TFT和以往的p-SiGeTFT。
實(shí)施形態(tài)III在本實(shí)施形態(tài)III中，說(shuō)明使用了本發(fā)明的TFT的液晶顯示裝置。作為液晶顯示裝置中的像素用TFT以及/或者周邊驅(qū)動(dòng)電路用TFT，除去形成上述實(shí)施例1記述的TFT以外，利用以往的技術(shù)能夠制造高性能的液晶顯示裝置。
圖5示出將本發(fā)明的TFT用作為像素用TFT時(shí)的液晶顯示裝置的一例，具有在基板501上形成絕緣保護(hù)膜502的絕緣基板521；在絕緣基板521上形成的本發(fā)明的TFT500；與源電極電連接的源極布線；與漏電極電連接的漏極布線；與柵電極電連接的柵極布線；在絕緣基板521的表面上形成而且與漏極布線電流連接的顯示電極503；覆蓋本發(fā)明的TFT500、源極布線、漏極布線、柵極布線以及顯示電極503的第1液晶取向膜504；與絕緣基板521相向的對(duì)置基板505；在對(duì)置基板505上形成而且與顯示電極503相向的對(duì)置電極506；在對(duì)置基板505上形成而且覆蓋對(duì)置電極506的第2液晶取向膜507；與第1液晶取向膜和第2液晶取向膜接觸而且?jiàn)A在絕緣基板521和對(duì)置基板505之間的液晶層508；設(shè)置在絕緣基板521和對(duì)置基板505的周邊部分并且對(duì)液晶層封口的液晶封口部分509；分散在液晶層中的襯墊510；在對(duì)置基板505和第2液晶取向膜507之間形成的濾色片511以及黑矩陣512；以及覆蓋濾色片511和黑矩陣512表面的濾色片保護(hù)膜513。另外要注意的是，圖5中沒(méi)有畫出各種布線。
實(shí)施形態(tài)IV
在本實(shí)施形態(tài)IV中，說(shuō)明使用了本發(fā)明的TFT的EL型顯示裝置。作為EL型顯示裝置中的像素用TFT以及/或者周邊驅(qū)動(dòng)電路用TFT，除去形成上述實(shí)施例1中記述的TFT以外，利用以往的技術(shù)能夠制造高性能的EL型顯示裝置。
圖6A示出將本發(fā)明的TFT用作像素用TFT的EL型顯示裝置的一例，具有在基板601上形成了絕緣保護(hù)膜502的絕緣基板621；在絕緣基板621上形成的本發(fā)明的TFT600；與TFT600的源電極電連接的源極布線；與TFT600的漏電極電連接的漏極布線；與TFT600的柵電極電連接的柵極布線；在絕緣基板621的表面形成的像素電極603(顯示電極)；與像素電極603相向的透明公用電極606(對(duì)置電極)；以及在像素電極603與透明公用電極606之間形成的發(fā)光層608。
圖6B示出將本發(fā)明的TFT用作像素用TFT時(shí)的有機(jī)EL型顯示裝置的一例，具有在基板601上形成了絕緣保護(hù)膜602的絕緣基板621；在絕緣基板621上形成的本發(fā)明的TFT600；與TFT600的源電極電連接源極布線；與TFT600的漏電極電連接的漏極布線；與TFT600的柵電極電連接的柵極布線；在絕緣基板621的表面上形成的像素電極603(顯示電極)；與像素電極603相向的透明公用電極606(對(duì)置電極)；以及夾在像素電極603與透明公用電極606之間、從像素電極606一側(cè)層疊了電子注入層613、有機(jī)發(fā)光層608、空穴輸運(yùn)層614以及緩沖層615的疊層發(fā)光體。另外，要注意的是，在圖6A以及圖6B中沒(méi)有畫出各種布線。
以上具體的實(shí)施形態(tài)或者實(shí)施例最終是為了闡明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，而不應(yīng)該狹義地解釋為僅限于這類具體例子，在本發(fā)明的精神以及下面所記述的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行種種變更而付諸實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種在絕緣基板上形成的薄膜晶體管，其特征在于，包括具有由第1半導(dǎo)體構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分的溝道部分；具有與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸并且由比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且包含第1摻雜劑的源極部分；經(jīng)過(guò)上述源極部分的上述第1低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分的上述高熔點(diǎn)部分電連接的源電極；具有與上述源極部分隔離而且與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸，并且由比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分，而且包含第2摻雜劑的漏極部分；經(jīng)過(guò)上述漏極部分的上述第2低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分的上述高熔點(diǎn)部分電連接的漏電極；以及與上述溝道部分、上述源電極以及與上述漏電極電絕緣、而且控制作用在上述溝道部分的電場(chǎng)的柵電極。
2.如權(quán)利要求1中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體是多晶半導(dǎo)體。
3.如權(quán)利要求2中所述的薄膜晶體管，其特征在于構(gòu)成上述源極部分的上述第2半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料與構(gòu)成上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料相同，而且上述源極部分的上述第2半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)與上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)不同，構(gòu)成上述漏極部分的上述第3半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料與構(gòu)成上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料相同，而且上述漏極部分的上述第3半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)與上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu)不同。
4.如權(quán)利要求3中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體是多晶硅，而且，上述源極部分的第2半導(dǎo)體和上述漏極部分的上述第3半導(dǎo)體的每一個(gè)是無(wú)定形硅。
5.如權(quán)利要求3中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分具有與上述溝道部分接觸的低濃度摻雜的漏極部分；比上述低濃度摻雜的漏極部分的摻雜劑濃度高，而且經(jīng)過(guò)上述低濃度摻雜的漏極部分與上述溝道部分連接的高濃度摻雜的漏極部分，而且上述漏電極與上述高濃度摻雜的漏極部分接觸。
6.如權(quán)利要求2中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述源極部分的上述第2半導(dǎo)體和上述漏極部分的上述第3半導(dǎo)體的每一個(gè)由構(gòu)成上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料以及IVB族原子構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述漏極部分的上述第2低熔點(diǎn)部分具有與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸的低濃度摻雜的漏極部分；比上述低濃度摻雜的漏極部分的摻雜劑濃度高，經(jīng)過(guò)上述低濃度摻雜的漏極部分與上述溝道部分連接的高濃度摻雜的漏極部分，而且上述漏電極與上述高濃度摻雜的漏極部分接觸。
8.如權(quán)利要求6中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分，而且，上述漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分。
9.如權(quán)利要求8中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述源極部分和上述漏極部分的由多晶硅鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分的每一個(gè)局部具有鍺原子濃度高的鍺高濃度部分，在上述源極部分的上述鍺高濃度部分中，上述溝道部分與上述源電極接觸，而且在上述漏極部分的上述鍺高濃度部分中，上述溝道部分與上述漏電極接觸。
10.如權(quán)利要求6中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分具有多晶硅層和作為低熔點(diǎn)部分的多晶硅鍺層，而且，上述漏極部分具有多晶硅層和作為低熔點(diǎn)部分的多晶硅鍺層。
11.如權(quán)利要求2中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述源極部分的第2半導(dǎo)體僅由與構(gòu)成上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，而且上述漏極部分的上述第3半導(dǎo)體僅由與構(gòu)成上述溝道部分的上述第1半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料不同的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述漏極部分的低熔點(diǎn)部分具有與上述溝道部分接觸的低濃度摻雜的漏極部分；比上述低濃度摻雜的漏極部分的摻雜劑濃度高，經(jīng)過(guò)上述低濃度摻雜的漏極部分與上述溝道部分連接的高濃度摻雜的漏極部分，而且上述漏電極與上述高濃度摻雜的漏極部分接觸。
13.如權(quán)利要求11中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分僅具有由多晶鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分，而且，上述漏極部分僅具有由多晶鍺構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分。
14.如權(quán)利要求11中所述的薄膜晶體管，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分具有多晶硅層和作為低熔點(diǎn)部分的多晶鍺層，而且，上述漏極部分具有多晶硅層和作為低熔點(diǎn)部分的多晶鍺層。
15.一種(平面型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成由第1半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜的成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述半導(dǎo)體薄膜構(gòu)建圖形，使得形成構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜的構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得上述構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在形成上述第1電絕緣膜的工序以后，在上述構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；在上述構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜的一部分中注入具有IVB族原子的離子，使得在上述構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上形成由比上述第1半導(dǎo)體的熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體構(gòu)成的相互隔離的一對(duì)低熔點(diǎn)部分的IVB族原子注入工序；在形成上述一對(duì)低熔點(diǎn)部分的區(qū)域內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得在上述構(gòu)建了圖形的半導(dǎo)體薄膜上，形成摻進(jìn)摻雜劑的一對(duì)源極區(qū)以及漏極區(qū)和夾在上述源極區(qū)與上述漏極區(qū)之間、沒(méi)有摻進(jìn)摻雜劑的溝道區(qū)的摻雜工序；形成第2電絕緣膜使得上述柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；形成貫通上述源極區(qū)上的上述第1電絕緣膜以及上述第2電絕緣膜、與上述柵電極電絕緣的源電極，形成貫通上述漏極區(qū)上的上述第1電絕緣膜以及上述第2電絕緣膜、與上述柵電極電絕緣而且與上述漏極區(qū)電連接的柵電極的源漏電極形成工序；以及對(duì)上述源極區(qū)與上述漏極區(qū)以預(yù)定的溫度加熱，使得激活包含在上述源極區(qū)與上述漏極區(qū)中的上述摻雜劑的加熱工序。
16.如權(quán)利要求15中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述成膜工序以后，對(duì)上述半導(dǎo)體薄膜的預(yù)定區(qū)域加熱使其結(jié)晶化的結(jié)晶工序。
17.如權(quán)利要求16中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述摻雜工序以后，在上述漏極部分的部分區(qū)域中補(bǔ)充摻進(jìn)摻雜劑的補(bǔ)充摻雜工序，在補(bǔ)充摻進(jìn)上述摻雜劑的摻雜工序中，形成沒(méi)有進(jìn)行補(bǔ)充摻雜并且與上述溝道部分接觸的低濃度摻雜漏極區(qū)，以及進(jìn)行了補(bǔ)充摻雜、并且比上述低濃度摻雜漏極區(qū)的摻雜劑濃度高的高濃度摻雜漏極區(qū)。
18.如權(quán)利要求16中所述的薄膜晶體管的制作方法，其特征在于在上述加熱工序中，以600℃以下的溫度作為上述預(yù)定的溫度進(jìn)行加熱。
19.如權(quán)利要求16中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在上述成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第1半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體薄膜，而且在上述IVB族原子注入工序中，注入具有作為上述IVB族原子的鍺原子的離子，而且在上述結(jié)晶化工序中，在上述溝道區(qū)、上述源極區(qū)以及上述漏極區(qū)中進(jìn)行結(jié)晶化處理。
20.一種(頂柵型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成由第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形，使得形成源極薄膜和漏極薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在上述第1薄膜或者上述源極薄膜以及上述漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得在上述源極薄膜上形成摻進(jìn)摻雜劑的源極部分，而且在上述漏極薄膜上形成摻進(jìn)摻雜劑的漏極部分的摻雜工序；在對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形的工序以后，在上述絕緣基板上形成比由上述第3半導(dǎo)體的熔點(diǎn)高的第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與上述源極薄膜和上述漏極薄膜連接的溝道薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得上述源極薄膜、上述漏極薄膜以及上述溝道薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在形成上述第1電絕緣膜的工序以后，在上述溝道薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第2電絕緣膜，使得上述柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；形成貫通上述第1電絕緣膜以及上述第2電絕緣膜直到上述源極部分、并且與上述柵電極電絕緣的源電極，形成貫通上述第1電絕緣膜以及上述第2電絕緣膜直到上述漏極部分、并且與上述柵電極電絕緣的漏電極的源漏電極形成工序；以及對(duì)上述源極部分和上述漏極部分加熱到預(yù)定的溫度，使得激活包含在上述源極部分的摻雜劑和包含在上述漏極部分的摻雜劑的加熱工序。
21.如權(quán)利要求20中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述第2成膜工序以后使上述第2薄膜結(jié)晶化或者在上述第2構(gòu)建圖形工序以后使上述溝道薄膜結(jié)晶的結(jié)晶工序。
22.如權(quán)利要求21中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述摻雜工序以后，在上述漏極部分的一部分區(qū)域中補(bǔ)充摻進(jìn)摻雜劑的補(bǔ)充摻雜工序。在上述補(bǔ)充摻雜工序中，形成沒(méi)有進(jìn)行補(bǔ)充摻雜、與上述溝道部分接觸的低濃度摻雜漏極區(qū)，以及進(jìn)行了補(bǔ)充摻雜、比上述低濃度摻雜漏極區(qū)的摻雜劑濃度高的高濃度摻雜漏極區(qū)。
23.如權(quán)利要求21中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在上述加熱工序中，在作為上述預(yù)定的溫度的600℃以下的溫度加熱。
24.如權(quán)利要求21中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在上述第1成膜工序中，形成無(wú)定形硅鍺薄膜或者無(wú)定形鍺薄膜作為由上述第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜，而且在上述第2成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜，而且在上述結(jié)晶化工序中，在上述溝道部分、上述源極部分以及上述漏極部分中進(jìn)行結(jié)晶化處理。
25.一種(頂柵參差型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成相互隔離的源電極以及漏電極的工序；在絕緣基板上形成由第3半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形，使得在上述源電極上形成上述源極薄膜以及在漏電極上形成上述漏極薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在上述第1薄膜或者上述源極薄膜以及上述漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得在上述源極薄膜內(nèi)形成摻進(jìn)摻雜劑的源極部分，而且在上述漏極薄膜內(nèi)形成摻進(jìn)摻雜劑的漏極部分的摻雜工序；在對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形的工序以后，在上述絕緣基板上形成由比上述第3半導(dǎo)體熔點(diǎn)高的第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與上述源極薄膜和上述漏極薄膜連接的溝道薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得上述源極薄膜、上述漏極薄膜以及上述溝道薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在形成上述第1電絕緣膜的工序以后，在上述溝道薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第2電絕級(jí)膜使得上述柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；以及對(duì)上述源極部分和上述漏極部分加熱到預(yù)定的溫度，使得激活包含在上述源極部分的摻雜劑和包含在上述漏極部分的摻雜劑的加熱工序。
26.如權(quán)利要求25中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括使上述溝道薄膜、源極薄膜以及漏極薄膜結(jié)晶化的結(jié)晶工序，而且，在上述第1成膜工序中，作為由上述第3半導(dǎo)體構(gòu)成的上述第1薄膜，形成無(wú)定形硅鍺薄膜或者無(wú)定形鍺薄膜，而且，在上述第2成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜。
27.一種(頂柵參差型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成相互隔離的源電極以及漏電極的工序；在絕緣基板上形成由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形，使得形成相互隔離的源極薄膜以及漏極薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在上述源極薄膜以及上述漏極薄膜內(nèi)注入包含IVB族原子的離子，使得形成由比上述第4半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分的注入工序；在上述第1薄膜或者上述源極薄膜以及上述漏極薄膜內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得在上述源極薄膜內(nèi)形成摻進(jìn)摻雜劑的源極部分，而且在上述漏極薄膜內(nèi)形成摻進(jìn)摻雜劑的漏極部分的摻雜工序；在上述第1構(gòu)建圖形工序以后，在上述絕緣基板上形成由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與上述源極薄膜和上述漏極薄膜連接的溝道薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；形成第1電絕緣膜，使得上述源極薄膜、上述漏極薄膜以及上述溝道薄膜被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在上述第1電絕緣膜形成的工序以后，在上述溝道薄膜上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第2電絕緣膜使得上述柵電極被覆蓋的第2電絕緣膜形成工序；以及對(duì)上述源極部分和上述漏極部分加熱到預(yù)定的溫度，使得激活包含在上述源極部分的摻雜劑和包含在上述漏極部分的摻雜劑的加熱工序。
28.如權(quán)利要求27中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括使上述溝道薄膜、源極薄膜以及漏極薄膜結(jié)晶化的結(jié)晶工序；而且，在上述第1成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜，而且，在上述注入工序中，注入有作為上述IVB族原子的鍺原子的離子，而且，在上述第2成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第4半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜。
29.一種(底柵參差型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第1電絕緣膜使得上述柵電極被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在上述第1電絕緣膜形成工序以后，在絕緣基板上形成由第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形，使得在上述柵電極的上方形成溝道薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在上述絕緣基板上形成由比上述第5半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第6半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與上述溝道薄膜接觸、而且相互隔離的源極薄膜以及漏極薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；在上述源極薄膜以及漏極薄膜的每一個(gè)內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得形成源極部分以及漏極部分的摻雜工序；形成與上述源極部分電連接的源電極，形成與上述源電極隔離、并且與上述漏極部分電連接的漏電極的源漏電極形成工序；以及對(duì)上述源極部分和上述漏極部分在預(yù)定的溫度加熱，使得激活上述源極部分和上述漏極部分中的上述摻雜劑的加熱工序。
30.如權(quán)利要求29中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述第1成膜工序以后，使上述第1薄膜或者上述溝道薄膜結(jié)晶化的結(jié)晶工序。
31.如權(quán)利要求29中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括在上述摻雜工序以后，在上述漏極部分的一部分區(qū)域中補(bǔ)充摻進(jìn)摻雜劑的補(bǔ)充摻雜工序，在上述補(bǔ)充摻雜工序中，形成沒(méi)有進(jìn)行補(bǔ)充摻雜，并且與上述溝道部分接觸的低濃度摻雜漏極區(qū)，以及進(jìn)行了補(bǔ)充摻雜，比上述低濃度摻雜漏極區(qū)的摻雜劑濃度高的高濃度摻雜漏極區(qū)。
32.如權(quán)利要求29中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在上述加熱工序中，以600℃以下的溫度作為上述預(yù)定溫度對(duì)上述源極部分以及上述漏極部分加熱。
33.如權(quán)利要求30中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于在上述第1成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜，而且，在上述第2成膜工序中，形成無(wú)定形硅鍺薄膜或者無(wú)定形鍺薄膜作為由上述第6半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜，而且，在上述結(jié)晶工序中，在上述溝道部分、上述源極部分以及上述漏極部分中進(jìn)行結(jié)晶化處理。
34.一種(底柵參差型)薄膜晶體管的制造方法，其特征在于，包括在絕緣基板上形成柵電極的柵電極形成工序；形成第1電絕緣膜使得上述柵電極被覆蓋的第1電絕緣膜形成工序；在上述第1電絕緣膜形成工序后，在絕緣基板上形成由第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜的第1成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第1薄膜構(gòu)建圖形，使得在上述柵電極的上方形成溝道薄膜的第1構(gòu)建圖形工序；在絕緣基板上形成由上述第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第2薄膜的第2成膜工序；通過(guò)光刻和刻蝕對(duì)上述第2薄膜構(gòu)建圖形，使得形成與上述溝道薄膜接觸并且相互隔離的源極薄膜以及漏極薄膜的第2構(gòu)建圖形工序；將具有IVB族原子的離子注入到上述源極薄膜以及上述漏極薄膜，使得形成由比上述第5半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第6半導(dǎo)體構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分的注入工序；在上述源極薄膜以及漏極薄膜的每一個(gè)內(nèi)摻進(jìn)摻雜劑，使得形成源極部分以及漏極部分的摻雜工序；形成與上述源極部分電連接的源電極和與上述源電極隔離并且與上述漏極部分電連接的漏電極的源漏電極形成工序；以及對(duì)上述源極部分和上述漏極部分在預(yù)定的溫度加熱，使得激活上述源極部分和上述漏極部分的上述摻雜劑的加熱工序。
35.如權(quán)利要求34中所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于還包括使上述溝道薄膜、源極薄膜以及漏極薄膜結(jié)晶化的結(jié)晶工序，而且，在上述第1成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第5半導(dǎo)體構(gòu)成的第1薄膜，而且，在上述第2成膜工序中，形成無(wú)定形硅薄膜作為由上述第5半導(dǎo)體構(gòu)成的上述第2薄膜，而且，在上述注入工序中，注入有作為上述IVB族原子的鍺原子的離子。
36.一種薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，包括絕緣基板；在上述絕緣基板上按照預(yù)定的圖形排列配置的(具有下述結(jié)構(gòu)的)多個(gè)薄膜晶體管；(薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)具有包含具有用第1半導(dǎo)體形成的高熔點(diǎn)部分的溝道部分，以及具有與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體形成的第1低熔點(diǎn)部分，而且含有第1摻雜劑的源極部分；經(jīng)過(guò)上述源極部分的第1低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的源電極；具有與上述源極部分隔離而且與上述溝道部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體形成的第2低熔點(diǎn)部分，而且含有第2摻雜劑的漏極部分；經(jīng)過(guò)上述漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的漏電極；以及與上述溝道部分、上述源電極以及上述漏電極電絕緣、控制作用在上述溝道部分的電場(chǎng)的柵電極)；與上述源電極電連接的源極布線；與上述漏電極電連接的漏極布線； 以及與上述柵電極電連接的柵極布線。
37.如權(quán)利要求36中所述的薄膜晶體管陣列基板，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且，上述漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分。
38.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括絕緣基板；在上述絕緣基板上形成的(具有下述結(jié)構(gòu)的)薄膜晶體管；(薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)具有包含具有用第1半導(dǎo)體形成的高熔點(diǎn)部分的溝道部分，以及具有與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體形成的第1低熔點(diǎn)部分，而且含有第1摻雜劑的源極部分；經(jīng)過(guò)上述源極部分的第1低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的源電極；具有與上述源極部分隔離而且與上述溝道部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體形成的第2低熔點(diǎn)部分，而且含有第2摻雜劑的漏極部分；經(jīng)過(guò)上述漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的漏電極；以及與上述溝道部分、上述源電極以及上述漏電極電絕緣、控制作用在上述溝道部分的電場(chǎng)的柵電極)；與上述源電極電連接的源極布線；與上述漏電極電連接的漏極布線；與上述柵電極電連接的柵極布線；形成在上述絕緣基板的表面上、與上述漏極布線電連接的顯示電極；覆蓋上述薄膜晶體管、上述源極布線、漏極布線、柵極布線以及上述顯示電極的第1液晶取向膜；與上述絕緣基板相向的對(duì)置基板；形成在上述對(duì)置基板上，與上述顯示電極相向的對(duì)置電極；形成在上述對(duì)置基板上，覆蓋上述對(duì)置電極的第2液晶取向膜；與上述第1液晶取向膜和上述第2液晶取向膜接觸、而且?jiàn)A在上述絕緣基板和上述對(duì)置基板之間的液晶層；以及設(shè)置在上述絕緣基板和上述對(duì)置基板的周邊部分，對(duì)上述液晶層封口的液晶封口部分。
39.如權(quán)利要求38中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且，上述漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分。
40.一種電致發(fā)光型顯示裝置，其特征在于，包括絕緣基板；在上述絕緣基板上形成的(具有下述結(jié)構(gòu)的)薄膜晶體管；(薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)具有包含具有用第1半導(dǎo)體形成的高熔點(diǎn)部分的溝道部分，以及具有與上述溝道部分的高熔點(diǎn)部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第2半導(dǎo)體形成的第1低熔點(diǎn)部分，而且含有第1摻雜劑的源極部分；經(jīng)過(guò)上述源極部分的第1低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的源電極；具有與上述源極部分隔離而且與上述溝道部分接觸、用比上述第1半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的第3半導(dǎo)體形成的第2低熔點(diǎn)部分，而且含有第2摻雜劑的漏極部分；經(jīng)過(guò)上述漏極部分的第2低熔點(diǎn)部分，與上述溝道部分電連接的漏電極；以及與上述溝道部分、上述源電極以及上述漏電極電絕緣，控制作用在上述溝道部分的電場(chǎng)的柵電極)；與上述源電極電連接的源極布線；與上述漏電極電連接的漏極布線；與上述柵電極電連接的柵極布線；在上述絕緣基板的表面上形成的顯示電極；與上述顯示電極相對(duì)的對(duì)置電極；以及在上述顯示電極與對(duì)置電極之間形成的發(fā)光層。
41.如權(quán)利要求40中所述的電致發(fā)光型顯示裝置，其特征在于上述發(fā)光層是由有機(jī)分子構(gòu)成的有機(jī)發(fā)光層。
42.如權(quán)利要求41中所述的電致發(fā)光型顯示裝置，其特征在于上述溝道部分僅具有由多晶硅構(gòu)成的高熔點(diǎn)部分，而且，上述源極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第1低熔點(diǎn)部分，而且，上述漏極部分僅具有由多晶硅鍺構(gòu)成的第2低熔點(diǎn)部分。
全文摘要
本發(fā)明的課題是,通過(guò)設(shè)置具有比形成溝道部分的半導(dǎo)體熔點(diǎn)低的半導(dǎo)體構(gòu)成的低熔點(diǎn)部分的源極部分以及漏極部分,提供精密地控制了與溝道部分的邊界區(qū)中的源極部分內(nèi)低熔點(diǎn)部分的摻雜劑濃度以及與溝道部分的邊界區(qū)中的漏極部分內(nèi)低熔點(diǎn)部分的摻雜劑濃度的薄膜晶體管。另外,提供使用了該薄膜晶體管、具有高性能的薄膜晶體管陣列基板以及具有高開(kāi)口率或者高精細(xì)的像素而且顯示速度快的液晶顯示裝置以及電致發(fā)光型顯示裝置。
文檔編號(hào)G09F9/30GK1336692SQ01124
公開(kāi)日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月2日
發(fā)明者諸澤民浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社