專利名稱：顯示裝置和顯示裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置，尤其涉及具有薄膜晶體管的顯示裝置
背景技術(shù)：
這種顯示裝置在其顯示部具有矩陣狀配置的多個像素，通過經(jīng)柵 極信號線供給的掃描信號使其各像素具有的薄膜晶體管導(dǎo)通來依次 選擇其各像素列，與該選擇定時相應(yīng)地經(jīng)漏極信號線向該像素列的各
像素供給圖像信號，其中該漏極信號線與其他像素列相對的像素共用 連接。
有時在由上述各像素的集合體構(gòu)成的顯示區(qū)域的周邊形成有用 于驅(qū)動顯示裝置的驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路也具有薄膜晶體管。
作為上述薄膜晶體管，以往使用由非晶硅形成半導(dǎo)體層的薄膜晶 體管。從移動度高度方面考慮，也使用由多晶硅形成半導(dǎo)體層的薄膜 晶體管。尤其在驅(qū)動電路中，使用多晶硅薄膜晶體管。
這些薄膜晶體管例如包括與上述柵極信號線連接的柵電極、隔 著絕緣膜跨過上述柵電極形成的半導(dǎo)體層、與上述漏極信號線連接且 形成在上述半導(dǎo)體層上的漏電極、與上述像素電極連接且與上述漏電 極相對地形成在上述半導(dǎo)體層上的源電極。
上述漏電極與源電極之間的半導(dǎo)體層起到溝道區(qū)域的作用，相應(yīng) 于對上述柵電極的施加電壓，經(jīng)上述溝道區(qū)域在上述漏電極與源電極 之間；危過電5充。
道區(qū)域與源電極之間分別設(shè)有電場緩和區(qū)域。該電場緩和區(qū)域用由較 高電阻構(gòu)成的半導(dǎo)體層構(gòu)成，利用該電場緩和區(qū)域，避免在上述溝道
集中，由此謀求緩和截止電 流。
公知這樣的電場緩和區(qū)域的構(gòu)造如下平面地配置在半導(dǎo)體層的
極和源電極重疊地垂直配置。后者的構(gòu)造例如由下述專利文獻1所詳 細^>開。
專利文獻1:日本特開2001 - 102584號7>才艮
在底柵構(gòu)造多晶硅薄膜晶體管中，為了緩和漏極端的電場而應(yīng)用 LDD構(gòu)造。若應(yīng)用LDD構(gòu)造，則需要光掩模、雜質(zhì)注入工序，這會 導(dǎo)致生產(chǎn)率變差。而且，由于LDD構(gòu)造需要面積，因此存在開口率 變低等缺點。因此，在上述專利文獻l中，不是在平面而是在垂直方 向形成電場緩和區(qū)域。具體而言，半導(dǎo)體層起到電場緩和的作用。在 半導(dǎo)體層較薄時，沿縱向增加rT層來進行電場緩和。
但是，在垂直形成電場緩和區(qū)域時，需要形成與起到溝道區(qū)域作 用的半導(dǎo)體層不同的、起到電場緩和區(qū)域作用的半導(dǎo)體層。因此，具 有結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、從而導(dǎo)致增大制造工時這樣的問題。僅靠由半導(dǎo)體 層來緩和垂直方向的電場，降低截止電流的效果并不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有用極簡單的結(jié)構(gòu)、僅進一步增加 一些工序數(shù)就實現(xiàn)了降低截止電流的多晶硅薄膜晶體管的顯示裝置。 簡要說明本申請公開的發(fā)明中的代表性技術(shù)方案如下。
(1) 一種顯示裝置，具有絕緣基板和形成在上述絕緣基板上的 薄膜晶體管，其中，上述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有多晶硅層、形成
在上述多晶硅層上層的第 一 非晶硅層、形成在上述第 一非晶硅層上層 的第二非晶硅層。
(2) —種顯示裝置，具有絕緣基板和形成在上述絕緣基板上的 多個薄膜晶體管，其中，上述絕緣基板具有像素區(qū)域和包圍上述像素 區(qū)域的周邊區(qū)域，上述多個薄膜晶體管具有多個第一薄膜晶體管和多 個第二薄膜晶體管，上述多個第一薄膜晶體管形成在上述像素區(qū)域，上述多個第二薄膜晶體管形成在上述周邊區(qū)域，上述多個第一薄膜晶 體管的半導(dǎo)體層具有第一非晶硅層、和形成在上述第一非晶硅層上層 的第二非晶硅層，上述多個第二薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有多晶硅
層，在上述多晶硅層的上層形成有上述第一非晶硅層和上述第二非晶硅層。
(3) 在(1 )或(2)中，上述第一非晶硅層和上述第二非晶硅 層的氫濃度不同。
(4) 在(1) ~ (3)任一項中，上述第二非晶硅層的氫濃度小 于上述第一非晶硅層的氫濃度。
(5) 在(1) ~ (4)任一項中，上述第一非晶硅層的層厚是10nm~ 100nm。
(6) 在(1) ~ (5)任一項中，上述第二非晶硅層的層厚是50nm~ IOO亂
(7) —種顯示裝置的制造方法，該顯示裝置具有絕緣基板、和 形成在上述絕緣基板上的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體 層，該顯示裝置的制造方法包括如下工序第一工序，對非晶硅層， 進行成膜進行了脫氫處理之后，對上述非晶硅層照射激光來使其結(jié)晶 化而形成多晶硅層；第二工序，在上述多晶硅層的上層形成第一非晶 硅層；第三工序，在上述第一非晶硅層的上層形成第二非晶硅層。
簡要說明本申請公開的發(fā)明中的代表性技術(shù)方案所得到的效果 如下。
能夠形成用極簡單的結(jié)構(gòu)、僅進一步增加一些工序數(shù)就實現(xiàn)了 降低截止電流的多晶硅薄膜晶體管。
不會有損非晶硅薄膜晶體管的特性，就可降低多晶硅薄膜晶體管 的截止電流。可以在同 一基板上同時形成具有優(yōu)良特性的非晶硅薄膜 晶體管和多晶硅薄膜晶體管。
因此，可以以低成本制造將非晶硅薄膜晶體管應(yīng)用于像素用晶體 管、將多晶硅薄膜晶體管應(yīng)用于周邊部驅(qū)動電路部分的顯示裝置。


圖1是表示本發(fā)明的顯示裝置中的形成了薄膜晶體管的絕緣基板 的圖。
圖2是表示以往的多晶硅薄膜晶體管的截面構(gòu)造的圖。 圖3是表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管的截面構(gòu)造的圖。 圖4是表示本發(fā)明的形成在顯示區(qū)域的非晶硅薄膜晶體管的截面 構(gòu)造的圖。
圖5是表示以往構(gòu)造與本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管的動態(tài)特性的 比較的圖。
圖6是表示以往構(gòu)造與本發(fā)明的非晶硅薄膜晶體管的動態(tài)特性的 比較的圖。
圖7A、 7B是表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅薄膜晶體 管的制造工藝的圖。
圖8A、 8B是接著圖7表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅 薄膜晶體管的制造工藝的圖。
圖9A、 9B是接著圖8表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅 薄膜晶體管的制造工藝的圖。
圖IOA、 IOB是接著圖9表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶 硅薄膜晶體管的制造工藝的圖。
圖11A、11B是接著圖IO表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶 硅薄膜晶體管的制造工藝的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的顯示裝置。
在用于說明實施例的所有附圖中，對具有相同功能的部件標注相 同的附圖標記，省略其詳細說明。
圖1是表示構(gòu)成本發(fā)明顯示裝置的、形成有薄膜晶體管的絕緣基 板的圖。絕緣基板l由例如將玻璃用作材料的玻璃基板構(gòu)成。絕緣基板1上形成有顯示區(qū)域101。在顯示區(qū)域形成有多個像素。 在顯示區(qū)域外側(cè)的周邊區(qū)域形成有RGB切換開關(guān)102、移位寄存器 103等的驅(qū)動電路。這些驅(qū)動電路內(nèi)置于絕緣基板1上。
顯示區(qū)域101的像素使用非晶硅薄膜晶體管，周邊區(qū)域的驅(qū)動電 路使用多晶硅薄膜晶體管。即，在同一絕緣基板1上同時形成非晶硅 薄膜晶體管和多晶硅薄膜晶體管。
圖2是表示在同一基板上同時形成非晶硅薄膜晶體管和多晶硅薄 膜晶體管時的、以往的多晶硅薄膜晶體管的截面構(gòu)造的圖。在作為絕 緣基板的玻璃基板201上形成柵電極202,在其上層形成柵極絕緣膜 203。進而，在柵極絕緣膜203上層形成多晶硅層204和非晶硅層205 作為溝道層。206是n+非晶硅層，207是源電極'漏電極。
圖3表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管的截面構(gòu)造的圖。與圖2相 比不同之處在于，溝道層是多晶硅層204、第一非晶硅層301、第二 非晶硅層302這三層構(gòu)造。第一非晶硅層301和第二非晶硅層302由 氫化非晶硅形成。對于氫化非晶硅的氫濃度，第二非晶硅層302的氫 濃度小于第一非晶硅層301的氫濃度。
圖4表示本發(fā)明的非晶硅薄膜晶體管的截面構(gòu)造的圖。在未圖示 的以往的非晶硅薄膜晶體管中，作為溝道層的非晶硅層是1層。與此 不同，如圖4所示，在本發(fā)明的非晶硅薄膜晶體管中，溝道層是第一 非晶硅層301、第二非晶硅層302這兩層構(gòu)造。這是由于在同一基板 上同時形成圖3所示的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅薄膜晶體管。
圖5表示以往構(gòu)造與本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管的動態(tài)特性的比 較。橫軸是柵極電壓Vg (V),縱軸是漏極電流Id (A)。
在圖5中，(A)曲線是以往構(gòu)造的特性，(B)曲線是本發(fā)明的 特性。在以往構(gòu)造中，截止電流不會降低到零，會流過10nA以上的 電流，與此相對，本發(fā)明中，可將截止電流降低到10pA以下。這是 由于減小后溝道側(cè)的非晶硅層(第二非晶硅層302 )的氫濃度而使其 具有難以流過電流的性質(zhì)。
圖6表示以往構(gòu)造與本發(fā)明的非晶硅薄膜晶體管的動態(tài)特性的比較。橫軸是柵極電壓Vg(V),縱軸是漏極電流Id(A)。
在圖6中，(A)曲線是以往構(gòu)造的特性，(B)曲線是本發(fā)明的
特性。如圖6所示，在非晶硅薄膜晶體管中也可降低截止電流。
圖7A 圖11B表示本發(fā)明的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅薄膜晶
體管的制造工藝。
在圖7A 圖11B中，A表示形成在周邊區(qū)域的多晶硅薄膜晶體
管的制造工藝，B表示形成在顯示區(qū)域的非晶硅薄膜晶體管的制造工
藝
如圖7A、 7B所示，在玻璃基板201上通過濺鍍形成Mo等高熔 點金屬或其合金的膜，厚度為50 150nm左右。接著，通過光刻、蝕 刻對成膜后的膜形成圖案，加工成柵電極202。其后，將由SiO或SiN 等形成的絕緣膜成膜為100~ 300nm左右的厚度，做成柵極絕緣膜 203。
然后，在柵極絕緣膜203上使用CVD形成50 ~ 300mn左右厚度 的非晶硅膜701,形成半導(dǎo)體層。進而，進行了脫氫處理后，通過脈 沖或連續(xù)振蕩激光702等使非晶硅結(jié)晶化，形成多晶硅層204。此時， 在圖7B所示的顯示區(qū)域的薄膜晶體管中，未進行結(jié)晶，但也可以使
其結(jié)晶。
接著，如圖8A、 8B所示，通過光刻、蝕刻僅將周邊區(qū)域的多晶 硅層204加工成島狀，通過蝕刻除去顯示區(qū)域的多晶硅層。
接著，如圖9A、 9B所示，使用CVD分別形成10-100nm左右 厚度的第一非晶硅層301、 50 ~ 100nm左右厚度的第二非晶硅層302、 10~ 50nm左右厚度的n+非晶硅層206,并通過光刻、蝕刻加工成島 狀。此時，第二非晶硅層302的氫濃度小于第一非晶硅層301的氫濃 度。
接著，如圖IOA、 IOB所示，為了形成源電極、漏電極，通過濺 鍍形成Al等金屬或其合金的膜，厚度為300 500nm左右。此時，為 了防止A1膜擴散、減少連接電阻，可以將Ti或Mo等高熔點金屬或 其合金作為屏蔽金屬層，形成在A1層的上下。該屏蔽金屬層的厚度可以是30~ 100nm左右。其后，通過光刻、蝕刻形成源電極'漏電極 207。此外，為了形成半導(dǎo)體層的溝道，此時也對n+非晶石圭層206 進行蝕刻。此外，也對第二非晶硅層302的一部分進行蝕刻。
接著，如圖IIA、 IIB所示，作為保護絕緣膜1101，通過CVD 形成例如SiN的膜，厚度為100 200nm左右。接著，涂敷平坦化有 機膜1102。該平坦化有機膜1102使用感光性樹脂，能夠通過光刻來 形成連接孔。將其作為掩模在保護絕緣膜1101上形成連接孔后，通 過濺鍍形成作為像素電極1103的透明導(dǎo)電膜、例如ITO，厚度為30 ~ 100nm左右。
通過以上的制造工藝，能夠同時在同一基板上形成降低了截止電 流的具有優(yōu)良特性的多晶硅薄膜晶體管和非晶硅薄膜晶體管。
因此，可以以低成本制造將非晶硅薄膜晶體管應(yīng)用于像素用晶體 管、將多晶硅薄膜晶體管應(yīng)用于周邊部驅(qū)動電路部分的顯示裝置。
以上，基于上述實施例具體說明了本發(fā)明人作出的發(fā)明，但本發(fā) 明不限于上述實施例，在不脫離其要旨的范圍內(nèi)，當然可以進行各種 變更。
權(quán)利要求
1. 一種顯示裝置，具有絕緣基板和形成在上述絕緣基板上的薄膜晶體管，其特征在于上述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有多晶硅層、形成在上述多晶硅層上層的第一非晶硅層、形成在上述第一非晶硅層的上層的第二非晶硅層。
2. —種顯示裝置，具有絕緣基板和形成在上述絕緣基板上的多個 薄膜晶體管，其特征在于上述絕緣基板具有像素區(qū)域和包圍上述像素區(qū)域的周邊區(qū)域， 上述多個薄膜晶體管具有多個第一薄膜晶體管和多個第二薄膜 晶體管，上述多個第一薄膜晶體管形成在上述像素區(qū)域，上述多個第二薄膜晶體管形成在上述周邊區(qū)域，上述多個第一薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有第一非晶硅層和形成 在上述第 一 非晶硅層的上層的第二非晶硅層，上述多個第二薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有多晶硅層，并在上述多 晶硅層的上層形成有上述第一非晶硅層和上述第二非晶硅層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于 上述第一非晶硅層和上述第二非晶硅層的氫濃度不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于上述第 一 非晶硅層和上述第二非晶硅層的氫濃度不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于 上述第二非晶硅層的氫濃度小于上述第一非晶硅層的氫濃度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征在于 上述第二非晶硅層的氫濃度小于上述第一非晶硅層的氫濃度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于 上述第一非晶硅層的層厚是10nm~ 100nm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于上述第二非晶硅層的層厚是50nm~ 100nm。
9. 一種顯示裝置的制造方法，該顯示裝置具有絕緣基板和形成在 上述絕緣基板上的薄膜晶體管，上述顯示裝置的制造方法的特征在于上述薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，該顯示裝置的制造方法包括如下工序第一工序，對非晶硅層進行成膜，且在進行了脫氫處理之后，對 上述非晶硅層照射激光來使其結(jié)晶化而形成多晶硅層；第二工序，在上述多晶硅層的上層形成第一非晶硅層；以及 第三工序，在上述第一非晶硅層的上層形成第二非晶硅層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其特征在于 上述第一非晶硅層和上述第二非晶硅層的氫濃度不同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的顯示裝置的制造方法，其特征在于 上述第二非晶硅層的氫濃度小于上述第一非晶硅層的氫濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種顯示裝置及顯示裝置的制造方法，該顯示裝置具有用極簡單的結(jié)構(gòu)、僅進一步增加一些工序數(shù)就實現(xiàn)了降低截止電流的多晶硅薄膜晶體管。該顯示裝置具有絕緣基板、和形成在上述絕緣基板上的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層具有多晶硅層、形成在上述多晶硅層上層的第一非晶硅層、形成在上述第一非晶硅層上層的第二非晶硅層。
文檔編號G09F9/30GK101414638SQ200810149909
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月15日
發(fā)明者三宅秀和, 宮澤敏夫, 栗谷川武, 海東拓生 申請人:株式會社日立顯示器