專利名稱：半導(dǎo)體顯示器件及其制作方法
本申請是申請?zhí)枮椤?1112073.8”、申請日為“2001年3月27日”以及發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體顯示器件及其制作方法”的申請的分案申請”。
本發(fā)明涉及到使用半導(dǎo)體元件(半導(dǎo)體薄膜元件)的半導(dǎo)體顯示器件，尤其是液晶顯示器件。而且，本發(fā)明涉及到在顯示部分使用半導(dǎo)體顯示器件的電子學(xué)設(shè)備。
在具有絕緣表面的襯底上形成半導(dǎo)體薄膜(厚為幾個至幾百nm)以制作薄膜晶體管(TFT)的技術(shù)近些年來已受到關(guān)注。薄膜晶體管被廣泛地用于電子器件如IC以及半導(dǎo)體顯示器件，并得到了迅速的發(fā)展，尤其是用于液晶顯示器件作為開關(guān)元件。
有源矩陣液晶顯示器件的像素部分由多個像素組成，每個像素含有TFT和液晶盒。液晶盒具有像素電極、對電極(opposing electrode)、以及形成在像素電極與對電極之間的液晶?？刂朴上袼豑FT供給像素電極的電壓可在像素部分顯示圖像。
特別是，用晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜作為TFT的有源層(晶體TFT)可獲得高遷移率，因此能夠?qū)⒐δ茈娐芳稍谕灰r底上，從而實現(xiàn)高清晰度圖像顯示的液晶顯示器件。
本說明書中具有晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜包括單晶半導(dǎo)體、多晶半導(dǎo)體和微晶半導(dǎo)體，還包括公開于日本專利公開Hei 7-130652號、Hei8-78329號、Hei 10-135468號和Hei 10-135469號的半導(dǎo)體。
為構(gòu)成有源矩陣液晶顯示器件，僅像素部分就需要100萬至200萬個晶體TFT，而在其周圍形成附加的功能電路則需更多的晶體TFT。液晶顯示器件所需的規(guī)格是嚴(yán)格的，為了實現(xiàn)穩(wěn)定的液晶顯示，必須保證每個晶體TFT的可靠性。
TFT的特性可按開態(tài)和關(guān)態(tài)來考慮。一些特性參數(shù)如開態(tài)電流、遷移率、S值和閾值都是開態(tài)特性，而關(guān)態(tài)電流則是最重要的關(guān)態(tài)特性。
然而，有一個間題是晶體TFT的關(guān)態(tài)電流容易升高。
而且，從可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，晶體TFT還沒有用于LSI的MOS晶體管(在晶體半導(dǎo)體襯底上制作晶體管)。例如，已觀察到晶體TFT被連續(xù)驅(qū)動時發(fā)生退化現(xiàn)象，其中遷移率和開態(tài)電流(TFT開態(tài)時流過的電流)下降，關(guān)態(tài)電流(TFT關(guān)態(tài)時流過的電流)上升。設(shè)想其原因是熱載流子效應(yīng)，即在漏極附近的高電場產(chǎn)生的熱載流子導(dǎo)致了退化現(xiàn)象。
已經(jīng)知道，使用輕摻雜漏區(qū)(LDD)結(jié)構(gòu)來減輕漏極附近的高電場是降低MOS晶體管關(guān)態(tài)電流的方法。這種結(jié)構(gòu)在溝道區(qū)外面形成低摻雜區(qū)，此低摻雜區(qū)稱作LDD區(qū)。
特別是，有一種結(jié)構(gòu)其LDD區(qū)經(jīng)柵絕緣膜與柵電極重疊(柵-漏重疊LDD結(jié)構(gòu)，GOLD結(jié)構(gòu))，漏極附近的高電場區(qū)被減弱，可防止熱載流子效應(yīng)，從而提高可靠性。注意，在本說明書中LDD區(qū)經(jīng)柵絕緣膜與柵電極重疊的區(qū)域稱作Lov區(qū)(第一LDD區(qū))。
還要注意，已知的一些結(jié)構(gòu)如LATID(大傾角注入漏區(qū))結(jié)構(gòu)和ITLDD(反型T LDD)結(jié)構(gòu)都是GOLD結(jié)構(gòu)。有一種GOLD結(jié)構(gòu)，例如，據(jù)Hatano M.，Akimoto H.，and Sakai T.，IEDM97 Technical Digest，positive.523-6，1997報導(dǎo)，其側(cè)壁是由硅形成的，已證實與其他的TFT結(jié)構(gòu)相比可得到極優(yōu)越的可靠性。
注意，在本說明書中，LDD區(qū)不與柵電極經(jīng)柵絕緣膜而重疊的區(qū)域稱作Loff區(qū)(第二LDD區(qū))。
已提出了幾種方法來制作具有Loff區(qū)和Lov區(qū)二者的TFT。一種方法只使用掩模而沒有自對準(zhǔn)，一種方法使用具有不同寬度的兩層?xùn)烹姌O而柵絕緣膜是自對準(zhǔn)的，這些都可作為形成Lov區(qū)和Loff區(qū)的方法。
然而，用掩模形成Lov區(qū)和Loff區(qū)時需用兩個掩模，工序也增多了。另一方面，用自對準(zhǔn)形成Lov區(qū)和Loff區(qū)時，不需增加掩模數(shù)，因而能夠減少工序。然而，柵電極的寬度和柵絕緣膜的厚度會影響形成的Lov區(qū)和Loff區(qū)的位置。柵電極和柵絕緣膜的腐蝕速率常有很大的差異，很難精確控制Lov區(qū)和Loff區(qū)的位置對準(zhǔn)。
鑒于上述，本發(fā)明的目的是在形成Lov區(qū)和Loff區(qū)時減少掩模數(shù)目，還要易于在所希望的位置形成Lov區(qū)和Loff區(qū)。而且，本發(fā)明的目的還在于實現(xiàn)具有良好的開態(tài)和關(guān)態(tài)特性的晶體TFT。本發(fā)明的另一個目的是實現(xiàn)高可靠性的半導(dǎo)體顯示器件，其半導(dǎo)體電路是由這種類型的晶體TFT構(gòu)成的。
利用柵電極的自對準(zhǔn)以及掩模向半導(dǎo)體層中摻入雜質(zhì)來形成Lov區(qū)和Loff區(qū)。柵電極由兩層導(dǎo)電膜構(gòu)成，更靠近半導(dǎo)體層的那一層(第一柵電極)沿溝道縱向要長于離半導(dǎo)體層較遠(yuǎn)的層(第二柵電極)。
注意，在本說明書中，溝道縱向一詞指載流子在源區(qū)和漏區(qū)間移動的方向。
在本發(fā)明中，第一柵電極和第二柵電極沿溝道縱向(載流子移動方向)的長度(此后簡稱作柵電極寬度)是不同的。用第一柵電極和第二柵電極作掩模進(jìn)行離子注入，由于柵電極厚度不同，利用離子透入深度之差，可使第二柵電極下面半導(dǎo)體層中的離子濃度低于在第一柵電極之下而又不在第二柵電極下面的半導(dǎo)體層中的離子濃度。此外，還能使在第一柵電極之下而又不在第二柵電極下面的半導(dǎo)體層中的離子濃度低于不在第一柵電極下面的半導(dǎo)體層的離子濃度。
而且，Loff區(qū)是用掩模來形成的，因此只須用腐蝕來控制第一柵電極和第二柵電極的寬度，Loff區(qū)和Lov區(qū)位置的控制就比常規(guī)的實例容易了。所以，Lov區(qū)和Loff區(qū)的精確對準(zhǔn)以及制作具有所需特性的TFT都變得容易了。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下所示。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層相連的柵絕緣膜；與柵絕緣膜相連的第一柵電極；與第一柵電極相連的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層相連的柵絕緣膜；與柵絕緣膜相連的第一柵電極；與第一柵電極相連的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與源區(qū)和漏區(qū)接觸的LDD區(qū)；
沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的帶有半導(dǎo)體層的TFT；與半導(dǎo)體層相連的柵絕緣膜；與柵絕緣膜相連的第一柵電極；與第一柵電極相連的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；第一柵電極的邊緣部分具有錐形剖面；半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，用第二柵電極作掩模在半導(dǎo)體層中自對準(zhǔn)摻入雜質(zhì)元素而形成LDD區(qū)。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，在LDD區(qū)中有一區(qū)域，其雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3，而且LDD區(qū)雜質(zhì)元素的濃度隨距溝道形成區(qū)距離的增加而增大。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括像素TFT和驅(qū)動電路TFT，每個都具有在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層相連的柵絕緣膜；與柵絕緣膜相連的第一柵電極，和與第一柵電極相連的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；
像素TFT的半導(dǎo)體層具有與第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)與溝道形成區(qū)接觸，并與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；第二LDD區(qū)與第一LDD區(qū)接觸；源區(qū)和漏區(qū)與第二LDD區(qū)接觸；驅(qū)動電路TFT的半導(dǎo)體層具有與第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第三LDD區(qū)與溝道形成區(qū)接觸，并與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；源區(qū)或漏區(qū)與第三LDD區(qū)接觸；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及像素TFT的源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括像素TFT和驅(qū)動電路TFT，每個都具有在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層相連的柵絕緣膜；與柵絕緣膜相連的第一柵電極，和與第一柵電極相連的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；第一柵電極的邊緣部分具有錐形剖面；像素TFT的半導(dǎo)體層具有與第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)與溝道形成區(qū)接觸，并與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；第二LDD區(qū)與第一LDD區(qū)接觸；源區(qū)和漏區(qū)與第二LDD區(qū)接觸；驅(qū)動電路TFT的半導(dǎo)體層具有與第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第三LDD區(qū)與溝道形成區(qū)接觸，并與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；源區(qū)或漏區(qū)與第三LDD區(qū)接觸；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；像素TFT的源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，在第一LDD區(qū)中有一區(qū)域，其雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3，而且LDD區(qū)雜質(zhì)元素的濃度隨距溝道形成區(qū)距離的增加而增大。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，在第三LDD區(qū)中有一區(qū)域，其雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3，而且LDD區(qū)雜質(zhì)元素的濃度隨距溝道形成區(qū)距離的增加而增大。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，用第二柵電極作掩模在半導(dǎo)體層中自對準(zhǔn)摻入雜質(zhì)而形成第一LDD區(qū)或第三LDD區(qū)。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；柵絕緣膜；第一柵電極；第二柵電極；第一引線；第二引線；第一層間絕緣膜；第二層間絕緣膜；中間引線；以及液晶盒，其特點(diǎn)為在絕緣表面上形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜；制作與柵絕緣膜接觸的第一柵電極和第一引線；制作分別與第一柵電極和第一引線接觸的第二柵電極和第二引線；第一柵電極和第一引線由第一導(dǎo)電膜構(gòu)成；第二柵電極和第二引線由第二導(dǎo)電膜構(gòu)成；制作第一層間絕緣膜，它覆蓋第一柵電極和第二柵電極；第一引線和第二引線；以及柵絕緣膜；在第一層間絕緣膜上制作第二層間絕緣膜；制作覆蓋第二層間絕緣膜的中間引線，使之經(jīng)過在第二層間絕緣膜中開的接觸孔而與第一層間絕緣膜接觸；中間引線與第二引線在接觸孔處重疊，第一層間絕緣膜夾于其間；半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；沿溝道縱向的第一柵電極的寬度大于沿溝道縱向的第二柵電極的寬度；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間。
液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；柵絕緣膜；第一柵電極；第二柵電極；第一引線；第二引線；第一層間絕緣膜；第二層間絕緣膜；中間引線；以及液晶盒，其特點(diǎn)為
在絕緣表面上形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜；制作與柵絕緣膜接觸的第一柵電極和第一引線；制作分別與第一柵電極和第一引線接觸的第二柵電極和第二引線；第一柵電極和第一引線由第一導(dǎo)電膜構(gòu)成；第二柵電極和第二引線由第二導(dǎo)電膜構(gòu)成；制作第一層間絕緣膜，它覆蓋第一柵電極和第二柵電極；第一引線和第二引線；以及柵絕緣膜；在第一層間絕緣膜上制作第二層間絕緣膜；制作覆蓋第二層間絕緣膜的中間引線，使之經(jīng)過在第二層間絕緣膜中開的第一接觸孔而與第一層間絕緣膜接觸；中間引線與第二引線在第一接觸孔處重疊，第一層間絕緣膜夾于其間；半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；中間引線經(jīng)過第二接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)相連，第二接觸孔開在柵絕緣膜、第一層間絕緣膜、以及第二層間絕緣膜中；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及像素TFT的源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；柵絕緣膜；第一柵電極；第二柵電極；第一引線；第二引線；第一層間絕緣膜；第二層間絕緣膜；中間引線；屏蔽膜；以及液晶盒，其特點(diǎn)為在絕緣表面上形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜；制作與柵絕緣膜接觸的第一柵電極和第一引線；制作分別與第一柵電極和第一引線接觸的第二柵電極和第二引線；第一柵電極和第一引線由第一導(dǎo)電膜構(gòu)成；第二柵電極和第二引線由第二導(dǎo)電膜構(gòu)成；
制作第一層間絕緣膜，它覆蓋第一柵電極和第二柵電極；第一引線和第二引線；以及柵絕緣膜；在第一層間絕緣膜上制作第二層間絕緣膜；制作覆蓋第二層間絕緣膜的中間引線，使之經(jīng)過在第二層間絕緣膜中開的接觸孔而與第一層間絕緣膜接觸；中間引線與第二引線在接觸孔處重疊，第一層間絕緣膜夾于其間；半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；屏蔽膜是由與中間引線相同的導(dǎo)電膜制成的；在第二層間絕緣膜上制作屏蔽膜，使之與溝道形成區(qū)重疊；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在絕緣表面上形成的半導(dǎo)體層；柵絕緣膜；第一柵電極；第二柵電極；第一引線；第二引線；第一層間絕緣膜；第二層間絕緣膜；中間引線；屏蔽膜；以及液晶盒，其特點(diǎn)為在絕緣表面上形成覆蓋半導(dǎo)體層的柵絕緣膜；制作與柵絕緣膜接觸的第一柵電極和第一引線；制作分別與第一柵電極和第一引線接觸的第二柵電極和第二引線；第一柵電極和第一引線由第一導(dǎo)電膜構(gòu)成；第二柵電極和第二引線由第二導(dǎo)電膜構(gòu)成；制作第一層間絕緣膜，它覆蓋第一柵電極和第二柵電極；第一引線和第二引線；以及柵絕緣膜；在第一層間絕緣膜上制作第二層間絕緣膜；制作覆蓋第二層間絕緣膜的中間引線，使之經(jīng)過在第二層間絕緣膜中開的第一接觸孔而與第一層間絕緣膜接觸；中間引線與第二引線在第一接觸孔處重疊，第一層間絕緣膜夾于其間；
半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；中間引線經(jīng)過第二接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)相連，第二接觸孔開在柵絕緣膜、第一層間絕緣膜、以及第二層間絕緣膜中；屏蔽膜是由與中間引線相同的導(dǎo)電膜制成的；在第二層間絕緣膜上制作屏蔽膜，使之與溝道形成區(qū)重疊；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在襯底上形成光屏蔽膜；在襯底上形成覆蓋光屏蔽膜的絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層接觸的柵絕緣膜；與柵絕緣膜接觸的第一柵電極；與第一柵電極接觸的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；光屏蔽膜經(jīng)絕緣膜而與溝道形成區(qū)重疊；液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
按照本發(fā)明，提供了一種半導(dǎo)體顯示器件，它包括在襯底上形成光屏蔽膜；在襯底上形成覆蓋光屏蔽膜的絕緣膜；在絕緣膜上形成半導(dǎo)體層；與半導(dǎo)體層接觸的柵絕緣膜；與柵絕緣膜接觸的第一柵電極；與第一柵電極接觸的第二柵電極；以及液晶盒，其特點(diǎn)為半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)；以及與LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；光屏蔽膜經(jīng)絕緣膜而與溝道形成區(qū)重疊；
液晶盒具有像素電極；對電極；及形成在像素電極與對電極之間的液晶；以及源區(qū)或漏區(qū)與像素電極電連接。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于絕緣膜是用CMP拋光法拋平的。
本發(fā)明可以是以使用半導(dǎo)體顯示器件為其特征的攝象機(jī)、放像設(shè)備、頭戴顯示設(shè)備或個人計算機(jī)。
按照本發(fā)明，提供了一種制作半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上形成半導(dǎo)體層；制作柵絕緣膜使之與半導(dǎo)體層接觸；制作第一導(dǎo)電膜使之與柵絕緣膜接觸；制作第二導(dǎo)電膜使之與第一導(dǎo)電膜接觸；對第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜刻圖形來制作第一柵電極和第二柵電極；以半導(dǎo)體層的第一柵電極和第二柵電極向半導(dǎo)體層摻入第一雜質(zhì)；在半導(dǎo)體層上形成覆蓋第一柵電極和第二柵電極的掩模，并在半導(dǎo)體層中，借助于從形成在半導(dǎo)體層上的掩模摻入導(dǎo)電類型與第一雜質(zhì)相同的第二雜質(zhì)而制作溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的第一LDD區(qū)；與第一LDD區(qū)接觸的第二LDD區(qū)；以及與第二LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作由單層或多層組成的層間絕緣膜，它覆蓋半導(dǎo)體層、第一柵電極和第二柵電極；在層間絕緣膜中開接觸孔；制作像素電極，它經(jīng)過接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)相連，其特點(diǎn)為第一柵電極在沿溝道縱向方向上比第二柵電極長；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間。
按照本發(fā)明，提供了一種制作半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上形成半導(dǎo)體層；制作柵絕緣膜使之與半導(dǎo)體層接觸；
制作第一導(dǎo)電膜使之與柵絕緣膜接觸；制作第二導(dǎo)電膜使之與第一導(dǎo)電膜接觸；對第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜刻圖形來制作第一柵電極和第二柵電極；從半導(dǎo)體層的第一柵電極和第二柵電極向半導(dǎo)體層摻入第一雜質(zhì)；在半導(dǎo)體層上形成覆蓋第一柵電極和第二柵電極的掩模，并在半導(dǎo)體層中，借助于從形成在半導(dǎo)體層上的掩模摻入導(dǎo)電類型與第一雜質(zhì)相同的第二雜質(zhì)而制作溝道形成區(qū)；與溝道形成區(qū)接觸的第一LDD區(qū)；與第一LDD區(qū)接觸的第二LDD區(qū)；以及與第二LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作由單層或多層組成的層間絕緣膜，它覆蓋半導(dǎo)體層、第一柵電極和第二柵電極；在層間絕緣膜中開接觸孔；制作像素電極，它經(jīng)過接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)相連，其特點(diǎn)為第一柵電極在沿溝道縱向方向上比第二柵電極長；溝道形成區(qū)與第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間。
按照本發(fā)明，提供了一種制作半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上形成半導(dǎo)體層；制作柵絕緣膜使之與半導(dǎo)體層接觸；制作第一形狀第一導(dǎo)電層使之與柵絕緣膜接觸，并制作第一形狀第二導(dǎo)電層；腐蝕第一形狀第一導(dǎo)電層和第一形狀第二導(dǎo)電層，形成具有錐形部分的第一柵電極和具有錐形部分的第二柵電極；經(jīng)過柵絕緣膜向半導(dǎo)體層摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成第二LDD區(qū)；同時，經(jīng)過第一柵電極的錐形部分向半導(dǎo)體層摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成第一LDD區(qū)，其中的雜質(zhì)濃度向半導(dǎo)體層的邊緣部分增高；用第一和第二柵電極的錐形部分作掩模摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成源區(qū)或漏區(qū)；
制作單層或多層的層間絕緣膜，它覆蓋半導(dǎo)體層；第一柵電極；以及第二柵電極；在層間絕緣膜中開接觸孔；制作經(jīng)接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)接觸的像素電極。
按照本發(fā)明，提供了一種制作半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上形成半導(dǎo)體層；制作柵絕緣膜使之與半導(dǎo)體層接觸；制作第一導(dǎo)電膜使之與柵絕緣膜接觸；制作第二導(dǎo)電膜使之與第一導(dǎo)電膜接觸；腐蝕第二導(dǎo)電膜，制成第一形狀第二導(dǎo)電層；腐蝕第一導(dǎo)電膜，制成第一形狀第一導(dǎo)電層；腐蝕第一形狀第一導(dǎo)電層和第一形狀第二導(dǎo)電層，形成具有錐形部分的第一柵電極和具有錐形部分的第二柵電極；經(jīng)過柵絕緣膜向半導(dǎo)體層摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成第二LDD區(qū)；同時，經(jīng)過第一柵電極的錐形部分向半導(dǎo)體層摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成第一LDD區(qū)，其中的雜質(zhì)濃度向半導(dǎo)體層的邊緣部分增高；用第一和第二柵電極的錐形部分作掩模摻入呈單一導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，形成源區(qū)或漏區(qū)；制作單層或多層的層間絕緣膜，它覆蓋半導(dǎo)體層；第一柵電極；以及第二柵電極；在層間絕緣膜中開接觸孔；制作經(jīng)接觸孔與源區(qū)或漏區(qū)接觸的像素電極。
在附圖中

圖1A～1F是制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖2A和2B是TFT柵電極的放大圖；圖3A～3D是制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖4A-4D表示制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖5A和5B表示制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖6是制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖7A和7B分別為本發(fā)明液晶顯示器件像素的俯視圖和電路圖8是本發(fā)明液晶顯示器件的剖面圖；圖9是本發(fā)明液晶顯示器件的剖面圖；圖10是本發(fā)明液晶顯示器件的剖面圖；圖11是本發(fā)明液晶顯示器件的剖面圖；圖12A和12B分別為本發(fā)明液晶顯示器件像素的俯視圖和剖面圖；圖13A和13B表示晶化半導(dǎo)體層的方法；圖14A和14B表示晶化半導(dǎo)體層的方法；圖15A和15B表示晶化半導(dǎo)體層的方法；圖16是本發(fā)明液晶顯示器件的方框圖；圖17A～17F是使用本發(fā)明液晶顯示器件的電子學(xué)設(shè)備；圖18A～18D是制作本發(fā)明的液晶顯示器件的工藝過程圖；圖19A和19B是TFT柵電極的放大圖；圖20表示對于形狀A(yù)，TaN的膜厚與電子溫度的關(guān)系；圖21表示對于形狀B，TaN的膜厚與電子溫度的關(guān)系；圖22為對于形狀B，電子溫度與水平方向電場強(qiáng)度的比較；圖23表示在形狀A(yù)和B中磷的濃度分布。
模型實施方案圖1A～1F表示本發(fā)明薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)及其制作方法。
在襯底100上形成基膜101。不一定要形成基膜101，但有它可防止襯底100的雜質(zhì)向半導(dǎo)體層擴(kuò)散。由已知方法制作的晶體半導(dǎo)體膜在基膜101上形成半導(dǎo)體層102和103。
制作覆蓋半導(dǎo)體層102和103的柵絕緣膜104。然后在柵絕緣膜104上制作第一導(dǎo)電膜105和第二導(dǎo)電膜106，以構(gòu)成柵電極。注意，第一導(dǎo)電膜105和第二導(dǎo)電膜106必須是具有腐蝕選擇性的導(dǎo)電材料(見圖1A)。
接著在半導(dǎo)體層102和103上形成抗蝕劑掩模107和108。然后用掩模107和108腐蝕第一導(dǎo)電膜105和第二導(dǎo)電膜106(第一腐蝕過程)來形成第一形狀導(dǎo)電層109和110(第一導(dǎo)電層109a和110a，及第二導(dǎo)電層109b和110b)(見圖1B)。
圖2A為圖1B的第一形狀導(dǎo)電層109和110的放大圖。第一導(dǎo)電層109a和110a的邊緣部分，及第二導(dǎo)電層109b和110b的邊緣部分都成了錐形，如圖2A所示。進(jìn)而腐蝕柵絕緣膜104，使未被第一形狀導(dǎo)電層109和110覆蓋的區(qū)域減薄，成為第一形狀柵絕緣膜104a。
接下來進(jìn)行第二腐蝕過程，如圖1C所示。各向異性腐蝕第一形狀第二導(dǎo)電層109b和110b及第一導(dǎo)電層109a和110a，但后者的腐蝕速率慢于前者，從而形成第二形狀導(dǎo)電層113和114(第一導(dǎo)電層113a和114a，及第二導(dǎo)電層113b和114b)。
圖1C的第二形狀導(dǎo)電層113和114的放大圖示于圖2B。在第二腐蝕過程中對第二導(dǎo)電層113b和114b的腐蝕要多于第一導(dǎo)電層113a和114a，如圖2B所示。進(jìn)而在第二腐蝕過程中將掩模107和108腐蝕成掩模111和112。再腐蝕第一形狀柵絕緣膜104a，使未被第二形狀導(dǎo)電層113和114覆蓋的區(qū)域減薄而成為第二形狀柵絕緣膜104b。
除去掩模111和112，并在半導(dǎo)體層102和103中進(jìn)行第一步摻雜，摻入n型導(dǎo)電雜質(zhì)元素，如圖1D所示。摻雜時用第二形狀導(dǎo)電層113和114作為掩模以阻擋雜質(zhì)元素。而且，完成的摻雜使之在第二形狀導(dǎo)電層113a和114a下面的區(qū)域也加入了雜質(zhì)元素。
這樣就形成了與第一導(dǎo)電層113a和114a重疊的第一雜質(zhì)區(qū)115和116，和雜質(zhì)濃度高于第一雜質(zhì)區(qū)的第二雜質(zhì)區(qū)117和118。注意，雖然在此模型實施方案中是在除去掩模111和112后摻入n型雜質(zhì)的，但本發(fā)明不限于此。在圖1D的工藝過程中也可在摻入n型導(dǎo)電雜質(zhì)元素后再除去掩模111和112。
在半導(dǎo)體層103上用抗蝕劑形成掩模119以覆蓋第二形狀導(dǎo)電層114。掩模119與第二雜質(zhì)區(qū)118的一部分重疊，第二形狀柵絕緣膜104b夾于其間。然后進(jìn)行第二步摻雜，摻入n型雜質(zhì)元素。n型摻雜是在這樣的條件下進(jìn)行的，即劑量比第一步摻雜增大而加速電壓降低。除了溝道形成區(qū)124和Lov區(qū)123外，在第二步摻雜中以自對準(zhǔn)的方式在半導(dǎo)體層103中還形成了源區(qū)120、漏區(qū)121和Loff區(qū)122。在第二步摻雜中用第二形狀第一導(dǎo)電層113a作掩模，還形成了第三雜質(zhì)區(qū)125(見圖1E)。
在本發(fā)明中控制掩模119的尺寸，可自由地設(shè)置Loff區(qū)122的尺寸。
然后在形成n溝道TFT的半導(dǎo)體層103的全部表面上覆蓋抗蝕劑掩模126，如圖1F所示。用第二形狀導(dǎo)電層113作掩模以阻擋雜質(zhì)元素由第三步摻雜在源區(qū)127、漏區(qū)128和Lov區(qū)129摻入呈p型導(dǎo)電的雜質(zhì)元素；在制作p溝道TFT的半導(dǎo)體層102中就以自對準(zhǔn)的方式制成了溝道形成區(qū)130。
不同濃度的n型雜質(zhì)已摻入源區(qū)127、漏區(qū)128和Lov區(qū)129，但在摻入的p型雜質(zhì)濃度遠(yuǎn)高于n型雜質(zhì)時，源區(qū)127、漏區(qū)128和Lov區(qū)129的導(dǎo)電類型就成為p型。
由上述工藝過程在半導(dǎo)體層102和103中制成了雜質(zhì)區(qū)(源區(qū)、漏區(qū)、Lov區(qū)和Loff區(qū))。與半導(dǎo)體層102和103重疊的第二形狀導(dǎo)電層113和114作為柵電極。第二形狀第一導(dǎo)電層113a和114a稱為第一柵電極，而第二形狀第二導(dǎo)電層113b和114b稱為第二柵電極。
接著激活摻入各個半導(dǎo)體層的雜質(zhì)以控制導(dǎo)電性。然而，如果第一導(dǎo)電膜105和第二導(dǎo)電膜106所用的導(dǎo)電材料不耐熱的話，最好在形成層間絕緣膜(含有硅為其主要成分)后再進(jìn)行激活，以保護(hù)一些部分如引線。
另外，在含3-100％氫的氣氛中進(jìn)行熱處理可實現(xiàn)半導(dǎo)體層102和103的氫化。這個過程是用熱激活的氫來飽和半導(dǎo)體層中的懸鍵。等離子氫化(用等離子體激活的氫)也可作為另一種氫化手段。
當(dāng)上述工藝過程結(jié)束時，就完成了p溝道TFT 141和n溝道TFT142。
注意，雖然圖1A～1F和圖2A與圖2B中所示的各個表面都是平的，對于在溝道縱向上第二形狀第一柵電極113a和114a比第二柵電極113b和114b長的區(qū)域，實際上是有錐度的，存在著極小的錐角。還要注意，依賴于腐蝕條件，也可能做成平的。
如上所述，第一柵電極和第二柵電極沿溝道縱向(載流子移動方向)的長度(此后簡稱柵電極寬度)在本發(fā)明中是不同的。在用第一柵電極和第二柵電極作掩模進(jìn)行離子注入時，利用了因柵電極厚度的不同而產(chǎn)生的離子透入深度的差別。因此就能夠使在第二柵電極下面半導(dǎo)體層內(nèi)的離子濃度低于在第一柵電極下面而又不在第二柵電極之下的半導(dǎo)體層的離子濃度。另外，也能夠使在第一柵電極下面而又不在第二柵電極之下的半導(dǎo)體層的離子濃度低于不在第一柵電極下面的半導(dǎo)體層的離子濃度。
再者，為了用掩模形成Loff區(qū)，只需由腐蝕控制第一柵電極和第二柵電極的寬度，因此控制Loff區(qū)和Lov區(qū)的位置就比常規(guī)的實例容易。這樣就容易做到Lov區(qū)和Loff區(qū)的精確定位對準(zhǔn)，制作具有所需特性的TFT也就容易了。
實施方案本發(fā)明的一些實施方案說明如下。實施方案1中詳細(xì)說明了在同一襯底上同時制作像素部分和形成在像素部分周圍的驅(qū)動電路TFT(n溝道和p溝道TFT)的方法。
首先，如圖3A所示，在襯底300上形成由絕緣膜，如二氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜，制成的基膜301，襯底由玻璃或石英制成，如硼硅酸鋇或硼硅酸鋁玻璃，典型地如康寧公司(Corning Corp.)的#7059或#1737玻璃。例如，用等離子CVD法由SiH4、NH3和N2O制作的氮氧化硅膜，厚度10～200nm(最好50～100nm)，類似地由SiH4和N2O制作厚為50～200nm(最好在100～150nm之間)的氫化氮氧化硅膜，并形成疊層。注意，兩層結(jié)構(gòu)的基膜301在圖3A中被表示為一層。注意，實施方案1所示的是基膜301為兩層結(jié)構(gòu)的實例，但也可形成上述絕緣膜之一的單層或者三層或多層疊成的疊層結(jié)構(gòu)。
半導(dǎo)體層302～304是由晶體半導(dǎo)體膜構(gòu)成的，是用無定形結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜進(jìn)行激光晶化，或用已知的熱晶化法制作的。半導(dǎo)體層302～304的厚度為25～80nm(最好在30～60nm之間)。對晶體半導(dǎo)體膜的材料沒有什麼限制，但最好由半導(dǎo)體材料如硅或鍺硅合金(SiGe)來制成。
至于已知的晶化方法，有使用電爐的熱晶化法、用激光的激光退火晶化法、用紅外燈的燈照退火晶化法、及用催化金屬的晶化法。
脈沖發(fā)射或連續(xù)發(fā)射型的受激準(zhǔn)分子激光器、YAG激光器和YVO4激光器都可作為激光源用于激光晶化法制作晶體半導(dǎo)體膜。在用這種類型的激光器時，可使用將激光器發(fā)射的光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚成線狀，再照射到半導(dǎo)體膜上的方法。操作者可以適當(dāng)?shù)剡x擇晶化條件，但在使用準(zhǔn)分子激光器時，脈沖發(fā)射的頻率為30Hz，激光能量密度為100～400mJ/cm2(典型地在200～300mJ/cm2之間)。此外，在使用YAG激光器時利用其二次諧波，脈沖發(fā)射頻率為1～10KHz，激光能量密度可為300～600mJ/cm2(典型地在350～500mJ/cm2之間)。聚成線狀的激光，寬100～1000μm，例如400μm，然后照射到襯底的整個表面。對于線狀的激光，這是以80～98％的重疊比(overlap ratio)來進(jìn)行的。
制作柵絕緣膜305，覆蓋在半導(dǎo)體層302～304上。厚為40～150nm的含硅柵絕緣膜305是用等離子CVD或濺射法制作的。在實施方案1中制成了120nm厚的氮氧化硅膜。當(dāng)然，柵絕緣膜不限于這種氮氧化硅膜，其他單層或疊層結(jié)構(gòu)的含硅絕緣膜也可使用。例如，在使用氧化硅膜時，可用等離子CVD法，使TEOS(原硅酸四乙酯)與O2的混合物在40Pa的反應(yīng)壓力下，襯底溫度為300～400℃，在0.5-0.8W/cm2的高頻(13.56MHz)電功率密度下放電來形成氧化硅膜。這樣制作的氧化硅膜接著在400～500℃下進(jìn)行熱退火，可得到良好特性的柵絕緣膜。
然后在柵絕緣膜305上制作第一導(dǎo)電膜306和第二導(dǎo)電膜307以形成柵電極。在實施方案1中，第一導(dǎo)電膜306是由50～100nm厚的Ta(鉭)制成的，而第二導(dǎo)電膜307是由100～300nm厚的W(鎢)制成的。
Ta膜是用濺射法制作的，用Ar濺射Ta靶。若在濺射時在Ar中加入適量的Xe和Kr，可消除Ta膜的內(nèi)應(yīng)力，因而防止膜的剝落。α相的Ta膜電阻率為20μΩcm，可用作柵電極，但β相的Ta膜電阻率為180μΩcm，不適于作柵電極。如果形成厚10～50nm而晶體結(jié)構(gòu)接近α相Ta的氮化鉭作為Ta的基底來形成α相Ta膜的話，α相的Ta膜可以容易地得到。
W膜是用W作靶濺射而成的。W膜也可用熱CVD法由六氟化鎢(WF6)來制成。不論使用哪一種方法，必須將膜制成低阻的以用之作為柵電極，最好使制成的W膜電阻率等于或小于20μΩcm。增大W膜的晶?？梢越档碗娮杪?，但在W膜中有許多雜質(zhì)元素如氧的情形，會妨礙晶化，并且膜變?yōu)楦咦璧?。因此純度?9.9999％或99.99％的W靶用于濺射。另外，若在形成W膜時特別注意不從氣相中引入雜質(zhì)，則可做到9-20μΩcm的電阻率。
注意，雖然在實施方案1中，第一導(dǎo)電膜306的材料是Ta，第二導(dǎo)電膜307的材料是W，但導(dǎo)電膜不限于這些，只要是具有腐蝕選擇性的導(dǎo)電材料即可。第一導(dǎo)電膜306和第二導(dǎo)電膜307也可由選自Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu這組元素中的一種，或以這些元素之一為主要成分的合金材料，或由這些元素的化合物來制成。而且，也可使用半導(dǎo)體膜，典型地為多晶硅膜，膜中摻有雜質(zhì)元素，如磷。除了實施方案1中所用者外，優(yōu)選的實例組合還包括由氮化鉭(TaN)制成的第一導(dǎo)電膜和由W制成的第二導(dǎo)電膜；由氮化鉭(TaN)制成的第一導(dǎo)電膜和由Al制成的第二導(dǎo)電膜；由氮化鉭(TaN)制成的第一導(dǎo)電膜和由Cu制成的第二導(dǎo)電膜(見圖3B)。
接著，由抗蝕劑形成掩模308～311，進(jìn)行第一腐蝕過程以制作電極和引線。在實施方案1中使用ICP(感應(yīng)耦合等離子體)腐蝕法。CF4和Cl2的混合氣體用作腐蝕氣體，并在1Pa的壓力下對線圈狀的電極施加500W的射頻功率(13.56MHz)來產(chǎn)生等離子體。襯底側(cè)(樣品臺)也施加100W的射頻功率(13.56MHz)，有效地施加負(fù)的自偏壓。在CF4和Cl2合用時，W膜和Ta膜都以同樣的量級被腐蝕。
注意，雖然圖3C中未示出，在上述的腐蝕條件下，使用適當(dāng)形狀的抗蝕劑掩模，按照襯底側(cè)所加的偏壓，第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的邊緣部分被做成錐形。錐形部分的角度為15°～45°。腐蝕時間可增加10-20％，以使腐蝕后在柵絕緣膜上沒有殘留物。氮氧化硅膜對W膜的選擇比為2～4(典型地為3)，因此在此過腐蝕過程中約有20～50nm暴露出的氮化硅膜被腐蝕掉。此外，雖然在圖3C中未示出，柵絕緣膜305未被第一形狀導(dǎo)電層312-315覆蓋的區(qū)域也被減薄20～50nm，形成了第一形狀柵絕緣膜305a。
于是，在第一腐蝕過程中由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層形成了第一形狀導(dǎo)電層312～315(第一導(dǎo)電層312a～315a和第二導(dǎo)電層312b～315b)。
接下來進(jìn)行第二腐蝕過程，如圖3D所示。同樣地使用ICP腐蝕法，用CF4、Cl2和O2的混合物作為腐蝕氣體，在1Pa的壓力下向線圈狀的電極施加500W的射頻功率(13.56MHz)來產(chǎn)生等離子體。50W的射頻(13.56MHz)功率加到襯底側(cè)(樣品臺)，并施加比第一腐蝕過程低的自偏壓。在這些腐蝕條件下，W膜被各向異性腐蝕，而Ta膜(第一導(dǎo)電層)以較慢的速率被各向異性腐蝕，形成第二形狀導(dǎo)電層320～323(第一導(dǎo)電層320a～323a和第二導(dǎo)電層320b～323b)。此外，雖然圖3D中未示出，柵絕緣膜305未被第二形狀導(dǎo)電層320～323覆蓋的區(qū)域再被腐蝕掉20～50nm，變得更薄，形成第二形狀柵絕緣膜305b。掩模308～311在第二腐蝕過程中被腐蝕，成為掩模316～319。
按照混合氣體CF4和Cl2，W膜和Ta膜的腐蝕反應(yīng)可由所產(chǎn)生的基團(tuán)及反應(yīng)產(chǎn)物的離子類型和蒸汽壓來估計。比較W和Ta的氟化物和氯化物的蒸汽壓，W的氟化物WF6蒸汽壓是極高的，WCl5、TaF5和TaCl5的蒸汽壓則具有相似的量級。因此W膜和Ta膜都被CF4和Cl2的氣體混合物腐蝕。然而，如果在這種氣體混合物中添加適量的O2，CF4與O2反應(yīng)，生成CO和F，并產(chǎn)生大量的F基團(tuán)和F離子。結(jié)果，具有高氟化物蒸汽壓的W膜腐蝕速率增高。另一方面，即使F增多，Ta的腐蝕速率也未相對增加。此外，Ta比W容易氧化，因此添加O2后Ta的表面被氧化。Ta膜的腐蝕速率會進(jìn)一步降低，因為Ta的氧化物不與氟化物和氯化物起反應(yīng)。因此能使W膜和Ta膜的腐蝕速率有差別，并使W膜的腐蝕速率大于Ta膜。
除去掩模316～319，進(jìn)行如圖4A所示第一摻雜過程，摻入呈n型導(dǎo)電的雜質(zhì)。例如，可在70-120keV的加速電壓和1×1013原子/cm2的劑量下進(jìn)行摻雜。用第二導(dǎo)電層320b～322b作掩模進(jìn)行摻雜，使雜質(zhì)摻入第一導(dǎo)電層320a～322a下面的區(qū)域。這樣，就形成了與第一導(dǎo)電層320a～322a重疊的第一雜質(zhì)區(qū)325～327，以及雜質(zhì)濃度高于第一雜質(zhì)區(qū)的第二雜質(zhì)區(qū)328～330。注意，在實施方案1中是在除去掩模316～319后進(jìn)行n型摻雜的，但本發(fā)明不限于此。也可在圖4A的步驟中進(jìn)行n型摻雜，然后除去掩模316～319。
接下來在半導(dǎo)體層304上制作掩模331來蓋住第二導(dǎo)電層318。掩模331的一部分與第二雜質(zhì)區(qū)330重疊，第二形狀柵絕緣膜305b夾于其間。然后進(jìn)行第二摻雜過程，摻入n型雜質(zhì)。在劑量高于第一摻雜過程和低加速電壓的條件下進(jìn)行n型摻雜(見圖4B)。可用離子摻雜或離子注入來進(jìn)行摻雜。離子摻雜是在1×1013～5×1014原子/cm2的劑量和60～100keV的加速電壓下進(jìn)行的。周期表中的V族元素，典型地磷(P)或砷(As)，用作n型雜質(zhì)，這里使用的是磷(P)。在此情況下，第二形狀導(dǎo)電層320和321成為n型雜質(zhì)的掩模，而以自對準(zhǔn)方式形成源區(qū)332～334、漏區(qū)335～337、中間區(qū)338和Lov區(qū)339和340。此外，由掩模331形成Loff區(qū)341。摻入源區(qū)332～334和漏區(qū)335～337的n型雜質(zhì)的濃度為1×1020-1×1021原子/cm3的范圍。
按照本發(fā)明，控制掩模331的尺寸可以自由地設(shè)置沿載流子移動方向上Loff區(qū)341的長度。
摻入n型雜質(zhì)元素，使在Loff區(qū)形成1×1017～1×1018原子/cm3和在Lov區(qū)形成1×1016～3×1018原子/cm3的雜質(zhì)濃度。
注意，在圖4B中，也可在半導(dǎo)體層304上制作掩模之前或之后，在70～120keV加速電壓下進(jìn)行n型摻雜。上述工藝過程使成為像素TFT的Loff區(qū)341部分的n型雜質(zhì)濃度降低，而使驅(qū)動電路用的n溝道TFT的Lov區(qū)340部分的n型雜質(zhì)濃度升高。抑制成為像素TFT的Loff區(qū)341部分的n型雜質(zhì)濃度能降低像素TFT的關(guān)態(tài)電流。而且，升高驅(qū)動電路用的n溝道TFT的Lov區(qū)340部分的n型雜質(zhì)濃度，可防止因漏區(qū)附近高電場產(chǎn)生熱載流子，由于熱載流子效應(yīng)而導(dǎo)致的退化現(xiàn)象。在驅(qū)動電路用的n溝道TFT的Lov區(qū)340部分的n型雜質(zhì)濃度最好為5×1017～5×1019原子/cm3。
然后在形成p溝道TFT的半導(dǎo)體層302中，摻入與上述單一導(dǎo)電類型相反的雜質(zhì)元素，形成源區(qū)360、漏區(qū)361及Lov區(qū)342，如圖4C所示。第二形狀導(dǎo)電層320用作雜質(zhì)掩模，以自對準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)。制作n溝道TFT的半導(dǎo)體層303和304的整個表面上這時覆蓋以抗蝕劑掩模343。不同濃度的磷已摻入源區(qū)360、漏區(qū)361及Lov區(qū)342，在這里用乙硼烷(B2H6)進(jìn)行離子摻雜，使每個區(qū)域摻硼的濃度達(dá)到2×1020～2×1021原子/cm3。實際上，源區(qū)360、漏區(qū)361及Lov區(qū)342所含的硼濃度受導(dǎo)電層和絕緣膜厚度的影響，與第二摻雜過程相似，在半導(dǎo)體層上面導(dǎo)電層和絕緣膜邊沿的剖面部分是有錐度的。所以摻入的雜質(zhì)元素的濃度也是變化的。
由上述工藝過程在各個半導(dǎo)體層302～304中形成了雜質(zhì)區(qū)(源區(qū)、漏區(qū)、Lov區(qū)和Loff區(qū))。與半導(dǎo)體層302～304重疊的第二形狀導(dǎo)電層320～322用作柵電極。此外，第二形狀導(dǎo)電層323用作電容引線。
然后對各個半導(dǎo)體層摻入的雜質(zhì)進(jìn)行激活，以控制導(dǎo)電類型。用退火爐作熱退火來進(jìn)行這一工藝過程。此外，也可使用激光退火和快速熱退火(RTA)。熱退火是在氧濃度等于或小于1ppm的氮?dú)夥罩?，最好等于或小?.1ppm，在400～700℃，典型地在500～600℃之間進(jìn)行的。在實施方案1中熱處理是在500℃下進(jìn)行4小時。然而，對于第一導(dǎo)電層306和第二導(dǎo)電層307所用的導(dǎo)電材料不耐熱的情形，最好在制成層間絕緣膜(主要成分為硅)之后進(jìn)行激活，以保護(hù)柵電極和引線等。
另外，在含3～100％氫的氣氛中在300～450℃下熱處理1～12小時來對島狀半導(dǎo)體層進(jìn)行氫化。這個過程是用熱激活的氫使島狀半導(dǎo)體層中的懸鍵飽和。也可用等離子氫化(用等離子體激活的氫)作為另一種氫化手段。
下一步，用厚為100～200nm的氮氧化硅膜制成第一層間絕緣膜344。然后在第一層間絕緣膜344上用有機(jī)絕緣材料制成第二層間絕緣膜345。
然后在電容引線323上面的第二層間絕緣膜345中開接觸孔，露出一部分第一層間絕緣膜344。制作中間引線346，它經(jīng)過電容引線323上面的接觸孔與第一層間絕緣膜344接觸(見圖4D)。
下一步，在第二層間絕緣膜345上由有機(jī)絕緣材料制成第三層間絕緣膜347。
然后在第二形狀柵絕緣膜305b、第一層間絕緣膜344和第二層間絕緣膜345中開接觸孔，并制成源極線348～350，使之經(jīng)接觸孔與源區(qū)360、333、和334接觸。此外，同時制成與漏區(qū)361、336接觸的漏極引線351(見圖5A)。漏極線352將漏區(qū)337與中間引線346連起來。
注意，當(dāng)?shù)诙螤顤沤^緣膜305b、第一層間絕緣膜344、第二層間絕緣膜345和第三層間絕緣膜347為SiO2膜或SiON膜時，最好用CF4和O2進(jìn)行干法腐蝕來開接觸孔。而當(dāng)?shù)诙螤顤沤^緣膜305b、第一層間絕緣膜344、第二層間絕緣膜345和第三層間絕緣膜347為有機(jī)樹脂膜時，開接觸孔最好用CHF3或BHF(緩沖氟化氫，HF+NH4F)進(jìn)行干法腐蝕。此外，若第二形狀柵絕緣膜305b、第一層間絕緣膜344、第二層間絕緣膜345和第三層間絕緣膜347由不同的材料制成時，最好對每種膜改變腐蝕方法和腐蝕劑或腐蝕氣體的類型。然而，也可用同樣的腐蝕方法和同樣的腐蝕劑或腐蝕氣體來開接觸孔。
在第一層間絕緣膜344介于電容引線323和中間引線346之間并與它們接觸的部分，形成了儲能電容。
下一步，由有機(jī)樹脂制成第四層間絕緣膜353。有機(jī)樹脂如聚酰亞胺、聚酰胺、丙烯酸類樹脂和BCB(環(huán)苯丁烯)都可使用。尤其是最好使用具有優(yōu)越平滑性的丙烯酸類樹脂，因為形成第四層間絕緣膜353主要是為了補(bǔ)償表面的平整度。在實施方案1中制成的丙烯酸類樹脂膜，其厚度可充分填平TFT形成的臺階。膜的厚度最好在1～5μm(2～4μm間更好)。
下一步，在第四層間絕緣膜353中制作達(dá)到中間引線352的接觸孔，并制成像素電極354。在實施方案1中制成110nm厚的氧化銦錫(ITO)膜，然后刻圖形，制成像素電極354。此外，也可使用2～20％氧化鋅與氧化銦的混合物作為透明導(dǎo)電膜。像素電極354就成為液晶盒的像素電極(見圖5B)。
下一步，在圖5B狀態(tài)下的有源矩陣襯底上制作取向膜355，如圖6所示。聚酰亞胺樹脂通常用作液晶顯示元件的取向膜。制作取向膜后，進(jìn)行擦除處理，使液晶分子具有固定的預(yù)傾角。而且，雖然圖6未示出，可在對襯底(opposing substrate)與有源矩陣襯底間設(shè)置間隔。
另一方面，在對襯底356的背面制作對電極357和取向膜358。雖然圖6未示出，對襯底356也可有屏蔽膜。在此情形下，厚為150～300nm的屏蔽膜可由Ti膜、Cr膜或Al膜制成。然后用密封劑(圖中未示出)將形成有像素部分和驅(qū)動電路的有源矩陣襯底與對襯底連接起來。將填充劑(圖中未示出)混入密封劑，兩個襯底間按照填充劑(或間隔，視情況而定)保持一均勻的間隙。然后在兩個襯底間注入液晶材料359?？梢允褂靡阎囊壕Р牧稀＠?，除了TN液晶外，可使用具有光電響應(yīng)特性的無閾值反鐵電混合液晶，其透射率隨電場連續(xù)改變。也有一些無閾值反鐵電混合液晶呈V型光電響應(yīng)特性。這樣，就完成了圖6所示的有源矩陣液晶顯示器件。
在實施方案1中，源區(qū)404、漏區(qū)405、Loff區(qū)406、Lov區(qū)407、溝道形成區(qū)408、以及中間區(qū)409都包含在像素TFT 401的半導(dǎo)體層中。形成Loff區(qū)406，使之不經(jīng)過第二形狀柵絕緣膜305b與柵電極318重疊。而是形成Lov 407區(qū)使之經(jīng)過第二形狀柵絕緣膜305b與柵電極318重疊。這種結(jié)構(gòu)對降低因熱載流子效應(yīng)引起的關(guān)態(tài)電流是極其有效的。
此外，在實施方案1中像素TFT 401使用雙柵結(jié)構(gòu)，但在本發(fā)明中像素TFT也可使用單柵結(jié)構(gòu)或多柵結(jié)構(gòu)。兩個雙柵結(jié)構(gòu)的TFT可以有效地串聯(lián)起來，從而進(jìn)一步降低關(guān)態(tài)電流。
此外，在實施方案1中像素TFT 401為n溝道TFT，但也可使用p溝道TFT。
注意，實施方案1的有源矩陣襯底，因在像素部分和驅(qū)動電路部分都安排有優(yōu)選結(jié)構(gòu)的TFT，所以表現(xiàn)出極高的可靠性，性能也有改善。
首先，構(gòu)成驅(qū)動電路的CMOS電路所用的n溝道TFT 403，具有減少熱載流子注入而又不降低工作速度的結(jié)構(gòu)。注意，這里所謂的驅(qū)動電路包含這樣一些電路，如移位寄存器、緩沖器、電平移相器(levelshifter)、以及取樣電路(取樣和保持電路)。在進(jìn)行數(shù)字驅(qū)動時，也可包括信號轉(zhuǎn)換電路，如D/A轉(zhuǎn)換電路。
在實施方案1中，CMOS電路的n溝道TFT 403(驅(qū)動電路n溝道TFT)的半導(dǎo)體層包含源區(qū)421、漏區(qū)422、Lov區(qū)423和溝道形成區(qū)424。
驅(qū)動電路p溝道TFT 402的半導(dǎo)體層包含源區(qū)410、漏區(qū)411、Lov區(qū)412和溝道形成區(qū)413。形成Lov區(qū)412，使之經(jīng)第二形狀柵絕緣膜305b而與柵電極320重疊。注意，在實施方案1中驅(qū)動電路p溝道TFT402沒有Loff區(qū)，但也可使用有Loff區(qū)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明溝道縱向的柵電極長度(此后簡稱為柵電極寬度)是不同的。因此，在用柵電極作掩模進(jìn)行離子注入時，利用因柵電極厚度不同而引起的離子透入深度不同，可使第一柵電極下面半導(dǎo)體層中的離子濃度低于未安排在第一柵電極下面半導(dǎo)體層中的離子濃度。
此外，Loff區(qū)是用掩模來形成的，因此只須用腐蝕來控制第一柵電極和第二柵電極的寬度。與常規(guī)的實例相比，控制Loff區(qū)和Lov區(qū)的位置變得容易了。因此，Lov區(qū)和Loff區(qū)的精確定位和制作具有所需特性的TFT也就變得容易了。
此外，在常規(guī)實例中必須腐蝕柵絕緣膜和第一層間絕緣膜來開接觸孔，以制作連接像素TFT漏區(qū)的漏極引線，因此難于由漏極引線、電容引線和第一層間絕緣膜來形成儲能電容。然而，本發(fā)明是在第二層間絕緣膜和第三層間絕緣膜間新制作中間引線，因此，可由連接像素TFT漏極引線的中間引線352、第一層間絕緣膜344、以及同時制成的作為柵極信號線的電容引線323形成儲能電容。
注意，雖然在實施方案1中說明的是透射型液晶顯示器件，本發(fā)明不限于此，也可制作反射型液晶顯示器件。此外，在實施方案1中說明的是像素TFT使用n溝道TFT的情形，但本發(fā)明不限于此，也可使用p溝道TFT作為像素TFT。
而且，在實施方案1中說明的是，在像素TFT中Lov區(qū)和Loff區(qū)二者都形成的情形，但也可使用像素TFT只有Lov區(qū)的結(jié)構(gòu)。此外，在實施方案1中說明了在驅(qū)動電路TFT中只形成Lov區(qū)的結(jié)構(gòu)，但也可使用在驅(qū)動電路TFT中Lov區(qū)和Loff區(qū)二者都形成的結(jié)構(gòu)。在實施方案2中說明了本發(fā)明液晶顯示器件像素部分的上表面圖。
實施方案2的液晶顯示器件的上表面圖示于圖7A。而實施方案2的液晶顯示器件像素部分的電路圖示于圖7B。參考數(shù)字501代表源極信號線，而參考數(shù)字502代表柵極信號線。在源極信號線501上制成的引線503是電容引線，它與源極信號線501重疊。
參考數(shù)字504代表像素TFT，像素TFT具有半導(dǎo)體層505。在半導(dǎo)體層505上形成的那部分柵極信號線502作為柵電極。半導(dǎo)體層505的源區(qū)和漏區(qū)之一與源極信號線501相連，而源區(qū)和漏區(qū)的另一個利用漏極線510與中間引線511相連。由參考數(shù)字512代表的那部分電容引線503連接至第一層間絕緣膜(圖中未示出)，而電容引線503、第一層間絕緣膜和中間引線511在參考數(shù)字512代表的那部分則形成儲能電容。
漏極引線510與像素電極509相連。
注意，可將實施方案2與實施方案1任意地結(jié)合起來。除了由電容引線、第一層間絕緣膜和中間引線形成儲能電容的結(jié)構(gòu)外，實施方案3表示由電容引線、柵絕緣膜和半導(dǎo)體層形成儲能電容的實例。注意，使用了與在圖3A～6所示部分相同的參考符號。
圖8表示實施方案3的液晶顯示器件的剖面圖。實施方案3的液晶顯示器件不同于圖5B所示者，它具有半導(dǎo)體層600。其他結(jié)構(gòu)已在實施方案1中作了說明。因此，關(guān)于實施方案3的液晶顯示器件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參見實施方案1，這里從略。
半導(dǎo)體層600與第一電容引線323a和第二電容引線323b重疊，第二形狀柵絕緣膜305b夾于其間。半導(dǎo)體層600具有溝道形成區(qū)603、與溝道形成區(qū)603邊緣部分接觸的第一雜質(zhì)區(qū)602以及與第一雜質(zhì)區(qū)602接觸的第二雜質(zhì)區(qū)601。第一雜質(zhì)區(qū)602中的雜質(zhì)濃度低于第二雜質(zhì)區(qū)601中的雜質(zhì)濃度。此外，第一雜質(zhì)區(qū)602與第一電容引線323a重疊，第二形狀柵絕緣膜305b夾于其間。
注意，在電容引線323上總是施加一個電壓從而在半導(dǎo)體層600的溝道形成區(qū)603中形成溝道。
中間引線346由漏極線352與像素TFT 201的漏區(qū)405相連。而中間引線346經(jīng)第二層間絕緣膜345中開的接觸孔與第二電容引線323b上的第一層間絕緣膜344接觸。
按照實施方案3的結(jié)構(gòu)儲能電容的電容值可增大。注意，如果儲能電容的表面積增大，由于孔徑比下降，液晶顯示器件的亮度減弱。然而，用實施方案3的結(jié)構(gòu)，由電容引線323、第二形狀柵絕緣膜305b和半導(dǎo)體層600形成的儲能電容與由中間引線346、第一層間絕緣膜344和電容引線323形成的儲能電容相重疊，因此儲能電容的電容值可升高而沒有降低孔徑比。
注意，雖然在實施方案3中說明的實例是像素TFT為n溝道TFT，但本發(fā)明不限于此，也可使用p溝道TFT作為像素TFT。
注意，可與實施方案1或2結(jié)合作為對實施方案3的補(bǔ)充。實施方案4中說明了同時形成電源線和屏蔽膜(黑矩陣)的實例。注意，使用了與圖3A～6所示部分相同的參考符號。
圖9表示實施方案4的液晶顯示器件的剖面圖。實施方案4的液晶顯示器件不同于圖5B所示者，它具有屏蔽膜701。注意，其他結(jié)構(gòu)已在實施方案1中作了說明。因此，實施方案4的液晶顯示器件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參見實施方案1，這里從略。
中間引線346經(jīng)過在第二層間絕緣膜345中開的接觸孔與在第二電容引線323b上的第一層間絕緣膜344接觸。
在第二層間絕緣膜345上與中間引線346同時形成屏蔽膜701。形成屏蔽膜701可防止因液晶顯示器件外部的光射入像素TFT的溝道形成區(qū)而引起關(guān)態(tài)電流的增大。
此外，可與中間引線346同時形成實施方案4的屏蔽膜701，因此，無需增加工序數(shù)。
注意，在實施方案4中很重要的是，屏蔽膜701和中間引線346都是由不易透光的材料制成的。
雖然在實施方案4中說明的是像素TFT為n溝道TFT的實例，本發(fā)明不限于此，p溝道TFT也可用作像素TFT。此外，屏蔽膜只形成在像素TFT的溝道形成區(qū)408上，但本發(fā)明不限于此。屏蔽膜也可形成在驅(qū)動電路TFT的溝道形成區(qū)上。
注意，可與實施方案1～3的任一個相結(jié)合來作為對實施方案4的補(bǔ)充。實施方案5說明了一個不同于實施方案1的實例，這是在第二形狀柵絕緣膜305b、第一層間絕緣膜344、第二層間絕緣膜345和第三層間絕緣膜347中開接觸孔來制作源極引線和漏極引線。注意，所用的參考符號與圖3A～6所示者相同。
圖10表示實施方案5的液晶顯示器件的剖面圖。實施方案5的液晶顯示器件與圖5B所示者不同之處在于其接觸孔的結(jié)構(gòu)。注意，在實施方案1中已闡述了除接觸孔以外的一些結(jié)構(gòu)，因此關(guān)于實施方案5的液晶顯示器件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參考實施方案1，這里從略。
在實施方案5中，為制作中間引線346而在第二層間絕緣膜345中開接觸孔的同時，以及在制作中間引線346之前，在第二層間絕緣膜345中用來制作源極線348～350和漏極線351與352的接觸孔。此時，接觸孔不開在第一層間絕緣膜344和第二形狀柵絕緣膜305b中。
接著，在制成中間引線346后，制作第三層間絕緣膜347。然后在第三層間絕緣膜347、第一層間絕緣膜344、以及第二形狀柵絕緣膜305b中開接觸孔，制作源極引線348～350和漏極引線351與352，使與源區(qū)410、422和404、漏區(qū)411、421和405、以及漏極引線346相連。
用上述實施方案5的結(jié)構(gòu)可制作用于與源區(qū)410、422和404以及漏區(qū)411、421和405連接的接觸孔而無須腐蝕第二層間絕緣膜345，且腐蝕也簡單化了。
注意，在實施方案5中說明的是用n溝道TFT作為像素TFT的情形，但本發(fā)明不限于此，也可使用p溝道TFT作為像素TFT。
注意，實施方案5可與實施方案1～4中的任一個相結(jié)合。實施方案6說明了襯底和在TFT的半導(dǎo)體層之間形成光屏蔽膜的實例。注意，使用了與圖3A～6所示部分同樣的符號。
圖11A表示實施方案6的液晶顯示器件的剖面圖。實施方案6的液晶顯示器件與圖5B所示者的區(qū)別在于它具有屏蔽膜801。注意，其他結(jié)構(gòu)已在實施方案1中作了說明。因此，關(guān)于實施方案6的液晶顯示器件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參考實施方案1，這里從略。
在實施方案6的液晶顯示器件中，屏蔽膜801形成在像素TFT的半導(dǎo)體層304下面。屏蔽膜801與像素TFT的半導(dǎo)體層304的溝道形成區(qū)408重疊，絕緣膜(在實施方案6中為氧化物膜)803夾于其間。
屏蔽膜801可屏蔽光，它可使用任何材料，只要其材料能耐受形成屏蔽膜后各個熱處理工藝步驟的溫度。可以使用不易透光的材料，如金屬和硅，實施方案6中用的是W。注意，屏蔽膜801的厚度最好為0.1～0.5μm的量級。而氧化膜803的厚度最好為0.5～1.5μm的量級。此外，屏蔽膜801與半導(dǎo)體層304間的距離最好為0.1～0.5μm的量級。
注意，在實施方案6中雖然屏蔽膜只形成在像素部分的像素TFT半導(dǎo)體層304下面，但實施方案6不限于這種結(jié)構(gòu)。屏蔽膜也可同樣形成在驅(qū)動電路TFT的半導(dǎo)體層302和303下面。
按照上述的實施方案6的結(jié)構(gòu)可防止光由襯底下側(cè)照到溝道形成區(qū)而引起TFT關(guān)態(tài)電流升高。
如果氧化膜803沒有平整的表面，就會發(fā)生間題，在氧化膜803上面形成的半導(dǎo)體層在晶化過程中不能均勻地晶化。半導(dǎo)體層是直接制作在氧化膜803上的，因此，在形成半導(dǎo)體層之前最好先平整氧化膜803的表面。
例如，氧化膜803可用CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)拋平。可用已知的方法進(jìn)行CMP拋光。
在實施方案6中用硅凝膠和電解液的混合物進(jìn)行拋光。在用電解液進(jìn)行拋光時向拋光板施加100kg/cm2的壓力。拋光時的壓力可在50～150kg/cm2的范圍內(nèi)選擇。此外，進(jìn)行拋光時，拋光面與拋光板間留有0.1μm的間隙。
按照上述結(jié)構(gòu)可抑制TFT的關(guān)態(tài)電流和防止半導(dǎo)體層晶化的不均勻性。
雖然實施方案6說明的是用n溝道TFT作為像素TFT的情形，但本發(fā)明不限于此，也可使用p溝道TFT作為像素TFT。
注意，可與實施方案1～5中的任一個相結(jié)合作為對實施方案6的補(bǔ)充。實施方案7說明了在制作源極信號線后再制作柵極信號線的實例。
圖12A表示實施方案7的液晶顯示器件的上表面圖。注意，圖12B是圖12A沿A-A，線剖開的剖面圖。參考數(shù)字901代表源極信號線，參考數(shù)字902代表柵極信號線。在柵極信號線902下形成的引線903是中間引線，它與柵極信號線902重疊。
參考數(shù)字904代表像素TFT，它具有半導(dǎo)體層905。在半導(dǎo)體層905上制作與柵極信號線902相連的柵電極920。半導(dǎo)體層905的源區(qū)和漏區(qū)之一利用源極引線921與源極信號線901相連，源區(qū)和漏區(qū)的另一個利用漏極引線910與電容引線911相連。中間引線903由參考數(shù)字912所代表的部分與第一層間絕緣膜923相連，而中間引線903、第一層間絕緣膜923以及電容引線911則構(gòu)成儲能電容。
漏極引線910與像素電極909相連。
按照本發(fā)明，中間引線903形成在第二層間絕緣膜924與第三層間絕緣膜925之間。這樣，可使電源線與柵極信號線902重疊，因而可增大孔徑比。在實施方案8中說明的是用催化元素?zé)峋Щㄖ瞥傻木w半導(dǎo)體膜作為本發(fā)明的半導(dǎo)體層的實例。在使用催化元素時，最好采用日本專利公開Hei 7-130652號和Hei 8-78329號所公開的技術(shù)。
圖13A和13B中所示的實例，是將日本專利公開Hei 7-130652號所公開的技術(shù)用于本發(fā)明。在襯底1201上先制成氧化硅膜1202，在其上制作無定形硅膜1203。再用含鎳重量為10ppm的醋酸鎳溶液在其上形成含鎳層1204(見圖13A)。
其次，在脫氫1小時后，在500～650℃下熱處理4～12小時，例如550℃8小時，來形成晶體硅膜1205。這樣得到的晶體硅膜1205具有極優(yōu)越的結(jié)晶性(見圖13B)。
再者，日本專利公開Hei 8-78329號所公開的技術(shù)能夠用選擇摻入催化元素來選擇晶化無定形硅膜。圖14A和14B，說明了將這一技術(shù)用于本發(fā)明的一種情形。
先在玻璃襯底1301上形成氧化硅膜1302，然后在其上依次制成無定形硅膜1303和氧化硅膜1304。此時，氧化硅膜1304的厚度為150nm。
接著在氧化硅膜1304上刻圖形來選擇形成開孔1305，用含鎳重量為10ppm的醋酸鎳溶液在其上制成含鎳層1306，而含鎳層1306只在開孔1305的底部與無定形硅膜1303接觸(見圖14A)。
然后在500～650℃下熱處理4～24小時，例如570℃14小時，來形成晶體硅膜1307。在此晶化過程中，與鎳接觸的無定形硅膜部分首先被晶化，然后沿橫向進(jìn)行晶化。這樣形成的晶體硅膜1307是桿狀和針狀晶體的集合，其中的每個晶體宏觀上都按特定的取向生長。因此，這種晶化過程具有調(diào)整結(jié)晶性的優(yōu)點(diǎn)(見圖14B)。
注意，在上述的兩項晶化技術(shù)中，除鎳(Ni)外，下列元素也可用作催化元素鍺(Ge)、鐵(Fe)、鈀(Pd)、錫(Sn)、鉛(Pb)、鈷(Co)、鉑(Pt)、銅(Cu)和金(Au)。
對由上述技術(shù)制作的晶體半導(dǎo)體膜(包括諸如晶體硅膜、晶體鍺硅膜)刻圖形可制成晶體TFT的半導(dǎo)體層。用實施方案8的技術(shù)制作晶體半導(dǎo)體膜而制成的TFT具有優(yōu)良的特性，因而有很高的可靠性。然而，采用本發(fā)明的TFT結(jié)構(gòu)，可最大限度地使用實施方案8的技術(shù)來制作TFT。
下面參照圖15A和15B來說明一個實例，這是用實施方案1所用的制作半導(dǎo)體層的方法，即以無定形半導(dǎo)體膜作為初始膜，用催化元素使之成為晶體半導(dǎo)體膜后，除去催化元素的工藝過程。在實施方案8中用日本專利公開Hei 10-135468號和日本專利公開Hei 10-135469號所記載的技術(shù)作為這樣的方法。
上述日本專利記載的技術(shù)，是在晶化后利用磷的吸雜作用來除去無定形硅膜晶化所用的催化元素。使用這種技術(shù)，可使晶體半導(dǎo)體膜中催化元素的濃度降至1×1017原子/cm3或更低，優(yōu)選地為1×1016原子/cm3或更低。
這里使用無鹼玻璃襯底，典型地如Corning公司的#1737襯底。用實施方案4所示的晶化技術(shù)制作基膜1402和晶體硅膜1403的情形示于圖15A。然后，在晶體硅膜1403的表面制成150nm厚的氧化硅膜1404作為掩模，按照圖形制作開孔，形成露出晶體硅膜的區(qū)域。接著摻磷，在晶體硅膜中形成摻磷的區(qū)域1405。
在這種狀況下，如果在550-800℃下的氮?dú)夥罩袩崽幚?～24小時，例如600℃12小時，在晶體硅中的摻磷區(qū)域1405則起吸雜中心的作用，使留在晶體硅膜1403中的催化元素分凝至摻磷區(qū)1405中。
腐蝕掉作掩模的氧化硅膜1404和摻磷區(qū)1405，可使晶體硅膜中因晶化過程所用的催化元素濃度降為1×1017原子/cm3或更低。這種晶體硅膜可用作本發(fā)明TFT的半導(dǎo)體層。說明了本發(fā)明液晶顯示器件的驅(qū)動方法。本發(fā)明液晶顯示器件實例的框圖示于圖16。
參考數(shù)字1601代表源極信號線驅(qū)動電路，參考數(shù)字1602代表柵極信號線驅(qū)動電路，而參考數(shù)字1603代表像素部分。在實施方案9中各形成一個源極信號線驅(qū)動電路和一個柵極信號線驅(qū)動電路，但本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。也可形成兩個源極信號線驅(qū)動電路和兩個柵極信號線驅(qū)動電路。
源極信號線驅(qū)動電路1601含有移位寄存器電路1601_1、電平移相電路1601_2和取樣電路1601_3。注意，必要時可使用電平移相電路，但不是必須使用。此外，在實施方案9中，電平移相電路1601_2形成在移位寄存器1601_1與取樣電路1601_3之間，但本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。也可使用將電平移相電路1601_2包含在移位寄存器1601_1中的結(jié)構(gòu)。
時鐘信號CL和起始脈沖信號SP輸入至移位寄存器電路1601_1。對視頻信號進(jìn)行取樣的取樣信號由移位寄存器電路1601_1輸出。輸出的取樣信號輸入電平移相電路1601_2，使其電位的幅度增大而輸出。
由電平移相電路1601_2輸出的取樣信號輸入取樣電路1601_3。與此同時，視頻信號經(jīng)視頻信號線(未示出)輸入取樣電路1601_3。
輸入的視頻信號按照取樣信號在取樣電路1601_3中被取樣，其結(jié)果經(jīng)源極信號線1604輸入預(yù)定的像素。
源極信號線1604與源極信號線驅(qū)動電路1601相連，而與柵極信號線驅(qū)動電路1602相連的柵極信號線1605貫穿像素部分1603。像素1606的薄膜晶體管(像素TFT)1607、液晶夾于對電極與像素電極之間的液晶盒1608、以及儲能電容1609都形成在源極信號線1604和柵極信號線1605所包圍的區(qū)域中。
像素TFT 1607是依照選通信號來工作的，選通信號是來自柵極信號線驅(qū)動電路1602經(jīng)柵極信號線1605輸入的。已被取樣的視頻信號輸入至被像素TFT 1607選取的源極信號線1604，并同時寫入預(yù)定的像素電極。
注意，雖然在實施方案9中源極信號線驅(qū)動電路1601和柵極信號線驅(qū)動電路1602都形成在制作了像素部分1603的襯底上，但本發(fā)明不限于此。源極信號線驅(qū)動電路1601和柵極信號線驅(qū)動電路1602也可形成在IC芯片上，并經(jīng)FPC或TAB與像素部分1603相連。
此外，驅(qū)動本發(fā)明液晶顯示器件的方法不限于實施方案9所示的方法。
可將實施方案1～8的任一個與實施方案9任意地結(jié)合。在實施方案1的一組腐蝕條件下進(jìn)行第一腐蝕過程來形成第一形狀導(dǎo)電層，但這一腐蝕過程也可在多組腐蝕條件下進(jìn)行，以在膜的減薄和柵絕緣膜的形狀方面提高均勻性。實施方案10表示在兩組腐蝕條件下進(jìn)行第一腐蝕過程來形成第一形狀導(dǎo)電層的實例。
另外，按照本發(fā)明，導(dǎo)電層的兩側(cè)都形成了錐度，LDD區(qū)形成在溝道形成區(qū)的兩側(cè)。然而，實施方案10是按照圖18A～18D中驅(qū)動電路的n溝道TFT導(dǎo)電層一側(cè)附近的放大圖來對制作過程進(jìn)行說明的。注意，為簡單起見，圖中未示出基膜和襯底。
首先，按照實施方案1得到了與圖3B相同的狀態(tài)。然而，雖然在實施方案1中用Ta作為第一導(dǎo)電膜，但在實施方案10中用具有極高耐熱特性的TaN作為第一導(dǎo)電膜。制成的第一導(dǎo)電膜厚20～100nm，而制成的第二導(dǎo)電膜厚度可為100～400nm。在實施方案10中，厚為30nm的TaN第一導(dǎo)電膜與厚為370nm的W第二導(dǎo)電膜形成疊層。
其次，由抗蝕劑形成第一形狀掩模1505a，用ICP進(jìn)行腐蝕，制成第一形狀第二導(dǎo)電膜1504a。這里用CF4、Cl2和O2的混合物作為腐蝕氣體，它對TaN具有高選擇性，因此得到了圖18A所示的狀態(tài)。幾種腐蝕條件及其與第二導(dǎo)電層(W)腐蝕速率、第一導(dǎo)電層(TaN)腐蝕速率以及第二導(dǎo)電層(W)錐角的關(guān)系示于表1。W和TaN腐蝕速率(E.R.)及W錐角
*)表中“-”表示不能測量，因為W表面在腐蝕中被破壞了。
注意，本說明書中的錐角表示材料層側(cè)面與水平面間的夾角，如圖18A右上圖所示。而且為了方便起見，在本說明書中將有錐角的側(cè)面稱為錐形，有錐形的部分稱為錐形部分。
而且，例如，使用表1的條件4～15中的一種作為第一組腐蝕條件，可將第二導(dǎo)電層(W)側(cè)面與水平面間形成的夾角(錐角α1)自由地定在19～70°的范圍內(nèi)。注意，腐蝕時間可由操作者適當(dāng)?shù)卮_定。
另外，在圖18A中參考數(shù)字1501代表半導(dǎo)體層，參考數(shù)字1502代表柵絕緣膜，參考數(shù)字1503代表第一導(dǎo)電膜。
接著，保留掩模1505a，在第二組腐蝕條件下進(jìn)行腐蝕，形成第一形狀第一導(dǎo)電層1503a。注意，在第二組腐蝕條件下進(jìn)行腐蝕時，柵絕緣膜1502也被腐蝕掉一些而成為第一形狀柵絕緣膜1502a。這里用CF4和Cl2的混合氣體作為第二組腐蝕條件下的腐蝕氣體。例如，表1中條件1～3中的任一個都可用作第二組腐蝕條件。因此在兩組腐蝕條件下進(jìn)行第一腐蝕過程，就可抑制柵絕緣膜1502的減薄(見圖18B)。
注意，在第二組腐蝕條件下進(jìn)行腐蝕時，圖18B中的第一形狀第二導(dǎo)電層1504a也被腐蝕掉一些。但腐蝕量是微小的(約0.15μm，即總的線寬0.3μm)，因此圖中所示者與圖18A具有同樣的形狀。
下一步，保留掩模1505a進(jìn)行第二腐蝕過程，得到圖18C所示的第二形狀導(dǎo)電層。實施方案10中的第二腐蝕過程，是在用CF4、Cl2和O2的混合氣體的那些腐蝕條件下進(jìn)行腐蝕的。表1的條件4～15中的任一個都可用作這里的腐蝕條件，腐蝕時間可適當(dāng)確定。而且，每個導(dǎo)電層沿溝道縱向的寬度可按照腐蝕條件自由地規(guī)定。第二形狀掩模1505b、第二形狀第一導(dǎo)電層1503b、第二形狀第二導(dǎo)電層1504b以及第二形狀柵絕緣膜1502b都由第二腐蝕過程來制成。
注意，在實施方案10中第二形狀第一導(dǎo)電層1503b相應(yīng)于第一柵電極，第二形狀第二導(dǎo)電層1504b相應(yīng)于第二柵電極。
在第二形狀第二導(dǎo)電層1504b中形成的錐角α2大于錐角α1，而在第二形狀第一導(dǎo)電層1503b中形成了極小的錐角β。
接著，保留掩模1505b進(jìn)行第一摻雜過程(見圖18C)。這里用第二形狀第二導(dǎo)電層1504b作掩模，用離子摻雜法向半導(dǎo)體層1501摻入n型導(dǎo)電雜質(zhì)磷。此外，第一摻雜過程是在保留掩模1505b的狀況下進(jìn)行的，但也可在除去掩模1505b后進(jìn)行第一摻雜過程。
雜質(zhì)區(qū)1501a和1501b是由第一摻雜過程形成的。此外，半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電層重疊，柵絕緣膜和第一導(dǎo)電層夾于其間，半導(dǎo)體層的這部分則成為溝道形成區(qū)。注意，雖然圖中未示出，雜質(zhì)區(qū)1501a和1501b形成在溝道形成區(qū)的兩側(cè)，而且是軸對稱(linear symmtry)的。
此外，在半導(dǎo)體層上安排的材料層的膜厚越厚，摻雜時摻雜離子的透入深度就越淺。因此，與第一導(dǎo)電層重疊，柵絕緣膜夾于其間的雜質(zhì)區(qū)1501a，亦即第一LDD區(qū)(Lov區(qū))受側(cè)壁具有錐角β的錐形部分的影響，摻入半導(dǎo)體層的雜質(zhì)濃度是變化的。膜越厚，雜質(zhì)濃度越低，膜越薄，雜質(zhì)濃度越高。
此外，在進(jìn)行第二腐蝕過程時，依照腐蝕條件，也可以有這樣的情形，即錐形部分形成在柵絕緣膜中，在這種情況下，半導(dǎo)體層也受此錐形部分的影響，摻入半導(dǎo)體膜的雜質(zhì)濃度也是變化的。
另一方面，在不與第一導(dǎo)電層重疊的雜質(zhì)區(qū)1501b，亦即第二LDD區(qū)(Loff區(qū))中，柵絕緣膜的厚度是幾乎不變的，因而第二LDD區(qū)(Loff區(qū))中的雜質(zhì)濃度也是幾乎不變的。
下一步，雖然圖中沒有示出，形成覆蓋像素TFT的抗蝕劑掩模。這里，由控制抗蝕劑掩模的尺寸來確定像素TFT的Loff區(qū)長度。
接著進(jìn)行第二摻雜過程。用第二形狀第一導(dǎo)電層1503b和第二形狀第二導(dǎo)電層1504b作掩模，用離子摻雜法在半導(dǎo)體層1501中摻入呈一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，這里為n型導(dǎo)電雜質(zhì)磷。第二摻雜過程的摻雜濃度高于第一摻雜過程，并形成雜質(zhì)區(qū)1501C和1501d。
除了由第一摻雜過程摻入的雜質(zhì)濃度外，雜質(zhì)區(qū)1501d，即源區(qū)或漏區(qū)，因第二摻雜過程而具有更高的濃度。
而雜質(zhì)區(qū)1501C沒有摻雜，因為它與第一導(dǎo)電層重疊，并具有與雜質(zhì)區(qū)1501a相同的雜質(zhì)分布。因此雜質(zhì)區(qū)1501C也是第一LDD區(qū)。然而，與摻雜條件有關(guān)，雜質(zhì)區(qū)1501C會具有更高的濃度。在這種情況下，第二摻雜過程也像第一摻雜過程那樣，摻入半導(dǎo)體層中的雜質(zhì)受側(cè)壁具有錐角β的錐形部分的影響。
另一方面，只在像素TFT未被抗蝕劑掩模覆蓋的區(qū)域進(jìn)行摻雜，形成源區(qū)或漏區(qū)。而被抗蝕劑掩模覆蓋且未與導(dǎo)電層重疊的第二LDD區(qū)1501b則保持不變。
接著除去開關(guān)TFT的抗蝕劑掩模。
圖6B的有源矩陣襯底可按照實施方案1的工藝過程由圖4C開始一步步來制作。
按照上述的方法分別制作驅(qū)動電路n溝道TFT和像素TFT。
驅(qū)動電路n溝道TFT含有與第二導(dǎo)電層重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)在溝道形成區(qū)兩側(cè)；源區(qū)或漏區(qū)與第一LDD區(qū)接觸。像素TFT含有與第二導(dǎo)電層重疊的溝道形成區(qū)，柵絕緣膜夾于其間；第一LDD區(qū)在溝道形成區(qū)兩側(cè)；第二LDD區(qū)與第一LDD區(qū)接觸；源區(qū)或漏區(qū)與第二LDD區(qū)接觸。
而且，第一LDD區(qū)與第一導(dǎo)電層重疊，柵絕緣膜夾于其間，其雜質(zhì)濃度隨距溝道形成區(qū)的距離增大而增高。注意，在第一LDD區(qū)內(nèi)有一個區(qū)域，其雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3的范圍。倘若LDD區(qū)具有這樣的連續(xù)濃度分布，會有效地降低關(guān)態(tài)電流。而且，第一LDD區(qū)沿溝道縱向的長度越大，可靠性越高。
實際上，在驅(qū)動電路p溝道TFT的區(qū)域149～152中由硼摻雜過程(見圖4C)摻入的硼，與第一摻雜過程相似，也受到第一導(dǎo)電層厚度的影響，在半導(dǎo)體層上的這一層有一錐度，因而摻入雜質(zhì)區(qū)的雜質(zhì)濃度是變化的。膜越厚，雜質(zhì)濃度越低，膜越薄，雜質(zhì)濃度越高。
注意，可以任意地將實施方案10與實施方案1～9的任一個結(jié)合起來。
而且，當(dāng)實施方案10的腐蝕氣體(CF4和Cl2的混合氣體)代之以SF6和Cl2的混合氣體，或當(dāng)CF4、Cl2和O2的混合氣體代之以SF6、Cl2和O2的混合氣體時，柵絕緣膜1502的選擇性是極高的，因此膜的減薄更可得到進(jìn)一步的抑制。按照各種腐蝕條件，如實施方案10所記錄的，第二形狀第一柵電極(TaN)可有不同的形狀。在實施方案11中，對圖19A的形狀A(yù)和圖19B的形狀B進(jìn)行了模擬和比較。
實施方案10所示的形狀A(yù)示于圖19A。圖19A與圖18D是一樣的，因此使用了相同的參考符號。圖20是表示電子溫度與第一柵電極膜厚的關(guān)系圖，Lov區(qū)長度(沿溝道縱向的Lov區(qū)長度)取0.4μm、0.8μm和1.5μm，第一柵電極膜厚在圖19A中為15～40nm。注意，模擬是用圖23所示的溝道縱向雜質(zhì)濃度分布(半導(dǎo)體層表面下10nm深處的濃度分布)來進(jìn)行的。然而，模擬是在第一柵電極側(cè)面部分有錐角改變的情況下作的，改變的部分從剖面看，是在離第一柵電極10nm的膜厚范圍內(nèi)，從上表面看，是在離第一柵電極邊緣部分0.13μm的范圍內(nèi)。
此外，圖19B表示實施方案11的形狀B。圖19B不同于圖19A，側(cè)面部分沒有錐角改變的部位。只是形成了錐角γ。
對第一柵電極1700同樣進(jìn)行的模擬示于圖19B，電子溫度與第一柵電極(TaN)膜厚的關(guān)系示于圖21，Lov區(qū)長度為0.4μm、0.8μm和1.5μm，第一柵電極膜厚為15～40nm。注意，模擬是用圖23所示的溝道縱向雜質(zhì)濃度分布來進(jìn)行的。
此外，對于圖19B所示的第一柵電極1700，當(dāng)TaN膜厚為30nm時，溝道縱向電場強(qiáng)度與Lov區(qū)長度的關(guān)系以及Lov區(qū)長度與電子溫度的關(guān)系示于圖22。圖22所示的電場強(qiáng)度和電子溫度的變化趨勢是幾乎相同的。因此，可以說，這表示電子溫度越低，TFT退化的趨勢越弱。
在比較圖21和圖22時，圖21所示的圖19B的形狀表現(xiàn)出較低的電子溫度。換言之，從TFT退化的觀點(diǎn)來看，最好使用圖19B的形狀，因為電子溫度可降低。
此外，當(dāng)Lov區(qū)長度為1.5μm時，電子溫度低，因此可以推斷，長的Lov區(qū)是優(yōu)選的。
可將實施方案1～10的任一個與實施方案11任意地結(jié)合。本發(fā)明的液晶顯示器件可用作各種電子學(xué)設(shè)備的顯示媒體。
下面可以給出這樣的電子學(xué)設(shè)備攝象機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、投影儀(背投式或正投式)、頭戴式顯示設(shè)備(風(fēng)鏡式顯示設(shè)備)、游戲機(jī)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機(jī)、袖珍信息終端(如汽車計算機(jī)、袖珍電話或電子書籍)等。電子學(xué)設(shè)備的一些具體實例如圖17A～17F所示。
圖17A表示一種圖像顯示設(shè)備，包括外殼2001、支座2002、顯示部分2003等。本發(fā)明可用于其顯示部分2003。
圖17B所示的是攝象機(jī)，包括主體2101、顯示部分2102，音頻輸入部分2103、操作開關(guān)2104、電池2105、以及圖像接收部分2106。本發(fā)明可用于其顯示部分2102。
圖17C所示為頭戴型顯示設(shè)備的一部分(右半部)，包括主體2201、信號電纜2202、頭帶2203、屏幕部分2204、光學(xué)系統(tǒng)2205、顯示部分2206等。本發(fā)明可用于其顯示部分2206。
圖17D表示的是含記錄媒體的圖像重現(xiàn)設(shè)備(具體地，DVD機(jī))，包括主體2301、記錄媒體(如DVD)2302、操作開關(guān)2303、顯示部分(a)2304、顯示部分(b)2305等。顯示部分(a)2304主要用于顯示圖像信息，而顯示部分(b)2305主要用于顯示字符信息。本發(fā)明可用于其顯示部分(a)2304和(b)2305。注意，含記錄媒體的圖像重現(xiàn)設(shè)備還包括如家庭游戲機(jī)等。
圖17E表示個人計算機(jī)，包括主體2401、圖像輸入部分2402、顯示部分2403、以及鍵盤2404。本發(fā)明可用于其顯示部分2403。
圖17F表示風(fēng)鏡式顯示設(shè)備，包括主體2501、顯示部分2502、以及鏡腿部分2503。本發(fā)明可用于其顯示部分2502。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍是極寬廣的，可將本發(fā)明用于一切領(lǐng)域的電子學(xué)設(shè)備。而且，實施方案12的電子學(xué)設(shè)備可用實施方案1～11的任意組合來實現(xiàn)。
如上所述，本發(fā)明溝道縱向(載流子運(yùn)動方向)第一和第二柵電極的長度(此后簡稱為柵電極寬度)是不同的。因此，在用第一和第二柵電極作掩模進(jìn)行離子注入時，利用因柵電極厚度不同而致的離子透入深度不同，可使第二柵電極下面半導(dǎo)體層中的離子濃度低于在第一柵電極下面但不在第二柵電極之下的半導(dǎo)體層中的離子濃度。此外，也能使在第一柵電極下面但不在第二柵電極之下的半導(dǎo)體層中的離子濃度低于不在第一柵電極下面的半導(dǎo)體層中的離子濃度。
此外，為了用掩模來形成Loff區(qū)，只須用腐蝕來控制第一柵電極和第二柵電極的寬度。與常規(guī)的實例相比，控制Loff區(qū)和Lov區(qū)的位置變得容易了。因此，Lov區(qū)和Loff區(qū)的精確定位和制作具有所需特性的TFT也就變得容易了。
此外，中間引線制作在第二層間絕緣膜和第三層間絕緣膜之間。因此，中間引線可做得與柵極信號線或源極信號線重疊，因而可增大孔徑比。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器件，包括像素TFT和驅(qū)動電路TFT，各具有制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極；以及制作在所述第一柵電極上的第二柵電極；其中所述像素TFT的所述半導(dǎo)體層包含與所述第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述溝道形成區(qū)接觸并與所述第一柵電極重疊的第一LDD區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述第一LDD區(qū)接觸的第二LDD區(qū)；與所述第二LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)，其中所述驅(qū)動電路TFT的半導(dǎo)體層包含與所述第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述溝道形成區(qū)接觸并與所述第一柵電極重疊的第三LDD區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述第三LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)，且其中所述第一柵電極沿所述溝道形成區(qū)縱向的寬度大于所述第二柵電極的寬度。
2.按照權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其特征是其中的所述第一柵電極在邊緣部分具有錐形剖面。
3.按照權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其特征是其中的所述第一或第三LDD區(qū)含有一個區(qū)域，其所述雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3的范圍，而且隨距所述溝道形成區(qū)距離的增加而增大。
4.按照權(quán)利要求1的液晶顯示器件，其特征是所述第一或第三LDD區(qū)是以所述第二柵電極作掩模按自對準(zhǔn)方式向所述半導(dǎo)體層摻入雜質(zhì)元素而形成的。
5.一種液晶顯示器件，包括制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極和第一引線；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極和第二引線；制作在所述第一柵電極、所述第一引線、所述第二柵電極和所述第二引線上的第一層間絕緣膜；制作在所述第一層間絕緣膜上的第二層間絕緣膜；制作在所述第二層間絕緣膜上，并經(jīng)所述第二層間絕緣膜中開的第一接觸孔與所述第一層間絕緣膜接觸的中間引線；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述中間引線與所述第二引線重疊，所述第一層間絕緣膜在所述第一接觸孔中夾于其間，且其中所述中間引線經(jīng)形成于所述柵絕緣膜、所述第一層間絕緣膜和所述第二層間絕緣膜中的第二接觸孔，與所述源區(qū)或所述漏區(qū)相連。
6.按照權(quán)利要求5的液晶顯示器件，其特征是，包括制作在所述第二層間絕緣膜上的屏蔽膜，所述屏蔽膜由與所述中間引線相同的材料制成；以及其中所述屏蔽膜與溝道形成區(qū)重疊。
7.一種液晶顯示器件，包括制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極和第一引線；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極和第二引線；制作在所述第一柵電極、所述第一引線、所述第二柵電極和所述第二引線上的第一層間絕緣膜；制作在所述第一層間絕緣膜上的第二層間絕緣膜；制作在所述第二層間絕緣膜上，并經(jīng)所述第二層間絕緣膜中開的接觸孔與所述第一層間絕緣膜接觸的中間引線；制作在所述第二層間絕緣膜上的屏蔽膜，所述屏蔽膜由與所述中間引線相同的材料制成；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述中間引線與所述第二引線重疊，所述第一層間絕緣膜在所述接觸孔中夾于其間，且其中所述屏蔽膜與溝道形成區(qū)重疊。
8.一種液晶顯示器件，包括制作在襯底上的屏蔽膜；制作在所述屏蔽膜上的絕緣膜；制作在所述絕緣膜上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間，且其中所述屏蔽膜與所述溝道形成區(qū)重疊，所述絕緣膜夾于其間。
9.按照權(quán)利要求8的液晶顯示器件，其特征是其中所述絕緣膜是用CMP拋光來拋平的。
10.按照權(quán)利要求1、5、7和8的任一權(quán)利要求的液晶顯示器件，其特征是其中所述液晶顯示器件被組合到選自攝象機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、投影儀、頭戴式顯示設(shè)備、游戲機(jī)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、個人計算機(jī)以及袖珍信息終端的電子學(xué)設(shè)備中。
11.一種制作液晶顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上制作半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上制作柵絕緣膜；在所述柵絕緣膜上制作第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上制作第二導(dǎo)電膜；將所述第一導(dǎo)電膜和所述第二導(dǎo)電膜圖形化成第一柵電極和第二柵電極；在所述半導(dǎo)體層中摻入第一雜質(zhì)元素；在所述半導(dǎo)體層上制作掩模，使之覆蓋所述第一柵電極和所述第二柵電極；在所述半導(dǎo)體層中摻入與所述第一雜質(zhì)元素導(dǎo)電類型相同的第二雜質(zhì)元素，以形成溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的第一LDD區(qū)、與所述第一LDD區(qū)接觸的第二LDD區(qū)、以及與所述第二LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；在所述半導(dǎo)體層、所述第一柵電極和所述第二柵電極上制作層間絕緣膜；在所述層間絕緣膜中開接觸孔；以及制作經(jīng)所述接觸孔電連接到所述源區(qū)或所述漏區(qū)的像素電極，其中所述第一柵電極沿溝道形成區(qū)縱向的寬度大于所述第二柵電極的寬度；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間；其中所述第一LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間。
12.一種制造半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上制作半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上制作柵絕緣膜；在所述柵絕緣膜上制作第一導(dǎo)電層，以及在所述第一導(dǎo)電層上制作第二導(dǎo)電層；腐蝕所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層以形成帶有錐形部分的第一柵電極和帶有錐形部分的第二柵電極；在所述半導(dǎo)體層中摻入呈一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素以形成第一LDD區(qū)和第二LDD區(qū)；在所述半導(dǎo)體層中摻入呈一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素以形成源區(qū)和漏區(qū)；在所述半導(dǎo)體層、所述第一柵電極和所述第二柵電極上制作層間絕緣膜；在所述層間絕緣膜中開接觸孔；以及制作經(jīng)所述接觸孔電連接到所述源區(qū)或所述漏區(qū)的像素電極。
13.一種制造半導(dǎo)體顯示器件的方法，包括以下步驟在絕緣表面上制作半導(dǎo)體層；在所述半導(dǎo)體層上制作柵絕緣膜；在所述柵絕緣膜上制作第一導(dǎo)電膜；在所述第一導(dǎo)電膜上制作第二導(dǎo)電膜；腐蝕所述第二導(dǎo)電膜以制作第一形狀第二導(dǎo)電層；腐蝕所述第一導(dǎo)電膜以制作第一形狀第一導(dǎo)電層；腐蝕所述第一形狀第一導(dǎo)電層和第一形狀第二導(dǎo)電層，以分別制作具有錐形部分的第一柵電極和具有錐形部分的第二柵電極；在所述半導(dǎo)體層中摻入呈一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素以形成第一LDD區(qū)和第二LDD區(qū)；在所述半導(dǎo)體層中摻入呈一種導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素以形成源區(qū)或漏區(qū)；在所述半導(dǎo)體層、所述第一柵電極和所述第二柵電極上制作層間絕緣膜；在所述層間絕緣膜中開接觸孔；以及制作經(jīng)所述接觸孔電連接到所述源區(qū)或所述漏區(qū)的像素電極。
14.一種包括液晶顯示器件的電子裝置，所述液晶顯示器件包括像素TFT和驅(qū)動電路TFT，各具有制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極；以及制作在所述第一柵電極上的第二柵電極；其中所述像素TFT的所述半導(dǎo)體層包含與所述第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述溝道形成區(qū)接觸并與所述第一柵電極重疊的第一LDD區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述第一LDD區(qū)接觸的第二LDD區(qū)；與所述第二LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)，其中所述驅(qū)動電路TFT的半導(dǎo)體層包含與所述第二柵電極重疊的溝道形成區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述溝道形成區(qū)接觸并與所述第一柵電極重疊的第三LDD區(qū)，所述柵絕緣膜夾于其間；與所述第三LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)，且其中所述第一柵電極沿所述溝道形成區(qū)縱向的寬度大于所述第二柵電極的寬度。
15.按照權(quán)利要求14的電子裝置，其特征是其中所述第一柵電極在邊緣部分具有錐形剖面。
16.按照權(quán)利要求14的電子裝置，其特征是其中的所述第一或第三LDD區(qū)含有一個區(qū)域，其所述雜質(zhì)濃度梯度至少為1×1017～1×1018原子/cm3的范圍，而且隨距所述溝道形成區(qū)距離的增加而增大。
17.按照權(quán)利要求14的電子裝置，其特征是其中所述第一或第三LDD區(qū)是以所述第二柵電極作掩模按自對準(zhǔn)方式向所述半導(dǎo)體層摻入雜質(zhì)元素而形成的。
18.一種包括液晶顯示器件的電子裝置，所述液晶顯示器件包括制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極和第一引線；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極和第二引線；制作在所述第一柵電極、所述第一引線、所述第二柵電極和所述第二引線上的第一層間絕緣膜；制作在所述第一層間絕緣膜上的第二層間絕緣膜；制作在所述第二層間絕緣膜上，并經(jīng)所述第二層間絕緣膜中開的第一接觸孔與所述第一層間絕緣膜接觸的中間引線；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述中間引線與所述第二引線重疊，所述第一層間絕緣膜在所述第一接觸孔中夾于其間，且其中所述中間引線經(jīng)形成于所述柵絕緣膜、所述第一層間絕緣膜和所述第二層間絕緣膜中的第二接觸孔，與所述源區(qū)或所述漏區(qū)相連。
19.按照權(quán)利要求18的電子裝置，其特征是在所述第二層間絕緣膜上制作一個屏蔽膜，所述屏蔽膜由與所述中間引線相同的材料制成；以及其中所述屏蔽膜與溝道形成區(qū)重疊。
20.一種包括液晶顯示器件的電子裝置，所述液晶顯示器件包括制作在絕緣表面上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極和第一引線；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極和第二引線；制作在所述第一柵電極、所述第一引線、所述第二柵電極和所述第二引線上的第一層間絕緣膜；制作在所述第一層間絕緣膜上的第二層間絕緣膜；制作在所述第二層間絕緣膜上，并經(jīng)所述第二層間絕緣膜中開的接觸孔與所述第一層間絕緣膜接觸的中間引線；制作在所述第二層間絕緣膜上的屏蔽膜，所述屏蔽膜由與所述中間引線相同的材料制成；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述中間引線與所述第二引線重疊，所述第一層間絕緣膜在所述接觸孔中夾于其間，且其中所述屏蔽膜與溝道形成區(qū)重疊。
21.一種包括液晶顯示器件的電子裝置，所述液晶顯示器件包括制作在襯底上的屏蔽膜；制作在所述屏蔽膜上的絕緣膜；制作在所述絕緣膜上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、與所述溝道形成區(qū)接觸的LDD區(qū)、以及與所述LDD區(qū)接觸的源區(qū)和漏區(qū)；制作在所述半導(dǎo)體層上的柵絕緣膜；制作在所述柵絕緣膜上的第一柵電極；分別制作在所述第一柵電極和所述第一引線上的第二柵電極；其中所述溝道形成區(qū)與所述第二柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間；其中所述LDD區(qū)與所述第一柵電極重疊，所述柵絕緣膜夾于其間，且其中所述屏蔽膜與所述溝道形成區(qū)重疊，所述絕緣膜夾于其間。
22.按照權(quán)利要求21的電子裝置，其特征是其中所述絕緣膜是用CMP拋光來拋平的。
23.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是攝象機(jī)。
24.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是數(shù)碼相機(jī)。
25.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是投影儀
26.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是頭戴式顯示設(shè)備。
27.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是游戲機(jī)。
28.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。
29.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是個人計算機(jī)。
30.按照權(quán)利要求14、18、20、21的電子裝置，其特征在于所述電子設(shè)備是袖珍信息終端。
全文摘要
提供了一種高可靠性的半導(dǎo)體顯示器件。半導(dǎo)體顯示器件中的半導(dǎo)體層具有溝道形成區(qū)、LDD區(qū)、以及源區(qū)和漏區(qū)，且LDD區(qū)與第一柵電極重疊，柵絕緣膜夾于其間。
文檔編號G02F1/1362GK1598677SQ20041008505
公開日2005年3月23日 申請日期2001年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月27日
發(fā)明者山崎舜平, 小山潤, 須澤英臣, 小野幸治, 荒尾達(dá)也 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所