液晶顯示裝置的制作方法

文檔序號：2809092閱讀：98來源：國知局

專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將薄膜晶體管至少用于像素部的液晶顯示裝置。
背景技術：
近年來，使用形成于具有絕緣表面的襯底上的半導體薄膜(厚度為幾 nm至幾百mn左右)構(gòu)成薄膜晶體管的技術正在受到關注。薄膜晶體管在如 IC和電光學裝置的電子裝置中獲得了廣泛應用，特別地，正在加快開發(fā)作為圖像顯示裝置的開關元件的薄膜晶體管。
將使用非晶半導體膜的薄膜晶體管、使用多晶半導體膜的薄膜晶體管等用作圖像顯示裝置的開關元件。作為多晶半導體膜的形成方法，已知如下技術，即通過光學系統(tǒng)將脈沖振蕩的受激準分子激光束加工成線形，將線形光束對非晶半導體膜照射并掃描，以使非晶半導體膜結(jié)晶化。
另外，將使用微晶半導體膜的薄膜晶體管用作圖像顯示裝置的開關元件 (參照專利文獻1及專利文獻2)。
作為制造薄膜晶體管的常規(guī)方法，已知如下方法在將非晶硅膜形成在柵極絕緣膜上之后，在其上面形成金屬膜，對該金屬膜照射二極管激光，以將非晶硅膜改變?yōu)槲⒕Ч枘?例如，參照非專利文獻1)。在該方法中，形成在非晶硅膜上的金屬膜是將二極管激光的光能轉(zhuǎn)換為熱能而提供的，必須在完成薄膜晶體管之后去除該金屬膜。換言之，該方法是非晶半導體膜只受到來自金屬膜的傳導加熱而被加熱，以形成微晶半導體膜的方法。日本專利申請?zhí)亻_Hei4-242724號公報日本專利申請?zhí)亻_2005-49832號公報Toshiaki Arai和其他，SID 07 DIGEST, 2007， p.1370-1373
使用多晶半導體膜的薄膜晶體管具有如下優(yōu)點與使用非晶半導體膜的薄膜晶體管相比，其遷移率高2位數(shù)以上，并且可以在同一個襯底上集成地形成顯示裝置的像素部和其外圍驅(qū)動電路。然而，與使用非晶半導體膜的情況相比，因為半導體膜的結(jié)晶化，制造工序變復雜，因而有降低成品率并提高成本的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種包括電特性良好且可靠性高的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。
一種包括反交錯型薄膜晶體管的液晶顯示裝置，所述反交錯型薄膜晶體管具有將微晶半導體膜用作溝道形成區(qū)域的溝道截止結(jié)構(gòu)，其中在反交錯型
薄膜晶體管中，在柵電極上形成柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上形成用作溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜(也稱為半晶半導體膜)，在微晶半導體膜上形成緩沖層，與微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域重疊的區(qū)域地形成在緩沖層上的溝道保護層，在溝道保護層及緩沖層上形成一對源區(qū)及漏區(qū)，并且形成與源區(qū) 及漏區(qū)接觸的一對源電極及漏電極。
由于具有中間夾緩沖層在微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域上提供溝道保護層(也簡單地稱為保護層)的結(jié)構(gòu)，因此可以防止在進行工序時微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域上的緩沖層受到損傷(受到當蝕刻時使用的等離子體或蝕刻劑的影響而導致的膜厚度的降低和氧化等)。由此，可以提高薄膜晶體管的可靠性。另外，由于微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域上的緩沖層不被蝕刻，所以不需要將緩沖層的厚度形成為厚，而可以縮短成膜時間。另外，溝道保護層在形成源區(qū)及漏區(qū)的蝕刻工序中起到停止蝕刻的作用，從而也可以稱為溝道停止層。
作為緩沖層使用非晶半導體膜，優(yōu)選使用包含氮、氫和鹵素中的任一種以上的非晶半導體膜。通過在非晶半導體膜中包含氮、氫和囪素中的任一種，
可以抑制包含在微晶半導體膜中的結(jié)晶被氧化。微晶半導體膜的能隙為 1. leV至1.5eV，緩沖層的能隙比微晶半導體膜的大，其為1. 6eV至1. 8eV，并且緩沖層的遷移率低。緩沖層的遷移率典型為微晶半導體膜的遷移率的 1/5至1/10。由此，溝道形成區(qū)域為微晶半導體膜，緩沖層為高電阻區(qū)域。另外，將包含在微晶半導體膜中的碳、氮、氧各個的濃度設定為 3xl0"atoms/cr^以下，優(yōu)選為5xl0'8atoms/cm:i以下。將微晶半導體膜的厚度設定為2nm至50nm (優(yōu)選為10nm至30nm)即可。
緩沖層可以通過等離子體CVD法、濺射法等來形成。另外，可以在形成非晶半導體膜之后利用氮等離子體、氫等離子體或鹵素等離子體對非晶半導體膜的表面進行處理來使非晶半導體膜的表面氮化、氫化或囟化。
由于通過在微晶半導體膜的表面提供緩沖層，可以抑制包含在微晶半導
體膜中的晶粒被氧化，因此可以抑制薄膜晶體管的電特性的退化。
與多晶半導體膜不同，微晶半導體膜可以直接形成在襯底上。具體而言，
可以以氫化硅為原料氣體并使用頻率為lGHz以上的微波等離子體CVD裝置來形成微晶半導體膜。通過使用上述方法制造的微晶半導體膜也包括在非晶半導體中包含0.5nm至20nm的晶粒的微晶半導體膜。由此，與使用多晶半導體膜的情況不同，形成半導體膜后不需要進行結(jié)晶化的工序。因此，可以減少制造薄膜晶體管時的工序數(shù)量，提高液晶顯示裝置的成品率，并且抑制成本。另外，利用頻率為lGHz以上的微波的等離子體的電子密度高，從而容易離解作為原料氣體的氫化硅。因此，與頻率為幾十MHz至幾百MHz的微波等離子體CVD法相比，可以容易制造微晶半導體膜，而可以提高成膜速度。據(jù)此，可以提高液晶顯示裝置的批量生產(chǎn)性。
另外，使用微晶半導體膜制造薄膜晶體管(TFT)，將該薄膜晶體管用于像素部及驅(qū)動電路來制造液晶顯示裝置。使用微晶半導體膜的薄膜晶體管的遷移率為lcm7V sec至20cm2/V sec，這是使用非晶半導體膜的薄膜晶體管的2倍至20倍的遷移率，因此，可以在與像素部同一個襯底上集成地形成驅(qū)動電路的一部分或整體以形成系統(tǒng)型面板(system on panel)。
柵極絕緣膜、微晶半導體膜、緩沖層、溝道保護層、以及形成源區(qū)及漏區(qū)的添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜既可以使用一個反應室形成，又可以對于每個膜分別使用不同的反應室形成。
在將襯底搬入反應室并進行成膜前，優(yōu)選對反應室進行清洗處理、沖洗 (洗滌)處理(使用氫作為沖洗物質(zhì)的氫沖洗、使用硅烷作為沖洗物質(zhì)的硅垸沖洗等)、以及使用保護膜在各個反應室的內(nèi)墻上涂層的處理(也稱為預涂處理)。預涂處理是這樣一種處理，即通過將成膜氣體流進反應室中并進行等離子體處理，預先利用由要形成的膜構(gòu)成的厚度薄的保護膜覆蓋反應室內(nèi)側(cè)。借助于沖洗處理和預涂處理，可以防止要形成的膜所受到的由于反應室中的氧、氮、氟等的雜質(zhì)導致的污染。
本發(fā)明的液晶顯示裝置之一包括柵電極、柵電極上的柵極絕緣膜、柵極絕緣膜上的包括溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜、微晶半導體膜上的緩沖層、與微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域重疊地形成在緩沖層上的溝道保護層溝道保護層及緩沖層上的源區(qū)及漏區(qū)、以及在源區(qū)及漏區(qū)上的源電極及漏電極。
本發(fā)明的液晶顯示裝置之一包括柵電極、柵電極上的柵極絕緣膜、柵極絕緣膜上的包括溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜、微晶半導體膜上的緩沖層、與微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域重疊地形成在緩沖層上的溝道保護層、溝道保護層及緩沖層上的源區(qū)及漏區(qū)、源區(qū)及漏區(qū)上的源電極及漏電極、以及覆蓋溝道保護層的一部分和源電極及漏電極的絕緣膜。
在上述結(jié)構(gòu)中，還提供與溝道截止型薄膜晶體管的源電極或漏電極電連接的像素電極，通過像素電極使液晶元件和薄膜晶體管彼此電連接。
另外，液晶顯示裝置包括顯示元件。作為顯示元件可以使用液晶元件(液晶顯示元件)。另外，也可以利用因受電氣作用而改變對比度的顯示介質(zhì)，諸如電子墨水等。
另外，液晶顯示裝置包括液晶元件被密封的狀態(tài)的面板、以及該面板安裝有包括控制器的IC等的狀態(tài)的模塊。而且本發(fā)明涉及相當于在制造該液
晶顯示裝置的工序中完成液晶元件前的一個方式的元件襯底，該元件襯底在多個像素中分別具備對液晶元件供給電流的單元。具體而言，元件襯底既可以是僅形成液晶元件的像素電極的狀態(tài)，又可以是在形成成為像素電極的導電膜之后且通過蝕刻形成像素電極前的狀態(tài)，無論是任何狀態(tài)都可以。
注意，本說明書中的液晶顯示裝置是指圖像顯示裝置、顯示裝置、或光
源(包括照明裝置)。液晶顯示裝置還包括安裝有連接器諸如FPC (柔性印刷電路)、TAB (載帶自動鍵合)膠帶或TCP (帶載封裝)的模塊；在TAB膠帶或TCP端部上提供有印刷線路板的模塊；以及IC (集成電路)通過COG (玻璃上芯片)方式直接安裝在顯示元件的模塊。
通過本發(fā)明，可以制造具有電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。

圖1是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖2A至2D是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的圖;
圖3A至3C是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的圖;
圖4A至4D是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的圖;
圖5是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖6A至6D是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的制造方法的圖;
圖7A至7C是示出應用本發(fā)明的電子設備的圖8是示出應用本發(fā)明的電子設備的主要結(jié)構(gòu)的框圖9A至9C是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖10A和IOB是說明本發(fā)明的等離子體CVD裝置的俯視圖;
圖IIA和11B是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖；圖12是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖；圖13是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖；圖14是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖15是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖16是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖17是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖18是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖19是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖20是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖21是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖22是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖23是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖24是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖25是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖26是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖; 圖27是說明本發(fā)明的液晶顯示裝置的圖。
具體實施例方式
將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。但是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內(nèi)容中。另外，在以下所說明的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，在不同附圖之間共同使用相同的參考符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，省略其重復說明。
實施方式l
在本實施方式中，使用圖1至圖4D說明用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管及其制造工序。圖1至圖3C為表示薄膜晶體管及其制造工序的截面圖，圖4A至4D為表示在一個像素中的薄膜晶體管及像素電極的連接區(qū)域的俯視圖。圖1至圖3C為沿圖4A至4D中的線A-B的薄膜晶體管及其制造工序的截面圖。
具有微晶半導體膜的n型薄膜晶體管更優(yōu)選用于驅(qū)動電路，因為其遷移率高于具有微晶半導體膜的p型薄膜晶體管的遷移率。然而，在本發(fā)明中，
n型薄膜晶體管和p型薄膜晶體管都可以使用。在使用n型及p型中的任一薄膜晶體管的情況下，優(yōu)選使形成在同一個襯底上的所有薄膜晶體管的極性為相同，以抑制工序數(shù)的增加。在此，使用n溝道型的薄膜晶體管進行說明。
圖1示出本實施方式的具有底柵極結(jié)構(gòu)的溝道截止型(也稱為溝道保護型)薄膜晶體管74。
在圖1中，在襯底50上提供有溝道截止型薄膜晶體管74，該溝道截止型薄膜晶體管74包括柵電極51、柵極絕緣膜52a、柵極絕緣膜52b、微晶半導體膜61、緩沖層62、溝道保護層80、源區(qū)及漏區(qū)72、源電極及漏電極 71a、源電極及漏電極71b、以及源電極及漏電極71c，并且與源電極及漏電極71c接觸地提供有像素電極77。以覆蓋薄膜晶體管74及像素電極77的一部分的方式提供有絕緣膜76。另外，圖1對應于圖4D。
由于具有中間夾緩沖層62在微晶半導體膜61的溝道形成區(qū)域上提供溝道保護層80的結(jié)構(gòu)，所以可以防止在進行工序中微晶半導體膜61的溝道形成區(qū)域上的緩沖層62所受到的損傷(蝕刻時使用的等離子體或蝕刻劑導致的膜厚度的降低或氧化等)。由此，可以提高薄膜晶體管74的可靠性。另外，因為微晶半導體膜61的溝道形成區(qū)域上的緩沖層62不被蝕刻，所以不需要將緩沖層62形成為厚，而可以縮短成膜時間。
另外，微晶半導體膜61的端部比中間夾著柵極絕緣膜52a及52b重疊的柵電極51的端部更靠內(nèi)側(cè)，它不超出柵電極51的范圍地形成在柵電極 51上。由此，可以在柵電極51、柵極絕緣膜52a、以及柵極絕緣膜52b上的平坦區(qū)域形成微晶半導體膜61，因而可以獲得覆蓋性好且在其中具有均勻特性(結(jié)晶狀態(tài))的膜。
在下文中，詳細說明制造方法。在襯底50上形成柵電極51 (參照圖2A 及圖4A)。圖2A相當于沿圖4A中的線A-B的截面圖。作為襯底50，可以使用通過熔化法或浮法制造的無堿玻璃襯底例如鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽
玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等；或陶瓷襯底，還可以使用具有可承受本制造工序的處理溫度的耐熱性的塑料襯底等。此外，還可以使用在不銹鋼合金等金屬襯底表面上設置絕緣膜的襯底。襯底50的尺寸可以采用320隱x400mm、 370mmx470mm、 550mmx650mm、 600mmx720膽、680mmx880mm、 730mmx920mm、 1000mmxl200mm 、 1100mmxl250mm 、 1150ramxl300mm 、 1500mmxl800mm 、 1900mmx2200mm、 2160咖x2460ram、 2400mmx2800ram、或者2850ramx3050ram等。
使用鈦、鉬、鉻、鉭、鎢、鋁等金屬材料或它們的合金材料來形成柵電極51。可以通過濺射法或真空蒸鍍法在襯底50上形成導電膜，通過光刻技術或噴墨法在該導電膜上形成掩模，并且使用該掩模蝕刻導電膜，來形成柵電極51。另外，也可以使用銀、金、銅等導電納米膏通過噴墨法噴射并焙燒來形成柵電極51。另外，作為為了提高柵電極51的緊密性且防止柵電極 51擴散到基底中的阻擋金屬，可以在襯底50及柵電極51之間提供上述金屬材料的氮化物膜。另外，柵電極51可以由疊層結(jié)構(gòu)形成，例如可以使用從襯底50側(cè)依次層疊鋁膜和鉬膜的疊層、銅膜和鉬膜的疊層、銅膜和氮化鈦膜的疊層、銅膜和氮化鉭膜的疊層等。在上述疊層結(jié)構(gòu)中，形成在上層的鉬膜或氮化物膜如氮化鈦膜、氮化鉭膜等具有阻擋金屬的效果。
注意，在柵電極51上形成半導體膜或布線，因此其端部優(yōu)選加工為錐形形狀，以便防止斷開。此外，雖然未圖示，但是也可以通過形成柵電極的工序同時形成連接到柵電極的布線。
接著，在柵電極51上依次形成柵極絕緣膜52a、柵極絕緣膜52b、微晶半導體膜53、以及緩沖層54 (參照圖2B)。
可以在進行氫等離子體處理的同時(或在進行氫等離子體處理之后)，將微晶半導體膜53形成在柵極絕緣膜52b的表面上。若在進行了氫等離子體處理的柵極絕緣膜上形成微晶半導體膜，則可以促進微晶的晶體生長。另外，可以降低柵極絕緣膜及微晶半導體膜之間的界面的晶格畸變，并可以提高柵極絕緣膜及微晶半導體膜之間的界面特性，因此所獲得的微晶半導體膜的電特性高且可靠性高。
另外，也可以不暴露于大氣地連續(xù)形成柵極絕緣膜52a、柵極絕緣膜 52b、微晶半導體膜53、以及緩沖層54。通過不暴露于大氣地連續(xù)形成柵極絕緣膜52a、柵極絕緣膜52b、微晶半導體膜53、以及緩沖層54，能夠在不受到大氣成分或大氣中懸浮的污染雜質(zhì)元素污染的情況下形成各個疊層的界面，因此，能夠降低薄膜晶體管特性的不均勻性。
柵極絕緣膜52a及柵極絕緣膜52b可以分別通過CVD法或濺射法等并使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜形成。在此示出如下形態(tài)，即依次層疊氮化硅膜或氮氧化硅膜、以及氧化硅膜或氧氮化硅膜形成柵極絕緣膜52a及柵極絕緣膜52b。另外，可以從襯底一側(cè)按順序?qū)盈B氮化硅膜或氮氧化硅膜、氧化硅膜或氧氮化硅膜、以及氮化硅膜或氮氧化硅膜的三個層來形成柵極絕緣膜，而不層疊兩個層。另外，柵極絕緣膜還可以由氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、或氮氧化硅膜的單層形成。進而，優(yōu)選使用頻率為lGHz的微波等離子體CVD裝置形成柵極絕緣膜。使用微波等離子體 CVD裝置形成的氧氮化硅膜、氮氧化硅膜的耐壓性高，可以提高之后形成的薄膜晶體管的可靠性。
作為柵極絕緣膜的三層疊層結(jié)構(gòu)的例子，可以在柵電極上形成氮化硅膜或氮氧化硅膜作為第一層，層疊氧氮化硅膜作為第二層，層疊氮化硅膜作為第三層，并且在最上層的氮化硅膜上形成微晶半導體膜。在此情況下，第一層的氮化硅膜或氮氧化硅膜的厚度優(yōu)選大于50nm，該膜具有作為阻擋鈉等的雜質(zhì)的阻擋膜的效果，并且具有防止柵電極的小丘的產(chǎn)生和柵電極氧化的效果。第三層的氮化硅膜具有提高微晶半導體膜的緊密性的效果、以及當進行對微晶半導體膜進行激光照射，即LP處理時防止氧化的效果。
像這樣，通過在柵極絕緣膜表面上形成極薄的氮化膜如氮化硅膜，可以提高微晶半導體膜的緊密性。氮化膜可以通過等離子體CVD法形成，也可以通過使用微波的高密度且低溫的等離子體處理進行氮化處理。另外，也可以在對反應室進行硅烷沖洗處理時形成氮化硅膜、氮氧化硅膜。
在此，氧氮化硅膜為在其組成中氧含量高于氮含量的膜，其中以55原
子％至65原子％的濃度范圍包含氧，以1原子％至20原子％的范圍包含氮，以25原子％至35原子％的范圍包含Si，以0. 1原子％至10原子％的范圍包含氫。另外，氮氧化硅膜為在其組成中氮含量高于氧含量的膜，其中以 15原子％至30原子％的濃度范圍包含氧，以20原子％至35原子％的范圍包含氮，以25原子X至35原子X的范圍包含Si，以15原子％至25原子 %的范圍包含氫。
微晶半導體膜53是包括具有非晶體和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶、多晶)的中間結(jié)構(gòu)的半導體的膜。該半導體是具有自由能方面很穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導體，并且是具有短程有序且具有晶格畸變的結(jié)晶，從其膜表面觀察時的粒徑為0. 5nm至20nm的柱狀或針狀晶體相對于襯底表面以法線方向生長。另外，微晶半導體和非單晶半導體混合存在。作為微晶半導體的代表實例的微晶硅的拉曼光譜偏移到低于表示單晶硅的521cnf'的波數(shù)一側(cè)。亦即，在表示單晶硅的521cm—1和表示非晶硅的480cm—'之間有微晶硅的拉曼光譜的高峰。此外，使該半導體膜含有至少1原子％或更多的氫或鹵素，以便終止懸空鍵。進而，通過使該半導體包含氦、氬、氪、氖等稀有氣體元素，進一步助長其晶格畸變，從而可以提高穩(wěn)定性并獲得良好的微晶半導體膜。例如在美國專利4, 409, 134號公開關于這種微晶半導體膜的記載。
該微晶半導體膜可以通過頻率為幾十MHz至幾百MHz的高頻等離子體 CVD法或頻率為1GHz以上的微波等離子體CVD裝置形成。典型地說，可以使用氫稀釋SiH4、 Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等的氫化硅來形成微晶半導體膜。另外，可以對氫化硅及氫添加選自氦、氬、氪、氖中的一種或多種的稀有氣體元素進行稀釋來形成微晶半導體膜。將相對于此時的氫化硅的氫的流量比設定為5倍以上200倍以下，優(yōu)選為50倍以上150倍以下，更優(yōu)選為100倍。
另外，由于微晶半導體膜在不是有意地添加以價電子控制為目的的雜質(zhì) 元素時呈現(xiàn)微弱的n型導電性，所以可以通過在進行成膜的同時或在進行成膜之后對用作薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜添加賦予p型的
雜質(zhì)元素來控制閾值。作為賦予P型的雜質(zhì)元素，典型有硼，優(yōu)選將B2He、 BF3等的雜質(zhì)氣體以lppm至1000ppm，優(yōu)選以lppm至100ppm的比率混入氫化硅中。并且，優(yōu)選將硼濃度例如設定為lxlO"atoms/ci^至6xlO'Satoms/cm3。此外，微晶半導體膜的氧濃度為5xl019atOms/Cm:'以下，優(yōu)選為 lxl019atoms/cm—3以下，氮及碳的濃度優(yōu)選分別為1 X 10isatoms/cm—3以下。通過降低混入到微晶半導體膜中的氧、氮、及碳的濃度，可以防止微晶半導體膜的n型化。
以厚于0nm至50nm以下，優(yōu)選厚于0nm至20nm以下的厚度形成微晶半導體膜53。
微晶半導體膜53用作后面形成的薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域。通過以上述范圍內(nèi)的厚度形成微晶半導體膜53，后面形成的薄膜晶體管成為完全耗盡型。另外，由于微晶半導體膜由微晶構(gòu)成，因此其電阻比非晶半導體膜低。由此，在使用微晶半導體膜的薄膜晶體管中表示電流電壓特性的曲線的上升部分的傾斜急劇，其作為開關元件的響應性優(yōu)良且可以進行高速驅(qū)動。此外，通過將微晶半導體膜用于薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域，可以抑制薄膜晶體管的閾值變動。因此，可以制造電特性的不均勻少的液晶顯示裝置。
另外，微晶半導體膜的遷移率比非晶半導體膜高。因此，通過使用其溝
道形成區(qū)域由微晶半導體膜形成的薄膜晶體管作為顯示元件的開關，可以縮
小溝道形成區(qū)域的面積，即薄膜晶體管的面積。由此，在每一個像素中的薄
膜晶體管所占的面積縮小，從而可以提高像素的開口率。結(jié)果，可以制造分辨率高的裝置。
另外，微晶半導體膜為從下面以縱方向生長的針狀晶體。在微晶半導體膜中混合存在非晶體和晶體結(jié)構(gòu)，在晶體區(qū)域和非晶體區(qū)域之間容易產(chǎn)生因局部應力而導致的裂縫而出現(xiàn)間隙。另外的自由基進入該間隙而會導致晶體生長。然而，由于上面的晶體面增大，所以易于以針狀向上生長。像這樣，即使微晶半導體膜以縱方向生長，其速度也是非晶半導體膜的成膜速度的 1/10至1/100。
可以通過使用SiH4、 Si2H6、 SiH2Cl2、 SiHCl3、 SiCl4、 SiF4等的硅氣體(氫化硅氣體、鹵化硅氣體)并采用等離子體CVD法形成緩沖層54。此外，可以對上述硅烷使用選自氦、氬、氪、氖中的一種或多種的稀有氣體元素進行稀釋來形成非晶半導體膜。通過使用其流量為氫化硅的流量的1倍以上20 倍以下，優(yōu)選為1倍以上10倍以下，更優(yōu)選為l倍以上5倍以下的氫，可以形成包含氫的非晶半導體膜。此外，通過使用上述氫化硅和氮或氨，可以形成包含氮的非晶半導體膜。另外，通過使用上述氫化硅和包含氟、氯、溴、或碘的氣體(F2、 Cl2、 Br2、 I2、 HF、 HC1、 HBr、 HI等)，可以形成包含氟、氯、溴、或碘的非晶半導體膜。
此外，作為緩沖層54，可以將非晶半導體用作靶子并使用氫或稀有氣體進行濺射來形成非晶半導體膜。此時，通過將氨、氮、或&0包含在氣氛中，可以形成含有氮的非晶半導體膜。另外，通過將含有氟、氯、溴、或碘的氣體(F2、 Cl2、 Br2、 I2、 HF、 HC1、 HBr、 HI等)包含在氣氛中，可以形成含有氟、氯、溴、或碘的非晶半導體膜。
此外，作為緩沖層54，也可以在微晶半導體膜53的表面上釆用等離子體CVD法或濺射法形成非晶半導體膜，然后對非晶半導體膜的表面進行使用氫等離子體、氮等離子體、鹵素等離子體、或稀有氣體(氦、氬、氪、氖) 等離子體的處理，來使非晶半導體膜表面氫化、氮化、或鹵化。
優(yōu)選使用非晶半導體膜形成緩沖層54。因此，在采用頻率為幾十MHz 至幾百MHz的高頻等離子體CVD法、或微波等離子體CVD法形成非晶半導體膜的情況下，優(yōu)選控制成膜條件以使它成為非晶半導體膜。
典型地說，緩沖層54優(yōu)選以10nra以上50nm以下的厚度形成。另外，優(yōu)選將包含在緩沖層中的氮、碳、以及氧的總濃度設定為lxl02°atOmS/Cm3 至15xl02°atoms/cm3。若是上述濃度，則即使厚度為lOnm以上50nm以下，也可以使緩沖層54用作高電阻區(qū)域。
也可以將緩沖層54的厚度設定為150nm以上200nm以下，將所包含的碳、氮、氧各個的濃度設定為3xl()Watoms/ci^以下，優(yōu)選為5xl0'8atoms/cm3
以下。
通過在微晶半導體膜53的表面上形成非晶半導體膜或包含氫、氮或鹵素的非晶半導體膜作為緩沖層，可以防止包含在微晶半導體膜53中的晶粒的表面的自然氧化。通過在微晶半導體膜53的表面上形成緩沖層，可以防止微晶粒的氧化。通過在緩沖層中混入氫及/或氟，可以防止氧進入微晶半導體膜中。
此外，由于使用非晶半導體膜或者使用包含氫、氮、或鹵素的非晶半導體膜形成緩沖層54，因此緩沖層54的電阻比用作溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜的電阻高。由此，在后面形成的薄膜晶體管中，形成在源區(qū)及漏區(qū)和微晶半導體膜之間的緩沖層用作高電阻區(qū)域。因此，可以減少薄膜晶體管的截止電流。當將該薄膜晶體管用作液晶顯示裝置的開關元件時，可以提高液晶顯示裝置的對比度。
接著，與微晶半導體膜53的溝道形成區(qū)域重疊地形成在緩沖層54上的溝道保護層80 (參照圖2C)。溝道保護層80也可以與柵極絕緣膜52a、柵極絕緣膜52b、微晶半導體膜53、以及緩沖層54不暴露于大氣地連續(xù)形成。若不暴露于大氣地連續(xù)形成要層疊的薄膜，生產(chǎn)性則提高。
作為溝道保護層80，可以使用無機材料(氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等)?？梢允褂霉饷艋蚍枪饷舻挠袡C材料(有機樹脂材料)(聚酰亞胺、丙烯酸、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺、抗蝕劑、苯并環(huán)丁烯等)、由該材料的多種構(gòu)成的膜、或者這些膜的疊層等。另外，也可以使用硅氧烷。作為制造方法，可以采用等離子體CVD法、熱CVD法等的氣相生長法或濺射法。另外，也可以采用作為濕法的如旋涂法等的涂敷法、液滴噴射法、印刷法(絲網(wǎng)印刷或平版印刷等的形成圖案的方法)。溝道保護層80既可以在成膜之后通過蝕刻進行加工來形成，又可以通過液滴噴射法等選擇性地形成。
接著，通過蝕刻對微晶半導體膜53及緩沖層54進行加工，以形成微晶半導體膜61及緩沖層62的疊層(參照圖2D)?？梢酝ㄟ^光刻技術或液滴噴射法形成掩模，并使用該掩模蝕刻微晶半導體膜53及緩沖層54來形成微晶
半導體膜61及緩沖層62。另外，圖2D相當于沿圖4B的A-B的截面圖。
可以將微晶半導體膜61、緩沖層62的端部蝕刻成錐形。將端部的錐形角設定為30度至90度，優(yōu)選為45度至80度。由此，可以防止由于臺階形狀而導致的布線的斷開。
接著，在柵極絕緣膜52b、微晶半導體膜61、緩沖層62、溝道保護層 80上形成添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜63及導電膜65a至 65c (參照圖3A)。在添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜63及導電膜65a至65c上形成掩模66。掩模66通過光刻技術或噴墨法形成。
在形成n溝道型薄膜晶體管的情況下，對于添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜63，作為典型雜質(zhì)元素添加磷即可，即對于氫化硅添加PH3 等的雜質(zhì)氣體即可。此外，在形成p溝道型薄膜晶體管的情況下，作為典型雜質(zhì)元素添加硼即可，即對于氫化硅添加B2H6等的雜質(zhì)氣體即可?？梢允褂?微晶半導體或非晶半導體形成添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜 63。將添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜63形成為具有2nm至50nra (優(yōu)選為10nm至30nm)的厚度。
優(yōu)選使用鋁、銅、或者添加有硅、鈦、釹、鈧、鉬等提高耐熱性的元素或防止小丘產(chǎn)生的元素的鋁合金的單層或疊層形成導電膜。此外，也可以采用如下疊層結(jié)構(gòu)使用鈦、鉭、鉬、鉤或上述元素的氮化物形成與添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜接觸一側(cè)的膜，并且在其上形成鋁或鋁合金。再者，還可以采用如下疊層結(jié)構(gòu)使用鈦、鉭、鉬、鎢或上述元素的氮化物將鋁或鋁合金的上面及下面夾住。在此，作為導電膜示出具有層疊有導電膜65a至65c的三層的結(jié)構(gòu)的導電膜，例如示出將鉬膜用作導電膜65a、 65c并將鋁膜用作導電膜65b的疊層導電膜、以及將鈦膜用作導電膜65a、 65c并將鋁膜用作導電膜65b的疊層導電膜。
通過濺射法及真空蒸鍍法形成導電膜65a至65c。此外，也可以使用銀、金、銅等的導電納米膏通過絲網(wǎng)印刷法、噴墨法等噴出并焙燒來形成導電膜 65a至65c。
接著，使用掩模66蝕刻來分離導電膜65a至65c，以形成源電極及漏電極71a至71c (參照圖3B)。如本實施方式的圖3B那樣對導電膜65a至 65c進行濕蝕刻，導電膜65a至65c以各向同性的方式被蝕刻，從而掩模66 的端部和源電極及漏電極71a至71c的端部不一致，源電極及漏電極71a至 71c的端部在更內(nèi)側(cè)。接著，使用掩模66蝕刻添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜63來形成源區(qū)及漏區(qū)72 (參照圖3C)。注意，由于溝道保護層80用作溝道停止層，所以緩沖層62不被蝕刻。
源電極及漏電極71a至71c的端部和源區(qū)及漏區(qū)72的端部不一致而偏離，即在源電極及漏電極71a至71c的端部的外側(cè)形成源區(qū)域及漏區(qū)72的端部。然后，去除掩模66。注意，圖3C相當于沿著圖4C的線A-B的截面圖。從圖4C可知，源區(qū)及漏區(qū)72的端部位于源電極及漏電極71c的端部的外側(cè)。換言之，可知，源區(qū)及漏區(qū)72的面積大于源電極及漏電極71a至71c 的面積。此外，源電極或漏電極的一方還起到源布線或漏布線的功能。
如圖3C所示，由于源電極及漏電極71a至71c的端部和源區(qū)及漏區(qū)72 的端部不一致而偏離，所以源電極及漏電極71a至71c的端部的距離遠離，從而可以防止源電極及漏電極之間的漏電流及短路。換言之，可知，源區(qū)及漏區(qū)超出源電極及漏電極的端部，并且彼此相對的源區(qū)及漏區(qū)的端部之間的距離比彼此相對的源電極及漏電極的端部之間的距離短。因此可以制造可靠性高且耐壓性高的薄膜晶體管。
通過上述工序，可以形成溝道截止(保護)型薄膜晶體管74。
形成在源區(qū)及漏區(qū)72下的緩沖層62和形成在微晶半導體膜61的溝道形成區(qū)域上的緩沖層62是由相同材料構(gòu)成且同時形成的連續(xù)膜。微晶半導體膜61上的緩沖層62利用所包含的氫防止外部空氣和蝕刻殘渣的進入，以保護微晶半導體膜61。
通過提供不包含賦予一種導電類型的雜質(zhì)的緩沖層62，可以使包含在源區(qū)及漏區(qū)的賦予一種導電類型的雜質(zhì)和用于控制微晶半導體膜61的閾值電壓的賦予一種導電類型的雜質(zhì)彼此不混合。當混合賦予一種導電類型的雜質(zhì)時，產(chǎn)生重組中心，漏電流流過，從而不能獲得降低截止電流的效果。
通過如上那樣提供緩沖層及溝道保護層，可以制造漏電流降低了的耐壓性高的溝道截止型薄膜晶體管。由此，還可以可靠性高且適當?shù)貞玫绞┘?15V的電壓的用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管。
接著，形成與源電極或漏電極71c接觸的像素電極77。在源電極及漏電極71a至71c、源區(qū)及漏區(qū)72、溝道保護層80、柵極絕緣膜52b、以及像素電極77上形成絕緣膜76。絕緣膜76可以與柵極絕緣膜52a及52b同樣地形成。另外，絕緣膜76是為了防止懸浮在大氣中的有機物、金屬物、或水蒸氣等的污染雜質(zhì)的進入而提供的，因此優(yōu)選為致密的膜。
典型地說，緩沖層62優(yōu)選以10nm以上50nm以下的厚度形成。微晶半導體膜61的溝道形成區(qū)域上的緩沖層62沒有被蝕刻，因此，緩沖層62不必形成為厚，并且可以縮短成膜時間。另外，優(yōu)選將包含在緩沖層中的氮、碳、以及氧的總濃度設定為lxl(Tatoms/cn^至15xl02°atoms/cra3。若是上述濃度，則即使厚度為lOrnn以上50nm以下，也可以使緩沖層62用作高電阻區(qū)域。
然而，也可以以150nm以上200nm以下的厚度形成緩沖層62，并且將所包含的碳、氮、氧的濃度設定為3xlO'Vtoms/cm3以下，優(yōu)選為 5xl0'8atoms/cm3以下。在此情況下，通過將氮化硅膜用作絕緣膜76，可以將緩沖層62中的氧濃度設定為5xl0'9atoms/cm3以下，優(yōu)選為lxl019atoms/cm3 以下。
接著，蝕刻絕緣膜76來使像素電極77的一部分露出?？梢砸耘c像素電極77的露出區(qū)域接觸的方式形成液晶元件，以使薄膜晶體管74和液晶元件彼此電連接。例如，在像素電極77上形成取向膜，使它與同樣地提供取向膜的相對電極對峙，并且在取向膜之間形成液晶層即可。
作為像素電極77，可以使用具有透光性的導電材料諸如包含氧化鎢的銦氧化物、包含氧化鎢的銦鋅氧化物、包含氧化鈦的銦氧化物、包含氧化鈦的銦錫氧化物、銦錫氧化物(下面稱為IT0)、銦鋅氧化物、添加有氧化硅
的銦錫氧化物等。
此外，也可以使用包含導電高分子(也稱為導電聚合體)的導電組成物形成像素電極77。使用導電組成物形成的像素電極優(yōu)選具有如下條件薄
層電阻為10000 Q/V以下，當波長為550nm時的透光率為70。％以上。另夕卜，包含在導電組成物中的導電高分子的電阻率優(yōu)選為0. 1 Q cm以下。
作為導電高分子，可以使用所謂的^電子共軛類導電高分子。例如，可以舉出聚苯胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、或者由
上述物質(zhì)中的兩種以上而構(gòu)成的共聚體等。
另外，也可以采用源區(qū)及漏區(qū)的端部和源電極及漏電極的端部一致的形狀。圖26示出具有源區(qū)及漏區(qū)的端部和源電極及漏電極的端部一致的形狀的溝道截止型薄膜晶體管79。當通過干蝕刻進行對于源電極及漏電極的蝕刻以及對于源區(qū)及漏區(qū)的蝕刻時，可以獲得像薄膜晶體管79那樣的形狀。另外，當將源電極及漏電極用作掩模蝕刻添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜來形成源區(qū)及漏區(qū)時，也可以獲得像薄膜晶體管79那樣的形狀。
通過形成溝道截止型薄膜晶體管，可以提高薄膜晶體管的可靠性。此外，通過使用微晶半導體膜構(gòu)成溝道形成區(qū)域，可以獲得lcmVV，sec至 20cmVV，sec的電場效應遷移率。因此，可以將該薄膜晶體管用作像素部的像素的開關元件，而且還可以用作形成掃描線(柵極線) 一側(cè)的驅(qū)動電路的元件。
通過本實施方式，可以制造具有電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。實施方式2
本實施方式描述薄膜晶體管的形狀與實施方式l不同的例子。因此，其它部分可以與實施方式1同樣地形成，從而省略對于與實施方式1相同的部分、具有相同功能的部分、以及相同工序的重復說明。
在本實施方式中，使用圖5、圖6A至6D、以及圖27說明用于液晶顯示裝置的薄膜晶體管及其制造工序。圖5及圖27為示出薄膜晶體管及像素電
極的截面圖，圖6A至6D為在一個像素中的薄膜晶體管及像素電極的連接區(qū) 域的俯視圖。圖5及圖27相當于沿圖6A至6D中的線Q-R的薄膜晶體管及其制造工序的截面圖。
將本實施方式的底柵結(jié)構(gòu)的溝道截止型(也稱為溝道保護型)薄膜晶體管274示出于圖5及圖6A至6D。
在圖5中，在襯底250上提供有溝道截止型薄膜晶體管274，該溝道截止型薄膜晶體管274包括柵電極251、柵極絕緣膜252a、柵極絕緣膜252b、微晶半導體膜261、緩沖層262、溝道保護層280、源區(qū)及漏區(qū)272、源電極及漏電極271a、源電極及漏電極271b、以及源電極及漏電極271c，并且以覆蓋薄膜晶體管274的方式提供有絕緣膜276。在形成在絕緣膜276中的接觸孔中與源電極及漏電極271c接觸地提供有像素電極277。注意，圖5對應于圖6D。
由于具有中間夾著緩沖層262在微晶半導體膜261的溝道形成區(qū)域上提供溝道保護層280的結(jié)構(gòu)，所以可以防止微晶半導體膜261的溝道形成區(qū)域上的緩沖層262在進行工序時所受到的損傷(蝕刻時使用的等離子體的自由基或蝕刻劑導致的膜厚度的降低或氧化等)。由此，可以提高薄膜晶體管274 的可靠性。另外，因為微晶半導體膜261的溝道形成區(qū)域上的緩沖層262不被蝕刻，所以不需要將緩沖層262形成為厚，而可以縮短成膜時間。
在下文中，使用圖6A至6D說明制造方法。在襯底250上形成柵電極 251 (參照圖6A)。在柵電極251上形成柵極絕緣膜252a、柵極絕緣膜252b、微晶半導體膜、以及緩沖層262。與微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域重疊地形成在緩沖層262上的溝道保護層280 (參照圖6A)。
雖然在實施方式1中示出了在形成溝道保護層80之后對微晶半導體膜 53和緩沖層54進行蝕刻工序來將它們加工成島狀微晶半導體膜61及緩沖層62的例子，但在本實施方式中示出通過與蝕刻源電極及漏電極以及添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜相同的工序進行對于微晶半導體膜及緩沖層的蝕刻工序的例子。由此，使用相同的掩模形成微晶半導體膜、緩沖層、添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜、源電極及漏電極。像這樣，同時進行蝕刻工序，不僅簡化工序數(shù)，而且可以減少用于蝕刻工序的掩模數(shù)量。
通過蝕刻微晶半導體膜、緩沖層、添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半
導體膜、以及導電膜，形成微晶半導體膜261、緩沖層262、源區(qū)及漏區(qū)272、以及源電極及漏電極271a至271c，以形成溝道截止型薄膜晶體管274 (參照圖6C)。形成覆蓋薄膜晶體管274上的絕緣膜276，并且形成到達源電極及漏電極271c的接觸孔。在接觸孔中形成像素電極277來將薄膜晶體管274 和像素電極277彼此電連接(參照圖6D)。
另外，也可以采用源區(qū)及漏區(qū)的端部和源電極及漏電極的端部一致的形狀。圖27示出具有源區(qū)及漏區(qū)的端部和源電極及漏電極的端部一致的形狀的溝道截止型薄膜晶體管279。當通過干蝕刻進行對于源電極及漏電極的蝕刻以及對于源區(qū)及漏區(qū)的蝕刻時，可以獲得像薄膜晶體管279那樣的形狀。另外，當將源電極及漏電極用作掩模蝕刻添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜來形成源區(qū)及漏區(qū)時，也可以獲得像薄膜晶體管279那樣的形狀。
通過形成溝道截止型的薄膜晶體管，可以提高薄膜晶體管的可靠性。此外，通過使用微晶半導體膜構(gòu)成溝道形成區(qū)域，可以獲得lcraVV，sec至 20cm7V"ec的電場效應遷移率。因此，可以將該薄膜晶體管用作像素部的像素的開關元件，而且還可以用作形成掃描線(柵極線) 一側(cè)的驅(qū)動電路的元件。
通過本實施方式，可以制造具有電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。實施方式3
在本實施方式中，將說明對微晶半導體膜照射激光的制造工序的例子。在襯底上形成柵電極，并且以覆蓋柵電極的方式形成柵極絕緣膜。然后在柵極絕緣膜上層疊微晶硅(SAS)膜作為微晶半導體膜。微晶半導體膜的厚度lnm以上小于15nm，更優(yōu)選為2nm以上10nm以下。尤其在具有5nm(4nm
至8nm)厚時，對于激光的吸收率高，而提高生產(chǎn)性。
在通過等離子體CVD法等將微晶半導體膜形成在柵極絕緣膜上的情況下，有時在柵極絕緣膜和包含晶體的半導體膜的界面附近形成包含比半導體膜多的非晶成分的區(qū)域(這里稱為界面區(qū)域)。另外，在通過等離子體CVD 法等形成厚度為10nm左右以下的極薄微晶半導體膜的情況下，雖然可以形成包含微晶顆粒的半導體膜，但不容易獲得在整個膜中均勻地包含質(zhì)量好的微晶顆粒的半導體膜。在此情況下，以下所示的照射激光的激光處理是有效的。
接下來，從微晶硅膜的表面一側(cè)照射激光。以微晶硅膜不熔化的能量密度照射激光。換言之，本實施方式的激光處理(Laser Process,以下也稱為"LP")是利用固相晶體生長來進行的，其中不使微晶硅膜受輻射加熱而熔化。換言之，該激光處理是利用層疊的半晶硅膜不成為液相的臨界區(qū)域，因此，也可以稱為"臨界生長"。
可以使激光作用到微晶硅膜和柵極絕緣膜的界面。由此，可以將在微晶硅膜的表面一側(cè)的晶體作為種子，晶體從該表面向柵極絕緣膜的界面進行固相晶體生長而出現(xiàn)大致柱狀的晶體。通過LP處理的固相晶體生長不是擴大粒徑，而是改善在膜厚度方向上的結(jié)晶性。
在LP處理中，通過將激光集聚為長矩形狀(線狀激光)，可以進行一次激光掃描來處理例如730mmx920mm的玻璃襯底上的微晶硅膜。在此情況下，重疊線狀激光的比率(重疊率)為0%至90% (優(yōu)選為0%至67%)。由此，每一個襯底的處理時間縮減，而可以提高生產(chǎn)率。激光的形狀不局限于線狀，可以使用面狀激光同樣地進行處理。另外，該LP處理不局限于上述玻璃襯底的尺寸，可以適于各種尺寸。
通過LP處理，改善柵極絕緣膜界面區(qū)域的結(jié)晶性，而具有提高像本實施方式的薄膜晶體管那樣的具有底柵極結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管的電特性的作用。
這種臨界生長的特征之一如下，即不形成在常規(guī)的低溫多晶硅中存在的表面凹凸(也稱為脊(ridge)的凸狀體)，在LP處理之后的硅表面保持平
坦性。
如本實施方式所示，對成膜后的微晶硅膜直接照射激光而獲得的結(jié)晶硅膜與常規(guī)的只堆疊的微晶硅膜及通過傳導加熱改變性質(zhì)的微晶硅膜(記載于上述非專利文獻l中)在生長機理及膜性質(zhì)上顯著不同。在本說明書中，將對成膜后的微晶半導體膜進行LP處理而獲得的具有結(jié)晶性的半導體膜稱為
LPSAS膜。
在形成LPSAS膜等的微晶半導體膜之后，通過等離子體CVD法以300°C 至40(TC的溫度形成非晶硅(a-Si:H)膜作為緩沖層。通過該成膜處理，氫被供給到LPSAS膜，而可以獲得與使LPSAS膜氫化相同的效果。換言之，通過在LPSAS膜上層疊非晶硅膜，可以在LPSAS膜中擴散氫，來終結(jié)懸空鍵。
以下工序與實施方式1相同，其中形成溝道保護層，并在其上形成掩模。接著，使用掩模蝕刻來分離微晶半導體膜及緩沖層。接下來，形成添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜，形成導電膜，并在其導電膜上形成掩模。接著，使用該掩模蝕刻來分離導電膜，以形成源電極及漏電極。再者，使用相同的掩模將溝道保護層作為蝕刻停止層來蝕刻，以形成源區(qū)及漏區(qū)。
通過上述工序，可以形成溝道截止型的薄膜晶體管，而可以制造包括溝道截止型薄膜晶體管的液晶顯示裝置。
另外，本實施方式可以自由地與實施方式1或?qū)嵤┓绞?組合。
實施方式4
在本實施方式中，詳細說明實施方式1至3中的液晶顯示裝置的制造工序的例子。因此，省略對于與實施方式1至3相同的部分或具有相同功能的部分、以及相同的工序的說明。
在實施方式1至3中，還可以在形成微晶半導體膜前對反應室進行清洗處理及沖洗(洗滌)處理(使用氫作為沖洗物質(zhì)的氫沖洗、使用硅烷作為沖洗物質(zhì)的硅垸沖洗等)。通過沖洗處理，可以防止反應室中的氧、氮、氟等的雜質(zhì)給要形成的膜帶來的污染。
借助于沖洗處理，可以去除反應室中的氧、氮、氟等的雜質(zhì)。例如，通
過使用等離子體CVD裝置使用甲硅烷作為沖洗物質(zhì)，在8SLM至10SLM的氣體流量且5分鐘至20分鐘(優(yōu)選為10分鐘至15分鐘)的條件下將甲硅烷連續(xù)引入到反應室中，以進行硅烷沖洗處理。注意，1SLM相當于1000sccm，即是O. 06mVh。
例如可以利用氟基來進行清洗。注意，通過將氟化碳、氟化氮、或氟引入到設置在反應室外側(cè)的等離子體產(chǎn)生器中并離解，然后將氟基引入到反應室中，可以對反應室進行清洗。
也可以在形成柵極絕緣膜、緩沖層、溝道保護層、以及添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜前進行沖洗處理。注意，在清洗處理后進行沖洗處理是有效的。
在將襯底搬入反應室并進行成膜前，也可以進行使用由與要形成的膜相同種類的膜形成的保護膜在各個反應室的內(nèi)墻上涂層的處理(也稱為預涂處理)。預涂處理是這樣一種處理，即通過將成膜氣體流進反應室中并進行等離子體處理，預先利用厚度薄的保護膜覆蓋反應室內(nèi)。例如，在形成微晶硅膜作為微晶半導體膜前，進行以0. 2nm至0. 4pm的非晶硅膜覆蓋反應室中的預涂處理即可。也可以在預涂處理后進行沖洗處理(氫沖洗、硅烷沖洗等)。在進行清洗處理及預涂處理的情況下，需要從反應室中搬出襯底，而在進行沖洗處理(氫沖洗、硅垸沖洗等)的情況下，由于不進行等離子體處理而可以在搬入襯底的狀態(tài)下進行處理。
若預先在用于形成微晶硅膜的反應室中形成由非晶硅膜形成的保護膜，并且在形成膜前進行氫等離子體處理，則保護膜被蝕刻而在襯底上淀積極少的硅，其成為晶體生長的核。
借助于預涂處理，可以防止反應室中的氧、氮、氟等的雜質(zhì)給要形成的膜帶來的污染。
也可以在形成柵極絕緣膜、添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜前進行預涂處理。
再者，詳細說明形成柵極絕緣膜、微晶半導體膜、以及緩沖層的方法的
例子。
使用圖10A和10B說明可用于本發(fā)明的等離子體CVD裝置的例子。圖 10A和10B是可以連續(xù)形成膜的微波等離子體CVD裝置。圖10A和10B是示出微波等離子體CVD裝置的俯視截面圖的示意圖，其為在公共室1120的周圍具備裝載室1110、卸載室1115、反應室(1) 1111至反應室(4) 1114的結(jié)構(gòu)。在公共室1120和每個室之間具備閘閥1122至1127，以防止在每個室內(nèi)進行的處理互相干涉。注意，反應室不局限于四個，也可以有更少或更多。若有多個反應室，則可以按每個膜種類分別使用反應室，而可以減少清洗反應室的次數(shù)。圖IOA是具有四個反應室的例子，圖10B是具有三個反應室的例子。
將說明使用圖10A和10B的等離子體CVD裝置形成柵極絕緣膜、微晶半導體膜、緩沖層、以及溝道保護層的例子。襯底裝載在裝載室1110、卸載室1115的盒子1128、 1129，并且由公共室1120的傳送單元1121傳送到反應室(1) 1111至反應室(4) 1114。該裝置能夠按每個堆積膜種類分配反應室，從而可以在不與大氣接觸的狀態(tài)下連續(xù)形成多個不同的膜。另外，在反應室中既可以進行成膜工序，又可以進行蝕刻工序或激光照射工序。若提供進行各種工序的反應室，則可以在不與大氣接觸的狀態(tài)下進行多個不同的工序。
在每個反應室(1)至反應室(4)中，分別層疊形成柵極絕緣膜、微晶半導體膜、緩沖層、以及溝道保護層。在此情況下，通過更換原料氣體，可以連續(xù)地層疊多個不同種類的膜。在此，形成柵極絕緣膜，然后將硅垸等的氫化硅引入到反應室內(nèi)，使殘留氧及氫化硅反應，并將反應物排出到反應室的外部，從而可以降低反應室內(nèi)的殘留氧濃度。結(jié)果，可以降低包含在微晶半導體膜中的氧濃度。此外，可以防止包含在微晶半導體膜中的晶粒的氧化。
另外，在等離子體CVD裝置中，也可以在多個反應室中形成相同的膜，以便提高生產(chǎn)率。若可以在多個反應室中形成相同的膜，則可以同時在多個襯底上形成膜。例如在圖IOA中，將反應室(1)及反應室(2)用作形成微
晶半導體膜的反應室，將反應室(3)用作形成非晶半導體膜的反應室，并
且將反應室(4)用作形成溝道保護層的反應室。像這樣，在同時對多個襯
底進行處理時，通過提供多個形成成膜速度慢的膜的反應室，可以提高生產(chǎn) 率。
在將襯底搬入反應室并進行成膜前，優(yōu)選進行使用由與要形成的膜相同種類的膜形成的保護膜在各個反應室的內(nèi)墻上涂層的處理(也稱為預涂處理)。預涂處理是這樣一種處理，即通過將成膜氣體流進反應室中并進行等離子體處理，預先利用厚度薄的保護膜覆蓋反應室內(nèi)。例如，在形成微晶硅
膜作為微晶半導體膜前，進行以0. 至0. 4pm的非晶硅膜覆蓋反應室中的預涂處理即可。也可以在預涂處理后進行沖洗處理(氫沖洗、硅垸沖洗等)。在進行清洗處理及預涂處理的情況下，需要從反應室中搬出襯底，而在進行沖洗處理(氫沖洗、硅垸沖洗等)的情況下，由于不進行等離子體處理而可以在搬入襯底的狀態(tài)下進行處理。
若預先在用于形成微晶硅膜的反應室中形成由非晶硅膜形成的保護膜，并且在形成膜前進行氫等離子體處理，則保護膜被蝕刻而在襯底上淀積極少的硅，其成為晶體生長的核。
像這樣，由于可以使用連接有多個處理室的微波等離子體CVD裝置同時形成柵極絕緣膜、微晶半導體膜、緩沖層、溝道保護層、以及添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜，因此可以提高批量生產(chǎn)性。此外，即使在某個反應室中進行維護及清洗，也可以在其他反應室中形成膜，從而可以改善成膜的節(jié)拍時間(takttime)。另外，因為可以在不被大氣成分及懸浮在大氣中的污染雜質(zhì)元素污染的狀態(tài)下形成各個疊層界面，所以可以減少薄膜晶體管的特性的不均勻。
由于當使用這種結(jié)構(gòu)的微波等離子體CVD裝置時，可以在各個反應室中形成類似的種類的膜或一種膜，并且在不暴露在大氣的狀態(tài)下連續(xù)形成上述膜，因此可以在不被已形成的膜的殘留物及懸浮在大氣中的雜質(zhì)元素污染的狀態(tài)下形成各個疊層界面。再者，也可以與微波產(chǎn)生器一起提供高頻產(chǎn)生器，通過微波等離子體 CVD法形成柵極絕緣膜、微晶半導體膜、溝道保護層、以及添加有賦予一種
導電類型的雜質(zhì)的半導體膜，并且通過高頻等離子體CVD法形成緩沖層。
注意，雖然在圖IOA和IOB所示的微波等離子體CVD裝置中分別設置有裝載室及卸裝室，但是也可以設置一個裝載/卸裝室。此外，在微波等離子體CVD裝置中也可以設置備用室。由于可以通過在備用室中對襯底進行預熱而縮短各個反應室中的加熱直到成膜的加熱時間，因此可以提高生產(chǎn)率。在這種成膜處理中，根據(jù)其目的而選擇從氣體供給部供給的氣體，即可本實施方式可以適當?shù)嘏c其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)組合來實施。實施方式5
在本實施方式中，使用圖12至圖25說明具有實施方式1至4所示的薄膜晶體管的液晶顯示裝置的例子。用于圖12至圖25的液晶顯示裝置的 TFT628、 629可以與實施方式1或?qū)嵤┓绞?所示的薄膜晶體管同樣制造，其是電特性及可靠性高的薄膜晶體管。TFT628具有溝道保護層608， TFT629 具有溝道保護層611，它們是將微晶半導體膜用作溝道形成區(qū)域的反交錯薄膜晶體管。
首先，示出VA (垂直配向)型液晶顯示裝置。VA型液晶顯示裝置是控制液晶面板的液晶分子的排列的方式之一種。VA型液晶顯示裝置是當不被施加電壓時液晶分子朝向?qū)τ诿姘灞砻娲怪钡姆较虻姆绞?。在本實施方?中，尤其設法將像素分割為幾個區(qū)域(亞像素)，使分子倒向不同的方向。上述方法稱為多疇(multi-domain)化或多疇設計。在下面的說明中，說明采用多疇設計的液晶顯示裝置。
圖13及圖14分別示出像素電極及相對電極。注意，圖13是形成有像素電極的襯底一側(cè)的俯視圖，而圖12示出對應于沿圖13中的G-H線的截面結(jié)構(gòu)。此外，圖14是形成有相對電極的襯底一側(cè)的俯視圖。在下面的說明中，參照上述附圖進行說明。
圖12示出層疊形成有TFT628、與其連接的像素電極624、以及保持電
容部630的襯底600和形成有相對電極640等的相對襯底601并注入有液晶的狀態(tài)。
在相對襯底601中的形成隔離物642的位置上形成有遮光膜632、第一著色膜634、第二著色膜636、第三著色膜638、相對電極640。通過該結(jié)構(gòu)，使用來控制液晶的取向的突起644和隔離物642的高度為不同。在像素電極 624上形成取向膜648，在相對電極640上也同樣地形成取向膜646。其間形成有液晶層650。
在此，使用柱狀隔離物示出隔離物642，但是也可以散布珠狀隔離物。再者，也可以在形成在襯底600上的像素電極624上形成隔離物642。
在襯底600上形成TFT628、與其連接的像素電極624、以及保持電容部 630。像素電極624在接觸孔623中連接到布線618，該接觸孔623貫通覆蓋TFT628、布線、以及保持電容部630的絕緣膜620和覆蓋絕緣膜620的第三絕緣膜622。適當?shù)厥褂脤嵤┓绞?所示的薄膜晶體管作為TFT628。此外，保持電容部630由第一電容布線604、柵極絕緣膜606和第二電容布線 617構(gòu)成，該第一電容布線604與TFT628的柵極布線602同樣地形成，而該第二電容布線617與布線616、 618同樣地形成。另外，在圖12至圖15 中，關于TFT628，微晶半導體膜、緩沖層、作為源區(qū)或漏區(qū)的添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜、兼用作源電極或漏電極的布線通過相同的工序被加工，并且層疊為大致相同的形狀。
通過重疊像素電極624、液晶層650、以及相對電極640，形成液晶元件。
圖13示出襯底600上的結(jié)構(gòu)。使用實施方式1所示的材料形成像素電極624。在像素電極624中設置槽縫625。槽縫625用來控制液晶的取向。
圖13所示的TFT629和與其連接的像素電極626及保持電容部631分別可以與像素電極624及保持電容部630同樣地形成。TFT628和TFT629都與布線616連接。其液晶顯示面板的像素由像素電極624和像素電極626構(gòu)成。像素電極624和像素電極626是亞像素。
圖14示出相對襯底一側(cè)的結(jié)構(gòu)。在遮光膜632上形成有相對電極640。相對電極640優(yōu)選使用與像素電極624同樣的材料形成。在相對電極640上形成有控制液晶的取向的突起644。此外，根據(jù)遮光膜632的位置形成有隔離物642。
圖15示出該像素結(jié)構(gòu)的等效電路。TFT628和TFT629都連接到柵極布線602、布線616。在此情況下，通過使電容布線604和電容布線605的電位為不同，可以使液晶元件651的工作和液晶元件652的工作為不同。就是說，通過分別控制電容布線604和電容布線605的電位，精密地控制液晶的取向來擴大視角。
當對設置有槽縫625的像素電極624施加電壓時，在槽縫625的近旁產(chǎn) 生電場應變(傾斜電場)。通過將該槽縫625和相對襯底601 —側(cè)的突起644 配置為相互咬合，有效地產(chǎn)生傾斜電場而控制液晶的取向。由此，在每個部分中使液晶取向的方向為不同。就是說，進行多疇化來擴大液晶面板的視角。
接著，對于與上述不同的VA型液晶顯示裝置，參照圖16至圖19進行說明。
圖16和圖17示出VA型液晶面板的像素結(jié)構(gòu)。圖17是襯底600的俯視圖，而圖16示出對應于沿圖17所示的截斷線Y-Z的截面結(jié)構(gòu)。在下面的說明中，參照上述兩個附圖進行說明。
在其像素結(jié)構(gòu)中，一個像素包括多個像素電極，并且每個像素電極與 TFT連接。每個TFT構(gòu)成為由不同的柵極信號驅(qū)動。就是說，在多疇設計的像素中具有獨立地控制施加到各個像素電極的信號的結(jié)構(gòu)。
像素電極624在接觸孔623中通過布線618連接到TFT628。此外，像素電極626在接觸孔627中通過布線619連接到TFT629。 TFT628的柵極布線602和TFT629的柵極布線603彼此分離，以可以接收不同的柵極信號。另一方面，TFT628和TFT629共同使用用作數(shù)據(jù)線的布線616。 TFT628和 TFT629可以適當?shù)厥褂脤嵤┓绞?所示的薄膜晶體管。另外，還提供有電容布線690。另外，在圖16至圖25中，關于TFT628及TFT629作為源區(qū)或
漏區(qū)的添加有賦予一種導電類型的雜質(zhì)的半導體膜、以及兼用作源電極或漏電極的布線通過相同的蝕刻工序被加工，并且以大致相同的形狀層疊。
像素電極624和像素電極626的形狀不同，并且由槽縫625分離。像素電極626以圍繞舒展為V字形的像素電極624的外側(cè)的方式形成。通過由 TFT628和TFT629使施加到像素電極624和像素電極626的電壓的時序為不同，控制液晶的取向。圖19示出該像素結(jié)構(gòu)的等效電路。TFT628與柵極布線602連接，而TFT629與柵極布線603連接。通過將不同的柵極信號提供到柵極布線602和柵極布線603，可以使TFT628和TFT629的工作時序為不同。
在相對襯底601上形成有遮光膜632、第二著色膜636、相對電極640。此外，在第二著色膜636和相對電極640之間形成平坦化膜637，以防止液晶的取向無序。圖18示出相對襯底一側(cè)的結(jié)構(gòu)。相對電極640是不同的像素之間共同使用的電極，其中形成有槽縫641。通過將該槽縫641和像素電極624及像素電極626 —側(cè)的槽縫625配置為互相咬合，可以有效地產(chǎn)生傾斜電場而控制液晶的取向。由此，可以在每個部分中使液晶取向的方向為不同，以擴大視角。
通過重疊像素電極624、液晶層650、以及相對電極640，形成第一液晶元件。此外，通過重疊像素電極626、液晶層650、以及相對電極640，形成第二液晶元件。另外，采用一個像素中設置有第一液晶元件和第二液晶元件的多疇結(jié)構(gòu)。
接著，示出水平電場方式的液晶顯示裝置。水平電場方式是通過對于單元內(nèi)的液晶分子在水平方向上施加電場驅(qū)動液晶來進行灰度級表達的方式。通過該方式，可以將視角擴大為大約180度。在下面的說明中，說明采用水平電場方式的液晶顯示裝置。
圖20示出重疊形成有TFT628和與其連接的像素電極624的襯底600和相對襯底601并注入有液晶的狀態(tài)。相對襯底601形成有遮光膜632、第二著色膜636、平坦化膜637等。像素電極位于襯底600 —側(cè)，而不設置在相對襯底601 —側(cè)。在襯底600和相對襯底601之間形成有液晶層650。
在襯底600上形成第一像素電極607、連接到第一像素電極607的電容布線604、以及實施方式1所示的TFT628。第一像素電極607可以使用與實施方式1所示的像素電極77相同的材料。此外，第一像素電極607以大致區(qū)分為像素形狀的形狀而形成。注意，在第一像素電極607及電容布線604 上形成柵極絕緣膜606。
TFT628的布線616、布線618形成在柵極絕緣膜606上。布線616是在液晶面板中傳送視頻信號的數(shù)據(jù)線，且是在一個方向上延伸的布線，同時，還與TFT628的源區(qū)連接而成為源極及漏極中的一方電極。布線618是成為源極及漏極中的另一方電極且與第二像素電極624連接的布線。
在布線616、布線618上形成第二絕緣膜620。此外，在絕緣膜620上形成第二像素電極624，該第二像素電極624在形成在絕緣膜620中的接觸孔中與布線618連接。像素電極624使用與實施方式1所示的像素電極77 同樣的材料形成。
通過上述方法，在襯底600上形成TFT628和與其連接的第一像素電極 624。注意，保持電容形成在第一像素電極607和第二像素電極624之間。
圖21是示出像素電極的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖20示出對應于沿圖21所示的截斷線O-P的截面結(jié)構(gòu)。在像素電極624中，設置槽縫625。槽縫625用來控制液晶的取向。在此情況下，在第一像素電極607和第二像素電極624 之間產(chǎn)生電場。第一像素電極607和第二像素電極624之間形成有柵極絕緣膜606，但是柵極絕緣膜606的厚度為50nm至200nm，與厚度為2|11至10|im 的液晶層相比充分薄，因此實際上在與襯底600平行的方向(水平方向)上產(chǎn)生電場。由該電場控制液晶的取向。通過利用該大致平行于襯底的方向的電場使液晶分子在水平方向上旋轉(zhuǎn)。在此情況下，由于液晶分子在任何狀態(tài) 下都處于水平狀態(tài)，所以因觀看角度的對比度等的影響很少，從而擴大視角。此外，因為第一像素電極607和第二像素電極624都是透光電極，所以可以提高開口率。
接著，說明水平電場方式的液晶顯示裝置的其他例子。
圖22和圖23示出IPS型液晶顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)。圖23是俯視圖，而圖22示出對應于沿圖23所示的截斷線I-J的截面結(jié)構(gòu)。在下面的說明中，參照上述兩個附圖進行說明。
圖22示出重疊形成有TFT628和與其連接的像素電極624的襯底600和相對襯底601并注入有液晶的狀態(tài)。相對襯底601形成有遮光膜632、第二著色膜636、平坦化膜637等。像素電極位于襯底600 —側(cè)，而不設置在相對襯底601 —側(cè)。在襯底600和相對襯底601之間形成有液晶層650。
在襯底600上形成共同電位線609、以及實施方式1所示的TFT628。共同電位線609可以與薄膜晶體管628的柵極布線602同時形成。此外，第一像素電極607以大致區(qū)分為像素形狀的形狀而形成。
TFT628的布線616、布線618形成在柵極絕緣膜606上。布線616是在液晶面板中傳送視頻信號的數(shù)據(jù)線，且是在一個方向上延伸的布線，同時，還與TFT628的源區(qū)連接而成為源極及漏極中的一方電極。布線618是成為源極及漏極中的另一方電極且與第二像素電極624連接的布線。
在布線616、布線618上形成第二絕緣膜620。此外，在絕緣膜620上形成第二像素電極624，該第二像素電極624在形成在絕緣膜620中的接觸孔623中與布線618連接。像素電極624使用與實施方式1所示的像素電極 77同樣的材料形成。注意，如圖23所示，像素電極624被形成為和與共同電位線609同時形成的梳形電極之間產(chǎn)生水平電場。像素電極624的梳齒部和與共同電位線609同時形成的梳形電極互相咬合。
當施加到像素電極624的電位與共同電位線609的電位之間產(chǎn)生電場時，由該電場控制液晶的取向。通過利用該大致平行于襯底的方向的電場使液晶分子在水平方向上旋轉(zhuǎn)。在此情況下，由于液晶分子在任何狀態(tài)下都處于水平狀態(tài)，所以因觀看角度的對比度等的影響很少，從而擴大視角。
像這樣，在襯底600上形成TFT628以及與其連接的像素電極624。保持電容通過在共同電位線609和電容電極615之間設置柵極絕緣膜606而形
成。電容電極615和像素電極624通過接觸孔633相互連接。接著，示出TN型的液晶顯示裝置的方式。
圖24和圖25示出TN型液晶顯示裝置的像素結(jié)構(gòu)。圖25是俯視圖，而圖24示出對應于沿圖25所示的截斷線K-L的截面結(jié)構(gòu)。在下面的說明中，參照上述兩個附圖進行說明。
像素電極624在接觸孔623中通過布線618與TFT628連接。用作數(shù)據(jù) 線的布線616與TFT628連接。作為TFT628，可以應用實施方式1所示的TFT 的任何一種。
像素電極624使用實施方式1所示的像素電極77形成。在相對襯底601上形成有遮光膜632、第二著色膜636、相對電極640。此外，在第二著色膜636和相對電極640之間形成平坦化膜637，以防止液晶的取向無序。液晶層650中間夾取向膜648及取向膜646形成在像素電極 624和相對電極640之間。
通過重疊像素電極624、液晶層650、以及相對電極640，形成液晶元件。
此外，在襯底600或相對襯底601上也可以形成有顏色濾光片、用來防止向錯(disclination)的屏蔽膜(黑矩陣)等。此外，在襯底600的與形成有薄膜晶體管的面相反的面上貼附偏振片，或者在相對襯底601的與形成有相對電極640的面相反的面上貼附偏振片。
通過上述工序，可以制造液晶顯示裝置。由于本實施方式的液晶顯示裝置使用截止電流少且電特性及可靠性高的薄膜晶體管，因此成為對比度高且可見度高的液晶顯示裝置。
實施方式6
接著，下面示出本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板(也稱為液晶面板)的結(jié)構(gòu)。
圖9A示出一種液晶顯示面板的方式，其中只有信號線驅(qū)動電路6013另行形成且該信號線驅(qū)動電路6013與形成在襯底6011上的像素部6012連接。
像素部6012及掃描線驅(qū)動電路6014采用使用微晶半導體膜的薄膜晶體管形
成。通過采用可獲得比使用微晶半導體膜的薄膜晶體管高的遷移率的晶體管形成信號線驅(qū)動電路，可以使被要求比掃描線驅(qū)動電路高的驅(qū)動頻率的信號
線驅(qū)動電路的工作穩(wěn)定。注意，信號線驅(qū)動電路6013也可以是使用單晶半導體的晶體管、使用多晶半導體的薄膜晶體管、或使用SOI的薄膜晶體管。對于像素部6012、信號線驅(qū)動電路6013、掃描線驅(qū)動電路6014分別通過 FPC6015供給電源電位、各種信號等。
此外，信號線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路也可以一起形成在與像素部相同的襯底上。
另外，在另行形成驅(qū)動電路的情況下，不一定需要將形成有驅(qū)動電路的襯底貼附在形成有像素部的襯底上，例如也可以貼附在FPC上。圖9B示出一種液晶顯示面板的方式，其中只有信號線驅(qū)動電路6023另行形成，且該信號線驅(qū)動電路6023與形成在襯底6021上的像素部6022及掃描線驅(qū)動電路6024連接。像素部6022及掃描線驅(qū)動電路6024采用使用微晶半導體膜的薄膜晶體管形成。信號線驅(qū)動電路6023通過FPC6025與像素部6022連接。對于像素部6022、信號線驅(qū)動電路6023、掃描線驅(qū)動電路6024分別通過 FPC6025供給電源電位、各種信號等。
此外，也可以采用使用微晶半導體膜的薄膜晶體管只將信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一部分形成在與像素部相同的襯底上，并且另行形成其他部分并使它電連接到像素部。圖9C示出一種液晶顯示面板的方式，將信號線驅(qū)動電路所具有的模擬開關6033a形成在與像素部6032、掃描線驅(qū)動電路6034相同的襯底6031上，并且將信號線驅(qū)動電路所具有的移位寄存器6033b另行形成在不同的襯底上并彼此貼合。像素部6032及掃描線驅(qū)動電路6034采用使用微晶半導體膜的薄膜晶體管形成。信號線驅(qū)動電路所具有的移位寄存器6033b通過FPC6035與像素部6032連接。對于像素部6032、信號線驅(qū)動電路、掃描線驅(qū)動電路6034分別通過FPC6035供給電源電位、各種信號等。如圖9A至9C所示，在本發(fā)明的液晶顯示裝置中，可以采用使用微晶半導體膜的薄膜晶體管將驅(qū)動電路的一部分或全部形成在與像素部相同的襯底上。
注意，對于另行形成的襯底的連接方法沒有特別的限制，可以使用已知的COG方法、引線鍵合方法、或TAB方法等。此外，若是能夠電連接，則連接位置不局限于圖9A至9C所示的位置。另外，也可以另行形成控制器、CPU、存儲器等而連接。
注意，用于本發(fā)明的信號線驅(qū)動電路不局限于只有移位寄存器和模擬開關的方式。除了移位寄存器和模擬開關之外，也可以具有其他電路如緩沖器、電平轉(zhuǎn)移器、源極跟隨器等。此外，不一定設置移位寄存器和模擬開關，例如既可以使用如譯碼器電路的能夠選擇信號線的其他電路代替移位寄存器，又可以使用鎖存器等代替模擬開關。
接著，參照圖IIA和IIB說明相當于本發(fā)明的液晶顯示裝置的一個方式的液晶顯示面板的外觀及截面。圖IIA是一種面板的俯視圖，其中在與第二襯底4006之間使用密封材料4005密封形成在第一襯底4001上的包括微晶半導體膜的薄膜晶體管4010及液晶元件4013。圖11B相當于沿著圖11A的 M-N線的截面圖。
以圍繞形成在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004 的方式設置有密封材料4005。此外，在像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004 上設置第二襯底4006。因此，使用第一襯底4001、密封材料4005以及第二襯底4006將像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004與液晶4008 —起密封。另外，在第一襯底4001上的與由密封材料4005圍繞的區(qū)域不同的區(qū)域中安裝有使用多晶半導體膜形成在另行準備的襯底上的信號線驅(qū)動電路4003。注意，本實施方式說明將具有使用多晶半導體膜的薄膜晶體管的信號線驅(qū)動電路貼附到第一襯底4001的例子，但是也可以采用使用單晶半導體的晶體管形成信號線驅(qū)動電路并貼合。圖IIA和11B例示包括在信號線驅(qū)動電路4003 中的由多晶半導體膜形成的薄膜晶體管4009。
此外，設置在第一襯底4001上的像素部4002和掃描線驅(qū)動電路4004 包括多個薄膜晶體管，圖11B例示包括在像素部4002中的薄膜晶體管4010。薄膜晶體管4010相當于使用微晶半導體膜的薄膜晶體管，該薄膜晶體管可以與實施方式1至4所示的工序同樣地形成。
此外，附圖標記4013相當于液晶元件，該液晶元件4013所具有的像素電極4030通過布線4040電連接到薄膜晶體管4010。而且，液晶元件4013 的相對電極4031形成在第二襯底4006上。像素電極4030、相對電極4031、以及液晶4008重疊的部分相當于液晶元件4013。
注意，作為第一襯底4001、第二襯底4006，可以使用玻璃、金屬(典型的是不銹鋼)、陶瓷、塑料。作為塑料，可以使用FRP (纖維增強塑料) 板、PVF (聚氟乙烯)薄膜、聚酯薄膜或丙烯酸樹脂薄膜。此外，也可以采用具有使用PVF薄膜及聚酯薄膜夾鋁箔的結(jié)構(gòu)的薄片。
另外，附圖標記4035表示球狀隔離物，該球狀隔離物4035是為控制像素電極4030和相對電極4031之間的距離(單元間隙)而設置的。注意，也可以使用通過選擇性地蝕刻絕緣膜來獲得的隔離物。
此外，提供到另行形成的信號線驅(qū)動電路4003和掃描線驅(qū)動電路4004 或像素部4002的各種信號及電位從FPC4018通過引導布線4014、4015供給。
在本實施方式中，連接端子4016由與液晶元件4013所具有的像素電極 4030相同的導電膜形成。此外，引導布線4014、 4015由與布線4041相同的導電膜形成。
連接端子4016通過各向異性導電膜4019電連接到FPC4018所具有的端子。
注意，雖然未圖示，但是本實施方式所示的液晶顯示裝置具有取向膜、偏振片，還可以具有顏色濾光片及屏蔽膜。
此外，圖11A和11B示出另行形成信號線驅(qū)動電路4003而安裝到第一襯底4001的例子，但是本實施方式不局限于此。既可以另行形成掃描線驅(qū) 動電路而安裝，又可以只將信號線驅(qū)動電路的一部分或掃描線驅(qū)動電路的一
部分另行形成而安裝。
本實施方式可以適當?shù)嘏c其他實施方式所記載的結(jié)構(gòu)組合而實施。
實施方式7
根據(jù)本發(fā)明獲得的液晶顯示裝置等可以使用于液晶顯示模塊(也稱為液晶模塊)。就是說，在將該模塊安裝到顯示部中的所有電子設備中可以實施本發(fā)明。
作為這種電子設備的例子，可以舉出如下拍攝裝置如攝影機、數(shù)字照相機等；頭戴式顯示器(護目鏡型顯示器)；汽車導航系統(tǒng)；投影機；汽車音響；個人計算機；便攜式信息終端(便攜式計算機、移動電話、或電子書籍等)等。圖7A至7C示出了它們的一個例子。
圖7A示出電視裝置。如圖7A所示，可以將液晶顯示模塊嵌入到框體中來完成電視裝置。還安裝有FPC的液晶顯示面板也稱為液晶顯示模塊。由液晶顯示模塊形成主屏2003，并且作為其他輔助設備還具有揚聲器部2009、操作開關等。像這樣，可以完成電視裝置。
如圖7A所示，將利用液晶元件的液晶顯示用面板2002安裝在框體2001 中，可以由接收器2005接收普通的電視廣播。而且，可以通過經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器2004連接到采用有線或無線方式的通信網(wǎng)絡，進行單方向(從發(fā)送者到接收者)或雙方向(在發(fā)送者和接收者之間或在接收者之間)的信息通信。可以使用安裝在框體中的開關或遙控裝置2006來操作電視裝置。也可以在遙控裝置中設置用于顯示輸出信息的顯示部2007。
另外，除了主屏2003之外，在電視裝置中，可以使用第二液晶顯示用面板形成子屏2008，附加有顯示頻道或音量等的結(jié)構(gòu)。
圖8示出表示電視裝置的主要結(jié)構(gòu)的框圖。在液晶顯示面板中，形成有像素部901。信號線驅(qū)動電路902和掃描線電路903也可以以COG方式安裝到液晶顯示面板上。
作為其他外部電路的結(jié)構(gòu)，在圖像信號的輸入一側(cè)配備圖像信號放大電路905、圖像信號處理電路906、以及控制電路907等，該圖像信號放大電
路905放大由調(diào)諧器904接收的信號中的圖像信號，該圖像信號處理電路 906將從視頻信號放大電路905輸出的信號轉(zhuǎn)換為對應于紅、綠、藍各種顏色的顏色信號，該控制電路907將圖像信號處理電路906的圖像信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動器IC的輸入規(guī)格?？刂齐娐?07將信號分別輸出到掃描線一側(cè)和信號線一側(cè)。在進行數(shù)字驅(qū)動的情況下，也可以具有如下結(jié)構(gòu)，即在信號線一側(cè) 設置信號分割電路908，并且將輸入數(shù)字信號分成m個來供給。
由調(diào)諧器904接收的信號中的音頻信號被傳送到音頻信號放大電路 909，并且其輸出經(jīng)過音頻信號處理電路910供給到揚聲器913?？刂齐娐?911從輸入部912接收接收站(接收頻率)和音量的控制信息，并且將信號傳送到調(diào)諧器904、音頻信號處理電路910。
當然，本發(fā)明不局限于電視裝置，并且可以適用于各種各樣的用途，如個人計算機的監(jiān)視器、尤其是大面積的顯示媒體如火車站或機場等的信息顯
示板或者街頭上的廣告顯示板等。
圖7B示出移動電話2301的一個例子。該移動電話機2301包括顯示部 2302、操作部2303等構(gòu)成。在顯示部2302中，通過應用上述實施方式所說明的液晶顯示裝置可以提高可靠性及批量生產(chǎn)性。
此外，圖7C所示的便攜式計算機包括主體2401、顯示部2402等。通過將上述實施方式所示的液晶顯示裝置應用于顯示部2402，可以提高可靠性及批量生產(chǎn)性。
本說明書根據(jù)2007年7月20日在日本專利局受理的日本專利申請編號 2007-190219而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權利要求
1.一種液晶顯示裝置，包括柵電極；形成在所述柵電極上的柵極絕緣膜；形成在所述柵極絕緣膜上的包括溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜；形成在所述微晶半導體膜上的緩沖層；與所述微晶半導體膜的所述溝道形成區(qū)域重疊地形成在所述緩沖層上的溝道保護層；形成在所述溝道保護層及所述緩沖層上的源區(qū)及漏區(qū)；以及形成在所述源區(qū)及所述漏區(qū)上的源電極及漏電極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，還包括與所述源電極或所述漏電極電連接的像素電極。
3. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由非晶半導體膜形成。
4. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氮的非晶半導體膜形成。
5. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氫的非晶半導體膜形成。
6. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氟、氯、溴、或碘的非晶半導體膜形成。
7. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由以 lxlO toms/cm'以上15xlOMatoms/cm3以下的總濃度包含氮、碳、以及氧的非晶半導體膜形成。
8. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中形成為與所述柵電極重疊的所述微晶半導體膜的端部比所述柵電極的端部靠內(nèi)側(cè)。
9. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述源區(qū)及漏區(qū)超出所述源電極及漏電極的端部，并且，彼此相對的所述源區(qū)及漏區(qū)的端部之間的距離比彼此相對的所述源電極及漏電極的端部之間的距離短。
10. 根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層具有在10nm 至50nra的范圍內(nèi)的厚度。
11. 一種液晶顯示裝置，包括柵電極；形成在所述柵電極上的柵極絕緣膜；形成在所述柵極絕緣膜上的包括溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜；形成在所述微晶半導體膜上的緩沖層；與所述微晶半導體膜的所述溝道形成區(qū)域重疊地形成在所述緩沖層上的溝道保護層；形成在所述溝道保護層及所述緩沖層上的源區(qū)及漏區(qū)；形成在所述源區(qū)及所述漏區(qū)上的源電極及漏電極；以及形成在所述溝道保護層、所述源電極、以及所述漏電極上的絕緣膜。
12. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，還包括形成在所述絕緣膜上的像素電極，其中所述像素電極與所述源電極或所述漏電極電連接。
13. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由非晶半導體膜形成。
14. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氮的非晶半導體膜形成。
15. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氫的非晶半導體膜形成。
16. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由包含氟、氯、溴、或碘的非晶半導體膜形成。
17. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層由以 lxlO toms/cn^以上15xl02°atoms/cm3以下的總濃度包含氮、碳、以及氧的非晶半導體膜形成。
18. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中形成為與所述柵電極重疊的所述微晶半導體膜的端部比所述柵電極的端部靠內(nèi)側(cè)。
19. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述源區(qū)及漏區(qū)超出所述源電極及漏電極的端部，并且，彼此相對的所述源區(qū)及漏區(qū)的端部之間的距離比彼此相對的所述源電極及漏電極的端部之間的距離短。
20. 根據(jù)權利要求11所述的液晶顯示裝置，其中所述緩沖層具有在 10nm至50nm的范圍內(nèi)的厚度。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供具有電特性高且可靠性高的薄膜晶體管的液晶顯示裝置。在具有溝道截止型的反交錯型薄膜晶體管的液晶顯示裝置中，該溝道截止型的反交錯型薄膜晶體管包括柵電極；柵電極上的柵極絕緣膜；柵極絕緣膜上的包括溝道形成區(qū)域的微晶半導體膜；微晶半導體膜上的緩沖層；與微晶半導體膜的溝道形成區(qū)域重疊地形成在緩沖層上的溝道保護層。
文檔編號G02F1/1368GK101350367SQ20081013399
公開日2009年1月21日申請日期2008年7月17日優(yōu)先權日2007年7月20日
發(fā)明者山崎舜平申請人:株式會社半導體能源研究所

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