專利名稱：薄膜半導體器件、電光裝置及其制造方法和電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及薄膜半導體器件的制造方法、薄膜半導體器件、電光裝置的制造方法、電光裝置和電子設備，特別是涉及制造LDD(輕摻雜漏)結構的薄膜半導體器件的技術。
背景技術：
作為液晶裝置、電致發(fā)光(EL)裝置、等離子顯示器等的電光裝置，已知有有源矩陣型的電光裝置，在該電光裝置中設置了以矩陣狀配置的多個點(dot)，為了驅動各個點，在各點中設置了作為薄膜半導體器件的TFT。此外，作為用于這樣的用途的TFT，已知有在源區(qū)和漏區(qū)中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)和相對地低的低濃度區(qū)(LDD區(qū))的LDD結構的TFT，在LDD結構的TFT中，高精度地控制LDD長度(低濃度區(qū)的形成寬度)是重要的。
在此，在IC等的半導體元件的技術領域中，已知有通過在柵電極上形成側壁來控制LDD長度的技術(例如，參照專利文獻1～3)。
以下，以制造n溝道型MOS晶體管的情況為例，簡單地說明該技術。
首先，如圖10(a)中所示，在硅晶片200上形成了p阱210后，依次形成預定的圖形的柵絕緣膜201和由金屬構成的柵電極202。其次，以柵電極202為掩模，注入低濃度的n型雜質離子300，形成低濃度的源區(qū)203和漏區(qū)204。
其次，如圖10(b)中所示，在硅晶片200的整個面上形成了絕緣膜205后，如圖10(c)中所示，利用回刻(etchback)只在柵絕緣膜201和柵電極202的側面上留下絕緣膜205，在柵絕緣膜201和柵電極202上形成側壁205a。最后，如圖10(d)中所示，以柵電極202和側壁205a為掩模，通過注入高濃度的n型雜質離子301，在源區(qū)203和漏區(qū)204中在位于側壁205a的正下方的部分中留下低濃度區(qū)203a、204a的原有狀態(tài)下，可形成高濃度區(qū)203b、204b。
按照以上的方法，可在柵絕緣膜201和柵電極202上形成與在硅晶片200的整個面上形成的絕緣膜205的膜厚大致相等的側壁205a，由于可形成與該側壁205a的形成寬度大致相等的低濃度區(qū)(LDD區(qū))203a、204a，故可利用所形成的絕緣膜205的膜厚來控制LDD長度，可高精度地控制LDD長度。
專利文獻1特開平5-136163號公報專利文獻2特開平8-125178號公報專利文獻3特開平11-68090號公報但是，如以下詳細地敘述的那樣，將IC等的半導體元件的技術領域中的上述的技術應用于電光裝置的技術領域是極為困難的，目前的情況是尚未實現(xiàn)實用化。
在IC等的半導體元件中，由于柵電極的側面大致垂直于柵絕緣膜的表面，故可利用回刻在柵電極的側面上留下絕緣膜以形成側壁。
在此，在IC等的半導體元件中，形成柵電極的膜厚約為0.3μm、LDD長度約為0.2μm的晶體管即可，而在電光裝置中，必須形成柵電極的膜厚約為0.3～0.8μm、LDD長度約為0.5～1.0μm的尺寸大的TFT，因此，將柵電極的側面加工成大致垂直形狀這一點本身是困難的，此外，即使能將柵電極的側面加工成大致垂直形狀，由于難以在柵電極的側面上形成其后形成的層間絕緣膜，故也存在數(shù)據(jù)線或源線等的布線發(fā)生斷線的可能性。因此，在電光裝置中，一般將柵電極作成錐形形狀，其錐形角約為20～80°。
而且，在以這種方式形成錐形形狀的柵電極的情況下，在形成了柵電極的基板上的整個面上形成絕緣膜，由于即使進行回刻、絕緣膜也全部被刻蝕而不留下，故不能形成側壁。此外，即使假定將柵電極的側面加工成大致垂直形狀，由于在IC等的半導體元件中的現(xiàn)有技術中所形成的絕緣膜的膜厚大致與LDD長度相等，故為了實現(xiàn)約0.5～1.0μm的LDD長度，也必須形成約1.0μm的膜厚的絕緣膜。但是，對厚達約1.0μm的絕緣膜均勻地進行成膜及高精度地刻蝕這樣的絕緣膜是極為困難的，高精度地形成所希望的形狀的側壁是極為困難的。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明是鑒于這樣的情況而進行的，其目的在于，提供可與柵電極的側面形狀無關地高精度地實現(xiàn)0.5～1.0μm左右的大的LDD長度的方法。
本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法是下述的薄膜半導體器件的制造方法，該薄膜半導體器件具備具有源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)的半導體膜和經(jīng)柵絕緣膜與該半導體膜對置的柵電極，同時在上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)和相對地低的低濃度區(qū)，其特征在于，該制造方法具有下述工序在基板上形成預定的圖形的半導體膜的工序；在上述半導體膜上形成柵絕緣膜的工序；在上述柵絕緣膜上形成錐形形狀的柵電極的工序；以上述柵電極為掩模、在上述半導體膜中注入低濃度的雜質的工序；在形成了上述柵電極的上述基板上由2種以上的不同的絕緣膜以形成層疊絕緣膜的工序；進行上述層疊絕緣膜的全面刻蝕、將上述層疊絕緣膜中至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極的寬度寬且比上述半導體膜的寬度窄的預定的圖形的工序；以及將以預定的圖形形成的上述層疊絕緣膜為掩模、在上述半導體膜中注入高濃度的雜質的工序。
即，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，其特征在于(1)作成了下述的結構在形成了錐形形狀的柵電極后，以該柵電極為掩模，通過在半導體膜中注入低濃度的雜質，在半導體膜中形成低濃度的源區(qū)和漏區(qū)。此外，(2)作成了下述的結構在以這種方式在半導體膜中形成低濃度的源區(qū)和漏區(qū)后，在形成了柵電極的基板上形成由2種以上的絕緣膜構成的2層以上的層疊絕緣膜。此外，(3)作成了下述的結構通過對層疊絕緣膜進行全面刻蝕，將至少1層絕緣膜形成為比柵電極的寬度寬且比半導體膜的寬度窄。而且，(4)將形成為預定的形狀的絕緣膜為掩模，通過在半導體膜中注入高濃度的雜質，在源區(qū)和漏區(qū)中分別在位于絕緣膜的正下方的部分中留下低濃度區(qū)，在不位于絕緣膜的正下方的部分中形成高濃度區(qū)。
這樣，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，由于采用了下述的結構，即，在半導體膜中形成了低濃度的源區(qū)和漏區(qū)后，在形成了柵電極的基板上形成其寬度比柵電極的寬度寬且比半導體膜的寬度窄的預定的圖形的絕緣膜，以該絕緣膜為掩模，在半導體膜中注入高濃度的雜質，故在源區(qū)和漏區(qū)中分別形成為預定的形狀的絕緣膜的比柵電極的寬度形成得寬的部分的長度相當于LDD長度，可高精度地控制LDD長度。
此外，在本發(fā)明中，將成為上述掩模的絕緣膜作成了由2種以上的絕緣膜構成的層疊絕緣膜。因此，通過控制絕緣膜的種類、膜厚和層結構這樣的層疊條件和對于絕緣膜的刻蝕條件等，可控制絕緣膜的形狀，由此可控制LDD長度。
具體地說，為了將上述層疊絕緣膜作成其寬度比柵電極的寬度寬且比半導體膜的寬度窄的預定的圖形的絕緣膜，例如在形成上述層疊絕緣膜的工序中，在首先對與柵絕緣膜不同的第一絕緣膜進行了成膜后，對與上述第一絕緣膜不同的第二絕緣膜進行成膜，同時在全面刻蝕時，在與柵絕緣膜具有界面的上述第一絕緣膜的刻蝕率比對于第二絕緣膜的刻蝕率小的條件下進行刻蝕即可。
或者，在將上述層疊絕緣膜形成為預定的圖形的工序中，在將上述層疊絕緣膜的至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極的寬度寬且比上述半導體膜的寬度窄的預定的圖形后，通過進行各向異性刻蝕，也能使上述層疊絕緣膜的形狀形成為比柵電極的寬度寬且比半導體膜的寬度窄的形狀。
這樣，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，由于可利用絕緣膜的膜厚、種類、層疊結構、刻蝕等的多個條件來控制LDD長度，故可確保對于具有錐形形狀的柵電極所必要的LDD長度。此外，在薄膜半導體器件中，與IC元件不同，在LDD形成區(qū)域中形成了柵絕緣膜，但在本發(fā)明中，通過層疊2種以上的絕緣膜，可將全面刻蝕后的柵絕緣膜的膜厚維持為確保必要的部分的狀態(tài)。因而，例如，在柵絕緣膜上形成的具有錐形形狀的柵電極中，對與柵絕緣膜不同的第一絕緣膜進行成膜，在其上對與上述第一絕緣膜不同的第二絕緣膜進行成膜后，通過全面刻蝕可控制LDD長度而不以必要以上的程度來刻蝕柵絕緣膜。
此外，因為對于上述層疊絕緣膜來說可用刻蝕條件、膜結構、膜厚、層疊數(shù)等來控制形狀，故在各種各樣的組合中，可將層疊絕緣膜形成為比柵電極的寬度寬且比半導體膜的寬度窄的預定的圖形的絕緣膜。
在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，在上述層疊絕緣膜的形成工序中，以各向同性的方式形成上述層疊絕緣膜中最上層的絕緣膜，在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，可利用各向異性全面刻蝕進行上述層疊絕緣膜的刻蝕。
通過這樣做，能更可靠地獲得本發(fā)明的效果。
此外，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，上述層疊絕緣膜的最上層的絕緣膜與成為上述柵絕緣膜的主體的組成可以是相同的。
此外，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，可檢測出上述層疊絕緣膜的最上層的絕緣膜的刻蝕的終點以控制在上述柵電極的附近留下的絕緣膜的量。通過這樣做，可容易地控制最終的LDD長度。
此外，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，可在下述的條件下進行刻蝕，即，刻蝕配置在上層側的絕緣膜時的該上層側的絕緣膜的刻蝕速度比配置在下層側的絕緣膜的刻蝕速度快，而且刻蝕在下層側露出的絕緣膜時的該下層側的絕緣膜的刻蝕速度比配置在上層側的絕緣膜的刻蝕速度快。通過這樣做，與使用單膜的情況相比，可沿柵電極留下寬度寬的絕緣膜。
再有，在本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法中，上述柵絕緣膜可由例如氧化硅膜構成。此外，可從下層側起按順序層疊由例如氮化硅膜構成的第一絕緣膜和由氧化硅膜構成的第二絕緣膜來構成上述層疊絕緣膜。
以上的本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法在對單層的絕緣膜采用回刻的現(xiàn)有技術中不能形成側壁、不能控制LDD長度的具有錐形形狀的柵電極的薄膜半導體器件或必須有約0.5～1.0μm的大的LDD長度的薄膜半導體器件來說是特別有效的。再有，在本說明書中，所謂絕緣膜的「寬度」，意味著LDD長度方向的長度。
本發(fā)明的薄膜半導體器件是利用以上的本發(fā)明的的薄膜半導體器件的制造方法來制造的薄膜半導體器件，其特征在于至少沿上述柵電極的上表面和側面形成了上述層疊絕緣膜，同時在上述半導體的上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別與上述絕緣膜的以比上述柵電極的寬度寬的方式形成的部分對應地形成了上述低濃度區(qū)域。
由于本發(fā)明的薄膜半導體器件是利用本發(fā)明的的薄膜半導體器件的制造方法來制造的，故可與柵電極的側面形狀或LDD長度無關地高精度地控制LDD長度，在耐壓性、電流-電壓特性等的性能方面良好。
此外，本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法對于與IC等的半導體元件相比必須形成尺寸大的薄膜半導體器件的電光裝置是特別有效的。
本發(fā)明的電光裝置的制造方法是具備下述的薄膜半導體器件的電光裝置的制造方法，該薄膜半導體器件具備具有源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)的半導體膜和經(jīng)柵絕緣膜與該半導體膜對置的柵電極，同時在上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)和相對地低的低濃度區(qū)，其特征在于，該制造方法具有下述工序在基板上形成預定的圖形的半導體膜的工序；在上述半導體膜上形成柵絕緣膜的工序；在上述柵絕緣膜上形成錐形形狀的柵電極的工序；以上述柵電極為掩模、在上述半導體膜中注入低濃度的雜質的工序；
在形成了上述柵電極的上述基板上形成由2種以上的絕緣膜構成的2層以上的絕緣膜構成層疊絕緣膜的工序；進行上述層疊絕緣膜的全面刻蝕、將上述層疊絕緣膜中至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極的寬度寬且比上述半導體膜的寬度窄的預定的圖形的工序；以及將以預定的圖形形成的上述層疊絕緣膜為掩模、在上述半導體膜中注入高濃度的雜質的工序。
因為本發(fā)明的電光裝置的制造方法是將上述的本發(fā)明的薄膜半導體器件的制造方法應用于電光裝置的方法，故按照本發(fā)明的電光裝置的制造方法，在制造薄膜半導體器件時，可與柵電極的側面形狀及LDD長度無關地高精度地控制LDD長度。
本發(fā)明的電光裝置是利用本發(fā)明的電光裝置的制造方法制造的，其特征在于至少沿上述錐形形狀的柵電極的上表面和側面形成了上述絕緣膜，同時在上述半導體的上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別與上述絕緣膜的以比上述柵電極的寬度寬的方式形成的部分對應地形成了上述低濃度區(qū)域。
由于本發(fā)明的電光裝置是利用本發(fā)明的電光裝置的制造方法制造的，故可與柵電極的側面形狀或LDD長度無關地高精度地控制LDD長度，具備在性能方面良好的薄膜半導體器件。
此外，由于具備本發(fā)明的電光裝置的緣故，可提供在性能方面良好的電子設備。


圖1是與本發(fā)明有關的實施例的構成液晶裝置的圖像顯示區(qū)域的以矩陣狀配置的多個點中的開關元件、信號線等的等效電路圖。
圖2是放大與本發(fā)明有關的實施例的液晶裝置的TFT陣列基板的1點而示出的平面圖。
圖3是示出與本發(fā)明有關的實施例的液晶裝置結構的剖面圖。
圖4(a)～(c)是示出與本發(fā)明有關的實施例的薄膜半導體器件的制造方法的工序圖。
圖5(a)～(c)是示出與本發(fā)明有關的實施例的薄膜半導體器件的制造方法的工序圖。
圖6(a)～(c)是示出與本發(fā)明有關的實施例的薄膜半導體器件的制造方法的工序圖。
圖7(a)～(c)是示出與本發(fā)明有關的實施例的薄膜半導體器件的制造方法的工序圖。
圖8(a)、(b)是示出與本發(fā)明有關的實施例的薄膜半導體器件的制造方法的工序圖。
圖9(a)是示出具備上述實施例的液晶裝置的移動電話機的一例的圖，圖9(b)是示出具備上述實施例的液晶裝置的攜帶型信息處理裝置的一例的圖，圖9(c)是示出具備上述實施例的液晶裝置的手表型電子設備的一例的圖。
圖10(a)～(d)是說明在IC等的半導體元件的技術領域中能控制LDD長度的現(xiàn)有技術用的圖。
圖11是示出形成了本發(fā)明的層疊絕緣膜之后的狀態(tài)的剖面示意圖。
具體實施例方式
其次，詳細地說明與本發(fā)明有關的實施例。
(電光裝置的結構)根據(jù)圖1～圖3，說明與本發(fā)明有關的實施例的電光裝置的結構。在本實施例中，以使用了TFT(薄膜半導體器件)作為開關元件的有源矩陣型的透射型液晶裝置為例進行說明。
圖1是本實施例的構成液晶裝置的圖像顯示區(qū)域的以矩陣狀配置的多個點中的開關元件、信號線等的等效電路圖，圖2是放大形成了數(shù)據(jù)線、掃描線、像素電極等的TFT陣列基板的1點而示出的平面圖，圖3是示出本實施例的液晶裝置結構的剖面圖，是圖2的A-A’線剖面圖。再有，在圖3中，圖示了圖示上側為光入射側、圖示下側為辨認側(觀察者側)的情況。此外，在各圖中，為了使各層和各部件成為在圖面上可識別的程度的大小，對于各層和各部件使比例尺不同。
在本實施例的液晶裝置中，如圖1中所示，在構成圖像顯示區(qū)域的以矩陣狀配置的多個點中，分別形成了像素電極9和作為控制該像素電極9用的開關元件的TFT(薄膜半導體器件)30，被供給圖像信號的數(shù)據(jù)線6a與該TFT30的源電連。寫入到數(shù)據(jù)線6a中的圖像信號S1、S2、…、Sn可按該順序以線順序的方式來供給，也可對于相鄰接的多條數(shù)據(jù)線6a按每個組來供給。
此外，掃描線3a與TFT30的柵電連，以預定的時序并以脈沖方式以線順序的方式對多個掃描線3a施加掃描信號G1、G2、…、Gm。此外，像素電極9與TFT30的漏電連，通過在一定期間內使作為開關元件的TFT30導通，以預定的時序寫入從數(shù)據(jù)線6a供給的圖像信號S1、S2、…、Sn。
經(jīng)像素電極9對液晶寫入的預定電平的圖像信號S1、S2、…、Sn在與后述的共同電極之間在一定期間內被保持。通過利用被施加的電壓電平使分子集合的取向或秩序變化，液晶對光進行調制，可進行灰度顯示。在此，為了防止被保持的圖像信號漏泄，與在像素電極9與共同電極之間被形成的液晶電容并聯(lián)地附加存儲電容器60。
如圖3中所示，本實施例的液晶裝置的大致構成是具備夾持液晶層50而對置地配置的、形成了TFT30和像素電極9的TFT陣列基板10和形成了共同電極21的對置基板20。
以下，根據(jù)圖2說明TFT陣列基板10的平面結構。
在TFT陣列基板10中，以矩陣狀設置了多個矩形的像素電極9，如圖2中所示，沿各像素電極9的縱橫的邊界，設置了數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a和電容線3b。在本實施例中，形成了各像素電極9和以包圍各像素電極9的方式配置的數(shù)據(jù)線6a、掃描線3a等的區(qū)域為1點。
數(shù)據(jù)線6a經(jīng)接觸孔13電連到構成TFT30的多晶半導體膜1中的源區(qū)1x上，像素電極9經(jīng)接觸孔15、源線6b、和接觸孔14電連到多晶半導體膜1中的漏區(qū)1y上。此外，掃描線3a的一部分的寬度變寬，以便與多晶半導體膜1中的溝道區(qū)1a對置，掃描線3a的寬度變寬的部分起到柵電極的功能。以下，在掃描線3a中，將起到柵電極的功能的部分單單稱為「柵電極」，用符號3c來示出。此外，構成TFT30的多晶半導體膜1延伸到與電容線3b對置的部分，形成了以該延伸部分1f為下電極、以電容線3b為上電極的存儲電容器(存儲電容器元件)60。
其次，根據(jù)圖3說明本實施例的液晶裝置的剖面結構。
TFT陣列基板10以由玻璃等的透光性材料構成的基板主體(透光性基板)10A和在其液晶層50一側的表面上形成的像素電極9、TFT30和取向膜12為主體而被構成，對置基板20以由玻璃等的透光性材料構成的基板主體20A和在其液晶層50一側的表面上形成的共同電極21和取向膜22為主體而被構成。
詳細地說，在TFT陣列基板10中，在基板主體10A的正上方形成了由氧化硅膜等構成的基底保護膜(緩沖膜)11。此外，在基板主體10A的液晶層50一側的表面上設置了由銦錫氧化物(ITO)等的透明導電性材料構成的像素電極9，在與各像素電極9鄰接的位置上設置了對各像素電極9進行開關控制的像素開關用TFT30。
在基底保護膜11上以預定的圖形形成了由多晶硅構成的多晶半導體膜1，在該多晶半導體膜1上形成了由氧化硅膜等構成的柵絕緣膜2，在該柵絕緣膜2上形成了掃描線3a(柵電極3c)。在本實施例中，柵電極3c的側面對于柵絕緣膜2的表面呈錐形形狀。此外，多晶半導體膜1中經(jīng)柵絕緣膜2與柵電極3c對置的區(qū)域成為由來自柵電極3c的電場形成溝道的溝道區(qū)1a。此外，在多晶半導體膜1中，在溝道區(qū)1a的一側(圖示左側)形成了源區(qū)1x，在另一側(圖示右側)形成了漏區(qū)1y。而且，利用柵電極3c、柵絕緣膜2、后述的數(shù)據(jù)線6a、源線6b、多晶半導體膜1的源區(qū)1x、溝道區(qū)1a、漏區(qū)1y等構成了像素開關用TFT30。
在本實施例中，像素開關用TFT30具有LDD結構，在源區(qū)1x和漏區(qū)1y中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)(高濃度源區(qū)、高濃度漏區(qū))和相對地低的低濃度區(qū)(LDD區(qū)(低濃度源區(qū)、低濃度漏區(qū)))。以下，用符號1d、1b表示高濃度源區(qū)、低濃度源區(qū)，用符號1e、1c表示高濃度漏區(qū)、低濃度漏區(qū)。
此外，在形成了柵電極3c的柵絕緣膜2上至少沿柵電極3c的上表面(與柵絕緣膜相反一側的面)和側面形成了寬度比柵電極3c的寬度寬的第一絕緣膜8a，在第一絕緣膜上形成了第二絕緣膜8b，在源區(qū)1x和漏區(qū)1y中，分別與第一絕緣膜8a或第二絕緣膜8b的比柵電極3c寬度寬的部分對應地形成了低濃度區(qū)(LDD區(qū)域)1b、1c。第一和第二絕緣膜8a和8b由氮化硅膜或氧化硅膜等構成，但在第一絕緣膜8a中，最好由與柵絕緣膜2不同的絕緣性材料構成。
以下，用8x表示由第一絕緣膜、第二絕緣膜構成的層疊絕緣膜。
此外，在形成了掃描線3a(柵電極3c)的基板主體10A上形成了由氧化硅膜等構成的第1層間絕緣膜4，在該第1層間絕緣膜4上形成了數(shù)據(jù)線6a和源線6b。數(shù)據(jù)線6a經(jīng)在第1層間絕緣膜4中形成的接觸孔13電連到多晶半導體膜1的高濃度源區(qū)1d上，源線6b經(jīng)在第1層間絕緣膜4中形成的接觸孔14電連到多晶半導體膜1的高濃度漏區(qū)1e上。
此外，在形成了數(shù)據(jù)線6a、源線6b的第1層間絕緣膜4上形成了由氮化硅膜等構成的第2層間絕緣膜5，在第2層間絕緣膜5上形成了像素電極9。像素電極9經(jīng)在第2層間絕緣膜5中形成的接觸孔15電連到源線6b上。
此外，對于來自多晶半導體膜1的高濃度漏區(qū)1e的延伸部分1f(下電極)來說，經(jīng)與柵絕緣膜2一體地形成的絕緣膜(電介質膜)，在與掃描線3a為同一層中形成的電容線3b作為上電極對置地配置，利用該延伸部分1f與電容線3b形成了存儲電容器60。
此外，在TFT陣列基板10的液晶層50一側的最外表面上形成了控制液晶層50內的液晶分子的排列用的取向膜12。
另一方面，在對置基板20中，在基板主體20A的液晶層50一側的表面上形成了至少防止入射到液晶裝置上的光入射到多晶半導體膜1的溝道區(qū)1a和低濃度區(qū)1b、1c上用的遮光膜23。此外，在形成了遮光膜23的基板主體20A上，在其大致整個面上形成了由ITO等構成的共同電極21，在其液晶層50一側形成了控制液晶層50內的液晶分子的排列用的取向膜22。
本實施例的液晶裝置如以上那樣來構成，在本實施例中，其特征在于在TFT30中，至少沿柵電極3c的上表面和側面，形成了預定的圖形的絕緣膜8x。
(薄膜半導體器件的制造方法)其次，根據(jù)圖4～圖8，說明在本實施例的液晶裝置中具備的TFT(薄膜半導體器件)30的制造方法。再有，以制造n溝道型的TFT的情況為例來說明。圖4～圖8都是按工序示出本實施例的TFT的制造方法的概略剖面圖。
首先，如圖4(a)中所示，在準備了用超聲波清洗等進行了清洗的玻璃基板等的透光性基板作為基板主體10A后，在基板溫度為150～450℃的條件下，在基板主體10A的整個面上利用等離子CVD法等以100～500nm的厚度對由氧化硅膜等構成的基底保護膜(緩沖膜)11進行成膜。作為在該工序中使用的原料氣體，甲硅烷與一氧化二氮的混合氣體或TEOS(原硅酸四乙酯Si(OC2H5)4)與氧、乙硅烷與氨等是合適的。
其次，如圖4(b)中所示，在基板溫度為150～450℃的條件下，在形成了基底保護膜11的基板主體10A的整個面上利用等離子CVD法等以30～150nm的厚度對由非晶硅構成的非晶質半導體膜101進行成膜。作為在該工序中使用的原料氣體，乙硅烷或甲硅烷是合適的。其次，如圖4(c)中所示，對非晶質半導體膜101進行激光退火等，使非晶質半導體膜101多晶化，在形成了由多晶硅構成的多晶半導體膜后，利用光刻法對該多晶半導體膜進行圖形化，形成島狀的多晶半導體膜1。
其次，如圖5(a)中所示，在350℃以下的溫度條件下，在形成了多晶半導體膜1的基板主體10A上以30～150nm的厚度對由氧化硅膜、氮化硅膜等構成的柵絕緣膜2進行成膜。作為在該工序中使用的原料氣體，TEOS與氧氣的混合氣體是合適的。
其次，如圖5(b)中所示，在形成了柵絕緣膜2的基板主體10A的整個面上利用濺射法等對由鋁、鉭、鉬等或以這些金屬的某一種為主要成分的合金等構成的導電膜進行了成膜后，利用光刻法進行圖形化，形成100～800nm的厚度的掃描線3a(柵電極3c)。
其次，如圖5(c)中所示，以柵電極3c為掩模，以約0.1×1013～約10×1013/cm2的劑量注入低濃度的雜質離子(磷離子)，對于柵電極3c以自對準的方式形成了源區(qū)1x和漏區(qū)1y。此時，位于柵電極3c的正下方的未導入雜質離子的部分成為溝道區(qū)1a。
其次，如圖6(a)中所示，在形成了柵電極3c的基板主體10A的整個面上利用CVD法等以100～500nm的厚度對由氮化硅膜、氧化硅膜等構成的第一絕緣膜108進行成膜。在該工序中，最好形成由與柵絕緣膜2不同的絕緣性材料構成的第一絕緣膜108。其次，如圖6(b)中所示，在第一絕緣膜108上利用CVD法等以100nm～1μm的厚度對與第一絕緣膜108不同的第二絕緣膜109進行成膜。希望第二絕緣膜109的厚度為柵電極3c的厚度的約2倍以上。通過這樣做，可在柵電極的側部附近留下一部分絕緣膜，以確保0.5～1.0μm的大的LDD長度。
根據(jù)以上所述，在柵電極3c和柵絕緣膜2的表面上形成側壁用的層疊絕緣膜。在該層疊絕緣膜的的形成工序中，最好利用與柵絕緣膜2不同的絕緣性材料形成第一絕緣膜108。例如，在本例中，將柵絕緣膜2定為氧化硅膜，將第一絕緣膜108定為氮化硅膜。此外，在本例中，將第二絕緣膜109定為氧化硅膜，使在第一絕緣膜108的上下配置的成為柵絕緣膜2與第二絕緣膜109的主體的組成為相同的。
其次，如圖6(c)、圖7(a)中所示，通過對由該第一絕緣膜108和第二絕緣膜109構成的層疊絕緣膜進行全面刻蝕，將有關的層疊絕緣膜形成為寬度比柵電極3c的寬度寬且比多晶半導體膜1寬度窄的預定的圖形。在圖7(a)中，分別用符號8a、8b示出了圖形化后的絕緣膜108、109。
圖11是示出形成了層疊絕緣膜之后的狀態(tài)的剖面示意圖。
在本實施例中，由于至少上層的絕緣膜109以各向同性的方式(即，d1＝d2)形成其厚度或在橫方向(即，d1＜d2)上形成得厚，故在柵電極3c的側壁形成絕緣膜的厚的部分(即，d1＜d3)。因此，在對這樣的層疊絕緣膜進行全面各向異性刻蝕(回刻)的情況下，在柵電極的側壁附近留下一部分絕緣膜，利用后述的摻雜，就在與該留下的絕緣膜對應的部分中形成LDD區(qū)。
再有，在如本實施例那樣利用多個絕緣膜構成了側壁用的絕緣膜的情況下，通過控制這些絕緣膜的層疊條件(膜的種類、膜厚、層疊結構)或刻蝕條件，即使對于錐形形狀的柵電極，也能確保0.5～1.0μm的大的LDD長度。
例如，在將柵絕緣膜2定為氧化硅、在該柵絕緣膜2上依次形成了由氮化硅膜構成的第一絕緣膜108和由氧化硅膜構成的第二絕緣膜109后，利用第一絕緣膜108的刻蝕速度比第二絕緣膜109的刻蝕速度慢那樣的刻蝕條件(例如將處理氣體定為富碳的氟化碳氣體)來實施全面各向異性刻蝕。在該刻蝕工序中，首先除去在上層側配置的第二絕緣膜109，但如上所述，由于在柵電極3c的附近將第二絕緣膜109形成得較厚，故即使在完全除去位于柵電極3c的周圍的第二絕緣膜而露出下層側的第一絕緣膜108的階段中，也成為在柵電極3c的側部留下一部分第二絕緣膜109的狀態(tài)。而且，如果在其后再繼續(xù)刻蝕，雖然在柵電極周圍露出的第一絕緣膜108被刻蝕，則由于該第一絕緣膜108的刻蝕速度比在柵電極側部留下的第二絕緣膜109的刻蝕速度慢，故在柵電極3c的附近緩慢地繼續(xù)第一絕緣膜108的刻蝕，位于柵電極附近的第一絕緣膜108就被圖形化為坡度小的錐形形狀。因而，在利用上述的條件進行了刻蝕的情況下，與例如將第一、第二絕緣膜作成單層的絕緣膜的情況相比，可沿柵電極留下寬度寬的絕緣膜，這一點對于為了對大的尺寸的TFT形成LDD區(qū)是有利的。再有，在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，可使刻蝕在上層側配置的第二絕緣膜109時的刻蝕條件與刻蝕在下層側露出的第一絕緣膜108時的刻蝕條件不同。例如，在刻蝕在上層側配置的第二絕緣膜109時，用該上層側的絕緣膜109的刻蝕速度比在下層側配置的第一絕緣膜108的刻蝕速度快那樣的條件(例如將處理氣體定為富碳的氟化碳氣體)進行刻蝕，在刻蝕在下層側露出的第一絕緣膜108時，也可用該下層側的絕緣膜108的刻蝕速度比在上層側配置的第二絕緣膜109的刻蝕速度快那樣的條件(例如將處理氣體定為幾乎不含有碳的氟類的氣體)進行刻蝕。通過這樣做，可盡可能減少柵絕緣膜2的刻蝕量，而且，可在柵電極附近較多地留下第二絕緣膜109，可將LDD長度控制成比通常的LDD長度長。
此外，在本實施例中，由于用與柵絕緣膜2不同的材料構成了第一絕緣膜8a，故第一絕緣膜8a的刻蝕的終點變得清晰，沒有過刻蝕的可能性。
例如，將柵絕緣膜2定為氧化硅，將第一絕緣膜108定為氮化硅膜，將第二絕緣膜109定為氧化硅膜，使用氟化碳(CF類)氣體對由第一、第二絕緣膜構成的層疊絕緣膜進行各向異性全面刻蝕。在該刻蝕工序中，作為氧化硅膜的第二絕緣膜109中的氧與氟化碳氣體中的碳反應，成為一氧化碳(CO)或二氧化碳(CO2)，但由于通過使用發(fā)光分光或吸收分光等方法可檢測出這些氣體，故通過分析用有關的發(fā)光分光等得到的信號，檢測出第二絕緣膜109的刻蝕的終點。即，如果膜厚薄的部分(除了柵電極附近的部分)被刻蝕而露出由氮化硅膜構成的第一絕緣膜108(圖6(c)的工序)，故由于不存在反應的對方的氧，故用上述的發(fā)光分光等檢測出的一氧化碳或二氧化碳的信號就減少了。因而，通過根據(jù)有關的信號變化來控制刻蝕，可控制在柵電極附近留下的絕緣膜109的量或寬度，最終地可控制LDD長度。此外，通過使用同樣的方法檢測出下層側的第一絕緣膜108的刻蝕的終點，可將柵絕緣膜2的刻蝕量抑制為最小限度。
其次，如圖7(b)中所示，以形成為預定的圖形的絕緣膜8x為掩模，以0.1×1015～約10×1015/cm2的劑量對多晶半導體膜1注入高濃度的雜質離子(磷離子)32。由此，在源區(qū)1x和漏區(qū)1y中分別在位于絕緣膜8x的正下方部分地留下低濃度區(qū)1b、1c的狀態(tài)下，可形成高濃度區(qū)1d、1e。即，在源區(qū)1x和漏區(qū)1y中，能以自對準的方式形成具有與以預定的圖形形成的絕緣膜8x的比柵電極3c的寬度形成得寬的部分的長度大致相等的LDD長度的低濃度區(qū)(LDD區(qū))1b、1c。
其次，如圖7(c)中所示，在形成了絕緣膜8x的基板主體10A的整個面上利用CVD法等以300～800nm的厚度對由氧化硅膜等構成的第1層間絕緣膜4進行成膜。作為在該工序中使用的原料氣體，TEOS與氧氣的混合氣體等是合適的。其次，通過利用激光退火、爐退火等進行退火，進行在源區(qū)1x(高濃度源區(qū)1d、低濃度源區(qū)1b)和漏區(qū)1y(高濃度漏區(qū)1e、低濃度漏區(qū)1c)中注入了的雜質的激活。
其次，如圖8(a)中所示，在形成了預定的圖形的光致抗蝕劑(圖示省略)后，以該抗蝕劑為掩模，進行第1層間絕緣膜4的干法刻蝕，在第1層間絕緣膜4中在與高濃度源區(qū)1d和高濃度漏區(qū)1e對應的部分中分別形成接觸孔13、14。
最后，如圖8(b)中所示，在第1層間絕緣膜4的整個面上利用濺射法等對由鋁、鈦、氮化鈦、鉭、鉬等或以這些材料的某一種為主要成分的合金等構成的金屬膜進行了成膜后，利用光刻法進行圖形化，形成400～800nm的厚度的數(shù)據(jù)線6a、源線6b，可制造n溝道型的TFT30。
如以上已說明的那樣，在本實施例的TFT的制造方法中，由于采用了下述的結構，即，在多晶半導體膜1中形成了低濃度的源區(qū)1x和漏區(qū)1y后，在形成了柵電極3c的基板主體10A上，通過控制由2種以上的絕緣膜構成的層疊絕緣膜8x和刻蝕條件，形成其寬度比柵電極3c的寬度寬且比多晶半導體膜1的寬度窄的預定的圖形，以該層疊絕緣膜8x為掩模，在多晶半導體膜1中注入高濃度的雜質，故在源區(qū)1x和漏區(qū)1y中分別形成為預定的形狀的層疊絕緣膜8的比柵電極3c的寬度形成得寬的部分的長度相當于LDD長度，可形成0.5～1.0μm的大的LDD長度。
此外，利用以上的制造方法制造的本實施例的TFT30可與柵電極3c的側面形狀或LDD長度無關地高精度地控制LDD長度，在耐壓性、電流-電壓特性等的性能方面良好。
以上只說明了TFT30的制造方法，但除了將TFT30的制造工藝定為上述的工藝外，由于可用與眾所周知的制造方法同樣地制造本實施例的液晶裝置，故對于其它的制造工藝，省略其說明。
再有，在本實施例中，只說明了具備由多晶硅構成的多晶半導體膜的TFT，但本發(fā)明也可應用于具備硅以外的多晶半導體膜的TFT。此外，不限于多晶半導體膜，也可應用于具備非晶質半導體膜的TFT。此外，只說明了n溝道型的TFT，但本發(fā)明也可應用于p溝道型的TFT。此外，在本實施例中，舉出液晶裝置作為電光裝置進行了說明，但只要是EL裝置、等離子顯示器等具備TFT的裝置，本發(fā)明就可應用于任何這樣的裝置。
〔電子設備〕其次，說明具備本發(fā)明的上述實施例的液晶裝置(電光裝置)的電子設備的具體例。
圖9(a)是示出了移動電話機的一例的斜視圖。在圖9(a)中，500示出了移動電話機主體，501示出了具備上述的液晶裝置的液晶顯示部。
圖9(b)是示出了文字處理器、個人計算機等的攜帶型信息處理裝置的一例的斜視圖。在圖9(b)中，600是信息處理裝置，601是鍵盤等的輸入部，603是信息處理主體，602示出了具備上述的液晶裝置的液晶顯示部。
圖9(c)是示出了手表型電子設備的一例的斜視圖。在圖9(c)中，700示出了手表主體，701示出了具備上述的液晶裝置的液晶顯示部。
由于圖9(a)～(c)中示出的電子設備具備上述實施例的液晶裝置，故在性能方面良好。
權利要求
1.一種薄膜半導體器件的制造方法，在具備具有源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)的半導體膜和經(jīng)柵絕緣膜與該半導體膜對置的柵電極，同時在上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)和相對地低的低濃度區(qū)的薄膜半導體器件的制造方法中，其特征在于，具有下述工序在基板上形成預定的圖形的半導體膜的工序；在上述半導體膜上形成柵絕緣膜的工序；在上述柵絕緣膜上形成具有錐形形狀的柵電極的工序；以上述柵電極為掩模、在上述半導體膜中注入低濃度的雜質的工序；在形成了上述柵電極的上述基板上層疊2種或2種以上的不同的絕緣膜以形成層疊絕緣膜的工序；進行上述層疊絕緣膜的全面刻蝕、將上述層疊絕緣膜中至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極寬度寬且比上述半導體膜寬度窄的預定的圖形的工序；以及將以預定的圖形形成的上述層疊絕緣膜為掩模、在上述半導體膜中注入高濃度的雜質的工序。
2.如權利要求1中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于在上述層疊絕緣膜的形成工序中，以各向同性的方式形成上述層疊絕緣膜中最上層的絕緣膜，在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，利用各向異性全面刻蝕進行上述層疊絕緣膜的刻蝕。
3.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于在將上述層疊絕緣膜形成為預定的圖形的工序中，在將上述層疊絕緣膜中至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極寬度寬且比上述半導體膜寬度窄的預定的圖形后，進行各向異性刻蝕。
4.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于上述層疊絕緣膜的最上層的絕緣膜與成為上述柵絕緣膜的主體的組成是相同的。
5.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，檢測出上述層疊絕緣膜的最上層的絕緣膜的刻蝕的終點以控制在上述柵電極的附近留下的絕緣膜的量。
6.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于在上述層疊絕緣膜的刻蝕工序中，在下述的條件下進行刻蝕，即，刻蝕配置在上層側的絕緣膜時的該上層側的絕緣膜的刻蝕速度比與之相比配置在下層側的絕緣膜的刻蝕速度快，而且刻蝕在下層側露出的絕緣膜時的該下層側的絕緣膜的刻蝕速度比與之相比配置在上層側的絕緣膜的刻蝕速度快。
7.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于上述柵絕緣膜由氧化硅膜構成。
8.如權利要求1或2中所述的薄膜半導體器件的制造方法，其特征在于從下層側起按順序層疊由氮化硅膜構成的第一絕緣膜和由氧化硅膜構成的第二絕緣膜來構成上述層疊絕緣膜。
9.一種薄膜半導體器件，該薄膜半導體器件利用權利要求1至8的任一項中所述的薄膜半導體器件的制造方法來制造，其特征在于至少沿上述柵電極的上表面和側面形成了上述絕緣膜，同時在上述半導體的上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別與上述絕緣膜的以比上述柵電極寬度寬的方式形成的部分對應地形成了上述低濃度區(qū)域。
10.一種電光裝置的制造方法，在具備具有源區(qū)、溝道區(qū)和漏區(qū)的半導體膜和經(jīng)柵絕緣膜與該半導體膜對置的柵電極，同時在上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別形成了雜質濃度相對地高的高濃度區(qū)和相對地低的低濃度區(qū)的薄膜半導體器的電光裝置的制造方法中，其特征在于，具有下述工序在基板上形成預定的圖形的半導體膜的工序；在上述半導體膜上形成柵絕緣膜的工序；在上述柵絕緣膜上形成具有錐形形狀的柵電極的工序；以上述柵電極為掩模、在上述半導體膜中注入低濃度的雜質的工序；在形成了上述柵電極的上述基板上層疊2種或2種以上的不同的絕緣膜以形成層疊絕緣膜的工序；進行上述層疊絕緣膜的全面刻蝕、將上述層疊絕緣膜中至少1層絕緣膜形成為比上述柵電極寬度寬且比上述半導體膜寬度窄的預定的圖形的工序；以及將以預定的圖形形成的上述層疊絕緣膜為掩模、在上述半導體膜中注入高濃度的雜質的工序。
11.一種電光裝置，該電光裝置是利用權利要求10中所述的電光裝置的制造方法制造的，其特征在于至少沿上述柵電極的上表面和側面形成了上述層疊絕緣膜，同時在上述半導體的上述源區(qū)和上述漏區(qū)中分別與上述層疊絕緣膜的以比上述柵電極寬度寬的方式形成的部分對應地形成了上述低濃度區(qū)域。
12.一種電子設備，其特征在于具備權利要求11中所述的電光裝置。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供可與柵電極的形狀或LDD長度無關地高精度地控制LDD長度的薄膜半導體器件的制造方法。首先，在基板10A上依次形成預定的圖形的半導體膜1、柵絕緣膜2、和錐形形狀的柵電極3c，以柵電極3c為掩模在半導體膜1中注入低濃度的雜質。其次，在形成了柵電極3c的透光性基板10A上形成了由2種以上的絕緣膜構成的層疊絕緣膜后，進行全面刻蝕，形成層疊絕緣膜8x，使至少1層的絕緣膜成為其寬度比柵電極3c的寬度寬且比半導體膜1的寬度窄的預定的圖形。其次，以層疊絕緣膜8x為掩模在半導體膜1中注入高濃度的雜質。
文檔編號H01L29/423GK1540397SQ20041003387
公開日2004年10月27日 申請日期2004年4月15日 優(yōu)先權日2003年4月25日
發(fā)明者世良博 申請人:精工愛普生株式會社