專利名稱：電路基板和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路基板和顯示裝置。更詳細而言，涉及具備提高了 可靠性的高性能薄膜晶體管的電路基板和具備上述電路基板的顯示裝 置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著高度信息化，平板顯示器的市場不斷擴大。作為平
板顯示器，已知有非自發(fā)光型的液晶顯示器(LCD)、自發(fā)光型的等離 子體顯示器PDP、無機電致發(fā)光(無機EL)顯示器、有機電致發(fā)光(有 機EL)顯示器等，對它們的開發(fā)也在廣泛地進行。
在現(xiàn)有的顯示裝置中，采取在顯示裝置面板的外側(cè)安裝驅(qū)動電路 等方式，但是近年來，為了實現(xiàn)降低成本、窄邊框化、薄型化等，對 于安裝有將驅(qū)動電路等設(shè)置在顯示裝置面板內(nèi)部的基板上的完全一體 化型的電路基板的顯示裝置不斷進行研發(fā)。
對設(shè)置在驅(qū)動電路等上的薄膜晶體管(TFT),要求與用于現(xiàn)有的 像素的開關(guān)的TFT相比能夠在更低的電壓下動作，能夠進行高速動作。 一般而言，驅(qū)動電路等信號處理電路是能夠在3 5V左右的低電壓下 動作的電路，為了滿足顯示器的高速動作性，驅(qū)動電路用TFT需要在 低電壓下高速動作。另一方面，加上像素用TFT的閾值電壓、液晶的 閾值電壓、灰度等級顯示所需的電壓、和液晶的驅(qū)動電壓，像素電路 的電源電壓被設(shè)定為14 25V左右。因此，像素用TFT被施加比較高 的電壓，容易劣化。此外，在用于顯示部的周邊的電路的一部分之中， 也有適合于在高電壓下動作的電路，優(yōu)選根據(jù)用途區(qū)分使用TFT的結(jié) 構(gòu)。
因此，公開有為了能夠根據(jù)用途區(qū)分使用TFT，以不同的結(jié)構(gòu)形 成在高電壓下動作的TFT和在低電壓下動作的TFT的技術(shù)(例如，參 照專利文獻1和2)。在專利文獻1和2中，區(qū)分使用形成在同一個基 板上的、用作低耐壓(電壓)用晶體管的頂柵型TFT和用作高耐壓(電壓)用晶體管的底柵型TFT。
專利文獻l:日本特開平11—54761號公報 專利文獻2:日本特開2007—13013號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在專利文獻1和2中，在基板的正上方配置底柵型TFT的 柵極電極，在其之上配置兼作底柵型TFT的柵極絕緣膜的頂柵型TFT 的基底層，在其上層配置底柵型TFT和頂柵型TFT的半導(dǎo)體層，因此， 有可能存在產(chǎn)生雜質(zhì)從基板擴散至半導(dǎo)體層的雜質(zhì)污染或產(chǎn)生柵極絕 緣膜的絕緣性(絕緣耐壓)下降等問題。此外，因為頂柵型TFT的基 底層兼作底柵型TFT的柵極絕緣膜，并且在柵極絕緣膜和基板之間夾 著底柵型TFT的柵極電極，所以，頂柵型TFT的基底層的熱擴散特性 根據(jù)位置而變化，由此在半導(dǎo)體層的結(jié)晶化工序中有可能存在產(chǎn)生多 晶硅的結(jié)晶性惡化的問題，從可靠性的觀點出發(fā)，還需要再改進。
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而完成的，其目的在于，提供一種電路基 板，該電路基板在同一個基板上形成有頂柵型TFT和底柵型TFT，并 且能夠?qū)崿F(xiàn)TFT的可靠性提高。
本發(fā)明者經(jīng)過對在同一基板上配置有底柵型和頂柵型的薄膜晶體 管的電路基板進行各種研究，著眼于薄膜晶體管的配置在基板側(cè)的膜 和柵極絕緣膜的配置結(jié)構(gòu)。于是發(fā)現(xiàn)，如果在基板正上方配置底柵型 TFT的柵極電極，在其之上配置兼作底柵型TFT的柵極絕緣膜的頂柵 型TFT的基底層，進一步在其之上配置底柵型TFT和頂柵型TFT的半 導(dǎo)體層，則有可能存在發(fā)生來自基板的雜質(zhì)污染或發(fā)生柵極絕緣膜的 絕緣性下降等的問題，此外，由于頂柵型TFT的基底層的熱擴散特性 根據(jù)位置而變化，因此在半導(dǎo)體層的結(jié)晶化工序中有可能存在發(fā)生多 晶硅的結(jié)晶性的惡化的問題，并且發(fā)現(xiàn)，上述電路基板通過采用如下 結(jié)構(gòu)，即，在基板上設(shè)置有從基板側(cè)起疊層第一柵極電極、第一柵極 絕緣膜和第一半導(dǎo)體層的底柵型薄膜晶體管，和從基板側(cè)起疊層第二 半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣膜和第二柵極電極的第一頂柵型薄膜晶體管， 并且在基板與第一頂柵型薄膜晶體管的第二半導(dǎo)體層之間具有2個以 上的絕緣膜，上述2個以上的絕緣膜包括在基板與底柵型薄膜晶體管的第一柵極電極之間配置的底涂膜、和底柵型薄膜晶體管的第一柵 極絕緣膜，由此實現(xiàn)同時具有雜質(zhì)污染的防止特性和高絕緣性的柵極 絕緣膜的形成，進一步通過改善底涂膜的熱擴散特性，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠 性高的薄膜晶體管，從而想到能夠完美地解決上述問題，完成了本發(fā) 明。
艮P，本發(fā)明是一種電路基板，其在基板上設(shè)置有從基板側(cè)起疊層 第一柵極電極、第一柵極絕緣膜和第一半導(dǎo)體層的底柵型薄膜晶體管， 和從基板側(cè)起疊層第二半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣膜和第二柵極電極的 第一頂柵型薄膜晶體管，在上述電路基板中，在基板與第一頂柵型薄
膜晶體管的第二半導(dǎo)體層之間具有2個以上的絕緣膜，上述2個以上
的絕緣膜包括在基板與底柵型薄膜晶體管的第一柵極電極之間配置 的底涂膜、和底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜。
下面詳細說明本發(fā)明。另外，以下所示的各種方式也可以適當(dāng)?shù)?組合。
本發(fā)明的電路基板在基板上設(shè)置有從基板側(cè)起疊層第一柵極電 極、第一柵極絕緣膜和第一半導(dǎo)體層的底柵型薄膜晶體管，和從基板 側(cè)起疊層第二半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣膜和第二柵極電極的第一頂柵 型薄膜晶體管。通過設(shè)置底柵型和頂柵型兩種類型的薄膜晶體管，能
夠根據(jù)用途區(qū)分使用兩種類型的TFT。
上述底柵型薄膜晶體管為，第一柵極電極被局部地配置在基板上， 在第一柵極電極上配置有第一柵極絕緣膜，在其之上配置有第一半導(dǎo) 體層。另外，上述第一柵極電極包括金屬膜，并且在液晶顯示裝置中 使用上述電路基板的情況下，從削減制造工序數(shù)量的觀點出發(fā)，上述 第一柵極電極優(yōu)選使用例如與構(gòu)成輔助電容(在驅(qū)動成為用于顯示液 晶顯示裝置的圖像的最小單位的像素時，用于保持向液晶施加的電壓 的電容)的輔助電容下電極等金屬膜同樣的金屬膜進行圖案形成。
在上述電路基板中，在基板與第一頂柵型薄膜晶體管的第二半導(dǎo) 體層之間具有2個以上的絕緣膜。通過在第一頂柵型薄膜晶體管的第 二半導(dǎo)體層下配置2個以上的絕緣膜，能夠選擇多個與目的相符的材 料和膜厚的膜，因此，2個以上的絕緣膜優(yōu)選以不同的材料形成。
另外，在本說明書中，所謂"上"是指離基板遠的一方，所謂"下"是指離基板近的一方。
上述2個以上的絕緣膜包括在基板與底柵型薄膜晶體管的第一 柵極電極之間配置的底涂膜、和底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜。 上述底涂膜優(yōu)選配置在第一柵極電極的下層的基板的正上方的整個面 上。在這種情況下，能夠在整個基板面上更均勻地進行經(jīng)由底涂膜的 熱擴散。由此，在利用使非晶硅膜結(jié)晶化而形成的多晶硅膜形成第一 和第二半導(dǎo)體層的情況下，能夠使利用激光等進行的加熱均勻，并能 夠提高多晶硅的結(jié)晶性。此外，通過使用有效地防止雜質(zhì)從基板擴散 至第一和第二半導(dǎo)體層的膜作為底涂膜，能夠使用具有高絕緣性的膜 作為上述第一柵極絕緣膜。由此，能夠同時實現(xiàn)雜質(zhì)擴散的防止和具 有高絕緣性的第一柵極絕緣膜的配置。此外，上述底涂膜進一步優(yōu)選 使用能夠緩和在基板與第一柵極電極或第一柵極絕緣膜之間產(chǎn)生的應(yīng) 力的材料形成。由此，能夠緩和在基板與2個材料之間產(chǎn)生的應(yīng)力， 并能夠抑制膜剝落、TFT的特性變化等。此外，上述2個以上的絕緣 膜還可以由3個以上的膜形成，例如，也可以包括由2個膜形成的底 涂膜和由2個膜形成的第一柵極絕緣膜。而且，底涂膜、第一柵極絕 緣膜和第二柵極絕緣膜既可以在基板的整個面上形成，也可以局部地 形成，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定底涂膜、第一柵極絕緣膜和第二柵極絕緣膜的配置 區(qū)域即可。而且，在上述第一頂柵型薄膜晶體管中，第二半導(dǎo)體層形 成在底涂膜和第一柵極絕緣膜的上層，在第二半導(dǎo)體層的上層配置有 第二柵極絕緣膜，在第二柵極絕緣膜之上，在與第一頂柵型TFT的柵 極(溝道區(qū)域)相當(dāng)?shù)膮^(qū)域配置有第二柵極電極。另外，在本說明書 中，"底涂膜"是指配置在底柵型薄膜晶體管和第一頂柵型薄膜晶體管 雙方的下層(基板側(cè))的膜。
上述底涂膜優(yōu)選為能夠有效地防止來自基板的雜質(zhì)擴散的膜，在 這種情況下，第一柵極絕緣膜的雜質(zhì)擴散防止功能也可以較低。因此， 第一柵極絕緣膜能夠使用絕緣性和與第一半導(dǎo)體層的界面狀態(tài)優(yōu)良的 材料。這樣，通過將2個以上的絕緣膜配置在第二柵極電極下，能夠 同時實現(xiàn)防止來自基板的雜質(zhì)擴散的膜的形成，以及絕緣性和與半導(dǎo) 體層的界面狀態(tài)優(yōu)良的柵極絕緣膜的形成。
上述電路基板具有第一頂柵型TFT和底柵型TFT這兩種以上的TFT，因為能夠同時進行特性不同的第一頂柵型TFT和底柵型TFT的 第一和第二半導(dǎo)體層的形成，所以，與在不同的工序中形成同型且特 性不同的TFT的情況相比，能夠減少制造工序的數(shù)量。另一方面，在 相同的成膜工序和圖案形成工序中形成同型且特性不同的TFT的半導(dǎo) 體層，使柵極絕緣膜的膜厚在各TFT中變化的情況下，成為如下方式， 即，在對柵極絕緣膜的膜厚較小的TFT的柵極電極進行圖案形成之后， 追加?xùn)艠O絕緣膜的膜厚較大的TFT的柵極絕緣膜。因此，在對柵極絕 緣膜的膜厚較小的TFT的柵極電極進行圖案形成時，具有膜厚較大的 柵極絕緣膜的TFT的柵極絕緣膜由于蝕刻而受到損傷。此外，由于柵 極絕緣膜被蝕刻，會在膜厚上產(chǎn)生偏差。與此相對，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 的第一和第二柵極絕緣膜中，不會發(fā)生這樣的由蝕刻引起的損傷、膜 厚偏差。此外，在第二柵極絕緣膜形成后進行用于在第一和第二半導(dǎo) 體層形成溝道區(qū)域、源極區(qū)域、漏極區(qū)域等的離子摻雜的情況下，還 存在由于離子通過的絕緣膜(第二柵極絕緣膜)的膜厚在第一頂柵型 TFT和底柵型TFT中不變化而容易進行離子摻雜的控制的優(yōu)點。進一 步，在上述電路基板設(shè)置在液晶顯示裝置中的情況下，像素的輔助電 容優(yōu)選通過下述方式形成，即，輔助電容下電極、第一柵極絕緣膜和 輔助電容上電極從基板側(cè)依次形成，輔助電容下電極通過對與第一柵 極電極相同的金屬膜進行圖案形成而被形成，輔助電容上電極通過對 與第一和第二半導(dǎo)體層相同的膜進行圖案形成而被形成。由此，能夠 使得在像素的輔助電容中不發(fā)生由半導(dǎo)體層的端部的臺階引起的靜電 放電(ElectrostaticDischarge: ESD)破壞。此外，在該方式的情況下， 在俯視時，能夠?qū)⑤o助電容上電極形成在輔助電容下電極的內(nèi)側(cè)的區(qū) 域，因此能夠?qū)崿F(xiàn)在像素的輔助電容的端部沒有臺階的結(jié)構(gòu)。另一方 面，像素的輔助電容以下述方式形成，即，輔助電容下電極、第二柵
極絕緣膜和輔助電容上電極從基板側(cè)依次形成，輔助電容下電極通過 對與第一和第二半導(dǎo)體層相同的膜進行圖案形成而被形成，輔助電容
上電極通過對與第二柵極電極相同的金屬膜進行圖案形成而被形成， 在此情況下，因為輔助電容上電極跨越輔助電容下電極的端部(因為 涉及端部)，所以由于由輔助電容下電極端的覆蓋(coverage)弓i起的 耐壓下降，容易發(fā)生ESD破壞。但是，如果由耐壓下降引起的ESD破壞在能夠容許的范圍內(nèi)，則 通過按第一柵極電極(通過對與第一柵極電極相同的膜進行圖案形成 而形成的層)、第一柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層(通過對與第一和第二半導(dǎo) 體層相同的膜進行圖案形成而形成的層)、第二柵極絕緣膜、第二柵極 電極(通過對與第二柵極電極相同的膜進行圖案形成而形成的層)的 順序形成，形成包括兩片絕緣膜的疊層像素輔助電容，能夠減小像素 的輔助電容的面積。
下面說明本發(fā)明的優(yōu)選方式。
在上述電路基板中，由于底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜和 第一頂柵型薄膜晶體管的第二柵極絕緣膜的膜厚不同，能夠形成耐壓 相互不同的薄膜晶體管。由此，能夠在需要高性能的TFT中使用以低 電壓驅(qū)動的柵極絕緣膜的膜厚較薄的TFT，對于以高電壓驅(qū)動的TFT， 能夠使用利用膜厚較厚的柵極絕緣膜的TFT。
上述電路基板優(yōu)選為，底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜的膜 厚大于第一頂柵型薄膜晶體管的第二柵極絕緣膜的膜厚。在電路基板 設(shè)置在使用TFT作為像素的開關(guān)元件的顯示裝置中的情況下，用作像 素的開關(guān)元件的TFT的柵極絕緣膜的膜厚設(shè)定得較大。而且，通過令 用作像素的開關(guān)元件的TFT為底柵型TFT，能夠?qū)τ谟米飨袼氐拈_關(guān) 元件的TFT和用作電路的底柵型TFT雙方， 一并進行使用自調(diào)整(自 我匹配)柵極形成技術(shù)的LDD結(jié)構(gòu)的形成工序。自調(diào)整柵極形成技術(shù) 能夠以如下的方式進行。首先，在形成第二柵極絕緣膜后，在第二柵 極絕緣膜上涂敷抗蝕劑。然后，將第一柵極電極代替光掩模進行背面 曝光(從基板的與底涂膜相反的一側(cè)進行曝光)，形成自調(diào)整的摻雜掩 模。然后，在該狀態(tài)下，從基板的前面?zhèn)?基板的底涂膜一側(cè))進行 低濃度的摻雜。接著，重新涂敷形成在第二柵極絕緣膜上的抗蝕劑， 從前面?zhèn)仁褂霉庋谀Ｐ纬稍礃O和漏極區(qū)域，由此形成LDD結(jié)構(gòu)。
上述底涂膜優(yōu)選包括氮化硅，進一步優(yōu)選由氮化硅構(gòu)成(是氮化 硅膜)。通過使用氮化硅作為底涂膜的材料，能夠有效地防止來自基板 的Na等雜質(zhì)離子向第一柵極電極、第一和第二半導(dǎo)體層等的擴散。
上述第一柵極絕緣膜因為作為底柵型TFT的柵極絕緣膜被使用， 所以優(yōu)選絕緣性好，并且與第一半導(dǎo)體層相接時的界面狀態(tài)良好。作
8料，例如能夠列舉氧化硅。 即，上述第一柵極絕緣膜優(yōu)選包括氧化硅，進一步優(yōu)選為以正硅酸四乙酯(TetraEthyl Ortho Silicate: TEOS)為原料氣體形成的氧化硅膜。 第一柵極絕緣膜通過使用氧化硅，特別是使用將TEOS作為原料氣體 使用的氧化硅膜，能夠形成絕緣性良好的柵極絕緣膜，并能夠?qū)崿F(xiàn)第 一柵極絕緣膜的薄膜化。因此，能夠使底柵型TFT的特性高性能化。 此外，因為氧化硅膜是硅被氧化后的化合物，所以與一般在半導(dǎo)體層 中使用的硅的匹配性好。因此，也作為第一半導(dǎo)體層和配置在第一半 導(dǎo)體是的基板一側(cè)的層的緩沖層發(fā)揮作用，能夠改善第一半導(dǎo)體層的 結(jié)晶性。另外，由于上述電路基板在第一柵極絕緣膜的下層至少具有 底涂膜，所以，第一柵極絕緣膜的防止來自基板的雜質(zhì)的擴散的功能 也可以較低。上述電路基板優(yōu)選在與底柵型薄膜晶體管重疊的區(qū)域設(shè)置有第二 頂柵型薄膜晶體管，并且具有由底柵型薄膜晶體管和第二頂柵型薄膜 晶體管構(gòu)成的雙柵型薄膜晶體管。這樣，上述電路基板也可以具有疊 層底柵型薄膜晶體管和第二頂柵型薄膜晶體管的雙柵型薄膜晶體管。 雙柵型薄膜晶體管進一步優(yōu)選具有頂柵型薄膜晶體管和底柵型薄膜晶 體管的半導(dǎo)體層共用的疊層結(jié)構(gòu)，在該情況下，具有從基板側(cè)起依次 疊層第一柵極電極、第一柵極絕緣膜、第一半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣 膜和第三柵極電極的結(jié)構(gòu)。所謂"雙柵極薄膜晶體管"是指相對于一 組源極和漏極具有兩個柵極的薄膜晶體管。 一般而言，當(dāng)為了降低電 力消耗而要使得薄膜晶體管的驅(qū)動電壓低電壓化時，薄膜晶體管的電 流量下降。因此進行了如下的嘗試，即，通過微細加工縮短溝道長度， 或令柵極絕緣膜的膜厚變薄等增加薄膜晶體管的電流量。但是，在微 細加工中，存在薄膜晶體管的可靠性下降等的問題。相對于此，如果 利用雙柵型薄膜晶體管，則能夠流動上下兩個晶體管的量的電流。例 如，在由頂柵型薄膜晶體管和底柵型薄膜晶體管兩個薄膜晶體管構(gòu)成 雙柵型薄膜晶體管的情況下，通過采用相對于一組源極和漏極電極使 用兩個薄膜晶體管的 9不特別受到限定。本發(fā)明還是包括上述電路基板的顯示裝置。作為上述顯示裝置， 能夠列舉液晶顯示裝置、有機電致發(fā)光顯示裝置等。包括上述電路基 板的顯示裝置因為能夠具備設(shè)置有提高了可靠性的高性能薄膜晶體管 的一體化電路，所以能夠具有良好的顯示特性。采用本發(fā)明的電路基板，因為能夠分別形成作為柵極絕緣膜使用 的膜和抑制來自基板的雜質(zhì)的擴散的膜，所以能夠形成抑制來自基板 的雜質(zhì)擴散等，并且具備具有高絕緣性的柵極絕緣膜的薄膜晶體管。


圖1是表示實施方式1的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。圖2是表示實施方式2的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。 圖3是表示比較例1和2的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。 符號的說明10:基板 11:底涂膜12a、 12b、 12d:第一絕緣膜 13a、 13b、 13d、 13e:半導(dǎo)體層 13c、 13f:輔助電容上電極14、 14d:第二絕緣膜15、 15d:覆蓋層16、 16d:第一層間膜17、 17d:第二層間膜18、 18d:源極和漏極電極 19a、 19e:第二柵極電極 19b、 19d:第一柵極電極 19c、 19f:輔助電容下電極 20:第三柵極電極21、 21d:低濃度摻雜物區(qū)域具體實施方式
以下列舉實施方式，參照附圖更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并 不僅限于這些實施方式。 (實施方式l)圖1是表示實施方式1的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。在實施方式1中，形成有構(gòu)成驅(qū)動電路的底柵型TFT、頂柵型TFT和像素的 輔助電容元件。如圖1所示，實施方式1的電路基板在基板10上的整個面上，形 成有由氮化硅構(gòu)成并且膜厚為50nm的底涂膜11，在其之上，以300nm 的膜厚形成有底柵型TFT的第一柵極電極1%和像素的輔助電容下電 極19c。在第一柵極電極19b和輔助電容下電極19c的上層，在基板上 的整個面上，配置有膜厚100nm的第一絕緣膜12a。第一絕緣膜12a 由使用TEOS為原料氣體的氧化硅形成，并且還作為底柵型TFT的柵 極絕緣膜發(fā)揮作用。在第一絕緣膜12a上，作為頂柵型TFT的半導(dǎo)體層13a、底柵型 TFT的半導(dǎo)體層13b和像素的輔助電容上電極13c，形成有由多晶硅構(gòu) 成的膜厚45nm的半導(dǎo)體層。在半導(dǎo)體層13b的溝道區(qū)域、與半導(dǎo)體層 13b的源極區(qū)域及漏極區(qū)域之間形成有低濃度摻雜物區(qū)域21，它們構(gòu) 成LDD結(jié)構(gòu)。在半導(dǎo)體層上，形成有膜厚50nm的第二絕緣膜14，在 位于頂柵型TFT的半導(dǎo)體層13a的上層的第二絕緣膜14上，形成有膜 厚300nm的第二柵極電極19a。在這些部件之上，依次配置有膜厚50nm 的覆蓋層(絕緣層)15、膜厚250nm的第一層間膜(第一層間絕緣膜) 16、膜厚700nm的第二層間膜(第二層間絕緣膜)17，并且通過貫通 第二絕緣膜14、覆蓋層15、第一層間膜16和第二層間膜17而形成的 接觸孔，形成有與頂柵型TFT的半導(dǎo)體層13a和底柵型TFT的半導(dǎo)體 層13b分別連接的源極和漏極電極18。通過采用上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒌讝判蚑FT作為高耐壓用TFT適當(dāng)?shù)?加以利用。此外，能夠?qū)㈨敄判蚑FT作為低耐壓用TFT適當(dāng)?shù)丶右岳?用。因此能夠形成高性能的電路。進一步，能夠形成ESD破壞的發(fā)生被有效地抑制的像素的輔助電容。而且，能夠利用底柵型TFT和/或頂 柵型TFT (其中優(yōu)選底柵型TFT)，在相同的制造工序中形成像素的開 關(guān)用TFT。以下說明實施方式1的電路基板的制造方法。首先，作為前處理，對基板10進行清洗和預(yù)退火。作為基板IO， 雖然沒有特別限定，但是從成本等觀點出發(fā)，優(yōu)選玻璃基板、樹脂基 板等。接著，進行以下(1) (15)的工序。(1) 底涂膜的形成工序在基板10上，利用等離子體化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD)法等，形成底涂膜11。在實施方 式1中，作為原料氣體，使用利用硅甲烷(SiH4)和氨(NH3)的混合 氣體等形成的氮化硅(SiNx)膜。另外，作為底涂膜11，也可以使用 SiON膜、Si02膜等，在使用SiON膜的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)離子雜質(zhì)的 擴散防止，進一步，與在底涂膜ll的上層形成的第一絕緣膜12a的匹 配性好，能夠改善第一絕緣膜12a的膜質(zhì)。在使用Si02膜的情況下， 與在底涂膜11的上層配置的第一絕緣膜12a的匹配性好，能夠改善第 一絕緣膜12a的膜質(zhì)。此外，構(gòu)成底涂膜11的材料并不僅限于上述的 SiNx膜、SiON膜、Si02膜，還可以使用其它的材料，優(yōu)選能夠獲得良 好的平坦性的材料、熱傳導(dǎo)性高的材料等。(2) 第一柵極電極的形成工序利用濺射法等，依次形成氮化鉭(TaN)膜和鎢(W)膜。接著， 利用旋涂法等形成抗蝕劑膜，然后，在利用光刻法將抗蝕劑膜圖案形 成為期望的圖案后，利用蝕刻形成由W/TaN疊層膜構(gòu)成的第一柵極電 極19b。(3) 第一絕緣膜的形成工序利用PECVD法等形成第一絕緣膜12a。在實施方式1中使用氧化 硅膜，該氧化硅膜是使用TEOS作為原料氣體而形成的。通過使用氧 化硅，能夠在底柵型TFT中形成具有高絕緣性的柵極絕緣膜。另外， 作為形成第一絕緣膜12a的材料，并不僅限于使用TEOS作為原料氣 體的氧化硅，只要是絕緣材料就能夠使用。(4) 半導(dǎo)體層的形成工序接著，利用PECVD法等形成非晶硅(a—Si)膜。作為a—Si膜形 成的原料氣體，能夠列舉例如SiH4、乙硅垸(Si2H6)等。
因為在利用PECVD形成的a—Si膜中含有氫，所以在約500'C下 進行用于降低a—Si層中的氫濃度的處理(脫氫處理)。此外，還可以 不進行脫氫處理，而涂敷金屬催化劑，進行用于CG—硅化的前處理。 接著，進行激光退火，通過使a—Si膜熔融、冷卻和固化，形成p—Si (聚硅)膜。作為激光，能夠使用準(zhǔn)分子激光。此時，因為在基板10 的整個面上配置有底涂膜11，所以激光照射引起的熱擴散在基板10上 變得均勻，從而能夠提高多晶硅(p—Si膜)的結(jié)晶性。在p —Si膜的 形成中，作為激光退火的前處理，還可以進行固相結(jié)晶化的熱處理。 接著，利用四氟化碳(CF4)氣體進行干蝕刻，對p—Si膜進行圖案形 成，形成半導(dǎo)體層13a、 13b和輔助電容上電極13c。
(5) 第二絕緣膜的形成工序
接著，利用使用TEOS氣體作為原料氣體的PECVD法等，形成由 氧化硅構(gòu)成的第二絕緣膜14。另外，作為第二絕緣膜14，還可以使用 SiON膜等，第二絕緣膜14的材料只要是絕緣材料即可，并無特別限 定。
(6) 離子摻雜工序
為了對Nch (溝道)的TFT和Pch (溝道)的TFT的閾值電壓施 加偏置，在半導(dǎo)體層13a和13b的整個面上進行離子摻雜。這是因為， 在基板IO上成膜的硅的閾值電壓整體向負(fù)方向偏移，通過在半導(dǎo)體層 13a和13b的整個面上摻雜硼等3價的原子，能夠最恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整Pch的 TFT的閾值電壓。另外，在不需要控制Pch的TFT的閾值電壓的情況 下，也可以不進行該摻雜。
(7) 雜質(zhì)注入工序(Nch的TFT區(qū)域)
為了控制Nch的TFT的閾值，利用光刻法等，以抗蝕劑膜覆蓋Pch 的TFT的形成區(qū)域后，在半導(dǎo)體層13a禾fV或13b中的Nch的TFT的 柵極區(qū)域(溝道區(qū)域)，利用離子摻雜法等摻雜硼等3價的原子。向柵 極區(qū)域的摻雜是為了Nch的TFT和Pch的TFT的閾值調(diào)整，由此，進 行Nch的TFT的閾值的調(diào)準(zhǔn)。此外，通過進行向該柵極區(qū)域的慘雜， 能夠提高柵極區(qū)域的電傳導(dǎo)性。(8) 第二柵極電極的形成工序
利用濺射法等，依次形成氮化鉭(TaN)膜和鎢(W)膜。接著， 在利用光刻法將抗蝕劑膜圖案形成為期望的形狀后，通過蝕刻形成由 TaN/W疊層膜構(gòu)成的第二柵極電極19a。
(9) LDD結(jié)構(gòu)的形成工序
首先，在形成第二絕緣膜14之后，在第二絕緣膜14上涂敷抗蝕 劑。然后，將第一柵極電極1%作為自調(diào)整技術(shù)的摻雜掩模使用，進 行背面曝光。通過使用自調(diào)整技術(shù)，能夠進行無對準(zhǔn)錯位的離子注入， 還能夠減少一個在曝光中使用的光掩模。接著，除去己被曝光的部分 的抗蝕劑，從基板10的前面?zhèn)?，在底柵型TFT的溝道區(qū)域與漏極區(qū)域 及源極區(qū)域之間進行低濃度的離子注入。然后，在后面說明的(11) 源極和漏極區(qū)域的形成工序中，在第二絕緣膜14上涂敷抗蝕劑并進行 圖案形成，并且從前面?zhèn)仁褂霉庋谀Ｐ纬稍礃O和漏極區(qū)域，則低濃度 摻雜物區(qū)域21被形成，從而形成LDD結(jié)構(gòu)。通過形成LDD結(jié)構(gòu)，能 夠緩和溝道內(nèi)部的電場強度，并能夠提高晶體管的可靠性。在與底柵 型TFT同時形成用作像素的開關(guān)的TFT的情況下，也能夠在像素用的 TFT中形成LDD結(jié)構(gòu)。
(10) 源極和漏極區(qū)域的形成工序
接著，為了形成Nch和PchTFT的源極和漏極區(qū)域，在利用光刻 法將抗蝕劑膜圖案形成為期望的形狀后，在成為源極和漏極區(qū)域的區(qū) 域中，利用離子慘雜法等在NchTFT中高濃度地?fù)诫s磷等5價的原子， 在PchTFT中高濃度地?fù)诫s硼等3價的原子。接著，為了使半導(dǎo)體層 13a和13b中存在的雜質(zhì)離子活化，進行約70(TC、 5分鐘的熱活化處 理。由此，能夠提高源極和漏極區(qū)域的電傳導(dǎo)性。作為活化的方法， 另外還能夠列舉照射準(zhǔn)分子激光的方法等。此外，同時，在成為輔助 電容上電極13c的半導(dǎo)體層中高濃度摻雜雜質(zhì)，并進行熱活化處理。
(11) 覆蓋層的形成工序
接著，利用使用TEOS作為原料氣體的PECVD法，在基板10的 整個面上形成由Si()2膜構(gòu)成的覆蓋層15。作為覆蓋層15的材質(zhì)，也 能夠使用SiNx膜、SiON膜等。
(12) 層間膜的形成工序接著，利用使用甲硅烷(SiH4)和氨(NH3)的混合氣體等作為原 料氣體的PECVD法，在基板10的整個面上形成由氮化硅(SiNx)膜 構(gòu)成的第一層間膜16。接著，利用使用TEOS作為原料氣體的PECVD 法，在基板10的整個面上形成由Si02膜構(gòu)成的第二層間膜17。作為 第一層間膜16和第二層間膜17的材質(zhì)，也能夠使用SiNx膜、SiON 膜等。
(13) 接觸孔的形成工序
接著，在第二層間膜17上，在利用旋涂法等形成抗蝕劑膜之后， 利用光刻法將抗蝕劑膜圖案形成為期望的形狀，使用氟酸類的蝕刻溶 液進行第二絕緣膜14、覆蓋層15、第一層間膜16和第二層間膜17的 濕蝕刻，形成用于連接源極和漏極電極18、與頂柵型TFT和底柵型 TFT的半導(dǎo)體層13a和13b的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的接觸孔。在蝕刻 中，也可以使用干蝕刻或并用干蝕刻的濕蝕刻。
(14) 氫終端化工序
為了進行半導(dǎo)體層13a的溝道部與第二絕緣膜14之間的界面、以 及半導(dǎo)體層13b的溝道部與第一絕緣膜12a之間的界面的氫終端化， 進行大致400。C、 l小時的熱處理。另外，氫的供給源為由氮化硅膜構(gòu) 成的第一層間膜16中所含有的氫。
(15) 源極和漏極電極的形成工序
接著，利用濺射法等，依次形成鈦(Ti)膜、鋁(Al)膜、Ti膜。 接著，在利用光刻法將抗蝕劑膜圖案形成為期望的形狀后，利用干蝕 刻對Ti/Al/Ti的金屬疊層膜進行圖案形成，形成源極和漏極電極18。 此時，源極和漏極電極18與源極區(qū)域和漏極區(qū)域分別通過形成在第二 絕緣膜14、覆蓋層15、第一層間膜16和第二層間膜17上的接觸孔導(dǎo) 通。
通過以上的工序，能夠形成構(gòu)成驅(qū)動電路的TFT和像素的輔助電 容。此外，還可以通過這些工序同時形成用作像素的開關(guān)的TFT。
在本實施方式的電路基板上，在頂柵型TFT之下設(shè)置有底涂膜ll 和第一絕緣膜12a兩層絕緣膜,此外，底涂膜11還能夠作為底柵型TFT 的底涂膜被利用，進一步，第一絕緣膜12a還能夠作為底柵型TFT的 柵極絕緣膜被利用。這樣，因為在頂柵型TFT的下層設(shè)置有兩層絕緣膜，所以能夠使用SiN等雜質(zhì)的浸透性低的絕緣膜作為底涂膜ll。此 外，通過使底涂膜11的膜厚變化，能夠防止在頂柵型TFT的下層配置 的兩層絕緣膜的膜厚受到底柵型TFT的柵極絕緣膜(第一絕緣膜12a) 的膜厚的影響。進一步，作為底柵型TFT的柵極絕緣膜(第一絕緣膜 12a)，能夠使用兩層絕緣膜中的上層側(cè)的絕緣膜，因此，作為底柵型 TFT的柵極絕緣膜，不使用SiN等膜質(zhì)通常較差的底涂膜ll，而能夠 使用以TEOS為原料氣體的氧化硅膜等膜質(zhì)較好的絕緣膜。 (實施方式2)
圖2是表示實施方式2的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。在實施 方式2中，配置有構(gòu)成驅(qū)動電路的底柵型TFT、頂柵型TFT和像素的 輔助電容元件，頂柵型TFT也配置在與底柵型TFT重疊的區(qū)域。
如圖2所示，實施方式2的電路基板在配置有底柵型TFT的區(qū)域 中配置有底柵型TFT與頂柵型TFT疊層的雙柵型TFT，其中，底柵型 TFT從基板lO—側(cè)起依次疊層底涂膜ll、第一柵極電極19d、第一絕 緣膜12d和半導(dǎo)體層13山頂柵型TFT從基板10 —側(cè)起依次疊層半導(dǎo) 體層13d、第二絕緣膜14d和第三柵極電極20。此外，在第三柵極電 極20的上層的基板10的整個面上，從基板10 —側(cè)起依次疊層有覆蓋 層15d、第一層間膜16d和第二層間膜17d。而且，源極和漏極電極18d、 與半導(dǎo)體層13d連接。另外，雖然圖2中未表示，但是第三柵極電極 20經(jīng)貫通第一絕緣膜12d和第二絕緣膜14d形成的接觸孔與第一柵極 電極19d連接。因此，能夠向柵極電極19d和第三柵極電極20供給相 同的信號。此外，在半導(dǎo)體層13d中形成有構(gòu)成LDD結(jié)構(gòu)的低濃度摻 雜物區(qū)域21d。另外，在配置有以單體驅(qū)動的頂柵型薄膜晶體管的區(qū)域 中，從基板10—側(cè)起依次疊層有底涂膜11、第一絕緣膜12d、半導(dǎo)體 層13e、第二絕緣膜14d、第二柵極電極19e、覆蓋層15d、第一層間 膜16d和第二層間膜17d。第三柵極電極20能夠以與第二柵極電極19e 相同的工序形成。此外，在形成輔助電容的區(qū)域中，從基板10—側(cè)起 依次疊層有底涂膜ll、輔助電容下電極19f、第一絕緣膜12d、由與半 導(dǎo)體層13d和13e相同工序形成的輔助電容上電極13f、第二絕緣膜 14d、覆蓋層15d、第一層間膜16d、和第二層間膜17d。此時，第一柵 極電極19d和輔助電容下電極19f的膜厚為200nm，第一絕緣膜12d
16的膜厚為100nm，半導(dǎo)體層13d、 13e和輔助電容上電極13f的膜厚為 50nm,第二絕緣膜14d的膜厚為50nm，第二柵極電極19e和第三柵極 電極20的膜厚為350nm，覆蓋層15d的膜厚為50nm，第一層間膜16d 的膜厚為250證，第二層間膜17d的膜厚為700nm。
通過將疊層底柵型TFT和頂柵型TFT的雙柵型TFT配置在電路基 板上，在雙柵型TFT內(nèi)的頂柵型TFT中的源極一漏極間也流動電流， 因此，與僅使用底柵型TFT的情況相比，能夠使源極一漏極間流動的 電流增大。
(比較例1和2)
圖3是表示比較例1和2的電路基板的結(jié)構(gòu)的截面示意圖。 如圖3所示，比較例1的電路基板的結(jié)構(gòu)除了由膜厚為lOOnm的 氮化硅膜形成的第一絕緣膜12b形成一層，且未配置底涂膜11以外， 與實施方式1相同。比較例2的電路基板的結(jié)構(gòu)除了第一絕緣膜12b 由膜厚為100nm的氧化硅膜形成以外，與比較例1相同。根據(jù)比較例 l和2的方式，因為在第一柵極電極1%的下層未配置底涂膜11，所 以有可能存在由于來自基板10的雜質(zhì)的擴散而使雜質(zhì)混入第一柵極電 極19b的問題。此外，因為在第一柵極電極19b的下層未配置底涂膜， 所以經(jīng)由第一絕緣膜12b等的熱擴散根據(jù)位置而變化，有可能存在例 如在用于使半導(dǎo)體層多結(jié)晶化的加熱工序中使多晶硅的結(jié)晶性下降的 問題。
在比較例1的方式中，因為第一絕緣膜12b使用氮化硅膜，所以 能夠抑制雜質(zhì)從基板10混入半導(dǎo)體層13a和13b等，但是，因為一般 比使用TEOS形成的氧化硅膜的絕緣性差，進一步與使用氧化硅膜的 情況相比，與半導(dǎo)體層13a和13b的界面狀態(tài)并不良好，所以有可能 存在晶體管特性下降的問題。
在比較例2的方式中，因為第一絕緣膜12b使用氧化硅膜，所以 與以相同膜厚形成氮化硅膜的情況相比，柵極絕緣膜的絕緣性提高。 但是，氧化硅膜的抑制雜質(zhì)擴散的效果比氮化硅膜更低，因此有可能 存在雜質(zhì)通過第一絕緣膜12b，向半導(dǎo)體層13a、 13b和輔助電容上電 極13c等擴散，使半導(dǎo)體層13a、 13b和輔助電容元件的特性下降的問 題。 17本申請以2007年8月9日提出的日本專利申請2007—208372號 為基礎(chǔ)，基于巴黎公約或進入國的法規(guī)主張優(yōu)先權(quán)。該申請的內(nèi)容全 部作為參照被引入本申請中。
權(quán)利要求
1.一種電路基板，其在基板上設(shè)置有從基板側(cè)起疊層第一柵極電極、第一柵極絕緣膜和第一半導(dǎo)體層的底柵型薄膜晶體管，和從基板側(cè)起疊層第二半導(dǎo)體層、第二柵極絕緣膜和第二柵極電極的第一頂柵型薄膜晶體管，該電路基板的特征在于該電路基板在基板與第一頂柵型薄膜晶體管的第二半導(dǎo)體層之間具有2個以上的絕緣膜，該2個以上的絕緣膜包括配置在基板與底柵型薄膜晶體管的第一柵極電極之間的底涂膜、和底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜。
2. 如權(quán)利要求l所述的電路基板，其特征在于在所述電路基板中，底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜與第一 頂柵型薄膜晶體管的第二柵極絕緣膜的膜厚不同。
3. 如權(quán)利要求2所述的電路基板，其特征在于在所述電路基板中，底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜的膜厚 大于第一頂柵型薄膜晶體管的第二柵極絕緣膜的膜厚。
4. 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的電路基板，其特征在于 所述底涂膜包括氮化硅。
5. 如權(quán)利要求1 4中任一項所述的電路基板，其特征在于 所述底柵型薄膜晶體管的第一柵極絕緣膜包括氧化硅。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項所述的電路基板，其特征在于 在所述電路基板中，在與底柵型薄膜晶體管重疊的區(qū)域設(shè)置有第二頂柵型薄膜晶體管，所述電路基板具有由底柵型薄膜晶體管和第二 頂柵型薄膜晶體管構(gòu)成的雙柵型薄膜晶體管。
7. —種顯示裝置，其特征在于，包括 權(quán)利要求1~6中任一項所述的電路基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及電路基板和顯示裝置。本發(fā)明提供一種在同一基板上形成有頂柵型TFT和底柵型TFT的電路基板中，能夠提高TFT的可靠性的電路基板。本發(fā)明的電路基板，在基板上設(shè)置有從基板側(cè)起疊層?xùn)艠O電極、柵極絕緣膜和半導(dǎo)體層的底柵型薄膜晶體管，和從基板側(cè)起疊層半導(dǎo)體層、柵極絕緣膜和柵極電極的頂柵型薄膜晶體管，上述電路基板在基板與頂柵型薄膜晶體管的半導(dǎo)體層之間具有2個以上的絕緣膜，上述2個以上的絕緣膜包括在基板與底柵型薄膜晶體管的柵極電極之間配置的底涂膜，和底柵型薄膜晶體管的柵極絕緣膜。
文檔編號H01L29/786GK101681931SQ200880018540
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者森脅弘幸 申請人:夏普株式會社