專利名稱：薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管器件的制造方法，尤其涉及底柵型的薄膜晶體管器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在液晶顯示裝置等有源矩陣方式的顯示裝置中，使用被稱為薄膜晶體管(TFT Thin Film Transistor)的薄膜晶體管器件。在顯示裝置中，TFT作為選擇像素的開關(guān)元件或者驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)晶體管等而加以使用。近年來，與液晶顯示器不同的作為下一代平板顯示器之一的利用了有機(jī)材料的電致發(fā)光(EL :Electro Luminescence)的有機(jī)EL顯示器受到關(guān)注。有機(jī)EL顯示器與電壓驅(qū)動(dòng)型的液晶顯示器不同，是電流驅(qū)動(dòng)型的裝置，因此，急待開發(fā)作為有源矩陣方式的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路而具有優(yōu)異的導(dǎo)通、截止特性的薄膜晶體管器件。以往，作為液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的薄膜晶體管器件，存在在溝道層作為單層而使用了非晶半導(dǎo)體層的薄膜晶體管器件。這種薄膜晶體管器件的溝道層的帶隙大，因此，雖然截止電流(柵極截止時(shí)的泄漏電流)低，但是電荷遷移率低，所以存在導(dǎo)通電流(柵極導(dǎo)通時(shí)的漏極電流)也低的問題。針對該問題，提出了使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的雙層構(gòu)造的薄膜晶體管器件。通常認(rèn)為這樣通過使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的雙層構(gòu)造來使彼此的優(yōu)點(diǎn)起作用，理想的情況下，與溝道層由單層非晶硅薄膜構(gòu)成的薄膜晶體管器件相比，能夠提高導(dǎo)通電流，并且，與溝道層由單層結(jié)晶硅薄膜構(gòu)成的薄膜晶體管器件相比，能夠降低截止電流。例如，在專利文獻(xiàn)I中公開了使溝道層為微晶硅膜與非晶硅膜的雙層構(gòu)造的薄膜晶體管器件。根據(jù)專利文獻(xiàn)I 所公開的薄膜晶體管器件，能抑制導(dǎo)通電流的不勻，并且能抑制閾值電壓Vth的變動(dòng)。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-5508號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，當(dāng)只是使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的雙層構(gòu)造時(shí)，并不一定能夠在增大導(dǎo)通電流的同時(shí)降低截止電流。例如，當(dāng)為了使截止電流降低而增加非晶硅薄膜的膜厚時(shí)，導(dǎo)通電阻會變高，導(dǎo)通電流會降低。 這樣，在溝道層由結(jié)晶硅薄膜和非晶硅薄膜的雙層構(gòu)造構(gòu)成的薄膜晶體管器件中，存在難以在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流的問題。本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的發(fā)明，目的在于提供一種即使是溝道層由結(jié)晶硅薄膜和非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造構(gòu)成的薄膜晶體管器件也能夠在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流的薄膜晶體管器件及其制造方法。用于解決問題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式是底柵型的薄膜晶體管器件，具備柵電極，其形成于基板上；柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上；結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上，具有溝道區(qū)域；非晶硅薄膜，其形成于包含所述溝道區(qū)域的所述結(jié)晶硅薄膜上；以及源電極和漏電極，其形成于所述非晶硅薄膜上方，所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與所述薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)在使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中能夠在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流的薄膜晶體管器件。


圖1是示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示由單層溝道層構(gòu)成的一般的薄膜晶體管器件中的溝道層的光學(xué)帶隙與截止電流之間的關(guān)系的圖。圖3A是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與截止泄漏電流(截止電流)或者導(dǎo)通電阻之間的關(guān)系的圖。圖3B是表示薄膜晶體管器件中的非晶娃薄膜的光學(xué)帶隙與導(dǎo)帶(conductionband)或者價(jià)帶(valence band)之間的關(guān)系的圖。

圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚與截止泄漏電流之間的關(guān)系的圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚與導(dǎo)通電阻之間的關(guān)系的圖。圖6A是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚、非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙以及截止泄漏電流的關(guān)系的圖。圖6B是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚、非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙以及導(dǎo)通電阻的關(guān)系的圖。圖6C是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的能夠兼顧截止泄漏電流和導(dǎo)通電阻的非晶娃薄膜的膜厚以及光學(xué)帶隙的最佳范圍(process window :工藝窗口)的圖。圖7A是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的基板準(zhǔn)備工序的首1J視圖。圖7B是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的柵電極形成工序的剖視圖。圖7C是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的柵極絕緣膜形成工序的剖視圖。圖7D是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的結(jié)晶硅薄膜形成工序的剖視圖。圖7E是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的非晶硅薄膜形成工序的剖視圖。
圖7F是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的絕緣層形成工序的剖視圖。圖7G是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的接觸層形成工序和源漏電極形成工序的剖視圖。標(biāo)號說明1:基板；2 :柵電極；3 :柵極絕緣膜；4 :結(jié)晶硅薄膜；5 :非晶硅薄膜；6 :絕緣層；7 接觸層；8S :源電極；8D :漏電極；10 :薄膜晶體管器件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所涉及的薄膜晶體管器件的一種方式是底柵型的薄膜晶體管器件，具備柵電極，其形成于基板上；柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上；結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上，具有溝道區(qū)域；非晶硅薄膜，其形成于包含所述溝道區(qū)域的所述結(jié)晶硅薄膜上；以及源電極和漏電極，其形成于所述非晶硅薄膜上方，所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與所述薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)本方式，非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與薄膜晶體管器件的截止泄漏電流具有正的相關(guān)關(guān)系。由此，通過對非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg進(jìn)行控制，能夠抑制在前溝道側(cè)產(chǎn)生的截止泄漏電流的跳漲，能夠在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式中，優(yōu)選所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙的值為1. 65eV以上且1. 75eV以下，在所述薄膜晶體管器件的截止電壓被施加于所述柵電極的情況下，所述非晶硅薄膜的電位高于所述結(jié)晶硅薄膜的電位。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式中，優(yōu)選當(dāng)將所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙設(shè)為Eg、將所述非晶硅薄膜的膜厚設(shè)為t時(shí)，則滿足Eg ( O. 01Xt+l. 55、且Eg 彡 O. 0125Xt+l. 41 的關(guān)系式。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式中，優(yōu)選所述非晶硅薄膜的膜厚為IOnm以上且40nm以下。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式中，優(yōu)選還具備形成于所述柵電極上方且所述非晶硅薄膜上的絕緣層。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的一種方式中，優(yōu)選還具備一對接觸層，所述一對接觸層形成在所述非晶硅薄膜與所述源電極及所述漏電極之間，所述一對接觸層不形成在所述非晶硅薄膜的側(cè)面和所述結(jié)晶硅薄膜的側(cè)面。另外，本發(fā)明的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式是底柵型的薄膜晶體管器件的制造方法，包括準(zhǔn)備基板的工序；在所述基板上形成柵電極的工序；在所述柵電極上形成柵極絕緣膜的工序；在所述柵極絕緣膜上形成具有溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜的工序；在包含所述溝道區(qū)域的所述結(jié)晶硅薄膜上形成非晶硅薄膜的工序；以及形成源電極和漏電極的工序，所述源電極和漏電極形成于所述非晶硅薄膜上方，在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜形成為該非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與所述薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。根據(jù)本方式，非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與薄膜晶體管器件的截止泄漏電流具有正的相關(guān)關(guān)系。由此，通過對非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg進(jìn)行控制，能夠抑制在前溝道側(cè)產(chǎn)生的截止泄漏電流的跳漲，能夠在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，優(yōu)選在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜通過平行平板電極型的RF等離子體CVD裝置按照以下的成膜條件來形成，所述成膜條件為使設(shè)置于所述裝置內(nèi)的所述基板的溫度為300°C以上且400°C以下，向所述裝置內(nèi)以50sccm以上且65sccm以下的流量導(dǎo)入SiH4氣體，并且以6sccm以上且17sccm以下的流量導(dǎo)入H2氣體，使所述裝置的壓力為450Pa以上且850Pa以下，將所述平行平板電極的間隔設(shè)定為350mm以上且680mm以下，使施加于所述平行平板電極的RF功率密度為O. 0685ff/cm2以上且O. 274ff/cm2以下。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，優(yōu)選在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜形成為該非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙的值為1.65eV以上且1. 75eV以下，并且，在對所述柵電極不施加電壓的情況下，所述非晶硅薄膜的電位高于所述結(jié)晶硅薄膜的電位。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，優(yōu)選當(dāng)將所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙設(shè)為Eg、將所述非晶硅薄膜的膜厚設(shè)為t時(shí)，在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜形成為滿足Eg ( O. 01Xt+l. 55、且Eg彡O. 0125Xt+1. 41的關(guān)系式。進(jìn)一步，在本發(fā)明的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，在所述形成非晶硅薄膜的工序與所述形成源電極和漏電極的工序之間，還包括在所述柵電極上方且所述非晶硅薄膜上形成絕緣層的工序。(實(shí)施方式)以下，根據(jù)實(shí)施方式說明本發(fā)明所涉及的薄膜晶體管器件及其制造方法，但本發(fā)明由權(quán)利要求書的記載 來確定。由此，在以下實(shí)施方式中的構(gòu)造要素中，沒有記載于權(quán)利要求的構(gòu)造要素對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的課題來說不是必需的，是作為構(gòu)成更優(yōu)選的方式的要素而說明的。各圖是示意圖，不一定嚴(yán)格地進(jìn)行圖示。首先，使用圖1說明本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10的結(jié)構(gòu)。圖1是示意說明本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10是溝道保護(hù)型且底柵型的薄膜晶體管，具備基板1、形成于基板I上的柵電極2、形成于柵電極2上的柵極絕緣膜3、形成于柵極絕緣膜3上的結(jié)晶硅薄膜4、形成于結(jié)晶硅薄膜4上的非晶硅薄膜5、形成于非晶硅薄膜5上的絕緣層6、以及在非晶硅薄膜5上夾著絕緣層6而形成的源電極8S和漏電極8D。進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中的薄膜晶體管器件10中，在結(jié)晶硅薄膜4上方具備在非晶硅薄膜5與源電極8S或者漏電極8D之間形成的一對接觸層7。以下，詳細(xì)說明本實(shí)施方式所涉及的薄膜晶體管器件10的各構(gòu)成要素?；錓例如是由石英玻璃、無堿玻璃或者高耐熱性玻璃等玻璃材料構(gòu)成的玻璃基板。為了防止玻璃基板中包含的鈉、磷等雜質(zhì)侵入到結(jié)晶硅薄膜4，也可以在基板I上形成由氮化娃膜(SiNx)、氧化娃(SiOy)或者氮氧化娃膜(SiOyNx)等形成的底涂層。另外,底涂層在激光退火等高溫?zé)崽幚砉に囍杏袝r(shí)也起到緩和熱對基板I的影響的作用。底涂層的膜厚例如為IOOnm 2000nm左右。柵電極2在基板I上以預(yù)定形狀形成圖案。柵電極2可以為導(dǎo)電性材料及其合金等的單層構(gòu)造或者多層構(gòu)造，例如可以由鑰(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)以及鑰鎢(MoW)等構(gòu)成。柵電極2的膜厚可以為例如20 500nm左右。柵極絕緣膜3形成于柵電極2上，在本實(shí)施方式中，形成于基板I上的整個(gè)面以覆蓋柵電極2。柵極絕緣膜3例如可以由氧化硅(SiOy)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅膜(SiOyNx)、酸化鋁(AlOz)或者氧化鉭(TaOw)的單層膜或者它們的層疊膜構(gòu)成。柵極絕緣膜3的膜厚可以為例如50nm 300nm。在本實(shí)施方式中，作為溝道層包含結(jié)晶硅薄膜4，因此作為柵極絕緣膜3優(yōu)選使用氧化硅。這是由于為了維持薄膜晶體管器件中的良好的閾值電壓特性，優(yōu)選使結(jié)晶硅薄膜4與柵極絕緣膜3之間的界面狀態(tài)為良好的狀態(tài)，對此而言，氧化硅是合適的。結(jié)晶硅薄膜4是由形成于柵極絕緣膜3上的半導(dǎo)體膜形成的第一溝道層，具有通過柵電極2的電壓對載流子的移動(dòng)進(jìn)行控制的區(qū)域即預(yù)定的溝道區(qū)域。溝道區(qū)域是柵電極2上方的區(qū)域，溝道區(qū)域的電荷移動(dòng)方向的長度與柵極長度對應(yīng)。結(jié)晶硅薄膜4例如可以通過使非結(jié)晶性的非晶硅(無定形硅)結(jié)晶化來形成。結(jié)晶硅薄膜4的結(jié)晶硅的平均結(jié)晶粒徑為5nm IOOOnm左右。另外，結(jié)晶娃薄膜4的膜厚例如可以為20nm IOOnm左右。結(jié)晶硅薄膜4不僅可以僅由平均結(jié)晶粒徑為IOOnm以上的多晶硅構(gòu)成，而且可以是多晶硅與平均結(jié)晶粒徑為20nm以上且小于40nm的被稱為微晶(μ c)的微晶硅的混晶。在該情況下，為了得到優(yōu)異的導(dǎo)通特性，優(yōu)選至少結(jié)晶硅薄膜4的溝道區(qū)域由多晶硅的比例大的膜構(gòu)成。非晶硅薄膜5是形成于包含溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜4上的由半導(dǎo)體膜形成的第二溝道層。本實(shí)施方式中的非晶 硅薄膜5可以由本征無定形硅膜構(gòu)成。在此，非晶硅薄膜5構(gòu)成為該非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙與薄膜晶體管器件10的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙可以通過對非晶硅薄膜5的膜質(zhì)進(jìn)行控制來加以調(diào)整。本實(shí)施方式中的非晶硅薄膜5與作為薄膜晶體管的溝道層等功能層而通常使用的非晶硅薄膜相比，為致密性低、且粗糙的膜質(zhì)構(gòu)造。這樣的粗燥的膜質(zhì)構(gòu)造的非晶硅薄膜可以通過使等離子體CVD的氣體壓力為例如5Torr、將氣體壓力設(shè)定得較高來形成。在本實(shí)施方式中，粗糙的膜質(zhì)構(gòu)造的非晶硅薄膜5構(gòu)成為其光學(xué)帶隙的值為1. 65eV以上且1. 75eV以下。在該情況下，非晶硅薄膜5的折射率為3. 9以上且4. 2以下。上述通常使用的非晶硅薄膜的折射率超過4. 3，為比較致密的膜質(zhì)構(gòu)造。本實(shí)施方式中的非晶娃薄膜5的膜厚優(yōu)選為IOnm以上且40nm以下。絕緣層6是保護(hù)溝道層(結(jié)晶硅薄膜4和非晶硅薄膜5)的溝道保護(hù)膜，在形成一對接觸層7時(shí)的蝕刻處理時(shí)，作為用于防止非晶硅薄膜5被蝕刻的溝道蝕刻阻止(CES)層而發(fā)揮功能。絕緣層6形成于包含溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜4上方且非晶硅薄膜5上。另外，絕緣層6是由主要含有包含硅、氧以及碳的有機(jī)材料的有機(jī)材料形成的有機(jī)材料層、或者由氧化硅(SiOx)或者氮化硅(SiNy)等無機(jī)材料形成的無機(jī)材料層。絕緣層6具有絕緣性，一對接觸層7彼此不電連接。在由有機(jī)材料層構(gòu)成絕緣層6的情況下，能夠通過使感光性涂覆型的有機(jī)材料形成圖案以及固化來形成絕緣層6。在該情況下，用于形成絕緣層6的有機(jī)材料例如包含有機(jī)樹脂材料、界面活性劑、溶劑以及感光劑，作為絕緣層6的主要成分的有機(jī)樹脂材料，可以使用由聚酰亞胺、丙烯、聚酰胺、聚酰亞胺酰胺(poly imide amide)、抗蝕劑或者苯并環(huán)丁烯(benzocyclobutene)等中的一種或者多種形成的感光性或者非感光性的有機(jī)樹脂材料。作為界面活性劑，可以使用由硅氧烷等硅化合物形成的界面活性劑。作為溶劑，可以使用丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate)或者 1,4 一二噁烷(dioxane，二氧雜環(huán)己烷)等有機(jī)溶劑。另外，作為感光劑，可以使用二疊氮基萘醌(naphthoquinone diazide)等正型感光劑。在感光劑中不僅包含碳還包含硫黃。在形成由有機(jī)材料層形成的絕緣層6的情況下，可以使用旋涂法等涂敷法來形成上述的有機(jī)材料。對于形成由有機(jī)材料形成的絕緣層6，不僅可以使用涂敷法，還可以使用液滴噴出法等其它方法。例如，通過使用絲網(wǎng)印刷、膠版印刷等能夠形成預(yù)定的圖案的印刷法等，也能夠選擇性地形成預(yù)定形狀的有機(jī)材料。在此，絕緣層6的膜厚例如為300nm lOOOnrn。絕緣層6的膜厚的下限根據(jù)溝道蝕刻的容限以及抑制絕緣層中的固定電荷的影響的觀點(diǎn)來決定，絕緣層6的膜厚的上限根據(jù)抑制工藝的可靠性隨著高低差增加而降低的觀點(diǎn)來決定。一對接 觸層7由包含高濃度的雜質(zhì)的非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成，夾著絕緣層6而形成于結(jié)晶硅薄膜4和非晶硅薄膜5的上方。一對接觸層7例如是在無定形硅中摻雜磷(P)來作為雜質(zhì)而得到的η型半導(dǎo)體層，是包含lX1019[at m/cm3]以上的高濃度的雜質(zhì)的n+層。一對接觸層7在絕緣層6上隔著預(yù)定的間隔相對配置，一對接觸層7各自形成為從絕緣層6的上面跨至非晶硅薄膜5。在本實(shí)施方式中，一對接觸層7中的一方形成為跨至絕緣層6的一端部和非晶硅薄膜5，形成為覆蓋絕緣層6的一端部的上部和側(cè)面以及絕緣層6的一側(cè)面?zhèn)葏^(qū)域的非晶硅薄膜5的上面。另外，一對接觸層7中的另一方形成為跨至絕緣層6的另一端部和非晶硅薄膜5，形成為覆蓋絕緣層6的另一端部的上部和側(cè)面以及絕緣層6的另一側(cè)面?zhèn)葏^(qū)域的非晶硅薄膜5的上面。接觸層7的膜厚例如可以為5nm 100nm。本實(shí)施方式中的一對接觸層7形成于非晶娃薄膜5與源電極8S和漏電極8D之間，在非晶硅薄膜5的側(cè)面和結(jié)晶硅薄膜4的側(cè)面不形成接觸層7。一對接觸層7形成為與非晶硅薄膜5和結(jié)晶硅薄膜4對齊。一對接觸層7也可以由下層的低濃度的電場緩和層(n_層)和上層的高濃度的接觸層(n+層)這兩層構(gòu)成。在低濃度的電場緩和層中摻雜了 lX1017[atm/cm3]左右的磷。所述兩層可以在CVD (Chemical Vapor Deposition :化學(xué)氣相沉積)裝置中連續(xù)地形成?！獙υ措姌O8S和漏電極8D在結(jié)晶娃薄膜4和非晶娃薄膜5的上方隔著預(yù)定間隔相對配置，并且在一對接觸層7上形成為與該一對接觸層對齊。源電極8S形成為隔著一方的接觸層7而跨于絕緣層6的一端部和非晶硅薄膜5。另外，漏電極8D形成為隔著另一方的接觸層7而跨于絕緣層6的另一端部和非晶硅薄膜5。
在本實(shí)施方式中，源電極8S和漏電極8D可以分別為由導(dǎo)電性材料或者它們的合金等形成的單層構(gòu)造或者多層構(gòu)造，例如由鋁(Al)、鑰(Mo)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)或者鉻(Cr)等材料構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，源電極8S和漏電極8D由MoW/Al/MoW的三層構(gòu)造形成。源電極8S和漏電極8D的膜厚例如可以為IOOnm 500nm左右。接著，使用圖2、圖3A以及圖3B說明具有如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10的作用效果。圖2是表示包括單層溝道層的一般的薄膜晶體管器件的溝道層的光學(xué)帶隙與截止電流之間的關(guān)系的圖。圖3A是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與截止泄漏電流(截止電流)或者導(dǎo)通電阻之間的關(guān)系的圖。圖3B是表示薄膜晶體管器件中的非晶娃薄膜的光學(xué)帶隙與導(dǎo)帶(conduction band)或者價(jià)帶(valence band)之間的關(guān)系的圖。在包括單層溝道層(非晶硅薄膜)的一般的薄膜晶體管器件中已知通常，截止泄漏電流(截止電流)Ioff具有Ioff exp (― q *Eg/k/T)的關(guān)系,溝道層的光學(xué)帶隙Eg越大，則截止泄漏電流Ioff越降低，溫度T越高，則截止泄漏電流Ioff越增加。也即是，通常如圖2所示，溝道層(非晶硅薄膜)的光學(xué)帶隙Eg與漏電流Ioff具有負(fù)的相關(guān)關(guān)系。本發(fā)明的發(fā)明人針對使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙對于截止泄漏電流的依賴性進(jìn)行了專心研究，結(jié)果得到了如下的新見解作為與上述已知的技術(shù)常識相反的現(xiàn)象，非晶硅薄膜(溝道層)的光學(xué)帶隙Eg與截止泄漏電流IofT具有正的相關(guān)關(guān)系。圖3A針對具有結(jié)晶硅薄膜4與非晶硅薄膜5的雙層構(gòu)造的溝道層的本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10示出了導(dǎo)通電阻和截止泄漏電流的非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙的依賴性。在圖3A中示出了在控制膜質(zhì)而形成各非晶硅薄膜5以使得非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg為大約1. 5 大約1. 7的范圍的情況下測量薄膜晶體管器件10中的導(dǎo)通電阻Ron和截止泄漏電流Ioff得到的結(jié)果。根據(jù)圖3A示出的結(jié)果能夠確認(rèn)非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與導(dǎo)通電阻Ron或者截止泄漏電流Ioff均為比例關(guān)系。進(jìn)一步，可知非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與導(dǎo)通電阻Ron具有負(fù)的相關(guān)關(guān)系。另一方面，可知非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與截止泄漏電流Ioff具有正的相關(guān)關(guān)系而不是作為已知的技術(shù)常識的負(fù)的相關(guān)關(guān)系。圖3A示出的結(jié)果是非晶硅薄膜為20nm的情況。在此，對非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與截止泄漏電流Ioff具有正的相關(guān)關(guān)系這一點(diǎn)進(jìn)行考察。
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在使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中，對于非晶硅薄膜，當(dāng)光學(xué)帶隙Eg大時(shí)，則缺陷數(shù)變小，電阻變小。在該情況下，對非晶硅薄膜施加的電壓變小，集中于非晶硅薄膜的電場變小。其結(jié)果，在存在于非晶硅薄膜下的結(jié)晶硅薄膜中，由于其與非晶硅薄膜之間的關(guān)系而電場相對集中于結(jié)晶硅薄膜中，在結(jié)晶硅薄膜中產(chǎn)生的泄漏電流增大。S卩，前溝道(front channel)中的截止泄漏電流Ioff增大。與此相對，在使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中，當(dāng)非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg小時(shí)，則非晶硅薄膜的缺陷數(shù)增加而電阻變大。在該情況下，對非晶硅薄膜施加的電壓變大，集中于非晶硅薄膜的電場變大。其結(jié)果，在存在于非晶硅薄膜下的結(jié)晶硅薄膜中，由于其與非晶硅薄膜之間的關(guān)系而電場集中相對緩和，在結(jié)晶硅薄膜中產(chǎn)生的漏電流減小。其結(jié)果，前溝道中的截止泄漏電流Ioff減小。在非晶硅薄膜的帶隙Eg小的情況下，如圖3B所示，與光學(xué)帶隙Eg大的情況相比，尾帶(tail band)呈拖尾狀。也即是，在非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg小的情況下，由于無定形的局部存在而在導(dǎo)帶下、價(jià)帶上(也即是禁帶中)產(chǎn)生遷移率小的尾態(tài)能級(裾準(zhǔn)位)。這樣，在使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中，當(dāng)非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg變大時(shí)，則截止泄漏電流Ioff變大，相反，當(dāng)非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg變小時(shí)，則截止泄漏電流Ioff變小。即，非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg與截止泄漏電流Ioff具有正的相關(guān)關(guān)系。
根據(jù)該結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人得到了如下的啟發(fā)在使溝道層為結(jié)晶硅薄膜與非晶硅薄膜的層疊構(gòu)造的薄膜晶體管器件中，通過對背溝道(back channel)側(cè)的非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙Eg (即，非晶硅薄膜的膜質(zhì))進(jìn)行控制，能夠?qū)⑶皽系纻?cè)的結(jié)晶硅薄膜的截止泄漏電流Ioff調(diào)整為最佳。并且，在本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10中，利用非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與薄膜晶體管器件10的截止泄漏電流的正的相關(guān)關(guān)系，對非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg進(jìn)行控制，以使得兼顧截止特性與導(dǎo)通特性。也即是，通過對非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙進(jìn)行控制，能夠不使非晶硅薄膜5厚膜化而在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流。如上所述，在本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10中，能夠在確保導(dǎo)通特性的同時(shí)控制非晶硅薄膜5的膜質(zhì)而抑制前溝道側(cè)的截止泄漏電流。特別是，在本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10中，控制為非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg為1. 65eV以上且1. 75eV以下，以使得在薄膜晶體管器件10處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)、即薄膜晶體管器件截止的電壓被施加到柵電極(薄膜晶體管器件不導(dǎo)通的電壓被施加到柵電極)的情況下，與結(jié)晶娃薄膜4相比，電場更會被施加于非晶娃薄膜5。由此，如圖3A所示，能夠滿足對顯示裝置中的薄膜晶體管器件要求的導(dǎo)通電阻Ron,并且能夠滿足作為高性能規(guī)格而要求的截止泄漏電流Ioff。接著，使用圖4和圖5說明本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10中的非晶硅薄膜5的膜厚與截止泄漏電流Ioff或者導(dǎo) 通電阻Ron之間的關(guān)系。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚與截止泄漏電流之間的關(guān)系的圖，圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚與導(dǎo)通電阻之間的關(guān)系的圖。在圖4和圖5中示出實(shí)測值。如圖4和圖5所示，可知至少在非晶硅薄膜5的膜厚為IOnm以上且40nm以下的范圍中時(shí)，非晶硅薄膜5的膜厚與截止泄漏電流Ioff和導(dǎo)通電阻Ron均成比例。另外，如圖4所不,可知非晶娃薄I旲5的I旲厚與截止泄漏電流Ioff具有負(fù)的相關(guān)關(guān)系。另一方面，可知非晶硅薄膜5的膜厚與導(dǎo)通電阻Ron具有正的相關(guān)關(guān)系。接著，針對本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10，使用圖6A、圖6B以及圖6C說明能夠兼顧截止泄漏電流Ioff和導(dǎo)通電阻Ron的非晶硅薄膜5的膜厚t和光學(xué)帶隙Eg。圖6A是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚、非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙以及截止泄漏電流的關(guān)系的圖。圖6B是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的非晶硅薄膜的膜厚、非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙以及導(dǎo)通電阻的關(guān)系的圖。圖6C是表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件中的能夠兼顧截止泄漏電流和導(dǎo)通電阻的非晶硅薄膜的膜厚和光學(xué)帶隙的最佳范圍(process window :工藝窗口)的圖。如圖6A所示，在薄膜晶體管器件中優(yōu)選截止泄漏電流Ioff為大約2. OX 10_nA以下，因此優(yōu)選本實(shí)施方式中的非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與非晶硅薄膜5的膜厚t滿足以下的式I。Eg 彡 O. 01 X t+1. 55…式 I另外，如圖6B所示，在薄膜晶體管器件中優(yōu)選導(dǎo)通電阻Ron為大約5. OX IO4 Ω以下，因此優(yōu)選本實(shí)施方式中的非晶硅薄膜5的光學(xué)帶隙Eg與非晶硅薄膜5的膜厚t滿足以下的式2。
Eg 彡 O. 0125Xt+l. 41 …式 2因而，如圖6C所示，能夠兼顧截止泄漏電流Ioff和導(dǎo)通電阻Ron的非晶硅薄膜5中的膜厚t與光學(xué)帶隙Eg的最佳范圍是同時(shí)滿足上述的式I和式2的關(guān)系式的范圍。這樣，通過使非晶硅薄膜5為同時(shí)滿足式I和式2的范圍的膜厚t和光學(xué)帶隙Eg，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧截止泄漏電流Ioff和導(dǎo)通電阻Ron。接著，使用圖7A 圖7G說明本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10的制造方法。圖7A 圖7G是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管的制造方法中的各工序的結(jié)構(gòu)的剖視圖。首先，如圖7A所示，準(zhǔn)備基板I。作為基板I例如可以使用玻璃基板。在形成柵電極2之前，也可以通過等離子體CVD等在基板I上形成由氮化硅膜、硅氧化膜以及氮氧化硅膜等形成的底涂層。接著，如圖7B所示，在基板I上方圖案形成預(yù)定形狀的柵電極2。例如，在基板I的整個(gè)面，通過濺射來成膜由鑰鎢(MoW)等形成的柵極金屬膜，并實(shí)施光刻和濕式蝕刻，由此對柵極金屬膜進(jìn)行圖案形成而形成預(yù)定形狀的柵電極2。Moff的濕式蝕刻例如可以使用以預(yù)定配比混合磷酸(H3PO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)以及水而得到的藥液來進(jìn)行。

接著，如圖7C所示，在基板I上方形成柵極絕緣膜3。例如，在基板I上方的整個(gè)面，通過等離子體CVD等來成膜由氧化硅形成的柵極絕緣膜3以覆蓋柵電極2。氧化硅例如可以以預(yù)定的濃度比導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4)與一氧化二氮?dú)怏w(N2O)來進(jìn)行成膜。接著，如圖7D所示，在柵極絕緣膜3上形成由多晶硅形成的結(jié)晶硅薄膜4。在該情況下，首先在柵極絕緣膜3上例如通過等離子體CVD等成膜由無定形硅(非晶硅)形成的非結(jié)晶硅薄膜，在進(jìn)行了脫氫退火處理之后，通過對非結(jié)晶硅薄膜進(jìn)行退火而使之結(jié)晶化，由此能夠形成結(jié)晶硅薄膜4。非結(jié)晶硅薄膜例如可以以預(yù)定的濃度比導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4)和氫氣體(H2)來進(jìn)行成膜。在本實(shí)施方式中，通過使用了準(zhǔn)分子激光的激光退火使非結(jié)晶硅薄膜結(jié)晶化，但作為結(jié)晶化的方法，也可以利用使用了波長370 900nm左右的脈沖激光的激光退火法、使用了波長370 900nm左右的連續(xù)振蕩激光的激光退火法或者通過急速熱處理(RTP)進(jìn)行的退火法。另外，也可以不是使非結(jié)晶硅薄膜結(jié)晶化，而是通過CVD的直接生長等方法來成膜結(jié)晶硅薄膜。之后，通過對結(jié)晶硅薄膜4進(jìn)行氫等離子體處理，對結(jié)晶硅薄膜4的硅原子進(jìn)行氫化處理。氫等離子體處理例如可以通過將包含H2、H2/氬(Ar)等氫氣體的氣體作為原料來使用高頻(RF)電力產(chǎn)生氫等離子體、將該氫等離子體照射到多結(jié)晶半導(dǎo)體層4來進(jìn)行。通過該氫等離子體處理，娃原子的懸空鍵(dangling bond,缺陷)被氫基封端,結(jié)晶娃薄膜4的結(jié)晶缺陷密度降低，結(jié)晶性提高。接著，如圖7E所示，在結(jié)晶硅薄膜4上形成非晶硅薄膜5(無定形硅膜)。在本實(shí)施方式中，非晶硅薄膜5可以使用平行平板電極型的RF等離子體CVD裝置來成膜。在該情況下，作為成膜條件，使上述裝置內(nèi)設(shè)置的基板I的溫度(生長溫度)為300°C以上且400°C以下，作為原料氣體向裝置以50sccm以上且65sccm以下的流量導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4),并且以6sccm以上且17sccm以下的流量導(dǎo)入氫(H2)氣體，使裝置內(nèi)的壓力為450Pa以上且850pa以下，將平行平板電極的間隔設(shè)定為350mm以上且680mm以下，進(jìn)一步，使施加到平行平板電極的RF功率密度為O. 0685ff/cm2以上且O. 274ff/cm2以下來進(jìn)行成膜。作為與原料氣體一起導(dǎo)入的惰性氣體，在氫氣體(H2)以外可以使用氬氣體(Ar)或者氦氣體(He)。在本實(shí)施方式中，使生長溫度為350 °C，使壓力為5Torr，使RF功率密度為
0.0822W/cm2，使硅烷氣體流量為60sccm，使氫氣體流量為lOsccm，使電極間距離為375 600mm,在上述條件下成膜了非晶娃薄膜5。通過在上述范圍的成膜條件下進(jìn)行成膜，能夠形成光學(xué)帶隙Eg為1. 65eV
1.75eV的非晶硅薄膜5。即，能夠形成能在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流的非晶硅薄膜5。接著，如圖7F所示，在非晶硅薄膜5上形成絕緣層6。例如，通過預(yù)定的涂覆方法在非晶硅薄膜5上涂覆預(yù)定的有機(jī)材料并進(jìn)行燒結(jié)，由此能夠形成由有機(jī)膜形成的絕緣層6。在本實(shí)施方式中，首先將聚硅氧烷旋涂涂覆到非晶硅薄膜5上，在非晶硅薄膜5上的整個(gè)面形成絕緣層6。之后，在進(jìn)行預(yù)烘焙而對絕緣層6進(jìn)行了預(yù)燒成之后，使用光掩模進(jìn)行曝光和顯影而形成預(yù)定形狀的絕緣層6。之后，進(jìn)行后烘焙(post bake)而對絕緣層6進(jìn)行正式燒成。由此，能夠形成成為溝道保護(hù)膜的絕緣層6。接著，如圖7G所示，在非晶硅薄膜5上夾著絕緣層6形成一對接觸層7和源電極8S及漏電極8D。在該情況下，首先，作為用于在非晶硅薄膜5上形成接觸層7以覆蓋絕緣層6的接觸層用膜，例如通過等離子體CVD來成膜摻雜有磷等五價(jià)元素的雜質(zhì)而得到的無定形硅膜。之后，在接觸層用膜上，通過濺射來成膜成為源電極8S和漏電極8D的源漏金屬膜。然后，為了形成預(yù)定 形狀的源電極8S和漏電極8D，在源漏金屬膜上圖案形成預(yù)定形狀的抗蝕劑，將該抗蝕劑作為掩模來實(shí)施濕式蝕刻，由此對源漏金屬膜進(jìn)行圖案形成。由此，如圖7G所示，形成預(yù)定形狀的源電極8S和漏電極8D。此時(shí)，接觸層用膜作為蝕刻阻止膜而發(fā)揮功倉泛。之后，除去源電極8S和漏電極8D上的抗蝕劑，將源電極8S和漏電極8D作為掩模而實(shí)施干式蝕刻等蝕刻，由此對接觸層用膜進(jìn)行圖案形成，并且與此同時(shí)，將非晶硅薄膜5和結(jié)晶硅薄膜4圖案形成為島狀。由此，如圖7G所示，能夠形成預(yù)定形狀的一對接觸層7，并且能夠形成圖案形成為島狀的非晶硅薄膜5和結(jié)晶硅薄膜4。通過這樣進(jìn)行形成，一對源電極8S和漏電極8D、一對接觸層7、非晶硅薄膜5以及結(jié)晶硅薄膜4的各側(cè)面對齊(成為同一平面)。即，一對接觸層7不形成在源電極8S的側(cè)面、漏電極8D的側(cè)面、非晶硅薄膜5的側(cè)面以及結(jié)晶硅薄膜4的側(cè)面。這樣，能夠制造本發(fā)明實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10。也可以形成由SiN等無機(jī)材料形成的鈍化膜，以將圖7G示出的薄膜晶體管器件10整體覆蓋。如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式的薄膜晶體管器件10能夠使用于有機(jī)EL顯示裝置或者液晶顯示裝置等顯示裝置。另外，該顯示裝置能夠作為平板顯示器加以利用，能夠應(yīng)用于電視機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)或者便攜式電話等電子設(shè)備。以上，根據(jù)實(shí)施方式說明了本發(fā)明所涉及的薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管器件的制造方法，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。例如，在上述實(shí)施方式中，說明了使用絕緣層6 (溝道保護(hù)膜)的溝道保護(hù)型薄膜半導(dǎo)體裝置，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于不使用絕緣層6 (溝道保護(hù)膜)的溝道蝕刻型薄膜半導(dǎo)體裝置。另外，在上述實(shí)施方式中，絕緣層6由有機(jī)材料構(gòu)成，但也可以使用氧化硅等無機(jī)材料來形成絕緣層6。另外，對各實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的各種變形而得到的方式、在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)對各實(shí)施方式的構(gòu)成要素和功能任意地進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn)的方式也包括在本發(fā)明中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性 本發(fā)明所涉及的薄膜晶體管能夠廣泛利用于電視機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式電話等的顯示裝置或者其它具有薄膜晶體管的各種電氣設(shè)備等。
權(quán)利要求
1.一種底柵型的薄膜晶體管器件，具備 柵電極，其形成于基板上； 柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上； 結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上，具有溝道區(qū)域； 非晶硅薄膜，其形成于包含所述溝道區(qū)域的所述結(jié)晶硅薄膜上；以及 源電極和漏電極，其形成于所述非晶硅薄膜上方， 所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與所述薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管器件， 所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙的值為1. 65eV以上且1. 75eV以下， 在所述薄膜晶體管器件的截止電壓被施加于所述柵電極的情況下，所述非晶硅薄膜的電位高于所述結(jié)晶硅薄膜的電位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的薄膜晶體管器件， 當(dāng)將所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙設(shè)為Eg、將所述非晶硅薄膜的膜厚設(shè)為t時(shí)，則滿足Eg 彡 O. 01Xt+l. 55、且 Eg 彡 O. 0125Xt+l. 41 的關(guān)系式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件， 所述非晶硅薄膜的膜厚為IOnm以上且40nm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件， 還具備形成于所述柵電極上方且所述非晶硅薄膜上的絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件， 還具備一對接觸層，所述一對接觸層形成在所述非晶硅薄膜與所述源電極及所述漏電極之間， 所述一對接觸層不形成在所述非晶硅薄膜的側(cè)面和所述結(jié)晶硅薄膜的側(cè)面。
7.一種底柵型的薄膜晶體管器件的制造方法，包括 準(zhǔn)備基板的工序； 在所述基板上形成柵電極的工序； 在所述柵電極上形成柵極絕緣膜的工序； 在所述柵極絕緣膜上形成具有溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜的工序； 在包含所述溝道區(qū)域的所述結(jié)晶硅薄膜上形成非晶硅薄膜的工序；以及 形成源電極和漏電極的工序，所述源電極和漏電極形成于所述非晶硅薄膜上方， 在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜形成為該非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與所述薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管器件的制造方法， 在所述形成非晶硅薄膜的工序中， 所述非晶硅薄膜通過平行平板電極型的RF等離子體CVD裝置按照以下的成膜條件來形成，所述成膜條件為 使設(shè)置于所述裝置內(nèi)的所述基板的溫度為300°C以上且400°C以下， 向所述裝置內(nèi)以50sccm以上且65sccm以下的流量導(dǎo)入SiH4氣體,并且以6sccm以上且17sccm以下的流量導(dǎo)入H2氣體， 使所述裝置的壓力為450Pa以上且850Pa以下，將所述平行平板電極的間隔設(shè)定為350mm以上且680mm以下， 使施加于所述平行平板電極的RF功率密度為O. 0685ff/cm2以上且O. 274ff/cm2以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的薄膜晶體管器件的制造方法， 在所述形成非晶硅薄膜的工序中， 所述非晶硅薄膜形成為該非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙的值為1. 65eV以上且1. 75eV以下，并且，在對所述柵電極不施加電壓的情況下，所述非晶硅薄膜的電位高于所述結(jié)晶硅薄膜的電位。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的薄膜晶體管器件的制造方法， 當(dāng)將所述非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙設(shè)為Eg、將所述非晶硅薄膜的膜厚設(shè)為t時(shí)，在所述形成非晶硅薄膜的工序中，所述非晶硅薄膜形成為滿足EgS O. 01Xt+l. 55、且Eg ≥ O. 0125Xt+l. 41 的關(guān)系式。
11.根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法， 在所述形成非晶硅薄膜的工序與所述形成源電極和漏電極的工序之間，還包括在所述柵電極上方且所述非晶硅薄膜上形成絕緣層的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管器件的制造方法，本發(fā)明的薄膜晶體管器件(10)是底柵型的薄膜晶體管器件，具備形成于基板(1)上的柵電極(2)；形成于柵電極上的柵極絕緣膜(3)；形成于柵極絕緣膜上、具有溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜(4)；形成于包含溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜上的非晶硅薄膜(5)；以及形成于非晶硅薄膜上方的源電極(8S)和漏電極(8D)，非晶硅薄膜的光學(xué)帶隙與薄膜晶體管器件的截止電流具有正的相關(guān)關(guān)系。
文檔編號H01L29/786GK103053026SQ20118001771
公開日2013年4月17日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者岸田悠治, 林宏, 川島孝啟, 西田健一郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社