專利名稱：顯示裝置、用于顯示裝置中的薄膜晶體管、及薄膜晶體管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機EL(Electro Luminescence)顯示裝置等顯示裝置、在該顯示裝置中使用的薄膜晶體管(以下也略記為“TFT (Thin FilmTransistor)”、及TFT的制造方法。
背景技術(shù)：
近幾年，作為下一代的顯示裝置，采用了電流驅(qū)動型的有機EL元件的有機EL顯示裝置備受關(guān)注。其中，在有源矩陣驅(qū)動型有機EL顯示裝置中采用場效應(yīng)晶體管，作為該場效應(yīng)晶體管之一，已知有在具有絕緣表面的基板上設(shè)置的半導(dǎo)體層成為溝道形成區(qū)域的薄膜晶體管。
作為在有源矩陣驅(qū)動型有機EL顯示裝置中采用的薄膜晶體管，至少需要用于控制有機EL元件的導(dǎo)通/截止等驅(qū)動時刻的開關(guān)晶體管、和用于控制有機EL元件的發(fā)光量的驅(qū)動晶體管。對于這些薄膜晶體管，優(yōu)選分別具有出色的晶體管特性，進(jìn)行了各種研究。
例如，對于開關(guān)晶體管而言，需要進(jìn)一步降低截止電流，并降低導(dǎo)通電流和截止電流這兩者的偏差。此外，對于驅(qū)動晶體管而言，需要進(jìn)一步提高導(dǎo)通電流的同時降低導(dǎo)通電流的偏差。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，作為這種薄膜晶體管的溝道形成區(qū)域，例如采用了非晶硅膜 (非晶質(zhì)硅膜)，在非晶質(zhì)硅膜中，由于無法增大溝道層中的載流子移動度，因此不能確保高的導(dǎo)通電流。
因此，提出了在溝道層中使用移動度高的晶體硅等。
但是，即使在溝道層中使用結(jié)晶性高的硅，在形成源電極及漏電極時，會對溝道層帶來蝕刻損壞，無法充分發(fā)揮原來的性能。此外，對大型基板很難將溝道層的蝕刻量控制得均勻，因此溝道層的膜厚變得不均勻，存在薄膜晶體管的性能有偏差的問題。為了解決這些問題，提出了使用保護(hù)溝道層的溝道保護(hù)膜的晶體管(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
但是，要求可維持薄膜晶體管導(dǎo)通時的驅(qū)動電流、且抑制截止時的漏電流以及可用簡單的工序形成電特性出色的薄膜晶體管。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-188422號公報發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的顯示裝置是具備顯示元件、和控制該顯示元 件的發(fā)光的薄膜晶體管的顯示裝置，薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在基板上形成為覆蓋柵電極；溝道層，其形成在柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在溝道層的上表面；一對接觸層，形成在溝道保護(hù)層的上表面，且與溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對接觸層連接，一對接觸層具有與溝道層的側(cè)面相接的界面。
此外，本發(fā)明的薄膜晶體管用于顯示裝置中，該薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在基板上形成為覆蓋柵電極；溝道層，其形成在柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在溝道層的上表面；一對接觸層，形成在溝道保護(hù)層的上表面，且與溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對接觸層連接，一對接觸層具有與溝道層的側(cè)面相接的界面。
此外，本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法中，該薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在基板上形成為覆蓋柵電極；溝道層，其形成在柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在溝道層的上表面；一對接觸層，形成在溝道保護(hù)層的上表面，且與溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對接觸層連接，一對接觸層具有與溝道層的側(cè)面相接的界面，在該制造方法中，以同一光掩模對溝道層和溝道保護(hù)層進(jìn)行圖案化來進(jìn)行蝕刻，之后，形成一對接觸層。
另外，本發(fā)明的薄膜晶體管的制造方法中，該薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在基板上形成為覆蓋柵電極；溝道層，其形成在柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在溝道層的上表面；一對接觸層，形成在溝道保護(hù)層的上表面，且與溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對接觸層連接，一對接觸層具有與溝道層的側(cè)面相接的界面，在該制造方法中，在絕緣性支撐基板上形成薄膜晶體管用的柵電極、 和蓄積電容部用的柵電極之后，按照覆蓋柵電極的方式，在基板上形成柵 極絕緣膜、溝道層和溝道保護(hù)層，以同一光掩模對溝道層和溝道保護(hù)層進(jìn)行圖案化來進(jìn)行蝕刻，并且除去蓄積電容部的溝道層、和溝道保護(hù)層，之后，形成一對接觸層，并且形成分別與一對接觸層連接的薄膜晶體管的源電極及漏電極、和蓄積電容部的電極。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠維持薄膜晶體管導(dǎo)通時的驅(qū)動電流，且抑制截止時的漏電流，能夠以簡單的工序形成電特性出色的薄膜晶體管。而且，能夠同時形成薄膜晶體管和蓄積電容部。


圖1是作為本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置的有機EL顯示裝置的部分切割立體圖。
圖2是本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置的像素的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3是在本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置的一個像素中表示構(gòu)成有機EL元件和驅(qū)動晶體管的設(shè)備結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4A是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖4B是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管和蓄積電容部的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖6A是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例的剖視圖。
圖6B是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例的剖視圖。
圖6C是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。
圖的剖視圖。6D是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 6E是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 6F是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 6G是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 6H是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 61是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例 6J是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例具體實施方式
(實施方式)
以下，參照附圖，說明本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置、以及在該顯示裝置中所使用的薄膜晶體管薄膜晶體管(以下，略記為“TFT(Thin FiImTransistor)”)及其制造方法。
首先，以有機EL顯示裝置為例說明本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置。
圖1是作為本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置的有機EL顯示裝置的部分切割立體圖。表示有機EL顯示裝置的示意結(jié)構(gòu)。如圖1所示，有機EL顯示裝置具備有源矩陣基板 I ;在有源矩陣基板I上配置成多個矩陣狀的像素2 ;與像素2連接且在有源矩陣基板I上多個配置成陣列狀的像素電路3 ;由依次層疊在像素2和像素電路3上的作為陽極的電極 4、有機EL層5及作為陰極的電極6構(gòu)成的EL元件；和用于將像素電路3分別連接到控制電路的多根源極布線7及柵極布線8。此外，EL元件的有機EL層5是通過依次層疊電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層等各層而構(gòu)成的。
接著，利用圖2說明像素2的電路構(gòu)成的一例。圖2是本發(fā)明的一實施方式的顯示裝置的像素的電路結(jié)構(gòu)圖。
如圖2所示，像素2具備作為顯示元件的有機EL元件11 ;由用于控制有機EL元件11的發(fā)光量的薄膜晶體管構(gòu)成的驅(qū)動晶體管12 ;由用于控制有機EL元件11的導(dǎo)通/截止等驅(qū)動時刻的薄膜晶體管構(gòu)成的開關(guān)晶體管13 ;和電容器14。并且，開關(guān)晶體管13的源電極13S與源極布線7連接，柵電極13G與柵極布線8連接，漏電極13D與電容器14及驅(qū)動晶體管12的柵電極12G連接。此外，驅(qū)動晶體管12的漏電極12D與電源布線9連接，源電極12 S與有機EL元件11的正極連接。即，作為顯示裝置的有機EL顯示裝置具備作為顯示元件的有機EL元件11、和控制顯示元件的發(fā)光的薄膜晶體管。
在這種構(gòu)成中，若向柵極布線8輸入柵極信號而使開關(guān)晶體管13處于導(dǎo)通狀態(tài), 則與經(jīng)由源極布線7供給的影像信號對應(yīng)的信號電壓被寫入電容器14。寫入到電容器14 的保持電壓被保持I幀期間。
并且，通過寫入到電容器14的保持電壓，驅(qū)動晶體管12的電導(dǎo)進(jìn)行模擬變化，與發(fā)光階段對應(yīng)的驅(qū)動電流從有機EL元件11的正極流向負(fù)極。通過流過該負(fù)極的驅(qū)動電流， 有機EL元件11發(fā)光,顯示為圖像。
圖3是在本發(fā)明的一實施方式的有機EL顯示裝置的一個像素中表示構(gòu)成有機EL 元件和驅(qū)動晶體管的設(shè)備結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖3所示，有機EL顯示裝置在要形成驅(qū)動晶體管12和開關(guān)晶體管(未圖示)的TFT陣列基板、即絕緣性的支撐基板21上具備第I層間絕緣膜22、第2層間絕緣膜23、第I接觸部24、第2接觸部25、和圍堰26。另外，如在圖1 中所說明的那樣，具備作為下部陽極的電極4、有機EL層5、作為上部陰極的電極6。
在此，構(gòu)成驅(qū)動晶體管12的薄膜晶體管30是底柵型的η型薄膜晶體管，在支撐基板21上依次層疊柵電極、柵極絕緣膜、半導(dǎo)體層、歐姆接觸層(以下，略記為“接觸層”)、和源電極及漏電極而形成。
接著，利用圖4Α 圖6J，說明本發(fā)明的一實施方式中的薄膜晶體管的構(gòu)成及其制造方法。
圖4Α是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的構(gòu)成的剖視圖。圖4Β是從源電極、漏電極側(cè)看到的俯視圖。如圖4Α、4Β所示，薄膜晶體管30是底柵型的η型薄膜晶體管。 薄膜晶體管30通過按順序?qū)盈B在絕緣性支撐基板21上形成的柵電極31、在柵電極31上形成的柵極絕緣膜32、在柵極絕緣膜32上形成的溝道層33、在作為蝕刻阻擋層的溝道保護(hù)層 34上分離形成的一對接觸層35a、35b、和在一對接觸層35a、35b上形成的源電極36S及漏電極36D而構(gòu)成。因此，一對接觸層35a、35b形成在溝道保護(hù)層34的上表面上且與溝道層 33連接。此外，源電極36S及漏電極36D分別與溝道層33連接。S卩，源電極36S及漏電極 36D分別與一對接觸層35a、35b連接。
支撐基板21是例如由石英玻璃等玻璃基板構(gòu)成的絕緣性基板。另外，雖然未圖示，但是為了防止基板中所包含的鈉或磷等雜質(zhì)進(jìn)入半導(dǎo)體膜中，也可以在支撐基板21的表面上形成由氮化娃膜(SiNx)或氧化娃膜(SiO x)等絕緣膜構(gòu)成的底涂層膜。
柵電極31是在由絕緣性基板構(gòu)成的支撐基板21上例如由鑰(Mo)構(gòu)成且圖案形成為帶狀的電極。作為柵電極31，可以是鑰(Mo)以外的金屬，也可以是例如由鑰鎢(MoW) 等構(gòu)成。另外，作為柵電極31的材料，在薄膜晶體管30的制造工序中包括加熱工序的情況下，優(yōu)選是在加熱時不易變質(zhì)的高熔點的金屬材料。在本實施方式中，作為柵電極31，使用了膜厚為IOOnm左右的鑰(Mo)。
按照覆蓋柵電極31的方式形成的柵極絕緣膜32例如可以使用二氧化硅(SiO2)。 另外，作為柵極絕緣膜32的材料，由氮化硅膜(SiN)或氮氧化硅膜(SiON)、或它們的層疊膜等構(gòu)成。另外，在本實施方式中，作為形成在柵極絕緣膜32上的溝道層33而是用晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，因此作為柵極絕緣膜32，優(yōu)選使用二氧化硅。作為柵極絕緣膜32而使用二氧化硅，可實現(xiàn)與溝道層33的良好的界面狀態(tài)，能夠維持TFT的良好的閾值電壓特性。在本實施方式中，作為柵極絕緣膜32，使用了膜厚為200nm左右的二氧化硅。
溝道層33在柵電極31上方的柵極絕緣膜32上圖案形成為島狀。溝道層33由半導(dǎo)體膜構(gòu)成，且由移動度高的半導(dǎo)體膜形成，由此能夠提高TFT的導(dǎo)通電流。
作為溝道層33，可以使用包含晶體硅的晶質(zhì)硅膜或氧化物半導(dǎo)體、有機半導(dǎo)體。晶質(zhì)娃膜可由微晶娃或多晶娃構(gòu)成。晶質(zhì)娃可通過對非晶娃(amorphous silicon)利用退火等加熱處理進(jìn)行晶體化而形成。若膜厚為30 IOOnm左右，則可維持所需的導(dǎo)通電流，并且可同時抑制截止電流。在本實施方式中，作為溝道層33，使用了膜厚為SOnm左右的晶質(zhì)硅膜。此外，在本實施方式中，晶質(zhì)硅膜中的晶體粒徑為Iym以下。另外，作為溝道層33， 也可以是非晶結(jié)構(gòu)和晶質(zhì)結(jié)構(gòu)的混晶。另外，溝道層33是未摻雜層，沒有試圖添加雜質(zhì)。但是，認(rèn)為在制造工序中會在氫化非晶硅膜中無意地混雜雜質(zhì)。因此，作為溝道層33的硅膜中的雜質(zhì)濃度優(yōu)選在IXlO18/ cm3以下。并且，作為溝道層33，雖然沒有限制但優(yōu)選雜質(zhì)的濃度低，因此作為溝道層33的雜質(zhì)濃度，優(yōu)選在IXlO1Vcm3以下。另外，若作為溝道層33的硅膜的雜質(zhì)濃度高，則截止電流(Ioff)會變大，因此并不優(yōu)選。
在溝道層33上形成溝道保護(hù)層34。溝道保護(hù)層34可以使用二氧化硅(SiO2)。另外，作為溝道保護(hù)層34的材料，可由氮化硅膜(SiN)、氮氧化硅膜(SiON)、或它們的層疊膜等構(gòu)成。另外，也可以使用感光性的絕緣膜材料。
溝道保護(hù)層34在通過蝕刻等圖案形成溝道保護(hù)層34之后形成的接觸層35a、35b 時，起到溝道部分的蝕刻阻擋層的作用。由此，通過形成溝道保護(hù)層34，從而能夠防止因蝕刻而溝道層33受到損壞。因此，形成溝道保護(hù)層34具有不會在溝道層33中留下蝕刻損壞的優(yōu)點。
一對接觸層35a、35b由包含雜質(zhì)的非晶硅膜構(gòu)成，在溝道保護(hù)層34上分離開而形成，并且形成為還覆蓋溝道層33的側(cè)面及溝道保護(hù)層34的側(cè)面。即，一對接觸層35a、35b 形成為具有與溝道層33的側(cè)面33a、33b相接的界面。此外，一對接觸層35a、35b形成為與溝道保護(hù)層34的側(cè)面34a、34b相接。一對接觸層35a、35b可通過在膜厚為10 50nm左右的非晶硅中添加磷(P)等η型雜質(zhì)而形成。在本實施方式中以30nm的膜厚成膜。此外， 優(yōu)選一對接觸層35a、35b的雜質(zhì)濃度在IX IO2Vcm3以上且在I X IO2Vcm3以下。該濃度是一般在硅膜中加入高濃度的雜質(zhì)時容易實現(xiàn)的濃度。
此外，作為一對接觸層35a、35b中的η型雜質(zhì)，并不限于磷，也可以是磷以外的其他第V族元素。此外，并不限于η型雜質(zhì)，例如，也可以使用包含硼(B)等第3族元素的P 型雜質(zhì)。該一對接觸層35a、35b可以通過由恒定濃度的雜質(zhì)形成的單層構(gòu)成，若對于溝道層33而η從聞濃度到低濃度，則日^夠緩和一對接觸層35a、35b與溝道層33的界面的電場集中。因此，能夠抑制截止時的漏電流，所以是優(yōu)選的。
具體而言,一對接觸層35a、35b的雜質(zhì)濃度在靠近源電極36S、漏電極36D的部位是I X IO2Vcm3以上至I X IO2Vcm3以下的高濃度區(qū)域。此外，一對接觸層35a、35b的雜質(zhì)濃度在靠近溝道層33的部位是5 X IO2Vcm3以下、優(yōu)選是I X IO1Vcm3以上且I X IO2Vcm3以下的低濃度區(qū)域。
源電極36S形成在接觸層35a，漏電極36D形成在接觸層35b上，且源電極36S和漏電極36D圖案形成為互相分離開。此外，源電極36S與接觸層35a歐姆接合，且漏電極36 與接觸層35b歐姆接合，而且源電極36S和漏電極36D形成為側(cè)面與一對接觸層35a、35b 一致。源電極36S及漏電極36D分別是導(dǎo)電性材料及合金等的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，例如將由鈦(T i)、鉭(T a)、鑰(Mo)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)等金屬構(gòu)成的單層或由2種以上材料構(gòu)成的層疊膜形成為膜厚在50 IOOOnm左右。作為源電極36S及漏電極36D的形成方法，例如使用濺射法。在本實施方式中，作為源電極36S及漏電極36D，以按照Μο、Α1、Μο的順序?qū)盈B的3層金屬層成膜。并且，例如將Mo的膜厚成膜為50nm JfAl的膜厚成膜為 300nm、將Mo的膜厚成膜為50nm。
如以上所述，本實施方式中的薄膜晶體管中，溝道層33的側(cè)面33a、33b及溝道保護(hù)層34的側(cè)面34a、34b被接觸層35a、35b覆蓋，溝道層33經(jīng)由接觸層35a、35b而與源電極36S及漏電極36D電連接。此外，溝道保護(hù)層34的上表面33c、33d被接觸層35a、35b覆至 JHL ο
通過該構(gòu)成，在源電極36S與漏電極36D之間，作為載流子流過的載流子移動路徑，從源電極36S經(jīng)由接觸層35a，從溝道層33的側(cè)面注入載流子，且載流子經(jīng)過溝道層33 之后經(jīng)由接觸層35b移動。
在此，如圖4A所示，若將源電極36S與漏電極36D之間的距離設(shè)為Lch、將柵電極 31的長度設(shè)為Lgm、將溝道層33的長度設(shè)為Lsi，則本實施方式中的薄膜晶體管構(gòu)成為Lch < Lsi < Lgm0
圖5是表示在上述中說明的薄膜晶體管30、和與其相鄰的而配置的蓄積電容部40 的構(gòu)成的剖視圖。如圖5所示，蓄積電容部40通過分別按順序?qū)盈B在支撐基板21上形成的柵電極31、在柵電極31上形成的柵極絕緣膜32、在柵極絕緣膜32上形成的接觸層35、和在接觸層35上形成的電極36而構(gòu)成。即，在形成薄膜晶體管30時的工序中形成。
接著，參照圖6A 6J所示的剖視圖來說明圖5所示的構(gòu)成的薄膜晶體管30和蓄積 電容部40的制造方法。圖6A 6J是表示本發(fā)明的一實施方式的薄膜晶體管的制造方法中的制造工序的一例的剖視圖。
首先，如圖6A所示，在由絕緣性玻璃基板構(gòu)成的支撐基板21上通過濺射法，以 IOOnm左右的膜厚對由鑰等構(gòu)成的柵極金屬膜31M進(jìn)行成膜。另外，在形成柵極金屬膜31M 之前，也可以在支撐基板21上形成底涂層膜。
接著，通過對柵極金屬膜31M實施光刻及濕蝕刻，從而將柵極金屬膜31M圖案形成為規(guī)定的形狀，如圖6B所示那樣，形成薄膜晶體管30和蓄積電容部40的柵電極31。
接著，如圖6C所示，通過等離子CVD (Chemical Vapor Deposition),覆蓋柵電極 31，以200nm左右的膜厚在支撐基板21上對由氧化硅膜構(gòu)成的柵極絕緣膜32進(jìn)行成膜。
接著，如圖6D所示，以30nm左右的膜厚在柵極絕緣膜32上形成由晶質(zhì)硅構(gòu)成的溝道層用膜33F。由晶質(zhì)硅構(gòu)成的溝道層用膜33F可通過CVD法直接對微晶體硅進(jìn)行成膜、 或者通過等離子CVD對非晶硅進(jìn)行成膜之后實施利用了激光或燈的加熱處理而晶體化來形成。
接著，如圖6E所示，通過等離子CVD，覆蓋溝道層用膜33F，以IOOnm左右的膜厚對由氧化硅膜構(gòu)成的溝道層保護(hù)膜34F進(jìn)行成膜。另外，可以對溝道層用膜33F進(jìn)行成膜之后進(jìn)行晶體化處理等加熱處理，但是也可以層疊溝道層保護(hù)膜34F之后照射激光或者進(jìn)行燈加熱來使溝道層用膜33F成為晶體。這具有能夠以溝道層保護(hù)膜34F的膜厚調(diào)整激光照射時的光吸收率的優(yōu)點。此外，通過使溝道層用膜33F介于溝道層保護(hù)膜34F和柵極絕緣膜32之間，從而溝道層用膜33F在加熱過程中膜被熔化，并且因溫度分布而一部分被凝集， 對一部分促進(jìn)晶體生長，因此還具有能夠抑制膜厚的均勻性混亂的優(yōu)點。
接著，如圖6F所示，利用同一光掩模對溝道層用膜33F和溝道層保護(hù)膜34F進(jìn)行圖案化之后進(jìn)行蝕刻，從而能夠以同一形狀形成薄膜晶體管30的溝道層33和溝道保護(hù)層34。此外，雖然未圖示，但是通過在溝道層保護(hù)膜34F中使用感光性材料，從而以曝光&顯影來進(jìn)行圖案形成，并在蝕刻時將溝道層保護(hù)膜34F作為掩模來進(jìn)行溝道層33的圖案形成。
在溝道層保護(hù)膜34F中使用感光性材料時的優(yōu)點在于能夠削減抗蝕劑剝離工序。 此外，由于通過蝕刻圖案形成的只有溝道層，因此蝕刻工序比較容易。
在溝道層保護(hù)膜34F中使用非感光性材料時的優(yōu)點在于材料選擇容易，而且只要是通過CVD等成膜的材料，則膜中的雜質(zhì)等或離子性物質(zhì)較少，因此容易確保TFT的初始特性以及可靠性。
接著，如圖6G所示，按照覆蓋溝道層33和溝道保護(hù)層34的方式，在柵極絕緣膜32 上對由作為η型雜質(zhì)添加了磷的非晶硅構(gòu)成的接觸層用膜35F、和源極/漏極金屬膜36M進(jìn)行成膜。
接著，如圖6Η所示，通過實施光刻及濕蝕刻，對源極/漏極金屬膜36Μ進(jìn)行圖案化，分開形成薄膜晶體管30的源電極36S及漏電極36D、和蓄積電容部40的電極36。另外， 源極/漏極金屬膜36Μ的蝕刻例如可通過利用了由磷酸、硝酸及醋酸構(gòu)成的混合酸的濕蝕刻進(jìn)行。由此，接觸層用膜35F露出。
接著，如圖61所示，通過使用了與圖6Η相同的圖案的干蝕刻，對接觸層用膜35F 進(jìn)行圖案化，分開形成薄膜晶體管30的一對接觸層35a、35b、和蓄積電容部40的接觸層35。此外，如圖61所示，一對接觸層35a、35b形成為覆蓋溝道保護(hù)層34的側(cè)面34a、34b及溝道層33的側(cè)面33a、33b。
另外，之后，如圖6J所示，按照覆蓋支撐基板21的整個面的方式，例如，以400nm 的膜厚對由氮化硅膜(SiN2)構(gòu)成的鈍化膜37進(jìn)行成膜。此外，雖然未圖示，但是之后繼續(xù)實施光刻及濕蝕刻(或者干蝕刻)，從而對鈍化膜37實施通向源電極36S、漏電極36D 及柵電極31的接觸孔的形成工序，由此連接源電極36S、漏電極36D及柵電極31與顯示裝置內(nèi)的布線電極。
在本實施方式的薄膜晶體管中，作為載流子的移動路徑，存在介于柵極絕緣膜32 與溝道保護(hù)層34之間的溝道層33，截止時來自一對接觸層35a、35b或者源電極36S、漏電極36D的載流子的注入被阻礙，因此能夠抑制截止時的漏電流。截止時，從源電極36S向施加了柵電極31與源電極36S之間的電場的溝道層33注入載流子。而且，溝道層33不會受到工序中的蝕刻等的損壞，因此可維持高的載流子移動度，蝕刻時膜厚也不會減少，所以可得到容易實現(xiàn)面內(nèi)均勻性的效果。
此外，在溝道層33中使用了晶體化的硅層，但只要是載流子的移動度高的半導(dǎo)體層就不限于此。例如，可以是氧化物半導(dǎo)體，只要載流子的移動度在lcm/Vs以上、更優(yōu)選是在10cm/Vs以上即可。
根據(jù)以上所述，通過本發(fā)明，能夠維持導(dǎo)通時的TFT驅(qū)動電流的同時，能夠抑制截止時的漏電流。
此外，如圖5所示，若在蓄積電容部40中具有溝道層33，則電容只會降低與溝道層33的膜厚相對應(yīng)的量。此外，若包括溝道層33，則根據(jù)柵電極31與源電極36S間的電壓，電容以某一閾值為界進(jìn)行變動。在一對接觸層35a、35b中使用了 η型半導(dǎo)體的情況下， 柵電極比起某一閾值為正時，表示與柵極絕緣膜32對應(yīng)的量的電容，柵電極31比起某一閾值為負(fù)時，成為與柵極絕緣膜32、溝道層33、一對接觸層35a、35b的膜厚的總量相對應(yīng)的電容，因此電容會降低。
-工業(yè)可用性-
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在獲得有機EL顯示裝置等利用了薄膜晶體管(TFT)的顯示裝置方面是有用的發(fā)明。
-符號說明-
21支撐基板
30薄膜晶體管
31柵電極
32柵極絕緣膜
33溝道層
33a、33b 側(cè)面
34溝道保護(hù)層
35、35a、35b 接觸層 36S 源電極
36D漏電極
36 電極
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，其具備顯示元件、和控制所述顯示元件的發(fā)光的薄膜晶體管，其中， 所述薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在所述基板上形成為覆蓋所述柵電極；溝道層，其形成在所述柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在所述溝道層的上表面；一對接觸層，形成在所述溝道保護(hù)層的上表面，且與所述溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對所述接觸層連接，一對所述接觸層具有與所述溝道層的側(cè)面相接的界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，所述溝道保護(hù)層以與所述溝道層相同的形狀形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，若將所述源電極與所述漏電極之間的距離設(shè)為Lch，將柵電極的長度設(shè)為Lgm、將所述溝道層的長度設(shè)為Lsi，則 Lch < Lsi < Lgm0
4.一種薄膜晶體管，其用于顯示裝置中，該薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在所述基板上形成為覆蓋所述柵電極；溝道層，其形成在所述柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在所述溝道層的上表面；一對接觸層，形成在所述溝道保護(hù)層的上表面，且與所述溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對所述接觸層連接，一對所述接觸層具有與所述溝道層的側(cè)面相接的界面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其中，所述溝道保護(hù)層以與所述溝道層相同的形狀形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管，其中，若將所述源電極與所述漏電極之間的距離設(shè)為Lch，將柵電極的長度設(shè)為Lgm、將所述溝道層的長度設(shè)為Lsi，則 Lch < Lsi < Lgm0
7.一種薄膜晶體管的制造方法，薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在所述基板上形成為覆蓋所述柵電極；溝道層，其形成在所述柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在所述溝道層的上表面；一對接觸層，形成在所述溝道保護(hù)層的上表面，且與所述溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對所述接觸層連接，一對所述接觸層具有與所述溝道層的側(cè)面相接的界面，在該薄膜晶體管的制造方法中，以同一光掩模對所述溝道層和所述溝道保護(hù)層進(jìn)行圖案化來進(jìn)行蝕刻，之后，形成一對所述接觸層。
8.一種薄膜晶體管的制造方法，薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在所述基板上形成為覆蓋所述柵電極；溝道層，其形成在所述柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在所述溝道層的上表面；一對接觸層，形成在所述溝道保護(hù)層的上表面，且與所述溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對所述接觸層連接，一對所述接觸層具有與所述溝道層的側(cè)面相接的界面，在該薄膜晶體管的制造方法 中，在絕緣性支撐基板上形成薄膜晶體管用的柵電極、和蓄積電容部用的柵電極之后， 按照覆蓋所述柵電極的方式，在所述基板上形成柵極絕緣膜、溝道層和溝道保護(hù)層， 以同一光掩模對所述溝道層和所述溝道保護(hù)層進(jìn)行圖案化來進(jìn)行蝕刻，并且除去蓄積電容部的所述溝道層、和所述溝道保護(hù)層，之后，形成一對所述接觸層，并且形成分別與一對所述接觸層連接的薄膜晶體管的源電極及漏電極、和蓄積電容部的電極。
全文摘要
在具備顯示元件、和控制該顯示元件的發(fā)光的薄膜晶體管的顯示裝置中，薄膜晶體管具備柵電極，其形成在絕緣性支撐基板上；柵極絕緣膜，其在基板上形成為覆蓋柵電極；溝道層，其形成在柵極絕緣膜上；溝道保護(hù)層，其形成在溝道層的上表面；一對接觸層，形成在溝道保護(hù)層的上表面，且與溝道層連接；和源電極及漏電極，分別與一對接觸層連接，一對接觸層具有與溝道層的側(cè)面相接的界面。
文檔編號H05B33/10GK103003947SQ201280001519
公開日2013年3月27日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者佐藤一郎 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社