專(zhuān)利名稱(chēng)：包括薄膜電路元件的電子器件的制造技術(shù)
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括薄膜電路元件的諸如有源矩陣顯示器的電子器件的制造方法，該薄膜電路元件包括與結(jié)晶薄膜晶體管集成的二極管，該晶體管具有在比二極管的有源半導(dǎo)體膜更多結(jié)晶的有源半導(dǎo)體膜中的溝道區(qū)域，例如非晶PIN光電二極管。本發(fā)明還涉及這種器件自身的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在已公開(kāi)的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)WO-A-01/20591、WO-A-01/99190和WO-A-01/99191中公開(kāi)了以有源矩陣電致發(fā)光顯示器形式的這種器件的實(shí)例，其全部?jī)?nèi)容并入這里以作參考材料。在這些電致發(fā)光顯示器中，每一像素包括●發(fā)光元件，通常為有機(jī)半導(dǎo)體(例如聚合物半導(dǎo)體)的發(fā)光二極管(LED)；●至少二個(gè)多結(jié)晶硅(多晶硅)的薄膜晶體管(TFT)，由此LED經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)TFT被驅(qū)動(dòng)，同時(shí)經(jīng)由第二地址晶體管被尋址；●薄膜存儲(chǔ)電容器，用于存儲(chǔ)經(jīng)由地址TFT向驅(qū)動(dòng)TFT的柵極施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和●光傳感元件(例如，非晶PIN光電二極管、或光響應(yīng)多晶硅TFT)，其響應(yīng)于LED的輸出來(lái)提供光學(xué)反饋，用于經(jīng)由驅(qū)動(dòng)TFT調(diào)節(jié)LED操作(為了抵消LED的老化效果)。
例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)和/或地址TFT與作為光傳感元件的非晶PIN光電二極管的集成。
如WO-A-01/20591、WO-A-01/99190和WO-A-01/99191中所示，光傳感元件如此連接●在驅(qū)動(dòng)TFT的柵極與其電源線(驅(qū)動(dòng)TFT的源極連接)之間與電容器并聯(lián)連接，和●連接于地址TFT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出(漏電極)與電源線(驅(qū)動(dòng)TFT的源極連接)之間。
在這些顯示器件的制造中，通常很方便地利用TFT的常用技術(shù)和工藝步驟來(lái)形成光傳感元件。為了該原因，優(yōu)選將光傳感元件形成作為光敏TFT結(jié)構(gòu)(具有連接于其源極的ITO或其它透明電極材料的柵級(jí))，或可能為橫向PIN二極管。在每一種情況下，利用與像素的驅(qū)動(dòng)和地址TFT的相同技術(shù)和工藝步驟來(lái)提供該光敏TFT結(jié)構(gòu)或PIN二極管的光吸收有源半導(dǎo)體膜。
該方法的缺點(diǎn)是，有源半導(dǎo)體膜(提供TFT的溝道區(qū)域)相對(duì)較薄(例如，具有在0.04μm至0.10μm范圍內(nèi)的厚度)。該厚度的本征硅膜在光譜的紅色端不完全吸收。結(jié)果，對(duì)于紅、綠和藍(lán)色像素需要不同尺寸的光TFT/二極管，且用于紅色的光TFT/二極管特別大，消耗有用的孔徑面積。如果使用具有較厚硅的垂直非晶PIN二極管作為光傳感元件，則可避免該問(wèn)題，但會(huì)引起關(guān)于怎樣以與顯示器像素布局相兼容的方式最佳地將這種垂直二極管與TFT集成的問(wèn)題。
關(guān)于其它類(lèi)型的顯示器，例如，在有源矩陣液晶顯示器(AMLCD)的像素中集成光電二極管，會(huì)引起相似的問(wèn)題。由此并入美國(guó)專(zhuān)利US-A-5,838,308的全部?jī)?nèi)容以作為參考資料，作為需要在AMLCD的像素中集成光傳感元件用于器件的光學(xué)輸入的實(shí)例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是有助于薄膜二極管(例如垂直非晶PIN光電二極管)與更多結(jié)晶的薄膜晶體管以準(zhǔn)許各個(gè)二極管和晶體管特性的最優(yōu)化程度的方式集成，同時(shí)采用普通的工藝步驟用于其集成，且同時(shí)與即使是有源矩陣顯示器的復(fù)雜像素環(huán)境相兼容。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，提供一種用于制造這種器件的方法，包括(a)采用包含第一處理溫度的第一工藝，在電路基板上形成用于TFT溝道區(qū)域的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜；(b)采用包含第二處理溫度的第二工藝，在溝道區(qū)域端部形成TFT的摻雜的源極和漏極區(qū)；(c)在TFT的電極區(qū)域與其上將形成二極管的二極管區(qū)域之間提供互連膜，并提供蝕刻停止膜，用于二極管的有源半導(dǎo)體膜將要沉積于該蝕刻停止膜上；
(d)其后采用包含第三處理溫度的第三工藝，在互連膜和蝕刻停止膜上沉積用于二極管的有源半導(dǎo)體膜，在階段(a)與(b)之后執(zhí)行該階段(d)，且第一和第二處理溫度高于第三處理溫度；和(e)其后從蝕刻停止上蝕刻掉用于二極管的有源半導(dǎo)體膜，以在二極管區(qū)域中的互連膜上留下用于二極管的有源半導(dǎo)體膜。
通過(guò)在階段(d)之前執(zhí)行階段(a)和(b)，根據(jù)本發(fā)明的這種方法有利于對(duì)于TFT通過(guò)使用較高的第一和第二處理溫度，來(lái)允許獲得用于其溝道區(qū)域的優(yōu)質(zhì)結(jié)晶材料和有效的源極區(qū)及漏極區(qū)。因此，例如，利用硅膜的激光結(jié)晶化和源極與漏極摻雜劑注入的激光退火，可以形成優(yōu)良的多晶TFT?？梢孕纬稍礃O與漏極區(qū)以便于與TFT的柵電極自對(duì)準(zhǔn)。雖然階段(a)與(b)可以用于提供底部柵TFT，本發(fā)明特別有用于頂部柵TFT。在階段(a)和(b)之后且在較低溫度的階段(d)之前有利地將TFT氫化。
通過(guò)在較高的溫度階段之后以其較低的處理溫度執(zhí)行階段(d)，根據(jù)本發(fā)明的這種方法有利于為了期望的二極管特性而提供具有合適厚度的較少結(jié)晶的材料(例如，甚至為非晶半導(dǎo)體材料)的二極管。因此，例如，采用比TFT的多晶硅膜更厚的本征氫化非晶硅(aSi:H)膜，可以形成垂直P(pán)IN結(jié)構(gòu)的有效光電二極管。而且，通過(guò)在提供該二極管的aSi:H膜之前執(zhí)行這些較高溫度工藝階段(a)和(b)，來(lái)避免該二極管膜的脫氫化(如果隨后執(zhí)行較高溫度的工藝階段(a)和(b)則會(huì)發(fā)生)。所產(chǎn)生的二極管可以有利地利用了非晶和多晶硅混合的技術(shù)。
此外，通過(guò)沉積和蝕刻在蝕刻停止膜上(以及互連膜上的)的用于二極管的有源半導(dǎo)體膜，可以限定該半導(dǎo)體膜在二極管區(qū)域中的布局，而不會(huì)導(dǎo)致不期望地蝕刻器件的其它部分，諸如TFT和其到二極管的互連。根據(jù)本發(fā)明的這種方法允許使用一些用于TFT和二極管的普通膜。因此，例如，互連膜可以形成到TFT的柵極或源極/漏極連接和/或到二極管的底部連接，而另一個(gè)膜可以提供例如在顯示像素布局中到二極管的頂部連接。互連膜甚至可以提供TFT的柵電極或源極和漏極區(qū)和/或二極管的電極區(qū)域。如此，可以減小由于厚的垂直二極管集成引起的表面形狀中的階梯狀高度的增加。例如，這減少了在集成的二極管與TFT結(jié)構(gòu)上提供透明顯示像素電極中的問(wèn)題。
幾個(gè)基本的變型可能取決于蝕刻停止和互連膜的屬性和布置。
在一種形式中，互連膜可以包括其自身提供蝕刻停止膜的金屬。在這種情況下，二極管可以具有形成在沉積于該金屬膜上的其有源半導(dǎo)體膜(作為P與N電極區(qū)域之間的本征區(qū))中的垂直P(pán)IN二極管。
在另一種形式中，例如，蝕刻停止膜可以為絕緣膜，該絕緣膜在互連膜上延伸，且在二極管區(qū)域處具有窗口以允許在二極管的互連膜與有源半導(dǎo)體膜之間的接觸。采用該形式，互連膜可以由金屬構(gòu)成。然而，采用該形式的蝕刻停止膜，互連甚至可以由提供二極管的其中一個(gè)底部電極區(qū)域(例如PIN二極管的P+或N+摻雜區(qū))的半導(dǎo)體材料構(gòu)成。因此，這種二極管的半導(dǎo)體電極/互連膜可以在二極管布局的蝕刻限定期間，由該絕緣蝕刻停止膜充分保護(hù)。這允許提供新穎的器件結(jié)構(gòu)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，提供一種包括薄膜電路元件的電子器件，該薄膜電路元件包括與結(jié)晶薄膜TFT集成的二極管，其中●TFT的源極、漏極和柵極其中的至少一個(gè)形成為結(jié)晶半導(dǎo)體膜的摻雜區(qū)，該結(jié)晶半導(dǎo)體膜比二極管的有源半導(dǎo)體膜更多結(jié)晶；●結(jié)晶半導(dǎo)體膜的摻雜區(qū)從TFT延伸以提供二極管的底部電極區(qū)域，其由此與TFT源極、漏極和柵極中的所述之一互連；和●二極管在絕緣蝕刻停止膜中的窗口處的結(jié)晶半導(dǎo)體膜上具有其所述的有源半導(dǎo)體膜，該絕緣蝕刻停止膜在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上以及在結(jié)晶TFT的至少一部分上延伸，二極管的有源半導(dǎo)體膜具有在絕緣蝕刻停止膜上終止的橫向?qū)挾取?br>

在附屬的權(quán)利要求書(shū)中闡述根據(jù)本發(fā)明的各種有利特征和特征結(jié)合，通過(guò)舉例的方式，參考附圖，在現(xiàn)在所描述的本發(fā)明實(shí)施例中示出這些和其它特征，其中圖1是有源矩陣電致發(fā)光顯示器件的像素電路的電路圖，示出其中可以使用本發(fā)明的情形的實(shí)例；
圖2是在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，在這種有極矩陣電置發(fā)光顯示器件的電路基板上形成的一個(gè)像素結(jié)構(gòu)的部分的橫截面圖；圖3至7是在根據(jù)本發(fā)明方法的制造中的連續(xù)階段處，與圖2的像素結(jié)構(gòu)相似的像素結(jié)構(gòu)的TFT和二極管部分的橫截面圖；圖8至13是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的其它各個(gè)方法可以制造的其它像素結(jié)構(gòu)的TFT和二極管部分在制造期間的橫截面圖。
應(yīng)該注意的是，所有附圖為圖解性的。為了清晰和簡(jiǎn)化附圖，這些附圖的部件的相對(duì)尺寸和比例以放大或縮小的尺寸示出。相同的參考標(biāo)記通常用于表示在修改和不同實(shí)施例中的相應(yīng)或相似特征。
具體實(shí)施例方式
圖1的顯示像素電路實(shí)例圖1的電路僅示出普通類(lèi)型的有源矩陣電致發(fā)光顯示器件的像素陣列的一個(gè)像素，例如在WO-A-01/20591、WO-A-01/99190和WO-A-01/99191中公開(kāi)的。圖1示出像素電路的一個(gè)具體簡(jiǎn)單實(shí)例，但是具有二個(gè)以上的TFT的其他更加復(fù)雜的像素電路是公知的?？梢岳斫?，本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于圖1的簡(jiǎn)單電路，還可以應(yīng)用于這些更加復(fù)雜的像素電路。
如圖1中所示，每個(gè)像素包括●發(fā)光元件500，通常為有機(jī)半導(dǎo)體(例如，聚合物半導(dǎo)體)的發(fā)光二極管(LED)；●至少兩個(gè)多晶硅薄膜晶體管(即驅(qū)動(dòng)TFT1和地址TFT2)，由此LED500經(jīng)由驅(qū)動(dòng)TFT1被驅(qū)動(dòng)，同時(shí)經(jīng)由地址TFT2被尋址；●薄膜存儲(chǔ)電容器Cs，用于存儲(chǔ)經(jīng)由地址TFT2施加到驅(qū)動(dòng)TFT1的柵極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和●非晶PIN光電二極管D，其響應(yīng)于LED 500的光輸出501，并用于經(jīng)由驅(qū)動(dòng)TFT1來(lái)調(diào)節(jié)LED 500的操作，以便于抵消LED500中的老化效果。
在厚的垂直非晶PIN光電二極管D與驅(qū)動(dòng)TFT1和/或地址TFT2的集成的應(yīng)用中，示出本發(fā)明。如圖1中所示，該薄膜二極管D在電源線451與內(nèi)部導(dǎo)線460之間與電容器Cs并聯(lián)。電源線451(+Vp)連接于驅(qū)動(dòng)TFT1的源極s1，并連接于PIN二極管D和電容器Cs。導(dǎo)線460連接于驅(qū)動(dòng)TFT1的柵極g1和地址TFT2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出(源極s2)，以及連接于PIN二極管D和電容器Cs。地址TFT2具有連接于陣列的各個(gè)行導(dǎo)體452的柵極g2，其漏極d2連接于陣列的各個(gè)列導(dǎo)體453。像素布局如此以至于光電二極管D從其各個(gè)像素中接收光輸出501的部分，而不使像素孔徑被電容器Cs、TFT TFT1和TFT2以及它們的連接導(dǎo)體所遮蔽。
因此，用于在電路基板100上集成這些薄膜電路元件D、Cs、TFT1、TFT2的工藝階段需要與顯示器件的復(fù)雜像素狀況兼容。本發(fā)明允許非晶PIN二極管D與多晶硅晶體管TFT1和/或TFT2、以允許二極管D與TFT的各自特性的最優(yōu)化程度的方式來(lái)集成，同時(shí)對(duì)于它們的集成利用普通的工藝步驟。通常，相同的多晶硅TFT技術(shù)與相同的工藝步驟可以用于在電路基板100上并排制造TFT1和TFT2，但對(duì)于每一TFT具有不同的TFT布局和不同的連接布局。
現(xiàn)在參考圖2至13來(lái)描述二極管D與這些TFT集成的幾個(gè)具體實(shí)施例。每一具體的實(shí)施例包括下述階段(a)采用包含第一處理溫度的第一工藝，在電路基板100上形成用于TFT TFT1和TFT2的溝道區(qū)域1的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜10；(b)采用包含第二處理溫度的第二工藝，在溝道區(qū)域端部形成TFT的摻雜的源極區(qū)s1、s2和漏極區(qū)d1、d2；(c)在其中一個(gè)TFT的電極區(qū)域與其上將形成二極管D的二極管區(qū)域之間提供互連膜20，并提供蝕刻停止膜30，用于二極管的有源半導(dǎo)體膜40將要沉積于該蝕刻停止膜30上；(d)其后采用包含第三處理溫度的第三工藝，在互連膜20和蝕刻停止膜30上沉積用于二極管D的有源半導(dǎo)體膜40，在階段(a)與(b)之后執(zhí)行該階段(d)，且第一和第二處理溫度高于第三處理溫度；和(e)其后從蝕刻停止膜30上蝕刻掉用于二極管D的有源半導(dǎo)體膜40，以在二極管區(qū)域中的互連膜20上留下用于二極管的有源半導(dǎo)體膜40。
根據(jù)本發(fā)明的這種器件制造方法有利于提供具有用于其溝道區(qū)域的優(yōu)質(zhì)結(jié)晶材料和具有有效源極區(qū)與漏極區(qū)的TFT。這通過(guò)在階段(a)和(b)中使用較高的第一和第二處理溫度來(lái)獲得。通過(guò)在階段(a)和(b)之后以其較低的第三處理溫度執(zhí)行階段(d)，這種方法有利于為了期望的二極管特性，而提供具有合適膜厚度的較少結(jié)晶的材料40(優(yōu)選，甚至為非晶半導(dǎo)體材料)的二極管D。通過(guò)沉積和蝕刻在蝕刻停止膜30上(以及互連膜20上)的用于二極管D的有源半導(dǎo)體膜40，可以限定該半導(dǎo)體膜40在二極管區(qū)域中的布局，而不會(huì)不期望地蝕刻器件的其它部分，諸如TFT和其到二極管D的互連。
取決于例如互連膜20和蝕刻停止膜30的屬性和布置，根據(jù)本發(fā)明的這種方法允許使用一個(gè)或多個(gè)普通膜用于二極管D與TFT1和/或TFT2?，F(xiàn)在將描述各種具體的實(shí)施例。
圖2至7的實(shí)施例圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例制造的顯示器件的一個(gè)實(shí)施例的像素結(jié)構(gòu)。
多晶硅TFT1和TFT2各自包括結(jié)晶硅膜10的島狀物，其對(duì)每一TFT提供其各自的溝道區(qū)。TFT1島狀物和TFT2島狀物在圖2中示出，人為地約束在附圖平面中。在實(shí)際的像素布局中，TFT1和TFT2通常為不同的橫截面。這些TFT自身都為公知的頂柵結(jié)構(gòu)，其在硅膜10上的柵極介電膜2上具有其各自的柵電極g1、g2，且具有形成為膜10的摻雜區(qū)的其各自的源極s1、s2和漏極d1、d2。在該實(shí)施例中，兩個(gè)TFT的源極s1、s2和漏極d1、d2具有p型摻雜(P+)，且兩個(gè)TFT都為p溝道。
地址TFT2具有連接于陣列的行金屬化452的柵極g2，和連接于陣列的列金屬化453的其漏極d2。其源極s2通過(guò)內(nèi)部導(dǎo)線460連接于電容Cs、光電二極管D和(還經(jīng)由金屬化461連接至)驅(qū)動(dòng)TFT1的柵極g1。驅(qū)動(dòng)TFT1具有經(jīng)由金屬化450連接于像素LED 500的底部透明(ITO)電極561的漏極d1。如圖2中所示，這些到金屬化圖形450、451、452、453、461(例如鋁的)的連接是經(jīng)由平面間(inter-level)絕緣層51中的接觸窗口制作的。除了在其中透明顯示像素電極561連接于TFT1的漏極金屬化450的窗口處之外，另一絕緣層52將該金屬化圖形與LED像素分離。
本發(fā)明減小了由于厚的垂直P(pán)IN二極管D的集成引起的表面形態(tài)中階梯狀高度的增加。這減少了在集成的二極管和TFT的結(jié)構(gòu)上提供透明顯示像素電極561中的問(wèn)題。像素LED500的發(fā)光半導(dǎo)體聚合物膜560夾在該電極561與接地陰極電極562之間。
而且，本發(fā)明(如圖2的實(shí)施例中所執(zhí)行的)對(duì)于導(dǎo)線460以有利的方式提供互連膜20，連接二極管D與地址TFT2的源極s2。因此，在該實(shí)施例中，多晶硅膜10的P+摻雜軌跡區(qū)用于提供該互連膜20(導(dǎo)線460)。
而且，該相同膜10、20的P+區(qū)還可以提供電容器Cs的底部極板。將膜10、20用于電容器Cs的底部極板的這一應(yīng)用在圖2的實(shí)施例中示出。在該具體的實(shí)例中，電容器Cs的頂部極板3示為提供了TFT柵極g1、g2的膜的單獨(dú)區(qū)域。因此，柵極介電膜2還提供電容器電介質(zhì)。
因此，如圖2中所示，多晶硅膜10的連續(xù)P+摻雜軌跡形成了TFT2的摻雜源極s2、電容其Cs的底部極板、PIN二極管D的底部電極區(qū)51和它們的互連20。TFT1的柵極g1連接于該P(yáng)+多晶硅軌跡。
通過(guò)厚的非晶本征硅膜和較薄的非晶N+摻雜硅膜的蝕刻限定區(qū)40和42，在該多晶硅P+區(qū)51上形成圖2的PIN二極管D的剩余部分。在該實(shí)施例中，在二極管D的蝕刻限定期間所使用的蝕刻停止膜30由柵極介電膜2的延伸部分來(lái)提供。在該蝕刻階段期間，用于頂部接觸45的金屬膜(例如鉻)可以存在于二極管區(qū)域上，且之后(例如在限定金屬化圖形450、451、452、453、461之后)可以限制其在二極管區(qū)42上的接觸面積(和使之遮蔽)。
圖3示出在該實(shí)施例的制造中的階段(a)。基板10通常由低成本的絕緣材料(例如玻璃，或者甚至可以為絕緣聚合物)構(gòu)成，具有提供其上表面的例如二氧化硅或氮化硅的絕緣涂層，在該上表面上形成電路元件。沉積用于TFT島狀物的初始由非晶材料構(gòu)成的硅膜10，并通過(guò)使用激光束200來(lái)加熱的公知方式結(jié)晶化該硅膜10。通常，使用具有足以熔穿膜10的絕大部分厚度的激光能量和脈沖速率的準(zhǔn)分子激光器。硅膜10在該激光處理期間通常到達(dá)1000℃至1400℃的范圍內(nèi)的溫度(取決于其氫含量)。
圖3描繪出該膜10的三個(gè)部分，即其中將形成TFT(TFT1或TFT2)的部分[TFT]、其中將形成二極管D的部分[D]和其中將形成TFT-二極管互連的部分[20、460]。應(yīng)該注意的是，圖3的橫截面以虛線輪廓示出部分[20、460]，來(lái)表示膜10的該部分[20、460]在附圖的平面之外。對(duì)于顯示像素布局，該橫截面比圖2的橫截面更加如實(shí)，在圖2中，TFT1和TFT2、二極管D和互連20、460都約束在附圖的平面中。在其中圖3的部分[TFT]用于TFT2的情況下，膜10的部分[20、460]延伸出附圖的平面之外，同時(shí)保持與位于附圖平面中的部分[TFT]和[D]為整體。在其中部分[TFT]用于TFT1的情況下，膜10的部分[20、460]不與圖3的該[TFT]部分成為整體，而僅與位于附圖平面中的部分[D]成為整體。
為了簡(jiǎn)化對(duì)隨后的圖4至7的描述，假設(shè)圖3示出TFT2的[TFT]部分，膜10的分離的TFT1島狀物也在附圖的平面之外，且使用與所描述的TFT2相同的工藝步驟制造TFT1。
圖4示出在沉積柵極介電膜2和金屬膜g’之后，在制造中的后續(xù)階段。通常，膜g’可以由例如通常用于TFT柵電極的鋁、或鉻、或硅化物或其它材料或合金構(gòu)成。利用常規(guī)的光刻和蝕刻技術(shù)由膜g’限定柵極g1和g2。
圖5示出之后的階段(b)，其中在多晶硅膜10中形成P+區(qū)s1、s2、d1、d2、20(460)和41。通過(guò)將硼離子注入膜10中(除了其中被柵極g1和g2以及任何附加掩模特征部分所遮蔽的之外)，然后加熱以退火注入損傷并激活硼摻雜劑，來(lái)形成這些P+區(qū)?？梢杂眉す馐?01來(lái)執(zhí)行該加熱步驟。在這種激光處理期間，硅膜10的暴露區(qū)域的溫度通常超過(guò)900℃。取代激光束，利用高強(qiáng)度光201的快速熱退火(RTA)可以用于該熱處理。在這種情況下，硅膜10的暴露區(qū)域通常達(dá)到600℃至900℃范圍內(nèi)的溫度。在另一選擇實(shí)施例中，可以使用350℃至600℃范圍內(nèi)的爐內(nèi)退火。甚至可以結(jié)合使用這些熱處理。例如，在LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)中，還可以使用多次注入以形成不同的摻雜區(qū)。
使用其高處理溫度的圖3圖5的這些階段(a)和(b)非常有利于TFT，以便獲得用于其溝道區(qū)域的優(yōu)質(zhì)結(jié)晶材料和有效的源極和漏極接觸。而且，通過(guò)采用柵電極g1和g2作為注入掩模，將P+源極與漏極區(qū)s1、s2和d1、d2與它們的柵電極g1、g2自對(duì)準(zhǔn)。
在該摻雜階段(b)之前或之后，在其中將形成PIN二極管D的區(qū)域處的膜2中開(kāi)出窗口24。該窗口24允許在互連膜20(該實(shí)施例中為多晶硅膜2)與隨后沉積的有源二極管膜(該實(shí)施例中為非晶本征膜40)之間的接觸。
期望在沉積其柵極電介質(zhì)2之后(即在圖4之后)氫化多晶硅TFT。該氫化階段為另一個(gè)在適度高溫下的處理，且因此在沉積用于二極管D的非晶硅材料之前執(zhí)行。其通常可以為在N2/H2氣體(10％H2)中300℃至400℃的熱退火，或其可以為在300-400℃下的氫氣等離子體暴露，或二者的結(jié)合。優(yōu)選地，應(yīng)該在提供柵極金屬并激活摻雜劑之后執(zhí)行，因?yàn)橥ㄟ^(guò)氫氣會(huì)鈍化由這兩個(gè)工藝引起的任何損傷。因此，優(yōu)選地，在階段(a)和(b)之后而在階段(d)之前執(zhí)行該氫化，且其甚至可以為在a-Si沉積階段(d)之前執(zhí)行的最后一道工藝。
圖6示出在沉積用于PIN二極管D的本征區(qū)40(I)的未摻雜非晶氫化硅膜40’，隨后是用于N+區(qū)42的N+摻雜非晶硅膜42’時(shí)，用于PIN二極管D的后續(xù)沉積階段。通常在100℃至300℃范圍內(nèi)的溫度下沉積這些非晶膜40’和42’。為了期望的二極管特性，通過(guò)在階段(a)和(b)之后采用較低的第三處理溫度執(zhí)行該階段(d)，可以將光電二極管D形成為具有適合厚度的優(yōu)質(zhì)本征非晶半導(dǎo)體區(qū)40的垂直P(pán)IN二極管結(jié)構(gòu)。
因此，為了由PIN二極管D的本征區(qū)40(I)對(duì)LED輸出501的有效吸收，甚至在光譜的紅色端，按需來(lái)選擇未摻雜的非晶硅膜40’的厚度。在有源矩陣電致發(fā)光彩色顯示器的典型實(shí)施例中，可以以具有例如在0.5μm至1.0μm范圍內(nèi)厚度的本征非晶硅膜來(lái)形成有效的PIN光電二極管。這比具有例如在0.04μm至0.10μm范圍內(nèi)厚度的TFT的多晶硅膜10更厚。
其后，采用常規(guī)光刻和蝕刻技術(shù)，并利用柵極介電膜2作為蝕刻停止30，將PIN二極管D的橫向尺寸限定在膜42’和40’中。因此，該蝕刻停止膜2、30防止了器件其它部分不期望的蝕刻，諸如形成TFT島狀物和到二極管D的互連20、460的多晶硅膜10。在該蝕刻步驟期間，頂部金屬膜45’(例如由鉻構(gòu)成)可以存在于二極管區(qū)域上，作為蝕刻劑掩模的至少一部分?？梢栽陔S后的階段(在限定金屬化圖形450、451、452、453、461之后)限制其橫向?qū)挾?，從而給出在二極管區(qū)42上的頂部金屬接觸45的期望接觸面積(且僅邊緣被遮蔽)。
在PIN二極管D的最終結(jié)構(gòu)中將看出該實(shí)施例的兩個(gè)與眾不同的方面，即●介電層2、30插入在PIN二極管D的P+下電極區(qū)41的邊緣與其本征區(qū)40之間，和●該非晶PIN二極管的P+下電極區(qū)41形成在多晶硅膜10中，即技術(shù)的混合。
通過(guò)以該方式利用TFT和二極管中以及用于互連和蝕刻停止的普通膜10和2、30，來(lái)減少工藝步驟和掩模步驟的數(shù)量。其后，以公知的方式繼續(xù)器件的制造。
在該實(shí)施例中，在源極/漏極形成階段(b)之前提供TFT柵極g1和g2，以便于產(chǎn)生自對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明可以用于非自對(duì)準(zhǔn)TFT，在非自對(duì)準(zhǔn)TFT中，在源極/漏極形成階段(b)的摻雜劑注入期間，例如使用光致抗蝕劑來(lái)遮蔽膜10的溝道區(qū)域。其后，例如，可以用與用于PIN二極管D的頂部金屬化420相同的金屬化膜來(lái)提供TFT的柵極g1和g2。該柵極金屬化膜的分離部分甚至可以形成，例如，PIN二極管D的頂部金屬化420與器件TFT1的源極s1之間的互連。
圖8的實(shí)施例在圖2至7的實(shí)施例中，互連膜20和二極管D的底部電極區(qū)41形成在提供TFT溝道區(qū)域的多晶硅膜10中。圖8示出一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施例，其中不同的互連膜20提供TFT的摻雜硅柵極g1和g2以及二極管D的底部電極區(qū)41。在這種情況下，柵極介電膜2不用作蝕刻停止膜30。該不同的互連膜20提供了連接二極管D與TFT1的柵極g1的導(dǎo)線460。圖8示出TFT1。
在圖8的實(shí)施例中，通過(guò)激光結(jié)晶來(lái)形成TFT多晶硅膜10，如圖3中所示。在其上沉積柵極介電膜2之后，沉積互連膜20，并通過(guò)光刻和蝕刻來(lái)對(duì)其構(gòu)圖。因此，在該實(shí)施例中，膜20提供TFT的柵極膜g’和二極管D的底部電極區(qū)41。正如圖3至7的互連的情況，TFT1的柵極g1與二極管D的底部電極區(qū)41之間的互連自身在圖8的附圖平面之外，圖8簡(jiǎn)單地示出其端部的區(qū)g1和41。
在圖8的實(shí)施例中，該膜20(形成互連本身、TFT的柵極g1和二極管的底部電極區(qū)41)可以在與所使用的相同硼摻雜階段(b)中摻雜P+，以形成TFT的摻雜區(qū)s1、s2和d1、d2。因此，TFT可以仍為自對(duì)準(zhǔn)型。其后，該薄膜結(jié)構(gòu)由要提供蝕刻停止(取代利用柵極介電膜2的延伸部分)的絕緣膜30覆蓋，其中在二極管區(qū)域處蝕刻接觸窗口24。其后如圖2至7的實(shí)施例一樣繼續(xù)該制造。
圖9的實(shí)施例至今所示出的實(shí)施例具有頂部柵極TFT。圖9示出具有底部柵極TFT的實(shí)施例。在該實(shí)施例中(如同圖2至7中)，多晶硅膜10提供TFT2與二極管D的底部電極區(qū)41之間的互連20、460，以及提供TFT的溝道區(qū)域。
在工藝的階段(a)之前，在基板100上(通過(guò)膜沉積、光刻和蝕刻)形成TFT的底部柵極g1和g2。這些柵極g1和g2可以由金屬或摻雜多晶硅構(gòu)成。然后沉積柵極介電膜2，隨后沉積硅膜10。
通過(guò)光刻和蝕刻，將膜10構(gòu)圖成用于TFT島狀物、二極管D的底部電極區(qū)41和在區(qū)s2與41之間的期望互連20、460的所需區(qū)域。如圖3至8的情形一樣，互連本身在圖9的附圖平面之外，圖9簡(jiǎn)單地示出在其端部的區(qū)s2和41。通過(guò)激光結(jié)晶化將膜10轉(zhuǎn)化為多晶硅材料，如圖3所示。
然后通過(guò)硼離子注入和激光退火來(lái)提供TFT區(qū)s1、s2和d1、d2與互連20以及二極管區(qū)41的P+摻雜，相似于圖5(除了現(xiàn)在柵極g1和g2在膜10下方之外)?？梢栽诔练e絕緣蝕刻停止膜30之前或之后執(zhí)行該P(yáng)+摻雜。在該實(shí)施例中，在該P(yáng)+摻雜階段之前或之后，蝕刻接觸窗口24穿過(guò)膜30和膜2。其后如圖2至8的實(shí)施例一樣繼續(xù)該制造。
圖10的實(shí)施例除了在與用于提供TFT的金屬底部柵極g1和g2相同的工藝步驟中在二極管區(qū)域處形成金屬導(dǎo)體461之外，圖10的實(shí)施例相似于圖9的實(shí)施例。該金屬導(dǎo)體461可以為T(mén)FT1的柵極g1的延伸部分，以便于將互連20、460(經(jīng)由區(qū)41)連接于TFT1的柵極g1。在這種情況下，在沉積硅膜10之前在二極管區(qū)域處，在柵極介電膜2中開(kāi)出接觸窗口22。金屬導(dǎo)體461通過(guò)該窗口22與隨后形成在多晶硅膜10中的二極管區(qū)41相接觸，正如圖5至9的實(shí)施例一樣。其后如圖2至9的實(shí)施例一樣繼續(xù)該制造。
圖11的實(shí)施例圖11的實(shí)施例還包括在與用于提供TFT的金屬底部柵極g1和g2相同的工藝步驟中，在二極管區(qū)域處形成的金屬導(dǎo)體461。然而，圖11示出取代TFT2的TFT1。在這種情況下，金屬導(dǎo)體461可以為不同互連膜20(現(xiàn)在由金屬構(gòu)成)的完整部分，該互連膜20提供在TFT1的底部柵極g1、到二極管D的底部連接461、與電容器Cs的底部極板之間的導(dǎo)線460。
其它的制造階段與圖10的那些相類(lèi)似，其中通過(guò)TFT多晶硅膜10的區(qū)可以形成PIN二極管D的底部P+區(qū)41。然而，圖11示出另一改進(jìn)實(shí)施例，其中在沉積絕緣蝕刻停止膜30之后沉積PIN二極管D的底部P+區(qū)41。在這種情況下，在沉積P+膜41’(用于二極管區(qū)41)、本征膜40’(用于I區(qū)40)和N+膜42’(用于二極管區(qū)42)之前，穿過(guò)絕緣膜30和2蝕刻(在金屬導(dǎo)體461與二極管區(qū)41之間的)接觸窗口。在這種情況下，P+區(qū)41可以由非晶硅材料構(gòu)成。
圖12的實(shí)施例該實(shí)施例與圖11的相類(lèi)似，其中具有二極管P+區(qū)41的驅(qū)動(dòng)TFT1的柵極g1的互連經(jīng)由金屬膜g1、20、461。然而，在圖11的實(shí)施例中，TFT為頂部柵極類(lèi)型。因此，圖12示出沉積在TFT的多晶硅有源膜10上的柵極介電膜2之上的金屬柵極g1(和金屬導(dǎo)體461)。圖12描繪出該金屬膜的三個(gè)部分g1、20、461，即部分g1(TFT的柵極)、其中將沉積二極管D的部分461、和表示它們的互連的部分20。該膜的互連部分20在圖12中以虛線輪廓示出，以表示它延伸出附圖平面之外，同時(shí)保持與處于附圖平面中的部分g1和461成為整體。
在該實(shí)施例中，當(dāng)蝕刻限定非晶二極管區(qū)42、40、41的橫向?qū)挾葧r(shí)，不需要附加的蝕刻停止膜30。因此，硅蝕刻將停止在金屬膜g1、20、461的表面處和柵極電介質(zhì)2的表面處。
圖13的實(shí)施例在圖11和12的實(shí)施例中，金屬互連膜g1、20、461提供TFT的柵極g1和g2以及到二極管區(qū)41的電極連接。除了TFT之外還提供了二極管D。圖13示出一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施例，其中可以將二極管D設(shè)置在TFT1的柵極g1上和/或作為T(mén)FT1的柵極g1。產(chǎn)生非常緊湊的結(jié)構(gòu)。
在圖13的實(shí)施例中，首先執(zhí)行階段(a)和(b)以在多晶硅膜10中形成摻雜的源極和漏極區(qū)。可以在沉積和構(gòu)圖用于柵電極g1和g2以及任何期望互連的金屬膜20、461之前或之后進(jìn)行該摻雜。其后，在柵極g1、g2上以及柵極介電膜2上沉積非晶硅膜41’、40’和42’的疊層。這些膜41’、40’和42’具有各自的用于PIN二極管D的P+、I和N+導(dǎo)電類(lèi)型。然后蝕刻膜41’、40’和42’以在驅(qū)動(dòng)TFT1的溝道區(qū)域上，即TFT1的柵極g1上留下PIN二極管。在這種情況下，柵極介電膜2和(g2和任何期望互連的)金屬膜20、461用作蝕刻停止膜。
在圖13實(shí)施例的改進(jìn)實(shí)施例中，可以將P+膜直接沉積在柵極介電膜2上，并被構(gòu)圖形成柵電極g1和g2以及任何期望的互連。其后，可以沉積絕緣膜30，并在TFT1的溝道區(qū)域上的二極管區(qū)域處設(shè)置有接觸窗口24。其后，沉積I和N+導(dǎo)電類(lèi)型的非晶硅膜40’和42’，且除了從TFT1上其中由此形成PIN二極管之外的地方將其蝕刻掉。在該蝕刻限定期間，絕緣膜30用作蝕刻停止，保護(hù)下面的g2和P+膜41’中的任何互連，如圖8中一樣。然而，在圖13的改進(jìn)的實(shí)施例中，PIN二極管D自身提供TFT1的柵極g1。
具有其它特征的其它實(shí)施例在圖2至13的實(shí)施例中，有源硅膜10的結(jié)晶化材料被描述為“多晶”。然而，現(xiàn)今的激光結(jié)晶化已經(jīng)成為如此有效的工藝，以至于所產(chǎn)生的晶?？梢跃哂信cTFT島狀物尺寸相當(dāng)?shù)某叽?。因此，?shí)際上，在任意給定的TFT島狀物中的膜10實(shí)際上可以為單晶材料，即TFT1和/或TFT2可以具有(可以稱(chēng)為)單晶多晶硅的有源膜10。
在圖2至13的實(shí)施例中，已經(jīng)描述了結(jié)晶有源硅膜10通過(guò)兩階段工藝形成，即沉積非晶或微晶硅膜，然后激光結(jié)晶化至期望的晶粒尺寸。然而，還能夠直接沉積硅膜10為多晶材料。因此，例如，通過(guò)硅烷(SiH4)在580℃至650℃溫度范圍內(nèi)的熱分解，可以直接在階段(a)中沉積多晶硅材料。該溫度仍然比用于提供PIN二極管D的非晶硅有源膜40’的溫度(例如在100℃至300℃范圍內(nèi))更高。
在圖2至13的實(shí)施例中，通過(guò)將摻雜劑注入到TFT的有源硅膜10的先前未摻雜區(qū)中，已經(jīng)形成了摻雜的源極和漏極區(qū)s1、s2和d1、d2。然而，特別是對(duì)于頂部柵極TFT，還能夠沉積用于電極區(qū)s1、s2、d1、d2、(41)等的摻雜的額外多晶硅膜?？梢栽谖磽诫s的有源膜10之前或之后，沉積和(通過(guò)光刻和蝕刻)構(gòu)圖用于電極區(qū)s1、s2、d1、d2、(41)等的該摻雜的額外多晶硅膜。如果在膜10之前提供，則所產(chǎn)生的頂部柵極TFT有時(shí)被稱(chēng)為“交錯(cuò)”結(jié)構(gòu)。如果在膜10之后提供，則所產(chǎn)生的頂部柵極TFT有時(shí)被稱(chēng)為“共平面”結(jié)構(gòu)。在各種情況下，用于提供摻雜膜的溫度(例如在580℃至650℃的范圍內(nèi))仍舊比用于提供PIN二極管D的非晶硅有源膜40’的溫度更高。
在圖2至13的實(shí)施例中，使用非晶硅形成PIN二極管D，特別是在其本征區(qū)40中。所產(chǎn)生的二極管具有非常適合于感光有源矩陣彩色顯示器中像素的可見(jiàn)光輸出的特性。然而，有源二極管膜可以由，例如微晶半導(dǎo)體材料構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，這種微晶二極管結(jié)構(gòu)可以與多晶硅TFT集成。因此，采用比先前在階段(a)和(b)中用于多晶硅TFT的溫度更低的處理溫度，可以在一個(gè)或多個(gè)互連和蝕刻停止膜上沉積二極管的微晶膜，其后可以從蝕刻停止膜上蝕刻掉該微晶膜，以在二極管區(qū)域中的互連膜上留下用于二極管的微晶膜。
在圖2至13的實(shí)施例中，PIN二極管D由其作為底部電極區(qū)的P+膜41形成。然而，可以使用反向PIN二極管結(jié)構(gòu)(采用適當(dāng)?shù)臉O性顛倒)，其中N+膜42為PIN二極管的底部電極區(qū)。多晶硅TFT可以為具有n型源極和漏極區(qū)s1、s2和d1、d2的n溝道。在這種情況下，例如，PIN二極管的底部(N+)電極區(qū)可以形成為多晶硅膜中的N+軌跡的一部分，其提供n溝道TFT2的源極s2或提供n溝道TFT1的柵極g1。
在一些具有兩個(gè)多晶硅TFT——TFT1、TFT2的像素電路中，一個(gè)TFT可以為n溝道，而另一TFT可以為p溝道。在這種情況下，在注入用于TFT1的一種導(dǎo)電類(lèi)型的s1、d1摻雜劑時(shí)遮蔽TFT2區(qū)域，而在注入用于TFT2的相反導(dǎo)電類(lèi)型的s2、d2摻雜劑時(shí)遮蔽TFT1區(qū)域。這些摻雜劑注入和它們的退火都在沉積用于二極管D的較少結(jié)晶和/或非晶材料40之前執(zhí)行。
根據(jù)閱讀本公開(kāi)物，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，其它變化和改進(jìn)是顯而易見(jiàn)的。這種變化和改進(jìn)可以包括在含有薄膜電路的電子器件以及其零部件的設(shè)計(jì)、制造和使用中已經(jīng)公知的且可以取代本文中已經(jīng)描述的特征或除其之外使用的等同物和其它特征。
雖然在該申請(qǐng)中已經(jīng)明確表述了權(quán)利要求書(shū)以具體化特征的結(jié)合，但是應(yīng)該理解，無(wú)論其是否涉及與目前任意權(quán)利要求所要求相同的發(fā)明，以及是否像本發(fā)明那樣緩和任意或全部的相同技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)的范圍還包括任何新特征或本文中明確地或隱含地或其任意概括公開(kāi)的特征的新結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種制造包括薄膜電路元件的電子器件的方法，該薄膜電路元件包括與結(jié)晶薄膜晶體管(TFT)集成的二極管(D)，該晶體管在比二極管的有源半導(dǎo)體膜(40)更多結(jié)晶的有源半導(dǎo)體膜(10)中具有溝道區(qū)域(1)，其中，該方法包括(a)采用包含第一處理溫度的第一工藝，在電路基板(100)上形成晶體管的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜(10)；(b)采用包含第二處理溫度的第二工藝，在溝道區(qū)域(1)的端部形成晶體管的摻雜源極和漏極區(qū)(s1、s2、d1、d2)；(c)在晶體管的電極區(qū)域(s2、g1)與其上將要形成二極管(D)的二極管區(qū)域之間提供互連膜(20)，并提供蝕刻停止膜(30)，用于二極管的有源半導(dǎo)體膜(40’)將要沉積于該蝕刻停止膜上；(d)其后采用包含第三處理溫度的第三工藝，在互連膜(20)和蝕刻停止膜(30)上沉積用于二極管的有源半導(dǎo)體膜(40’)，在階段(a)與(b)之后執(zhí)行該階段(d)，且第一和第二處理溫度高于第三處理溫度；和(e)其后從蝕刻停止膜(30)上蝕刻掉用于二極管的有源半導(dǎo)體膜(40’)，以在二極管區(qū)域中的互連膜(20)上留下用于二極管(D)的有源半導(dǎo)體膜(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中蝕刻停止膜(30)為絕緣膜(2、300)，其在互連膜(20)上延伸且在二極管區(qū)域處具有窗口(24)，以允許互連膜與二極管的有源半導(dǎo)體膜之間的接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中二極管具有形成垂直P(pán)IN二極管結(jié)構(gòu)的P和N電極區(qū)(41、42)之間的本征區(qū)的有源半導(dǎo)體膜(40)，且其中，互連膜(20)包括在階段(b)中在半導(dǎo)體膜(10)中形成的摻雜區(qū)(P+)，連同晶體管的摻雜源極和漏極區(qū)(s1、s2、d1、d2)和PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中在階段(b)中對(duì)在階段(a)中提供的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜(10)進(jìn)行摻雜，以提供晶體管的源極和漏極區(qū)、PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)、以及其間的互連膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中互連膜(20)的至少一部分設(shè)置在結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜(10)上的柵極介電膜(2)上，以形成晶體管的摻雜半導(dǎo)體頂部柵電極(g1)，其由此與PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)互連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中在晶體管的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜上的柵極介電膜上形成PIN二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求4和權(quán)利要求5的方法，其中電子器件包括借助于相同的互連膜(20)與PIN二極管集成的第一和第二結(jié)晶薄膜晶體管(TFT1、TFT2)，且其中，互連膜(20)提供PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)、第一晶體管的頂部柵電極(g1)、和/或第二晶體管的源極和漏極區(qū)(s2、d2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中互連膜(20、461)包括其自身提供蝕刻停止膜(30)的金屬，且二極管具有形成在其作為P與N電極區(qū)之間的本征區(qū)的有源半導(dǎo)體膜中的垂直P(pán)IN二極管結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中蝕刻停止互連膜(30)的至少一部分設(shè)置在結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜上的柵極介電膜(2)上，以形成晶體管的頂部柵電極(g1)，其由此與PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)互連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中PIN二極管形成在晶體管的結(jié)晶有源半導(dǎo)體膜上的柵極介電膜上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的方法，其中電子器件包括借助于相同的互連膜(20、461)與PIN二極管集成的第一和第二結(jié)晶薄膜晶體管(TFT1、TFT2)，且其中，互連膜連接PIN二極管的P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)、第一晶體管的頂部柵電極(g1)和第二晶體管的源極區(qū)(s2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求11的方法，其中電子器件包括在每個(gè)像素中具有發(fā)光二極管(500、LED)的有源矩陣電致發(fā)光顯示器，且其中發(fā)光二極管經(jīng)由第一晶體管(TFT1)被驅(qū)動(dòng)并經(jīng)由第二晶體管(TFT2)被尋址。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個(gè)的方法，其中結(jié)晶半導(dǎo)體膜(10)經(jīng)受在階段(a)和(b)之后且在階段(d)之前執(zhí)行的氫化工藝。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個(gè)的方法，其中通過(guò)利用膜的激光加熱(200)結(jié)晶化沉積的半導(dǎo)體膜，從而在階段(a)中形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜(10)。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的任意一個(gè)的方法，其中通過(guò)在結(jié)晶半導(dǎo)體膜中離子注入摻雜劑、并通過(guò)退火(201)注入的摻雜劑，從而在階段(b)中形成摻雜源極和漏極區(qū)。
16.一種包括薄膜電路元件的電子器件，該薄膜電路元件包括與結(jié)晶薄膜晶體管集成的二極管，其中晶體管的源電極、漏電極和柵電極的至少一個(gè)形成為結(jié)晶半導(dǎo)體膜(10、20)的摻雜區(qū)(s2、g1)，該結(jié)晶半導(dǎo)體膜比二極管的有源半導(dǎo)體膜(40)更多結(jié)晶；結(jié)晶半導(dǎo)體膜的摻雜區(qū)(s2、g1)從晶體管延伸以提供二極管的底部電極區(qū)(41)，其由此與晶體管源電極、漏電極和柵電極中的所述之一(s2、g1)互連；和二極管在絕緣蝕刻停止膜(2、30)中的窗口處的結(jié)晶半導(dǎo)體膜(10、20)上具有其所述的有源半導(dǎo)體膜(40)，其在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上以及結(jié)晶薄膜晶體管的至少一部分上延伸，二極管的有源半導(dǎo)體膜(40)具有在絕緣蝕刻停止膜上終止的橫向?qū)挾取?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求16的器件，其中二極管具有垂直P(pán)IN結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有其所述的有源半導(dǎo)體膜作為在P與N電極區(qū)之間層疊的非晶本征區(qū)(40)，且其中絕緣蝕刻停止膜(2、30)在P與N電極區(qū)的底部電極區(qū)(41)和PIN二極管橫向邊緣處的非晶本征區(qū)(40)之間延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17的器件，還包括由權(quán)利要求4至7或11至15的任意一個(gè)中所闡述的任意一種方法所產(chǎn)生的任意附加器件特征。
全文摘要
在諸如有源矩陣顯示器的電子器件的制造中，將垂直非晶PIN光電二極管或類(lèi)似的薄膜二極管(D)有利地與多晶硅TFT(TFT1、TFT2)以如此方式集成，以便于允許各個(gè)TFT和二極管特性的最優(yōu)化程度，同時(shí)與顯示器的復(fù)雜像素環(huán)境相兼容。在沉積二極管的有源半導(dǎo)體膜(40)之前，執(zhí)行使TFT的有源半導(dǎo)體膜(10)比二極管的有源半導(dǎo)體膜(40)更多結(jié)晶、且用于形成TFT的源極和漏極摻雜區(qū)(s1、s2、d1、d2)的高溫工藝。其后，通過(guò)蝕刻來(lái)限定二極管的橫向?qū)挾龋瑫r(shí)用蝕刻停止膜(30)保護(hù)互連膜(20)，其可以提供二極管的摻雜底部電極區(qū)(41)以及TFT的其中一個(gè)摻雜區(qū)(s2、g1)。
文檔編號(hào)H01L21/77GK1678952SQ03819988
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月24日
發(fā)明者N·D·楊 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司