專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法
薄膜晶體管及其制造方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及薄膜晶體管和用于制造薄膜晶體管的方法，以及使用薄膜晶體管的顯示設(shè)備。2.相關(guān)技術(shù)描述作為一種類型的場效應(yīng)晶體管，其溝道區(qū)利用在具有絕緣表面的襯底上形成的半導(dǎo)體膜形成的薄膜晶體管是已知的。已公開了其中非晶硅、微晶硅或多晶硅被用作半導(dǎo)體膜，而半導(dǎo)體膜被用作薄膜晶體管的溝道區(qū)的技術(shù)(參見專利文獻(xiàn)1-5)。薄膜晶體管的典型應(yīng)用是其中薄膜晶體管各自被實(shí)際用作顯示屏中每個(gè)像素的開關(guān)晶體管的液晶顯示電視設(shè)備。對比文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)2專利文獻(xiàn)3專利文獻(xiàn)4專利文獻(xiàn)5日本已公開專利申請No. 2001-053283 日本已公開專利申請No. H5-129608 日本已公開專利申請No. 2005-049832 日本已公開專利申請No. H7-131030 日本已公開專利申請No. 2005-19154
發(fā)明內(nèi)容
其中溝道區(qū)利用非晶硅膜形成的薄膜晶體管具有低場效應(yīng)遷移率和低導(dǎo)通狀態(tài)電流的問題。另一方面，其中利用微晶硅膜形成溝道區(qū)的薄膜晶體管的問題在于盡管改進(jìn)了場效應(yīng)遷移率，但截止?fàn)顟B(tài)電流比其溝道區(qū)利用非晶硅膜形成的薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流高，因而不能獲得足夠的開關(guān)特性。其溝道區(qū)利用多晶硅膜形成的薄膜晶體管的特征在于場效應(yīng)遷移率遠(yuǎn)高于上述兩類薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率，且導(dǎo)通狀態(tài)電流高。這些特征使得此類薄膜晶體管不僅能被用作像素中的開關(guān)晶體管，而且能被用作需要高速驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路的元件。然而，其溝道區(qū)利用多晶硅膜形成的薄膜晶體管的形成涉及半導(dǎo)體膜的結(jié)晶步驟，并且與其溝道區(qū)利用非晶硅膜形成的薄膜晶體管的形成相比，具有制造成本更高的問題。例如，在用于形成多晶硅膜的工藝中的激光退火技術(shù)的問題在于，因?yàn)槟軌蛴眉す馐丈涞膮^(qū)域小，所以不能有效地制造大屏幕液晶面板。用于制造顯示面板的玻璃襯底在尺寸上逐年遞增第3代(550mmX650mm)、第 3. 5 代(600mm X 720mm 或 620mm X 750mm)、第 4 代(680mm X 880mm 或 730mm X 920mm)、第 5 代(1100mmX1300mm)、第 6 代(1500mmX 1850mm)、第 7 代(1870mmX2200mm)、以及第 8 代 O200mmXM00mm)。從現(xiàn)在起，尺寸有望增至第 9 代 Q400mmX ^OOmm或 M50mmX 3050mm)， 然后增至第10代O950mmX 3400mm)。玻璃襯底尺寸的增大基于最低成本設(shè)計(jì)的概念。另一方面，尚未建立能在像第10代O950mmX 3400mm)母玻璃襯底的大尺寸母玻璃襯底上高生產(chǎn)率地制造能高速操作的薄膜晶體管的技術(shù)，這是本行業(yè)的一個(gè)難題。
鑒于以上討論，本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種具有高電特性的薄膜晶體管。本發(fā)明一實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種用于高生產(chǎn)率地制造具有高電特性的薄膜晶體管的方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種用于形成雙柵薄膜晶體管的溝道區(qū)的方法，該雙柵薄膜晶體管包括第一柵電極和面向該第一柵電極的第二柵電極，且溝道區(qū)設(shè)置于兩者之間。 根據(jù)前述方法，第一微晶半導(dǎo)體膜在用于形成其中用非晶半導(dǎo)體填充晶粒之間的空隙的微晶半導(dǎo)體膜的第一條件下形成，并且第二微晶半導(dǎo)體膜在用于促進(jìn)晶體生長的第二條件下在第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成。根據(jù)作為本發(fā)明一實(shí)施例的用于制造薄膜晶體管的方法，第一柵電極在襯底上形成；第一柵絕緣膜在襯底和第一柵電極上形成；第一微晶半導(dǎo)體膜在第一條件下在第一柵絕緣膜之上形成；第二微晶半導(dǎo)體膜在第二條件下在第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成；包括微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)的半導(dǎo)體膜在第二微晶半導(dǎo)體膜之上形成；第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜在半導(dǎo)體膜上形成；第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜的部分被蝕刻以形成島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；第一微晶半導(dǎo)體膜、第二微晶半導(dǎo)體膜、以及半導(dǎo)體膜的部分被蝕刻以形成島狀第一半導(dǎo)體疊層；用作源/漏電極的布線在島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜上形成；島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜被蝕刻以形成用作源極區(qū)和漏極區(qū)的一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；第一半導(dǎo)體疊層的部分被蝕刻以形成其中堆疊有微晶半導(dǎo)體區(qū)和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)的第二半導(dǎo)體疊層；第二柵絕緣膜在布線、 該對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜、第二半導(dǎo)體疊層和第一柵絕緣膜之上形成；以及第二柵電極在第二柵絕緣膜之上形成。第一條件是用于形成其中用非晶半導(dǎo)體填充晶粒之間的空隙的微晶半導(dǎo)體膜的條件，并且第二條件是用于促進(jìn)晶體生長的條件。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在上述用于制造薄膜晶體管的方法中，在第一條件下氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體流速的125倍或以上且是沉積氣體流速的180倍或以下，并且在第二條件下氫氣的流速是沉積氣體流速的210倍或以上且是沉積氣體流速的1500倍或以下。本發(fā)明一實(shí)施例是一種薄膜晶體管，包括設(shè)置在襯底上的第一柵電極；設(shè)置在第一柵電極上的第一柵絕緣膜；設(shè)置在第一柵絕緣膜之上的微晶半導(dǎo)體膜；設(shè)置在微晶半導(dǎo)體膜之上的一對非晶半導(dǎo)體區(qū)；設(shè)置在該對非晶半導(dǎo)體區(qū)之上的雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；設(shè)置在雜質(zhì)半導(dǎo)體膜之上的布線；設(shè)置在布線、雜質(zhì)半導(dǎo)體膜、該對非晶半導(dǎo)體區(qū)、微晶半導(dǎo)體膜、 以及第一柵絕緣膜之上的第二柵絕緣膜；以及設(shè)置在第二柵絕緣膜之上的第二柵電極。在微晶半導(dǎo)體膜中，與第一柵絕緣膜接觸的一側(cè)上的一區(qū)域包括晶粒和用其填充晶粒之間空隙的非晶半導(dǎo)體，且與該對非晶半導(dǎo)體區(qū)接觸的一側(cè)上的一區(qū)域包括具有高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體。在第二微晶半導(dǎo)體膜上形成的半導(dǎo)體膜包括微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)。該微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)包括氮。氮濃度分布曲線在大于或等于IXlO2tl原子/cm3且小于或等于1 X IO21原子/cm3處具有峰值濃度，優(yōu)選2 X IO20原子/cm3且小于或等于1 X IO21 原子/cm3處具有峰值濃度。此外，在非晶半導(dǎo)體區(qū)中，可散布其粒度大于或等于Inm且小于或等于IOnm的半導(dǎo)體晶粒。在此，濃度通過二次離子質(zhì)譜法(SIMS)測量，除非另有所述。此外，微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)可包括氮、NH基團(tuán)或NH2基團(tuán)。彼此相鄰的微晶半導(dǎo)體區(qū)之間的界面(即晶粒邊界)以及微晶半導(dǎo)體區(qū)與非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的界面中存在的半導(dǎo)體原子的懸空鍵用NH基團(tuán)交聯(lián)，以使缺陷程度降低，這導(dǎo)致形成載流子移動(dòng)通過的路徑。懸空鍵可用NH2基團(tuán)端接以使缺陷程度降低。在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜晶體管中，第一微晶半導(dǎo)體膜在用于形成其中晶粒之間的空隙用非晶半導(dǎo)體填充的微晶半導(dǎo)體膜的第一條件下形成，而第二微晶半導(dǎo)體膜在供促進(jìn)晶體生長的第二條件下在第一微晶半導(dǎo)體膜上形成，從而可形成其中晶粒之間的空隙極小且背溝道側(cè)上的結(jié)晶度高的第二微晶半導(dǎo)體膜，這使得薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率能得以提高。此外，在第二微晶半導(dǎo)體膜上形成的半導(dǎo)體膜中的非晶半導(dǎo)體區(qū)是具有較少缺陷且其價(jià)帶中能帶邊緣處能級(jí)尾陡峭的良序半導(dǎo)體，這展寬了帶隙并抑制了隧道電流的量。因此，設(shè)置在微晶半導(dǎo)體區(qū)和雜質(zhì)半導(dǎo)體膜之間的非晶半導(dǎo)體區(qū)使得薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流減小。背溝道是上述第二半導(dǎo)體疊層中的一區(qū)域，其既不與源區(qū)交疊也不與漏區(qū)交疊且設(shè)置在第二柵絕緣膜一側(cè)。具體而言，背溝道指第二半導(dǎo)體疊層的一區(qū)域，其靠近且包括與第二柵絕緣膜接觸的一區(qū)域。此外，導(dǎo)通狀態(tài)電流指在薄膜晶體管導(dǎo)通時(shí)在源電極與漏電極之間流動(dòng)的電流。 例如，在η溝道薄膜晶體管的情形中，導(dǎo)通狀態(tài)電流指在晶體管的柵電壓比晶體管的閾值電壓高時(shí)在源電極與漏電極之間流動(dòng)的電流。此外，術(shù)語截止?fàn)顟B(tài)電流指在薄膜晶體管截止時(shí)在源電極與漏電極之間流動(dòng)的電流。例如，在η溝道薄膜晶體管的情形中，截止?fàn)顟B(tài)電流指在晶體管的柵電壓比晶體管的閾值電壓高時(shí)在源電極與漏電極之間流動(dòng)的電流?？筛呱a(chǎn)率地制造具有低截止?fàn)顟B(tài)電流、高截止?fàn)顟B(tài)電流、和高場效應(yīng)遷移率的薄膜晶體管。附圖簡述

圖1A-1D是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖2Α和2Β是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的曲線圖。圖4Α和4Β是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖5A-5C是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖6A-6D是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的俯視圖。圖7A-7C是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖8A-8D是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法的截面圖。圖9是示出電子書的一示例的外部視圖。圖1OA和1OB分別是電視設(shè)備和數(shù)碼相框的示例的外部視圖。圖1lA是示出便攜式計(jì)算機(jī)的示例的立體圖。圖12Α和12Β是微晶硅膜的平面視圖TEM圖像。圖13Α和13Β是微晶硅膜的平面視圖TEM圖像。圖14Α和14Β是微晶硅膜的平面視圖TEM圖像。圖15Α和15Β是示出薄膜晶體管的電特性的曲線圖。圖16Α和16Β是示出薄膜晶體管的電特性的曲線圖。本發(fā)明的詳細(xì)描述
在下文中，參照附圖描述本發(fā)明諸實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于以下描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，實(shí)施方式和細(xì)節(jié)可作不同的變化，只要不背離本發(fā)明的范圍和精神即可。因此，本發(fā)明不被解釋為限于諸實(shí)施例和示例的以下描述。標(biāo)示各個(gè)部分的附圖標(biāo)記在各附圖中通用。(實(shí)施例1)在實(shí)施例1中，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的晶體管制造方法將參照圖1A-1D、圖2A和 2B、圖3、圖4A和4B、圖5A-5C以及圖6A-6D進(jìn)行描述。η溝道薄膜晶體管具有比ρ溝道薄膜晶體管高的載流子遷移率。此外，優(yōu)選在同一襯底上形成的所有薄膜晶體管具有相同的導(dǎo)電型，因?yàn)槟軠p少制造步驟的數(shù)量。因此，在該實(shí)施例中，描述了一種用于制造η溝道薄膜晶體管的方法。如圖IA所示，在襯底101上形成了柵電極103(也稱為第一柵電極)。接下來，形成了覆蓋柵電極103的柵絕緣膜105，且在柵絕緣膜105上形成了第一微晶半導(dǎo)體膜107。作為襯底101，可使用玻璃襯底、陶瓷襯底、具有足以耐受此制造工藝的加工溫度的高耐熱性的塑料襯底等。在襯底不需要具有透光性的情形中，可使用在其表面上設(shè)置有絕緣膜的金屬襯底，諸如不銹鋼合金襯底。作為玻璃襯底，舉例而言，可使用鋇硼硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃等的無堿玻璃襯底。對襯底101的尺寸沒有限制；舉例而言，可使用經(jīng)常在上述平板顯示器領(lǐng)域中使用的第三代至第十代玻璃襯底的任一種?？墒褂弥T如鉬、鈦、鉻、鉭、鎢、鋁、銅、釹、鈧、或鎳之類的金屬材料或包括這些材料中的任一種作為其主要組分的任何合金材料來將柵電極103形成為單層或疊層。也可使用具有諸如摻雜磷的雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體、AgPdCu合金、Al-Nd合金、Al-Ni合巫寸。例如，作為柵電極103的兩層結(jié)構(gòu)，以下結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的其中鉬膜層疊在鋁膜之上的兩層結(jié)構(gòu)、其中鉬膜層疊在銅膜之上的兩層結(jié)構(gòu)、其中氮化鈦膜或氮化鉭膜層疊在銅膜之上的兩層結(jié)構(gòu)、其中氮化鈦膜和鉬膜層疊的兩層結(jié)構(gòu)、其中銅鎂氧化物合金膜和銅膜層疊的兩層結(jié)構(gòu)、其中銅錳氧化物合金膜和銅膜層疊的兩層結(jié)構(gòu)、其中銅錳合金膜和銅膜層疊的兩層結(jié)構(gòu)等。作為三層結(jié)構(gòu)，優(yōu)選層疊鎢膜或氮化鎢膜、鋁和硅的合金膜或鋁和鈦的合金膜、以及氮化鈦膜或鈦膜。通過在具有低電阻的膜上層疊用作阻擋膜的金屬膜，電阻可低且可防止金屬元素從金屬膜向半導(dǎo)體膜的擴(kuò)散。柵電極103可按以下方式形成利用上述材料通過濺射法或真空蒸鍍法在襯底 101上形成導(dǎo)電膜；通過光刻法、噴墨法等在導(dǎo)電膜上形成掩模；以及利用該掩模蝕刻導(dǎo)電膜?；蛘?，通過經(jīng)由噴墨法排放銀、金、銅等導(dǎo)電納米膏并烘焙該導(dǎo)電納米膏，可形成柵電極 103。為了改進(jìn)柵電極103與襯底101之間的粘合，上述金屬材料的任一種的氮化物膜可被設(shè)置在襯底101與柵電極103之間。在此實(shí)施例中，在襯底101上形成導(dǎo)電膜，且利用通過光刻法形成的抗蝕劑所制成的掩模蝕刻該導(dǎo)電膜。柵電極103的側(cè)面優(yōu)選是錐形的。這是因?yàn)槟芊乐乖跂烹姌O103的步驟中切割在柵電極103上形成的絕緣膜、半導(dǎo)體膜和布線。為了使柵電極103的側(cè)面形成為錐形，可在使抗蝕劑掩模后退的同時(shí)執(zhí)行蝕刻。通過形成柵電極103的步驟，還可同時(shí)形成柵極布線(掃描線)和電容器布線。掃描線表示用于選擇像素的布線，而電容器布線表示連接至像素中儲(chǔ)能電容器的電極之一的布線。然而，不限于此，柵極布線和電容器布線之一或兩者可通過與柵電極103的步驟分開的步驟形成。柵絕緣膜105可通過CVD法、濺射法等使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜和/ 或氮化-氧化-硅膜形成為單個(gè)層或疊層。具體而言，通過利用氧化硅或氧氮化硅形成柵絕緣膜105，可抑制薄膜晶體管的閾值電壓中的波動(dòng)。氧氮化硅表示含氧量大于含氮量的硅，且優(yōu)選在利用盧瑟福背散射能譜法 (RBS)和氫前向散射法(Hre)測量時(shí)所包含的氧、氮、硅和氫的濃度分別在50-70at.
0. 5-15at. %,25-35at. %以及0. 1-lOat. %的范圍內(nèi)。此外，氮化-氧化-硅表示含氮量大于含氧量的硅，且優(yōu)選在利用RBS和HFS測量時(shí)所包含的氧、氮、硅和氫的濃度分別在 5-30at. %,20-55at. %,25-35at. %以及10_30at. %的范圍內(nèi)。注意，所含氮、氧、硅和氫的百分比落在以上給出的范圍內(nèi)，其中氧氮化硅或氮化-氧化-硅中所含原子的總數(shù)被定義為 IOOat. %。柵絕緣膜105可通過CVD法、濺射法等形成。在通過CVD法形成柵絕緣膜105的步驟中，通過施加頻率為3MHz-30MHz (通常頻率為13. 56MHz或27. 12MHz)的高頻功率，或者頻率大于30MHz且小于或等于300MHz (通常為60MHz)的VHF頻帶中的高頻功率，生成輝光放電等離子體?；蛘?，通過施加具有IGHz或以上的微波頻率的高頻功率，可生成輝光放電等離子體。利用VHF頻帶中或具有微波頻率的高頻功率可加快沉積速率?？蓱?yīng)用以脈沖方式施加高頻功率的脈沖振蕩或連續(xù)施加高頻功率的連續(xù)振蕩。此外，HF頻帶中的高頻功率可被疊加在VHF頻帶中的高頻功率上，從而能減少甚至大尺寸襯底中等離子體的不均勻性，由此可改進(jìn)均勻性且可加快沉積速率。當(dāng)柵絕緣膜105利用頻率為IGHz或以上的微波等離子體CVD裝置形成時(shí)，能改進(jìn)薄膜晶體管的柵電極與漏電極和源電極之間的電介質(zhì)強(qiáng)度，從而可獲得高度可靠的薄膜晶體管。此外，通過CVD法利用有機(jī)硅烷氣體形成氧化硅膜作為柵絕緣膜105，能改進(jìn)后來形成的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度，從而能增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。作為有機(jī)硅烷氣體，可使用諸如四乙氧基硅烷(TE0S:分子式Si (OC2H5)4)、四甲基硅烷(TMS 化學(xué)分子式Si (CH3)4)、四甲基環(huán)四硅氧烷(TMCTS)、八甲基環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氮烷(HMDS)、三乙氧基硅烷(SiH(OC2H5)3)或三二甲基氨基硅烷(SiH(N(CH3)2)3)之類的含硅化合物。第一微晶半導(dǎo)體膜107通常利用微晶硅膜、微晶硅鍺膜、微晶鍺膜等形成。第一微晶半導(dǎo)體膜107包括晶粒和填充晶粒之間空隙的非晶半導(dǎo)體。優(yōu)選第一微晶半導(dǎo)體膜107 的厚度大于或等于Inm且小于或等于4nm。在第一條件下，在等離子體CVD裝置的反應(yīng)室中利用氫氣和含硅或鍺的沉積氣體的混合物通過輝光放電等離子體形成第一微晶半導(dǎo)體膜107?；蛘撸诘谝粭l件下，利用含硅或鍺的沉積氣體、氫氣和諸如氦、氬、氖、氪或氙的稀有氣體的混合物通過輝光放電等離子體可形成第一微晶半導(dǎo)體膜107。微晶硅、微晶硅鍺、微晶鍺等在第一條件下形成，其中氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的125倍或以上且是沉積氣體的流速的180倍或以下，優(yōu)選是沉積氣體的流速的150倍或以上且是沉積氣體的流速的170倍或以下，以使沉積氣體得到稀釋。在該情形中，沉積溫度優(yōu)選為室溫至300°C，更優(yōu)選為200°C至280°C。作為含硅或鍺的沉積氣體的典型示例，有SiH4、Si2H6, GeH4, Ge2H6等。
在利用氮化硅膜形成柵絕緣膜105的情形中，在沉積第一微晶半導(dǎo)體膜107的早期容易形成非晶半導(dǎo)體，這降低了第一微晶半導(dǎo)體膜107的結(jié)晶度，從而薄膜晶體管的電特性變差。因此，優(yōu)選采用其中用于沉積第一微晶半導(dǎo)體膜107的溫度為200°C至250°C的低溫條件。根據(jù)該低溫條件，增大初始成核密度，減少在柵絕緣膜105上形成的非晶半導(dǎo)體，且改進(jìn)第一微晶半導(dǎo)體膜107的結(jié)晶度。此外，利用氮化硅膜形成的柵絕緣膜105的表面被氧化，從而能提高與第一微晶半導(dǎo)體膜107的粘附力。作為暴露于氧化氣體的氧化處理，可給予氧化氣體等中的等離子體處理。氧化氣體的示例包括氧氣、臭氧、一氧化二氮、水蒸氣、氧氣和氫氣的混合氣體等。諸如氦、氬、氖、氪或氙的稀有氣體可被用作第一微晶半導(dǎo)體膜107的氣源，從而能加快第一微晶半導(dǎo)體膜107的沉積速率。此外，加快的沉積速率減少了進(jìn)入第一微晶半導(dǎo)體膜107的雜質(zhì)的量，從而能改進(jìn)第一微晶半導(dǎo)體膜107的結(jié)晶度。因此，能增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率且還能增加薄膜晶體管的生產(chǎn)量。用于柵絕緣膜105的條件可被用來生成輝光放電等離子體以按需形成第一微晶半導(dǎo)體膜107。在形成第一微晶半導(dǎo)體膜107之前，可通過抽空處理室并引入含硅或鍺的沉積氣體來去除CVD裝置的處理室中的雜質(zhì)元素，從而能減少第一微晶半導(dǎo)體膜107中雜質(zhì)的量， 這使得薄膜晶體管的電特性能得到改進(jìn)。此外，在形成第一微晶半導(dǎo)體膜107之前，可在諸如氟氣氛、氮氟化物氣氛或硅烷氟化物氣氛的含氟氣氛中生成等離子體，且柵絕緣膜105 可被暴露于氟等離子體，以使致密的微晶半導(dǎo)體膜可被形成為第一微晶半導(dǎo)體膜107。接著，如圖IB所示，在第一微晶半導(dǎo)體膜107之上形成第二微晶半導(dǎo)體膜109。該第二微晶半導(dǎo)體膜109在用于促進(jìn)晶體生長的條件下形成。優(yōu)選第二微晶半導(dǎo)體膜109的厚度大于或等于30nm且小于或等于lOOnm。在第二條件下，在等離子體CVD裝置的處理室中利用氫氣和含硅或鍺的沉積氣體的混合物通過輝光放電等離子體形成第二微晶半導(dǎo)體膜109?；蛘?，在第二條件下，利用含硅或鍺的沉積氣體、氫氣和諸如氦、氬、氖、氪或氙的稀有氣體的混合物通過輝光放電等離子體可形成第二微晶半導(dǎo)體膜109。微晶硅、微晶硅鍺、微晶鍺等在第二條件下形成，其中氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的210倍或以上且是沉積氣體的流速的1500倍或以下，優(yōu)選是沉積氣體的流速的210倍或以上且是沉積氣體的流速的300倍或以下，以使沉積氣體得到稀釋。在該情形中，沉積溫度優(yōu)選為室溫至300°C，更優(yōu)選為200°C至280°C。諸如氦、氬、氖、氪或氙的稀有氣體可被用作第二微晶半導(dǎo)體膜109的氣源，與第一微晶半導(dǎo)體膜107中一樣能增加第二微晶半導(dǎo)體膜109的結(jié)晶度。因此，能增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率，且能增大薄膜晶體管的生產(chǎn)量。用于第一微晶半導(dǎo)體膜107的條件可被用來生成輝光放電等離子體以按需形成第二微晶半導(dǎo)體膜109。通過使用相同條件來生成第一微晶半導(dǎo)體膜107的輝光放電等離子體和第二微晶半導(dǎo)體膜109的輝光放電等離子體能提高生產(chǎn)量；然而，相應(yīng)條件彼此并非必需相同。以下利用圖2A和2B描述第一微晶半導(dǎo)體膜107和第二微晶半導(dǎo)體膜109的膜形成。圖2A是第一微晶半導(dǎo)體膜107的放大視圖。在第一條件下形成的其中用非晶半導(dǎo)體填充晶粒之間空隙的第一微晶半導(dǎo)體膜107包括晶粒107a以及填充晶粒107a之間空隙的非晶半導(dǎo)體107b。因此，第一微晶半導(dǎo)體膜107包括較少空隙。晶粒包括非晶半導(dǎo)體區(qū)和多個(gè)雛晶，雛晶是各自可被視為單個(gè)晶體的微小晶體。圖2B是第一微晶半導(dǎo)體膜107和第二微晶半導(dǎo)體膜109的放大視圖。該第二微晶半導(dǎo)體膜109在用于促進(jìn)晶體生長的第二條件下形成。因此，第一微晶半導(dǎo)體膜107中的非晶半導(dǎo)體區(qū)被蝕刻，且晶粒生長利用晶粒107a中的雛晶作為晶種進(jìn)行，從而形成晶粒 109a和填充晶粒109a之間空隙的非晶半導(dǎo)體109b。因而，結(jié)晶區(qū)與非晶半導(dǎo)體的比率增大且結(jié)晶度提高。優(yōu)選第一微晶半導(dǎo)體膜107的厚度大于或等于Inm且小于或等于4nm。在底柵薄膜晶體管中，柵絕緣膜105 —側(cè)上的溝道區(qū)在柵絕緣膜105附近形成。因此，通過形成在溝道區(qū)具有高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體膜，能增大薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率。為了在柵絕緣膜 105 一側(cè)的溝道區(qū)中提供結(jié)晶度比第一微晶半導(dǎo)體膜107高、面積比第一微晶半導(dǎo)體膜107 大的第二微晶半導(dǎo)體膜109，優(yōu)選第一微晶半導(dǎo)體膜107的厚度小于或等于4nm。另一方面， 因?yàn)榈谝晃⒕О雽?dǎo)體膜107需要包括晶粒和填充晶粒之間空隙的非晶半導(dǎo)體，所以優(yōu)選第一微晶半導(dǎo)體膜107的厚度大于或等于lnm。優(yōu)選第二微晶半導(dǎo)體膜109的厚度大于或等于30nm且小于或等于lOOnm。第二微晶半導(dǎo)體膜109的大于或等于30nm的厚度使得薄膜晶體管的電特性的變化能得到抑制；并且第二微晶半導(dǎo)體膜109的小于或等于IOOnm的厚度使得生產(chǎn)量能得到提高。以下利用圖3描述氫氣和含硅或鍺的沉積氣體的流速比與薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率之間的關(guān)系。圖3是示出氫氣和硅烷的流速比與利用微晶半導(dǎo)體膜形成的薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率之間的關(guān)系的曲線圖，其中硅烷是微晶半導(dǎo)體膜的源氣。在圖3中，當(dāng)氫氣和硅烷的流速比增大時(shí)，薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率降低。其理由如下當(dāng)氫氣和硅烷的流速比增大時(shí)產(chǎn)生氫原子團(tuán)的概率增大，這增強(qiáng)了對非晶半導(dǎo)體的蝕刻作用以蝕刻晶粒之間的非晶半導(dǎo)體，從而微晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度提高且空隙傾向于在晶粒之間形成；空隙用作對抗載流子移動(dòng)的阻擋層，這使得薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率降低。相反，當(dāng)氫氣和硅烷的流速比減小時(shí)，薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率增大。其理由如下當(dāng)氫氣和硅烷的流速比增大時(shí)產(chǎn)生氫原子團(tuán)的概率減小，這減少了蝕刻作用，從而微晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度降低且晶粒之間的空隙用非晶半導(dǎo)體填充；因而，載流子移動(dòng)路徑變得連續(xù)，這增大了薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率。然而，如果氫氣和硅烷的流速比進(jìn)一步減小， 則晶粒中所含雛晶的比例變得小到使微晶半導(dǎo)體膜的結(jié)晶度降低，從而形成非晶半導(dǎo)體膜。因此，在第一條件下，氫氣的流速優(yōu)選是含硅或鍺的沉積氣體的流速的125倍或以上且是沉積氣體的流速的180倍或以下，更優(yōu)選是沉積氣體的流速的150倍或以上且是沉積氣體的流速的170倍或以下。此外，在第二條件下，為了利用在第一條件下形成的微晶半導(dǎo)體膜中所含晶粒的雛晶促進(jìn)晶體生長，氫氣的流速優(yōu)選是含硅或鍺的沉積氣體的流速的210 倍或以上且是沉積氣體的流速的1500倍或以下，更優(yōu)選是沉積氣體的流速的210倍或以上且是沉積氣體的流速的300倍或以下。根據(jù)該實(shí)施例，層疊第一微晶半導(dǎo)體膜107和第二微晶半導(dǎo)體膜109，由此可形成其中晶粒之間的空隙極小的具有高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體膜。
第一微晶半導(dǎo)體膜107和第二微晶半導(dǎo)體膜109是利用微晶半導(dǎo)體形成的。微晶半導(dǎo)體是具有非晶體結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)(包括單晶體結(jié)構(gòu)和多晶體結(jié)構(gòu))之間的中間結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。微晶半導(dǎo)體是具有就自由能量而言穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體，并且是具有短程有序和晶格畸變的晶體半導(dǎo)體，其中在與襯底表面垂直的方向上生長了直徑為大于或等于2nm且小于或等于200nm、優(yōu)選大于或等于IOnm且小于或等于80nm、更優(yōu)選大于或等于 20nm且小于或等于50nm的柱狀晶?；蜥槧罹Я！Ｒ虼?，存在其中晶粒邊界在柱狀或針狀晶粒的界面上形成的情形。晶粒的直徑表示晶粒在平行于襯底表面的平面中的最大直徑。 此外，晶粒包括非晶半導(dǎo)體區(qū)和雛晶，雛晶是可被視為單個(gè)晶體的微小晶體。晶?？砂▽\
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曰曰ο作為微晶半導(dǎo)體典型示例的微晶硅的拉曼譜位于比520CHT1低的波數(shù)，520CHT1表示單晶硅拉曼譜的峰值。即，微晶硅拉曼譜的峰值位于表示單晶硅的520CHT1與表示非晶硅的480CHT1之間。微晶半導(dǎo)體包括至少Iat. %或以上的氫或鹵素以端接懸空鍵。此外，微晶半導(dǎo)體可包含諸如氦、氬、氪或氖的稀有氣體元素以進(jìn)一步促進(jìn)晶格畸變，從而增加穩(wěn)定性且可獲得良好的微晶半導(dǎo)體。對這種微晶半導(dǎo)體的描述已在美國專利No. 4409134中作出ο微晶半導(dǎo)體包括多個(gè)晶粒，且晶粒包括非晶半導(dǎo)體區(qū)和多個(gè)雛晶，這些雛晶是每一個(gè)都可被視為單晶體的微小晶體。根據(jù)本實(shí)施例中描述的用于形成第一微晶半導(dǎo)體膜 107和第二微晶半導(dǎo)體膜109的方法，晶粒中雛晶的大小可增大，從而導(dǎo)致微晶半導(dǎo)體結(jié)晶度的增大。接著，如圖IC所示，在第二微晶半導(dǎo)體膜109之上形成半導(dǎo)體膜111。該半導(dǎo)體膜111包括微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa和非晶半導(dǎo)體區(qū)111b。接著，在半導(dǎo)體膜111之上形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜(稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體膜11 。然后，在雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113之上形成抗蝕劑掩模 115。在將第二微晶半導(dǎo)體膜109用作晶種部分地進(jìn)行晶體生長的這種條件下，可形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa和非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb的半導(dǎo)體膜111。在等離子體CVD裝置的處理室中利用氫氣、含氮?dú)怏w和含硅或鍺的沉積氣體的混合物通過輝光放電等離子體形成半導(dǎo)體膜111。含氮?dú)怏w的示例包括氨、氮、氮氟化物、氮氯化物、氯胺、氟代胺等。輝光放電等離子體可與第一微晶半導(dǎo)體膜107的情形中一樣地生成。在該情形中，含硅或鍺的沉積氣體與氫氣的流速比與用于形成像第一微晶半導(dǎo)體膜107或第二微晶半導(dǎo)體膜109的微晶半導(dǎo)體膜的情形中相同，并且含氮?dú)怏w被用作源氣， 由此與第一微晶半導(dǎo)體膜107或第二微晶半導(dǎo)體膜109的沉積條件下的晶體生長相比，晶體生長的程度能得到抑制。具體而言，在沉積半導(dǎo)體膜111的早期，源氣中包括的含氮?dú)怏w部分地抑制晶體生長，從而錐形微晶半導(dǎo)體區(qū)或金字塔形微晶半導(dǎo)體區(qū)生長，且形成非晶半導(dǎo)體區(qū)。進(jìn)一步地，在沉積的中期或后期，錐形或金字塔形微晶半導(dǎo)體區(qū)中的晶體生長停止，然后僅沉積非晶半導(dǎo)體區(qū)。因此，在半導(dǎo)體膜111中，可形成利用具有較少缺陷和價(jià)帶中能帶邊緣陡峭能級(jí)尾的良序半導(dǎo)體膜形成的微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa和非晶半導(dǎo)體區(qū)111b。在此實(shí)施例中，用于形成半導(dǎo)體膜111的條件的典型示例如下氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的10-2000倍，優(yōu)選為10-200倍。注意，在用于形成普通非晶半導(dǎo)體膜的條件的典型示例中，氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的0-5倍。諸如氦、氬、氖、氪或氙的稀有氣體可被引入到半導(dǎo)體膜111的源氣中，從而可提高沉積速率。優(yōu)選半導(dǎo)體膜111的厚度為50nm至350nm，更優(yōu)選為120nm至250nm。圖4A和4B是圖IC中所示的柵絕緣膜105與雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113之間的部分的放大視圖。如圖4A所示，半導(dǎo)體膜111中的微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa具有凸起和/或凹陷；微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa具有其寬度從柵絕緣膜105向非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb減小的凸起形狀(錐形或金字塔形)(凸起部分的頂端具有銳角)。或者，微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa可具有其寬度從柵絕緣膜 105向非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb增大的凸起形狀(倒錐形或金字塔形)。微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa的厚度，即從微晶半導(dǎo)體區(qū)11 Ia和第二微晶半導(dǎo)體膜109之間的界面至微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa的凸起的頂端之間的距離，可被設(shè)置成大于或等于5nm且小于或等于310nm，從而可減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流。此外，為了改善微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa的結(jié)晶度，優(yōu)選通過二次離子質(zhì)譜法測量的半導(dǎo)體膜111中所含的氧和氮的濃度低于IX IO18原子/cm3。非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb利用含氮的非晶半導(dǎo)體形成。含氮的非晶半導(dǎo)體中的氮可例如作為NH基團(tuán)或NH2基團(tuán)存在。非晶半導(dǎo)體利用非晶硅形成。含氮的非晶半導(dǎo)體是與常規(guī)非晶半導(dǎo)體相比，通過恒定光電流法(CPM)或光激熒光光譜分析測量，在tobach邊(e指數(shù)型吸收邊)處具有少量的缺陷吸收譜和低能量的半導(dǎo)體。即，與常規(guī)非晶半導(dǎo)體相比，含氮的非晶半導(dǎo)體是具有較少缺陷且其價(jià)帶中能帶邊緣處能級(jí)尾陡峭的良序半導(dǎo)體。此外，因?yàn)楹姆蔷О雽?dǎo)體在價(jià)帶中能帶邊緣處具有陡峭能級(jí)尾，所以帶隙變寬且較少隧道電流流動(dòng)。因此，含氮的非晶半導(dǎo)體被設(shè)置在微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa與雜質(zhì)半導(dǎo)體膜Il3之間，由此可減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流。此外，通過提供含氮的非晶半導(dǎo)體，可增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。此外，通過執(zhí)行低溫光激熒光光譜分析獲得的含氮的非晶半導(dǎo)體的能譜的峰值區(qū)域大于或等于1. 31eV且小于或等于1. 39eV。注意，通過執(zhí)行低溫光激熒光光譜分析獲得的微晶半導(dǎo)體(通常為微晶硅)的能譜的峰值大于或等于0. 98eV且小于或等于1. 02eV。因此，含氮的非晶半導(dǎo)體與微晶半導(dǎo)體不同。此夕卜，除了非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb之夕卜，微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa還可包含NH基團(tuán)或朋2基團(tuán)。此外，如圖4B所示，其粒度大于或等于Inm且小于或等于lOnm、優(yōu)選大于或等于 Inm且小于或等于5nm的半導(dǎo)體晶粒Illc可被包括在非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb中，從而可進(jìn)一步增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。具有其寬度從柵絕緣膜105向非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb減小的凸起形狀(錐形或金字塔形)的微晶半導(dǎo)體或具有其寬度從柵絕緣膜105向非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb增大的凸起形狀的微晶半導(dǎo)體用以下方式形成在用于沉積微晶半導(dǎo)體的條件下形成第二微晶半導(dǎo)體膜之后，基于逐漸減少晶體生長的這種條件執(zhí)行晶體生長，且沉積非晶半導(dǎo)體。因?yàn)榘雽?dǎo)體膜111的微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa具有錐形或金字塔形或者倒錐形或金字塔形，所以可減小在導(dǎo)通狀態(tài)中在源電極和漏電極之間施加電壓時(shí)垂直方向(膜厚方向)上的電阻，即半導(dǎo)體膜111的電阻。此外，通過在微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa與雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113 之間供應(yīng)含氮的非晶半導(dǎo)體，較少隧道電流流動(dòng)，因?yàn)樵摲蔷О雽?dǎo)體是具有較少缺陷且其價(jià)帶中能帶邊緣處能級(jí)尾陡峭的良序半導(dǎo)體。以此方式，在本實(shí)施例中描述的薄膜晶體管中，可增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率，且可減小截止?fàn)顟B(tài)電流。在此實(shí)施例中，包括微晶半導(dǎo)體區(qū)Illa和非晶半導(dǎo)體區(qū)Illb的半導(dǎo)體膜111利用包括含氮?dú)怏w的源氣來形成?；蛘撸雽?dǎo)體膜111可用以下方式形成第二微晶半導(dǎo)體膜 109的頂面被暴露于含氮?dú)怏w以使氮?dú)獗晃罩恋诙⒕О雽?dǎo)體膜109的頂面；以及然后將含硅或鍺的沉積氣體和氫用作源氣執(zhí)行膜沉積。雜質(zhì)半導(dǎo)體膜Il3利用添加了磷的非晶硅、添加了磷的微晶硅等來形成。添加了磷的非晶硅和添加了磷的微晶硅可被層疊。在形成P溝道薄膜晶體管作為薄膜晶體管的情形中，雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113利用添加了硼的微晶硅、添加了硼的非晶硅等來形成。在半導(dǎo)體膜 111實(shí)現(xiàn)與布線129a和129b的歐姆接觸的情形下，并不必需形成雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113。在等離子體CVD裝置的反應(yīng)室中利用氫氣、磷化氫(用氫或硅烷稀釋)和含硅的沉積氣體的混合物通過輝光放電等離子體形成雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113。通過用氫氣稀釋含硅的沉積氣體，形成添加了磷的非晶硅或添加了磷的微晶硅。在形成P溝道薄膜晶體管的情形中，可利用乙硼烷而非磷化氫通過輝光放電等離子體形成雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113。在利用添加了磷的非晶硅或添加了磷的微晶硅形成雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113的情形中， 微晶半導(dǎo)體膜(通常為微晶硅膜)可在半導(dǎo)體膜111和雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113之間形成，從而可改進(jìn)該界面的特性。因此，雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113與半導(dǎo)體膜111之間界面中的電阻可得到抑制。因此，流過薄膜晶體管的源區(qū)、半導(dǎo)體膜以及漏區(qū)的電流的量可增加，這使得導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率能增大?？刮g劑掩模115可通過光刻步驟形成。接著，利用抗蝕劑掩模115來蝕刻第一微晶半導(dǎo)體膜107、第二微晶半導(dǎo)體膜109、 半導(dǎo)體膜111、以及雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113。通過該步驟，按像素分離第一微晶半導(dǎo)體膜107、 第二微晶半導(dǎo)體膜109、半導(dǎo)體膜111以及雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113，從而形成島狀第一半導(dǎo)體疊層(稱為半導(dǎo)體疊層117)和島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜(稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121)。半導(dǎo)體疊層117是第一微晶半導(dǎo)體膜107、第二微晶半導(dǎo)體膜109和半導(dǎo)體膜111的相應(yīng)部分，且包括微晶半導(dǎo)體區(qū)117a和非晶半導(dǎo)體區(qū)117b，該微晶半導(dǎo)體區(qū)117a包括第一微晶半導(dǎo)體膜 107、第二微晶半導(dǎo)體膜109和半導(dǎo)體膜111的微晶半導(dǎo)體區(qū)的相應(yīng)部分，而非晶半導(dǎo)體區(qū) 117b包括第一微晶半導(dǎo)體膜107、第二微晶半導(dǎo)體膜109和半導(dǎo)體膜111的非晶半導(dǎo)體區(qū)的相應(yīng)部分。然后，去除抗蝕劑掩模115(參見圖1D)。然后，在雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121之上形成導(dǎo)電膜127(參見圖5A)。導(dǎo)電膜127可利用鋁、銅、鈦、釹、鈧、鉬、鉻、鉭、鎢等形成為單層或疊層。也可使用添加了用于防止異常析出的元素的鋁合金(例如可用于柵電極103的Al-Nd合金)。也可使用添加了用作施主的雜質(zhì)元素的晶體硅。然后，可形成疊層結(jié)構(gòu)，其中與添加了用作施主的雜質(zhì)元素的晶體硅接觸的一側(cè)上的膜利用鈦、鉭、鉬、鎢或這些元素的任一種的氮化物形成，在其上形成鋁或鋁合金層。此外可選地，可形成疊層結(jié)構(gòu)，其中鋁或鋁合金層的上側(cè)和下側(cè)被鈦、鉭、鉬、鎢或這些元素的任一種的氮化物夾在中間。導(dǎo)電膜127可通過CVD法、濺射法或真空蒸鍍法來形成。 可選地，通過經(jīng)由絲網(wǎng)印刷法、噴墨法等排放銀、金、銅等導(dǎo)電納米膏并烘焙導(dǎo)電納米膏，可形成導(dǎo)電膜127。接著，通過光刻步驟形成抗蝕劑掩模，且利用抗蝕劑掩模蝕刻導(dǎo)電膜127，以形成用作源電極和漏電極的布線129a和U9b(參見圖5B)。導(dǎo)電膜127的蝕刻可以是干法蝕刻或濕法蝕刻。布線129a和129b之一不僅用作源電極或漏電極，而且用作信號(hào)線。然而，不限于此，可與源電極和漏電極分離地提供信號(hào)線。然后，雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121和半導(dǎo)體疊層117的一部分被蝕刻，從而形成用作源區(qū)和漏區(qū)的一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a和131b以及包括微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和一對非晶半導(dǎo)體區(qū) 133b的半導(dǎo)體疊層133。執(zhí)行半導(dǎo)體疊層117的蝕刻以使微晶半導(dǎo)體區(qū)133a暴露，由此形成半導(dǎo)體疊層133，其中在用布線U9a、129b覆蓋的區(qū)域中使微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 層疊，并且使微晶半導(dǎo)體區(qū)133a在不被布線U9a、129b覆蓋但與柵電極交疊的區(qū)域中暴露。在蝕刻時(shí)使用干法蝕刻，以使布線U9a、129b的端部與雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a、131b 的端部對齊。然而，當(dāng)通過濕法蝕刻來蝕刻導(dǎo)電膜127且通過干法蝕刻來蝕刻雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121時(shí)，布線U9a、129b的端部偏離雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a、131b的端部，從而在相對于襯底表面的截面中，布線U9a、129b的端部比雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a、131b的端部定位在更內(nèi)側(cè)。除蝕刻步驟外，可進(jìn)一步執(zhí)行干法蝕刻。在對微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 蝕刻速率低的條件下進(jìn)行干法蝕刻，以使所暴露的微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和所暴露的非晶半導(dǎo)體區(qū)13 不被破壞。換言之，在這種條件下，對微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的暴露表面幾乎沒有破壞，且所暴露的微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和所暴露的非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的厚度幾乎不減小。作為蝕刻氣體，通常使用C12、CF4、&等。對蝕刻方法沒有具體限制；可使用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)法、電容應(yīng)耦合等離子體(CCP)法、電子回旋共振 (ECR)法、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)法等。接著，對微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的表面進(jìn)行等離子體處理，通常為水等離子體處理、氧等離子體處理、氨等離子體處理、氮等離子體處理等。通過將水蒸氣(H2O蒸氣)為代表的含水氣體用作其主要組分生成等離子體引入反應(yīng)空間，可執(zhí)行水等離子體處理。然后去除抗蝕劑掩模。在對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121和半導(dǎo)體疊層117進(jìn)行干法蝕刻之前可去除抗蝕劑掩模。如上所述，在形成微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 之后，在不對微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 作出破壞的條件下進(jìn)一步執(zhí)行干法蝕刻，由此可去除諸如在所暴露的微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和非晶半導(dǎo)體區(qū)13 上存在的殘留物之類的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，在干法蝕刻后進(jìn)行水等離子體處理，由此可去除抗蝕劑掩模的殘留物，且可減少微晶半導(dǎo)體區(qū)133a的缺陷。此外，通過以上等離子體處理，可確保源區(qū)與漏區(qū)之間的絕緣，由此可減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流，且可減少電特性的變化。通過上述工藝，可形成帶有利用微晶半導(dǎo)體膜形成的溝道區(qū)的單柵薄膜晶體管。 此外，可高生產(chǎn)率地制造具有低截止?fàn)顟B(tài)電流、高導(dǎo)通狀態(tài)電流、以及高場效應(yīng)遷移率的單柵薄膜晶體管。接著，形成絕緣膜137(也稱為第二柵絕緣膜)。該絕緣膜137能以與柵絕緣膜105 相似的方式形成。接著，利用通過光刻步驟形成的抗蝕劑掩模在絕緣膜137中形成開口(未示出)。接著，形成背柵電極139 (也稱為第二柵電極)(參見圖5)。該背柵電極139可以與布線129a和129b相似的方式形成。此外，可使用諸如包含氧化鎢的氧化銦、包含氧化鎢的氧化鋅銦、包含氧化鈦的氧化銦、包含氧化鈦的氧化錫銦、氧化錫銦、氧化鋅銦或其中添加了氧化硅的氧化錫銦之類的透光導(dǎo)電材料形成背柵電極 139?？蛇x地，可利用含透光導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電組合物形成背柵電極139。該背柵電極 139優(yōu)選具有小于或等于10000歐姆/平方的薄層電阻率以及在550nm波長處大于或等于70%的透光率。此外，導(dǎo)電組合物中包含的導(dǎo)電高分子的電阻率優(yōu)選地為小于或等于 0. 1 Ω · cm。作為該導(dǎo)電高分子，可使用所謂的π電子共軛導(dǎo)電高分子。作為示例，可給出聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、或聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩或其衍生物中的兩種或多種的共聚物。背柵電極139可按以下方式形成通過濺射法利用上述材料形成薄膜；以及利用通過光刻步驟形成的抗蝕劑掩模蝕刻薄膜?；蛘撸┘踊蛴∷⒉⑶液姹喊ň哂型腹庑缘膶?dǎo)電高分子的導(dǎo)電組合物以形成背柵電極139。接著，參照作為薄膜晶體管的俯視圖的圖6A-6D描述背柵電極的一種形式。如圖6Α所示，當(dāng)從上方看時(shí)，背柵電極139可與柵電極103平行地形成。在該情形中，可單獨(dú)地控制施加于背柵電極139和柵電極103的電位。因此，可控制薄膜晶體管的閾值電壓。此外，其中載流子流動(dòng)的區(qū)域即溝道區(qū)在柵絕緣膜105 —側(cè)和微晶半導(dǎo)體區(qū)中的絕緣膜137 —側(cè)上形成；因而，可增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流。如圖6Β所示，背柵電極139可被連接至柵電極103。S卩，柵電極103和背柵電極 139可通過在柵絕緣膜105和絕緣膜137中形成的開口 150連接。在該情形中，施加于背柵電極139的電位等于施加于柵電極103的電位。因此，在半導(dǎo)體層中的微晶半導(dǎo)體區(qū)中，其中載流子流動(dòng)的區(qū)域即溝道區(qū)在柵絕緣膜105—側(cè)和絕緣膜137—側(cè)上形成；因而，可增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流。此外可選地，如圖6C所示，背柵電極139并非必需連接至柵電極103，但可處于浮置狀態(tài)。在該情形中，在不向背柵電極139施加電位的情況下，在微晶半導(dǎo)體區(qū)中在柵絕緣膜105 —側(cè)和絕緣膜137 —側(cè)上形成溝道區(qū)；因而，可增大薄膜晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)電流。如圖6D所示，背柵電極139可與布線129a和129b交疊且其間設(shè)置絕緣膜137。 盡管圖6D示出了利用圖6A所示的背柵電極139的情形，但也可使圖6B或圖6C的背柵電極139也與布線和129b交疊。在本實(shí)施例中所述的雙柵薄膜晶體管中，在微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與柵絕緣膜105之間的界面附近以及微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與絕緣膜137之間的界面附近形成載流子流動(dòng)的兩個(gè)溝道區(qū)。柵絕緣膜105 —側(cè)上微晶半導(dǎo)體膜中的區(qū)域使用晶粒和填充晶粒間空隙的非晶半導(dǎo)體來形成；絕緣膜137 —側(cè)上微晶半導(dǎo)體膜中的區(qū)域使用高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體來形成。此外，因?yàn)槲⒕О雽?dǎo)體膜中晶粒間的空隙可被減小并且可提高結(jié)晶度，所以增大載流子的移動(dòng)量，從而可增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。此外，因?yàn)榉蔷О雽?dǎo)體區(qū)13 設(shè)置在微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a、131b之間，所以可減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流。因此，可減小薄膜晶體管的面積，這允許半導(dǎo)體器件中的高度集成。另外，通過將本實(shí)施例中所述的薄膜晶體管用于顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，可減小驅(qū)動(dòng)電路的大小，這使得顯示設(shè)備的框架大小能夠減小。(實(shí)施例2)在實(shí)施例2中，將參照圖1A-1D和圖7A-7C描述一種用于制造薄膜晶體管的方法， 通過該方法與實(shí)施例1相比截止?fàn)顟B(tài)電流能被進(jìn)一步減小。與實(shí)施例1相似地，圖7A所示的半導(dǎo)體疊層117通過圖1A-1C所示的工藝形成。接著，執(zhí)行等離子體處理，其中半導(dǎo)體疊層117的側(cè)面被暴露于等離子體123，且留下抗蝕劑掩模115。在實(shí)施例2中，在氧化氣體氣氛或氮化氣體氣氛中生成等離子體，并且半導(dǎo)體疊層117被暴露于等離子體123。氧化氣體的示例包括氧氣、臭氧、一氧化二氮、水蒸氣、氧氣和氫氣的混合氣體等。氮化氣體的示例包括氨、氮、氮氟化物、氮氯化物、氯胺、氟代胺等。氧化氣體氣氛或氮化氣體氣氛中等離子體的生成導(dǎo)致生成氧原子團(tuán)或氮原子團(tuán)。 原子團(tuán)與半導(dǎo)體疊層117反應(yīng)，這形成了用作半導(dǎo)體疊層117的側(cè)面上的提岸區(qū)的絕緣區(qū)。 替代等離子體的輻照，可采用紫外光的輻照以產(chǎn)生氧原子團(tuán)或氮原子團(tuán)。在將氧氣、臭氧、水蒸氣、或氧氣和氫氣的混合氣體用作氧化氣體的情形中，抗蝕劑通過等離子體輻照后退，從而如圖7B所示形成比抗蝕劑掩模115小的抗蝕劑掩模life。 因此，通過等離子體處理，所暴露的雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121與半導(dǎo)體疊層117的側(cè)壁一起氧化， 從而在雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121的頂面的側(cè)壁和一部分以及半導(dǎo)體疊層117的側(cè)壁上形成用作提岸區(qū)的絕緣區(qū)域12fe。然后，如實(shí)施例1中所述，通過圖5A和5B中所示的工藝，形成用作源電極和漏電極的布線129a和U9b、用作源區(qū)和漏區(qū)的一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a和131b、以及包括微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的半導(dǎo)體疊層133。接著，通過實(shí)施例1中所述的圖5C所示步驟，形成絕緣膜137和背柵電極139(參見圖7C)。通過以上步驟，可形成雙柵薄膜晶體管。在本實(shí)施例中所述的雙柵薄膜晶體管中， 在微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與柵絕緣膜105之間的界面附近以及微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與絕緣膜 137之間的界面附近形成載流子流動(dòng)的兩個(gè)溝道區(qū)，從而可增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。此外，因?yàn)樽鳛樘岚秴^(qū)域的絕緣區(qū)被設(shè)置在半導(dǎo)體疊層133和布線U9a、129b之間， 所以可減小從布線129a和129b注入到半導(dǎo)體疊層133的空穴，從而減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流并增大導(dǎo)通狀態(tài)電流和場效應(yīng)遷移率。因此，可減小薄膜晶體管的面積，這允許半導(dǎo)體器件中的高度集成。另外，通過將本實(shí)施例中所述的薄膜晶體管用于顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路，可減小驅(qū)動(dòng)電路的大小，這使得顯示設(shè)備的框架大小能夠減小。(實(shí)施例3)在實(shí)施例3中，將參照圖8A-8D描述一種晶體管，其中與實(shí)施例1所述的薄膜晶體管相比截止?fàn)顟B(tài)電流可被進(jìn)一步減小。與實(shí)施例1相似，執(zhí)行圖1A-1D和圖5A中所示的過程，從而在柵絕緣膜105和半導(dǎo)體疊層117之上形成導(dǎo)電膜127。然后，如圖8所示，通過光刻步驟在導(dǎo)電膜127上利用抗蝕劑形成掩模141。接著，如圖8B所示，利用掩模141蝕刻導(dǎo)電膜127和雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121，從而形成用作源電極和漏電極的布線129a和129b以及用作源區(qū)和漏區(qū)的一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜131a和131b。此外，蝕刻非晶半導(dǎo)體區(qū)117b的暴露部分的一部分，從而形成非晶半導(dǎo)體區(qū)133c。然后，如圖8C所示，利用抗蝕劑剝離液去除掩模141。然后，如圖8D所示，將布線129a和129b用作掩模蝕刻非晶半導(dǎo)體區(qū)133c和微晶半導(dǎo)體區(qū)117a，從而形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的半導(dǎo)體疊層 133。根據(jù)本實(shí)施例中的工藝，因?yàn)樵谌コ谀?41的步驟中用非晶半導(dǎo)體區(qū)133c覆蓋微晶半導(dǎo)體區(qū)133a，所以防止微晶半導(dǎo)體區(qū)133a與抗蝕劑剝離液和抗蝕劑殘留物接觸。此外，因?yàn)槔貌季€129a和129b蝕刻非晶半導(dǎo)體區(qū)133c以在去除掩模141之后暴露微晶半導(dǎo)體區(qū)133a的一部分，所以在背溝道中沒有留下與抗蝕劑剝離液和抗蝕劑殘留物接觸的非晶半導(dǎo)體區(qū)。因此，不生成因?yàn)楸硿系乐辛粲锌刮g劑剝離液和抗蝕劑殘留物而引起的漏電流，這可進(jìn)一步減小薄膜晶體管的截止?fàn)顟B(tài)電流。盡管在本實(shí)施例中利用實(shí)施例1作出了描述，但實(shí)施例2可按需來使用。(實(shí)施例4)可形成薄膜晶體管，且可利用像素部分以及驅(qū)動(dòng)電路中的薄膜晶體管來制造具有顯示功能的半導(dǎo)體器件(也稱為顯示器件)。此外，包括薄膜晶體管的驅(qū)動(dòng)電路的部分或全部可與像素部分在同一襯底上形成，由此可實(shí)現(xiàn)面板上的系統(tǒng)。顯示器件包括顯示元件。作為該顯示元件，可使用液晶元件(也稱為液晶顯示元件)或發(fā)光元件(也稱為發(fā)光顯示元件)。發(fā)光元件在其范疇中包括其亮度受電流或電壓控制的元件，具體在其范疇中包括無機(jī)電致發(fā)光(EL)元件、有機(jī)EL元件等。此外，可使用諸如電子墨水之類的對比度受電效應(yīng)改變的顯示介質(zhì)。此外，該顯示器件包括封裝有顯示元件的面板和其中包括控制器的IC等安裝在面板上的模塊。此外，元件襯底對應(yīng)于顯示器件的制造工藝中在完成顯示元件之前的一個(gè)實(shí)施例，而且該元件襯底設(shè)置有用于向多個(gè)像素中的每一個(gè)中的顯示元件提供電流的組件。具體而言，該元件襯底可處于僅設(shè)置顯示元件的一個(gè)像素電極的狀態(tài)、在形成即將作為像素電極的導(dǎo)電膜之后且在該導(dǎo)電膜被蝕刻以形成像素電極之前的狀態(tài)、或任何其它狀態(tài)。顯示器件表示圖像顯示器件、顯示器件或光源(包括照明器件)。此外，該顯示器件在其范疇中還可包括以下模塊包括諸如FPC(柔性印刷電路)、TAB(帶式自動(dòng)接合)帶或附連的TCP (帶式載體封裝)之類的連接器的模塊；具有在其端部設(shè)置有印刷線路板的 TAB帶或TCP的模塊；以及具有通過C0G(玻璃上的芯片)方法直接安裝在顯示元件上的 IC(集成電路)的模塊。(實(shí)施例5)此說明書中公開的半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于電子紙。電子紙可用于多種領(lǐng)域的電子器件，只要它們能顯示數(shù)據(jù)即可。例如，電子紙可應(yīng)用于電子書(e-book)閱讀器、海報(bào)、諸如火車之類的車輛中的廣告、數(shù)字標(biāo)志、公眾信息顯示(PID)、或諸如信用卡之類的多種卡的顯示器等。電子設(shè)備的一示例在圖9中示出。圖9示出電子書閱讀器的一示例。例如，電子書閱讀器2700包括兩個(gè)外殼——外殼2701和外殼2703。外殼2701和外殼2703與鉸鏈2711組合，從而該電子書閱讀器2700 可以該鉸鏈2711為軸打開和關(guān)閉。利用這樣的結(jié)構(gòu)，電子書閱讀器2700可類似于紙書一樣工作。顯示部分2705和顯示部分2707分別被包括在外殼2701和外殼2703中。顯示部分2705和顯示部分2707可顯示一幅圖像或不同圖像。例如，根據(jù)不同圖像在不同顯示部分中顯示的結(jié)構(gòu)，文本可在右顯示部分(圖9中的顯示部分270 上顯示，而圖像可在左顯示部分(圖9中的顯示部分2707)上顯示。圖9示出外殼2701設(shè)置有操作部分等的示例。例如，外殼2701設(shè)置有電源開關(guān) 2721、操作鍵2723、揚(yáng)聲器2725等。利用操作鍵2723可翻頁。還可在外殼的設(shè)置有顯示部分的表面上設(shè)置鍵盤、定點(diǎn)設(shè)備等。此外，可在外殼的背面或側(cè)面上設(shè)置外部連接端子(耳機(jī)端子、USB端子、可連接至諸如AC適配器和USB電纜之類的各種電纜的端子等)、記錄介質(zhì)插入部分等。而且，電子書閱讀器2700可具有電子詞典功能。電子書閱讀器2700可具有能無線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。通過無線通信，可從電子書服務(wù)器購買和下載圖書數(shù)據(jù)等。(實(shí)施例6)本說明書中公開的半導(dǎo)體器件可應(yīng)用于多種電子設(shè)備(包括游戲機(jī))。電子設(shè)備的示例是電視機(jī)(也稱為電視或電視接收機(jī))、計(jì)算機(jī)等的監(jiān)視器、諸如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的攝影機(jī)、數(shù)碼相框、移動(dòng)電話手機(jī)(也稱為移動(dòng)電話或移動(dòng)電話設(shè)備)、便攜式游戲控制臺(tái)、便攜式信息終端、音頻再現(xiàn)設(shè)備、諸如彈球盤機(jī)器的大尺寸游戲機(jī)等。圖IOA示出電視設(shè)備的一示例。在電視設(shè)備9600中，顯示部分9603被包括在外殼9601中。顯示部分9603可顯示圖像。在圖IOA中，外殼9601由支架9605支承。可利用外殼9601的操作開關(guān)或獨(dú)立的遙控器9610操作電視設(shè)備9600。可利用遙控器9610的操作鍵9609控制頻道和音量，從而控制顯示部分9603上顯示的圖像。此外， 遙控器9610可設(shè)置有用于顯示從遙控器9610輸出的數(shù)據(jù)的顯示部分9607。電視設(shè)備9600設(shè)置有接收器、調(diào)制解調(diào)器等。通過利用該接收器，可接收一般的電視廣播。此外，顯示設(shè)備可經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器通過有線或無線連接連接至通信網(wǎng)絡(luò)，由此可進(jìn)行單向(從發(fā)送器到接收器)或雙向(在發(fā)送器與接收器之間，或在接收器之間等)數(shù)據(jù)通信。圖IOB示出數(shù)碼相框的一示例。例如，在數(shù)碼相框9700中，顯示部分9703被包括在外殼9701中。顯示部分9703可顯示各種圖像。例如，顯示部分9703可顯示數(shù)碼相機(jī)等拍攝的圖像的數(shù)據(jù)且起普通相框的作用。注意，數(shù)碼相框9700設(shè)置有操作部分、外部連接部分(USB端子、可連接至諸如USB 電纜之類的多種電纜的端子等)、記錄介質(zhì)插入部分等。雖然這些元件可被設(shè)置于設(shè)置有顯示部分的表面上，但優(yōu)選地，針對數(shù)碼相框9700的設(shè)計(jì)而將它們設(shè)置在側(cè)面或后面。例如， 存儲(chǔ)用數(shù)碼相機(jī)拍攝的圖像的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器被插入數(shù)碼相框的記錄介質(zhì)插入部分中，藉此圖像數(shù)據(jù)可被傳送并顯示在顯示部分9703上。數(shù)碼相框9700可被配置成無線地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。可采用其中無線地獲取所需圖像數(shù)據(jù)以進(jìn)行顯示的一種結(jié)構(gòu)。圖11是示出便攜式計(jì)算機(jī)的一示例的立體圖。在圖11的便攜式計(jì)算機(jī)中，通過關(guān)閉連接頂部外殼9301和底部外殼9302的鉸鏈單元，具有顯示部分9303的頂部外殼9301和具有鍵盤9304的底部外殼9302能彼此重疊。圖11中的便攜式計(jì)算機(jī)方便攜帶，并且在用鍵盤進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的情形中，鉸鏈單元被打開以使用戶能看著顯示部分9303進(jìn)行輸入。底部外殼9302包括可進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的定點(diǎn)設(shè)備9306以及鍵盤9304。此外，當(dāng)顯示部分9303是觸摸輸入面板時(shí)，可通過觸摸顯示部分的一部分來進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。底部外殼 9302包括諸如CPU或硬盤的算術(shù)功能部分。此外，底部外殼9302包括插入諸如遵守USB的通信標(biāo)準(zhǔn)的通信電纜的另一設(shè)備的外部連接端口 9305。頂部外殼9301包括顯示部分9307，并且通過將顯示部分9307滑向頂部外殼9301 的內(nèi)部而將顯示部分9307保持在頂部外殼9301中；由此，可實(shí)現(xiàn)寬顯示屏。此外，用戶能調(diào)節(jié)能保持在頂部外殼9301中的顯示部分9307的屏幕的方向。當(dāng)能保持在頂部外殼9301 中的顯示部分9307是觸摸輸入面板時(shí)，可通過觸摸能保持在頂部外殼9301中的顯示部分 9307的一部分來進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。能保持在頂部外殼9301中的顯示部分9303或9307使用液晶顯示面板、諸如有機(jī)發(fā)光元件或無機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光顯示面板等的圖像顯示設(shè)備。此外，圖11所示的便攜式計(jì)算機(jī)可設(shè)置有接收機(jī)等以接收電視廣播，從而在顯示部分上顯示圖像。當(dāng)通過滑動(dòng)顯示部分9307暴露顯示部分9307的整個(gè)屏幕、同時(shí)使連接頂部外殼9301和底部外殼9302的鉸鏈單元保持關(guān)閉時(shí)，用戶能觀看電視廣播。在該情形中，鉸鏈單元不打開且顯示部分9303上不進(jìn)行顯示，并且僅進(jìn)行用于顯示電視廣播的電路的啟動(dòng)，從而功耗能最小，這對電池容量有限的便攜式計(jì)算機(jī)是有用的。(示例 1)在示例1中，將參照圖12A和12B、圖13A和13B以及圖14A和14B描述在襯底上形成微晶硅膜的平面形狀。在示例1中，實(shí)施例1中描述的在第一條件下形成的微晶硅膜被稱為樣本A，實(shí)施例1中描述的在第二條件下形成的微晶硅膜被稱為樣本B，而實(shí)施例1 中描述的在第一和第二條件下通過層疊多個(gè)層形成的微晶硅膜被稱為樣本C。首先，以下描述樣本A-C的制造方法。IOOnm厚的氧氮化硅膜被形成為襯底上的基膜。該氧氮化硅膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成分別在5sCCm和eOOsccm的流速下引入硅烷和一氧化二氮作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為25 ；襯底溫度為280°C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是30W。然后，在氧氮化硅膜上形成30nm厚的微晶硅膜。樣本A-C各自的微晶硅膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體 CVD法形成將硅烷、氫氣和氬氣引入處理室作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為280 ； 襯底溫度為280°C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是50W。具體而言，在樣本A中，硅烷的流速是lOsccm、氫氣的流速是1500sccm、而氬氣的流速是1500sccm。在樣本B中，硅烷的流速是7sccm、氫氣的流速是1500sccm、而氬氣的流速是1500sccm。在樣本 C中，在樣本A的條件下形成3nm厚的微晶硅膜，然后在樣本B的條件下形成27nm厚的微晶硅膜。捕捉樣本A的平面的TEM圖像是圖12A和12B。TEM圖像由高分辨率透射電子顯微鏡(由日立有限公司生產(chǎn)的‘H9000-NAR’:TEM)在高倍放大和300kV的加速電壓下拍攝。 圖12A是50萬倍放大倍率的TEM圖像，而圖12B是200萬倍放大倍率的TEM圖像。
在圖12B中，觀察到晶格條紋的區(qū)域是作為被視為單晶體的微小晶體的雛晶，且非晶體區(qū)域在該區(qū)域周圍形成。觀察到顏色為白色的區(qū)域是晶粒之間的空隙。捕捉樣本B的平面的TEM圖像是圖13A和1!3B。圖13A是50萬倍放大倍率的TEM 圖像，而圖13B是200萬倍放大倍率的TEM圖像。從圖13B中看出，晶粒的粒度變大，且在晶粒之間存在許多觀察到顏色為白色的區(qū)域。此外，與圖12B相比，觀察到晶格條紋的區(qū)域具有許多結(jié)晶區(qū)且具有強(qiáng)反差。因此， 可以發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)了結(jié)晶度，但是通過在第二條件下形成微晶硅膜在晶粒之間形成了空隙。捕捉樣本C的平面的TEM圖像是圖14A和14B。圖14A是50萬倍放大倍率的TEM 圖像，而圖14B是200萬倍放大倍率的TEM圖像。在圖14B中，與圖12B和1 相比，存在觀察到晶格條紋的許多雛晶。此外，與圖 13B相比，存在較少的晶粒之間觀察到顏色為白色的區(qū)域。因此，通過采用第一和第二條件， 可形成具有高結(jié)晶度且晶粒之間的空隙較少的微晶半導(dǎo)體膜。(示例 2)在示例2中，將描述薄膜晶體管(樣本D)和薄膜晶體管(樣本E)的電特性，在薄膜晶體管(樣本D)中微晶硅膜在第二條件下形成，而在薄膜晶體管(樣本E)中一微晶硅膜在第一條件下形成、然后在第二條件下形成一微晶硅膜以層疊。首先，參照圖1A-1D與圖2A和2B描述薄膜晶體管的制造工藝。在襯底101上形成基絕緣膜(未示出)，并在該基絕緣膜之上形成柵電極103。在該示例中，玻璃襯底(康寧公司生產(chǎn)的EAGLE XG)被用作襯底101。通過以20sCCm的流速用氬離子濺射鈦靶，在基絕緣膜上形成50nm厚的鈦膜。然后，通過以50sCCm的流速用氬離子濺射鋁靶，在其上形成IOOnm厚的鋁膜。然后，通過以 20sccm的流速用氬離子濺射鈦靶，在其上形成50nm厚的鈦膜。之后，在鈦膜上涂敷抗蝕劑且在利用第一光掩模的情況下用光輻照抗蝕劑并顯影以形成抗蝕劑掩模。然后，利用抗蝕劑掩模執(zhí)行蝕刻，從而形成柵電極103。在該示例中，使用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)蝕刻裝置；首先在ICP功率為600W的條件下進(jìn)行第一蝕刻，偏壓功率為 250W,壓強(qiáng)為1. 2Pa,并且作為蝕刻氣體，使用流速為60sccm的三氯化硼以及流速為20sCCm 的氯氣；然后，在其中ICP功率為500W的條件下進(jìn)行第二蝕刻，偏壓功率為50W，壓強(qiáng)為 2. OPa,并且作為蝕刻氣體，使用流速為SOsccm的碳氟化物。然后去除抗蝕劑掩模。然后，在柵電極103和基絕緣膜上形成柵絕緣膜105。然后，襯底從處理室中取出， 處理室內(nèi)部被清洗，在處理室內(nèi)部非晶硅膜被沉積為保護(hù)膜，且襯底被送入處理室。然后， 形成微晶半導(dǎo)體層。在樣本D中，作為柵絕緣膜105，形成IlOnm厚的氮化硅膜和IlOnm厚的氧氮化硅膜。在樣本E中，作為柵絕緣膜105，形成250nm厚的氮化硅膜和30nm厚的氧氮化硅膜。該氮化硅膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成分別以40sccm、500sccm、550sccm和140sccm的流速引入硅烷、氫氣、氮?dú)夂桶弊鳛樵礆猓⒎€(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為1001 ；襯底溫度為280°C;RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是370W。該氧氮化硅膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成分別在kccm和eOOsccm的流速下引入硅烷和一氧化二氮作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為251 ；襯底溫度為280°C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是30W。在樣本D中，作為微晶半導(dǎo)體膜，在第二條件下在柵絕緣膜105之上形成70nm厚的微晶硅膜。在樣本E中，在第一條件下在柵絕緣膜105上形成3nm厚的微晶硅膜作為如圖IA所示的第一微晶半導(dǎo)體膜107，然后在第二條件下形成67nm厚的微晶硅膜作為如圖 IB所示的第二微晶半導(dǎo)體膜109。根據(jù)第一條件，該微晶半導(dǎo)體膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成分別在10sccm、1500sccm和1500sccm的流速下引入硅烷、氫氣和氬氣(氫氣的流速是硅烷流速的150倍)作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為^OPa ；襯底溫度為 2800C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是50W。根據(jù)第二條件，該微晶半導(dǎo)體膜通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成分別在7sccm、1500sccm和1500sccm的流速下引入硅烷、氫氣和氬氣(氫氣的流速是硅烷流速的214倍)作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為^OPa ；襯底溫度為 2800C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是50W。接著，在微晶半導(dǎo)體膜上形成半導(dǎo)體膜111，并且在半導(dǎo)體膜111上形成雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113。通過其中在以下條件下執(zhí)行等離子體放電的等離子體CVD法形成SOnm厚的硅膜作為半導(dǎo)體膜111 分別以40sccm、12kccm、1375sccm和2000sccm的流速引入硅烷、 IOOOppm氨(用氫氣稀釋)、氫氣和氬氣作為源氣，并穩(wěn)定之；處理室的壓強(qiáng)為^OPa ；襯底溫度為280°C ；RF電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是100W。作為雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113，添加了磷的非晶硅膜形成為50nm的厚度。通過在以下條件下采用等離子體放電的等離子體CVD法來形成非晶硅膜沉積溫度為280°C ；分別以 IOOsccm ^P 170SCCm的流速引入硅烷和0. 5%的磷化氫(用氫氣稀釋)；壓強(qiáng)為170Pa ；RF 電源頻率是13. 56MHz ；以及RF電源的功率是60W。接著，在雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113上涂敷抗蝕劑，并且利用第二光掩膜用光輻照且顯影以形成抗蝕劑掩模115。圖IC示出直到且包括此步驟的工藝。利用抗蝕劑掩模，微晶半導(dǎo)體膜、半導(dǎo)體膜111和雜質(zhì)半導(dǎo)體膜113被蝕刻以形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)117a和非晶半導(dǎo)體區(qū)117b的半導(dǎo)體疊層117以及雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121。在該示例中，使用ICP裝置，且在以下條件下執(zhí)行蝕刻電源功率為1000W、偏壓功率為80W、壓強(qiáng)為1. 51Pa，且氯氣以lOOsccm的流速被用作蝕刻氣體。然后，去除抗蝕劑掩模(參見圖1D)。然后，如圖5A所示，導(dǎo)電膜127在柵絕緣膜105、半導(dǎo)體疊層117、以及雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121上形成。在此示例中，通過以20sCCm的流速用氬離子濺射鈦靶形成50nm厚的鈦膜， 通過以50sCCm的流速用氬離子濺射鋁靶在鈦層上形成200nm厚的鋁膜，并且通過以20sCCm 的流速用氬離子濺射鈦靶在鋁層上形成50nm厚的鈦膜。接著，在導(dǎo)電膜127上涂敷抗蝕劑，并且利用第三光掩膜用光輻照且顯影以形成抗蝕劑掩模。利用該抗蝕劑掩模對導(dǎo)電膜127執(zhí)行干法蝕刻，從而形成布線129a和U9b。 然后，對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜121執(zhí)行干法蝕刻，從而形成用作源區(qū)和漏區(qū)的一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜 131a和131b.此外，半導(dǎo)體疊層117被部分地蝕刻以形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)133a和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)13 的半導(dǎo)體疊層133。在此示例中，在以下條件下執(zhí)行蝕刻ICP功率為450W、偏壓功率為100W、壓強(qiáng)為 1. 9Pa，且氯化硼以60SCCm的流速且氯氣以20sCCm的流速被用作蝕刻氣體。從半導(dǎo)體疊層117的頂面起，將半導(dǎo)體疊層117蝕刻至IOOnm至120nm的深度，以使該半導(dǎo)體疊層133的既未被布線129a覆蓋也未被布線129b覆蓋的區(qū)域的厚度為30nm至 50nm。在該示例中，用作源電極和漏電極的布線129a和129b各自的平面形狀是線性的。接著，用碳氟化物等離子體輻照半導(dǎo)體疊層133的頂面，從而去除留在半導(dǎo)體層 133的頂面上的雜質(zhì)。在該示例中，采用以下蝕刻條件電源功率為1000W、偏壓功率為0W、 壓強(qiáng)為0. 67Pa，且碳氯化物以lOOsccm的流速被用作蝕刻氣體。然后，用水等離子體輻照半導(dǎo)體疊層133的頂面，以使半導(dǎo)體疊層133的表面缺陷減少并改進(jìn)源區(qū)和漏區(qū)的絕緣屬性。在該示例中，用通過以300sCCm的流速引入水蒸氣、在 1800W電源和66. 5 壓強(qiáng)下生成的等離子體輻照半導(dǎo)體疊層133。然后去除抗蝕劑掩模。圖5B示出直到且包括此步驟的工藝。接著，形成氮化硅膜作為絕緣膜137。在以下條件下通過等離子體放電形成300nm 厚的氮化硅膜作為絕緣膜137 分別以20sccm、220sccm、450sccm和450sccm的流速引入硅烷、氨、氮?dú)夂蜌錃庾鳛樵礆?；處理室中的壓?qiáng)為160Pa ；襯底溫度為250°C ；以及輸出為 200W。接著，在導(dǎo)電膜137上涂敷抗蝕劑，并且利用第四光掩膜用光輻照且顯影以形成抗蝕劑掩模。利用該抗蝕劑掩模，通過干法蝕刻方法蝕刻絕緣膜的一部分，從而暴露用作源電極和漏電極的布線129a和U9b。此外，通過干法蝕刻方法來蝕刻絕緣膜137的一部分和柵絕緣膜105的一部分以使柵電極103暴露。然后去除抗蝕劑掩模。接著，在絕緣膜137上形成導(dǎo)電膜。之后，在導(dǎo)電膜上涂敷抗蝕劑且在利用第五光掩模的情況下用光輻照抗蝕劑并顯影以形成抗蝕劑掩模。利用該抗蝕劑掩模，通過濕法蝕刻方法來蝕刻導(dǎo)電膜的一部分，從而形成背柵電極139。在該示例中，通過濺射法形成含氧化硅的50nm厚的氧化銦錫，作為導(dǎo)電膜，并且進(jìn)行濕法蝕刻處理，從而形成背柵電極139。盡管未示出，然而背柵電極139被連接至柵電極 103。然后去除抗蝕劑掩模。通過以上步驟，制造雙柵薄膜晶體管(參見圖5C)。通過測量樣本D的薄膜晶體管的電流對電壓特性獲得的結(jié)果在圖15A和15B中示出；通過測量樣本E的薄膜晶體管的電流對電壓特性獲得的結(jié)果在圖16A和16B中示出。 圖15A和16A各自示出當(dāng)僅對柵電極103施加?xùn)烹妷簳r(shí)的電特性；圖15B和16B各自示出當(dāng)對柵電極103和背柵電極139施加?xùn)烹妷簳r(shí)的電特性。此外，表1示出在樣本D和E各自的薄膜晶體管中，漏電壓為IOV且柵電壓為15V 時(shí)的導(dǎo)通狀態(tài)電流(由Iia標(biāo)示)、最小截止?fàn)顟B(tài)電流(由I ±—U、標(biāo)示)、柵電壓比最小截止?fàn)顟B(tài)電流時(shí)的柵電壓小IOV時(shí)的截止?fàn)顟B(tài)電流(由ΙΛ±標(biāo)示)、閾值電壓(由Vwt標(biāo)示)、S值(由S-值標(biāo)示)、導(dǎo)通狀態(tài)電流與最小截止?fàn)顟B(tài)電流之比(由I#a/I ± — ,」、標(biāo)示)、以及漏電壓為IOV時(shí)的場效應(yīng)遷移率(yFE_飽和)。這些值在由底柵標(biāo)示的列和由雙柵標(biāo)示的列中分開示出；由底柵標(biāo)示的列中所示的值在僅對柵電極103施加?xùn)烹妷簳r(shí)測量，而由雙柵標(biāo)示的列中所示的值在柵電壓施加于柵電極103和背柵電極139時(shí)測量。
(表 1)
樣本D樣本E底柵雙柵底棚雙柵I導(dǎo)通 [μΑ]5.7410.996.2512.23I截止^小 [ρΑ]1.650.621.600.39I截止 [ρΑ]79.1231.9326.2918.16V闡值 [V]1.951.340.500.26S-值 [V/dec]0.380.270.490.33I導(dǎo)通/I 止JB6.547.256.597.50_字]μΕΕ_ 飽和 [cm2/Vs]0.651.160.641.22在樣本D中，雙柵薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率是底柵薄膜晶體管的1. 79倍。在樣本E中，雙柵薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率是底柵薄膜晶體管的1. 89倍。因此，通過在第一條件下形成第一微晶半導(dǎo)體膜且然后在第二條件下形成第二微晶半導(dǎo)體膜，可形成其中晶粒間空隙減小且結(jié)晶度不僅在柵電極側(cè)改進(jìn)而且在背柵電極側(cè)改進(jìn)的微晶半導(dǎo)體膜，從而可增大薄膜晶體管的場效應(yīng)遷移率。因此，通過使用薄膜晶體管來開關(guān)顯示設(shè)備中的像素， 顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)高對比度和高圖像質(zhì)量。此外，可減小薄膜晶體管的大小，從而通過使用薄膜晶體管形成驅(qū)動(dòng)電路可減小顯示設(shè)備的框架大小。本申請基于2010年2月22日向日本特許廳提交的日本專利申請S/ N. 2010-036699，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種用于制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括以下步驟 在襯底上形成柵電極；在所述襯底和所述柵電極上形成柵絕緣膜； 在第一條件下在所述柵絕緣膜之上形成第一微晶半導(dǎo)體膜； 在第二條件下在所述第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成第二微晶半導(dǎo)體膜； 在所述第二微晶半導(dǎo)體膜之上形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)的半導(dǎo)體膜； 在所述半導(dǎo)體膜之上形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分以形成島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一微晶半導(dǎo)體膜、所述第二微晶半導(dǎo)體膜以及所述半導(dǎo)體膜的部分以形成島狀第一半導(dǎo)體疊層；在所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜之上形成一對布線；蝕刻所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜以形成一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；以及蝕刻所述第一半導(dǎo)體疊層的一部分以形成其中層疊有微晶半導(dǎo)體區(qū)和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)的第二半導(dǎo)體疊層，其中所述第一條件是其中形成用非晶半導(dǎo)體填充晶粒之間的空隙的微晶半導(dǎo)體膜的條件，以及其中所述第二條件是進(jìn)行晶體生長的條件。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在所述第一半導(dǎo)體疊層上形成布線之前第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁被暴露于等離子體，從而在所述第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁上形成提岸區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，還包括在形成所述第二半導(dǎo)體疊層之后在所述布線上形成絕緣膜的步驟，其中在所述一對非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的一區(qū)域中所述絕緣膜與所述微晶半導(dǎo)體區(qū)接觸。
4.一種用于制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括以下步驟 在襯底上形成第一柵電極；在所述襯底和所述第一柵電極上形成第一柵絕緣膜； 在第一條件下在所述第一柵絕緣膜之上形成第一微晶半導(dǎo)體膜； 在第二條件下在第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成第二微晶半導(dǎo)體膜； 在所述第二微晶半導(dǎo)體膜之上形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)的半導(dǎo)體膜； 在所述半導(dǎo)體膜之上形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分以形成島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一微晶半導(dǎo)體膜、所述第二微晶半導(dǎo)體膜以及所述半導(dǎo)體膜的部分以形成島狀第一半導(dǎo)體疊層；在所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜之上形成一對布線； 蝕刻所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜以形成一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；蝕刻所述第一半導(dǎo)體疊層的一部分以形成其中層疊有微晶半導(dǎo)體區(qū)和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)的第二半導(dǎo)體疊層；在所述布線之上形成第二柵絕緣膜；以及在所述第二柵絕緣膜之上形成第二柵電極，其中所述第一條件是其中形成用非晶半導(dǎo)體填充晶粒之間的空隙的微晶半導(dǎo)體膜的條件，以及其中所述第二條件是進(jìn)行晶體生長的條件。
5.如權(quán)利要求4所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在所述第一半導(dǎo)體疊層上形成布線之前第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁被暴露于等離子體，從而在所述第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁上形成提岸區(qū)。
6.如權(quán)利要求4所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在所述一對非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的一區(qū)域中，所述第二柵絕緣膜與所述微晶半導(dǎo)體區(qū)接觸。
7.一種用于制造薄膜晶體管的方法，所述方法包括以下步驟 在襯底上形成第一柵電極；在所述襯底和所述第一柵電極上形成第一柵絕緣膜；在第一條件下通過等離子體CVD法在所述第一柵絕緣膜之上形成第一微晶半導(dǎo)體膜； 在第二條件下通過等離子體CVD法在所述第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成第二微晶半導(dǎo)體膜；在所述第二微晶半導(dǎo)體膜之上形成包括微晶半導(dǎo)體區(qū)和非晶半導(dǎo)體區(qū)的半導(dǎo)體膜； 在所述半導(dǎo)體膜之上形成第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分以形成島狀第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜； 蝕刻所述第一微晶半導(dǎo)體膜、所述第二微晶半導(dǎo)體膜以及所述半導(dǎo)體膜的部分以形成島狀第一半導(dǎo)體疊層；在所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜之上形成一對布線； 蝕刻所述第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜以形成一對雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；蝕刻所述第一半導(dǎo)體疊層的一部分以形成其中層疊有微晶半導(dǎo)體區(qū)和一對非晶半導(dǎo)體區(qū)的第二半導(dǎo)體疊層；在所述布線之上形成第二柵絕緣膜；以及在所述第二柵絕緣膜之上形成第二柵電極，其中在所述第一條件下，氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的125倍或以上且是沉積氣體的流速的180倍或以下，以及其中在所述第二條件下，氫氣的流速是含硅或鍺的沉積氣體的流速的210倍或以上且是沉積氣體的流速的1500倍或以下。
8.如權(quán)利要求7所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在所述第一半導(dǎo)體疊層上形成布線之前第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁被暴露于等離子體，從而在所述第一半導(dǎo)體疊層的側(cè)壁上形成提岸區(qū)。
9.如權(quán)利要求7所述的用于制造薄膜晶體管的方法，其特征在于，在所述一對非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的一區(qū)域中，所述第二柵絕緣膜與所述微晶半導(dǎo)體區(qū)接觸。
10.一種薄膜晶體管，包括 設(shè)置在襯底上的柵電極；設(shè)置在所述柵電極上的柵絕緣膜； 設(shè)置在所述柵絕緣膜上的微晶半導(dǎo)體膜；設(shè)置在所述微晶半導(dǎo)體膜上的第一非晶半導(dǎo)體區(qū)和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)；分別設(shè)置在所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)上的第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜和第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；分別設(shè)置在所述第一和第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜上的第一布線和第二布線；以及設(shè)置在所述第一和第二布線上的絕緣膜，其中在所述微晶半導(dǎo)體膜中，與所述柵絕緣膜接觸的一側(cè)上的區(qū)域包括晶粒和填充所述晶粒之間空隙的非晶半導(dǎo)體，以及其中在所述微晶半導(dǎo)體膜中，與所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)接觸的一側(cè)上的區(qū)域包括具有高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體。
11.如權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管，其特征在于，在所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的區(qū)域中，所述絕緣膜與所述微晶半導(dǎo)體膜接觸。
12.一種薄膜晶體管，包括 設(shè)置在襯底上的第一柵電極；設(shè)置在所述第一柵電極上的第一柵絕緣膜； 設(shè)置在所述第一柵絕緣膜上的微晶半導(dǎo)體膜；設(shè)置在所述微晶半導(dǎo)體膜上的第一非晶半導(dǎo)體區(qū)和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)；分別設(shè)置在所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)上的第一雜質(zhì)半導(dǎo)體膜和第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜；分別設(shè)置在所述第一和第二雜質(zhì)半導(dǎo)體膜上的第一布線和第二布線； 設(shè)置在所述第一和第二布線上的第二柵絕緣膜；以及設(shè)置在所述第二柵絕緣膜上的第二柵電極，其中在所述微晶半導(dǎo)體膜中，與所述第一柵絕緣膜接觸的一側(cè)上的區(qū)域包括晶粒和填充所述晶粒之間空隙的非晶半導(dǎo)體，以及其中在所述微晶半導(dǎo)體膜中，與所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)接觸的一側(cè)上的區(qū)域包括具有高結(jié)晶度的微晶半導(dǎo)體。
13.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，其特征在于，在從上方看時(shí)，所述第一柵電極與所述第二柵電極平行。
14.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第一柵電極與所述第二柵電極相連。
15.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，其特征在于，所述第二柵電極處于浮置狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求12所述的薄膜晶體管，其特征在于，在所述第一和第二非晶半導(dǎo)體區(qū)之間的區(qū)域中，所述第二柵絕緣膜與所述微晶半導(dǎo)體膜接觸。
全文摘要
公開了一種高生產(chǎn)率地制造具有高電特性的薄膜晶體管的方法。在用于形成雙柵薄膜晶體管的溝道區(qū)的方法中，其中該雙柵薄膜晶體管包括第一柵電極和面向第一柵電極的第二柵電極且溝道區(qū)設(shè)置在其間，第一微晶半導(dǎo)體膜在用于形成用非晶半導(dǎo)體填充晶粒間空隙的微晶半導(dǎo)體膜的第一條件下形成，而第二微晶半導(dǎo)體膜在用于促進(jìn)晶體生長的第二條件下在第一微晶半導(dǎo)體膜之上形成。
文檔編號(hào)H01L29/786GK102163553SQ20111004842
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者伊佐敏行 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所