專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法、陣列基板及液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體薄膜晶體管、其制造方法、半導體薄膜晶體管陣列基板和使用了該半導體薄膜晶體管陣列基板的液晶顯示裝置。
說得更詳細點，本發(fā)明涉及薄膜晶體管，特別是涉及在有源矩陣型液晶顯示裝置上使用的薄膜晶體管的電氣特性的改善，在電氣特性的改善中，特別涉及串聯(lián)電阻、減小光照射時的光生電流和減小截止電流。
在有源矩陣型液晶顯示裝置中使用的開關器件，即所謂的薄膜晶體管(thin film transistor，以下簡稱為TFT)根據(jù)其構造，可以分為正交叉式(stagger)和逆交叉式構造兩種。而逆交叉式構造TFT又可以分為刻蝕阻擋層(etching stopper)型TFT(ES-TFT)和溝道刻蝕(channeletch，以下也簡稱之為CE)型TFT(CE-TFT)兩種。圖21(a)和圖22(b)是現(xiàn)有的CE型TFT的剖面說明圖，在圖21(a)和圖22(b)中分別示出了ES-TFT(以下，也簡稱之為ES)和CE-TFT的剖面構造。在圖21(a)和圖22(b)中，201是柵電極，202是柵極絕緣膜，207a和207b是2層構造的源電極，207c和207d是2層構造的漏電極，209是溝道區(qū)域，213是刻蝕阻擋層膜，214是n型摻雜非晶硅層，221是絕緣性基板，223是溝道層。
不論哪種類型的TFT都各有長短。比如說，在ES-TFT中，由于可以干凈地形成刻蝕阻擋層與非晶硅層間的界面，故可以得到截止電流小的特性。但是，另一方面，對于小型化這一點來說，由于刻蝕阻擋層的圖形尺寸和處于刻蝕阻擋層上邊的源電極和漏電極的隔離受步進照相裝置(stepper)的復制精度的限制，所以難以小型化的同時，也有時候源電極和漏電極對于刻蝕阻擋層將形成為非對稱，特性也將變成為非對稱。這里，所謂特性是非對稱的指的是在把接地電極當做源電極的情況和當做漏電極的情況下，電流-電壓特性不同這種現(xiàn)象。對此，在CE-TFT中，雖然在小型化是容易的，且特性不會變成為非對稱這一點上與ES-TFT比是有利的，但由于要對流過電流的非晶硅層的溝道區(qū)域進行刻蝕以進行源電極和漏電極的隔離，結果將變成為在溝道區(qū)域上存在有刻蝕損傷，可以觀察到起因于此的截止電流的增加。此外，就溝道區(qū)域的刻蝕來說，為了防止因過刻蝕而引起的溝道區(qū)域的非晶硅層的消失，必然不得不厚膜化。這種厚膜化，將產生使從源電極到溝道區(qū)域為止的串聯(lián)電阻的增加、光生電流的增大的問題。在這樣的背景下，在有源矩陣型液晶顯示裝置中使用的TFT的構造，是一種ES-TFT型和CE-TFT型混合存在的狀況。
在這里，用圖對CE-TFT的以前的制造方法(以下，稱之為現(xiàn)有技術1)詳細地進行說明。圖22(a)～圖22(c)和圖23(d)～圖23(f)是按工序區(qū)分示出的現(xiàn)有的CE-TFT的制作過程的剖面說明圖。以下按照圖22(a)～圖22(c)和圖23(d)～圖23(f)對工藝流程進行說明。首先，用濺射法在由玻璃構成的絕緣性基板221上邊淀積300nm厚的將成為柵電極的Cr膜。將之示于圖22(a)。其次，用等離子體CVD(化學汽相淀積，Chemical VaporDeposition，以下簡稱之為CVD)連續(xù)進行將成為柵極絕緣膜202的氮化硅膜(SiNx)，將成為溝道層223的非晶硅層，已進行了n型摻雜的非晶硅層(以下，簡稱之為n型非晶硅層)214的成膜。作為膜厚，柵極絕緣膜202為300～400nm，非晶硅層為200～400nm，n型摻雜的非晶硅層214為50～100nm。將之示于圖22(b)。其次，用干蝕法對將成為溝道層的非晶硅層和n型非晶硅層214島狀地形成圖形。將此示于圖22(c)。其次，用濺射法，作為2層構造順次淀積用于形成源電極207a和207b以及漏電極207c和207d的Cr，接著淀積Al，用光刻制版的辦法形成圖形，用刻蝕法除去溝道區(qū)域209上的Cr膜和Al膜，形成源電極207a和207b以及漏電極207c和207d。將此示于圖22(d)。其次，為了完全地除去源電極和漏電極之間的區(qū)域，即溝道區(qū)域209的n型非晶硅層214上的刻蝕殘渣用干蝕法進行刻蝕。這時，借助于過刻蝕使溝道區(qū)域的非晶硅層的一部分也被刻蝕。作為過刻蝕量，為50～100nm。該工序的圖示于圖23(e)。最后，用硅氮化膜形成鈍化膜210，制作成溝道刻蝕型TFT(CE-TFT)。將之示于圖22(f)。
為了把CE-TFT用到有源矩陣型液晶顯示器中去改善顯示特性，需要用使將成為溝道層的非晶硅層的膜厚變薄的辦法，如下所述，改善相互關聯(lián)的諸特性。即，①減小串聯(lián)電阻；②減小光生電流；③減小起因于結的截止電流；④減小起因于背溝(back channel)界面的截止電流。以下對每一項詳細地進行說明。
首先，對①減小串聯(lián)電阻進行說明。在CE-TFT中，如現(xiàn)有技術的工藝流程所示，在源電極和漏電極形成之后，為了完全除去在源電極和漏電極之間(以下僅稱之為源漏間)剩下的n型摻雜后的非晶硅的殘渣，進行過刻蝕。如果該殘渣原封不動，則將產生源漏間將因低電阻的n型非晶硅層的殘渣而短路，或者源漏間因由因非晶硅和Cr所形成的硅氧化物膜而短路這樣的缺點。由于n型非晶硅層和將成為溝道區(qū)域的非晶硅層的刻蝕選擇比小，所以將成為溝道區(qū)域的非晶硅層也會因過刻蝕而被刻蝕。為了防止過刻蝕所引起的源漏間斷線，就必須加厚將成為溝道區(qū)域的非晶硅層的膜厚，在ES-TFT中，已作成為約100nm的非晶硅層的厚度，在ES-TFT中需要變成為200～400nm。將成為該溝道區(qū)域的非晶硅層因為沒有摻雜，所以將成為高電阻層，對TFT特性影響大，在電流—電壓特性中將得不到足夠的電流。
其次，對②減小光生電流進行說明。因光照射而產生的電流(以下，叫做光生電流)由于將使顯示特性劣化，故必須減少。該光生電流與非晶硅層的膜厚具有密切的關系，故隨著膜厚的增大而變大。就如在①減小串聯(lián)電阻的那一項中所說明的那樣，在CE-TFT中非晶硅層的膜厚厚。所以光生電流的量也將變大。
其次，對③減小起因于結的截止電流進行說明。要想改善顯示特性，就必須減少截止電流。作為截止電流的產生機構有若干可能，作為其中之一，可以舉出n型非晶硅層與非摻雜非晶硅層的突變結的結遭破壞的情況。在現(xiàn)有的CE-TFT中，在n型非晶硅層的形成方法中使用了CVD法。因此，n型非晶硅層與非摻雜非晶硅層之間的界面由于已變成為所說的突變結，所以雜質的分布變得陡峻，產生高電場，有大的截止電流流動。這種情況即使在ES-TFT的情況下也是一樣。為了改善這樣的雜質分布的陡峻度，作為摻雜方法通過采用離子注入法使雜質分布進行傾斜的辦法，減小突變結情況下的界面處的陡峻的電場強度的峰值來緩和電場，即采用形成緩變結的辦法來減小截止電場是可能的。在這里，在用非晶硅半導體和已向該非晶硅半導體中摻入了例如n型雜質的區(qū)域形成結的情況下，在要摻進n型雜質的整個區(qū)域上使雜質濃度恒定，在結的界面上形成為使雜質濃度急劇地變化的，是“突變結”，對此，在要摻進n型雜質的區(qū)域上向著結的界面使摻雜漸漸降低，形成為使得在結的界面附近變?yōu)榈蜐舛龋诮Y的界面處使摻雜濃度變緩的，是“緩變結”。至于在結的界面處的電場強度，在突變結的情況下，由于在界面上雜質濃度從恒定值急劇地變化為0，所以這時的電場強度把界面夾在中間顯示出陡峻的峰值E1，對此，在緩變結中，由于在界面處雜質濃度漸漸地變化，所以顯示出平緩而低的峰值E2(E1＞E2)。雖然形成以上所說明的那樣的平緩的結來降低截止電流是可能的，但是，要想把離子注入法用到現(xiàn)有的CE-TFT構造中去，在工藝流程這一點上，具有向溝道區(qū)域中也摻進雜質的限制，是困難的。
其次，對④減小起因于背溝界面的截止電流進行說明。所謂背溝指的是非晶硅層之內，與鈍化膜相鄰的一側的部分而不是與柵極絕緣膜相鄰的一側，所謂背溝界面指的是非晶硅層與鈍化膜之間的界面。在CE-TFT中，在一旦要使在整個面上形成的導電膜與源電極和漏電極進行隔離的時候，也要進行將成為溝道區(qū)域的非晶硅層的刻蝕。起因于該刻蝕，在將成為溝道區(qū)域的非晶硅層與鈍化膜的界面上將形成凹凸，同時，由于刻蝕時的等離子體所產生的損傷將會形成起因于缺陷或原子的懸掛鍵等的界面能級，并表現(xiàn)出以該界面能級為通路的截止電流的增加。
為了解決這些現(xiàn)有技術1的問題，本發(fā)明提供一種可以得到薄的非晶硅層、平緩的雜質分布、干凈的背溝界面構造的薄膜晶體管及其制造方法。
此外，矩陣型液晶顯示裝置，通常，把液晶等的顯示材料夾在設有由半導體薄膜等構成的薄膜晶體管(以下，稱之為半導體TFT)等的薄膜晶體管陣列基板(以下，稱之為半導體TFT陣列基板或簡稱為TFT陣列基板)和相向基板這兩枚基板之間，構成為使得對于該顯示材料來說，對每一象素都選擇性地加上電壓。在相向基板上邊，設有相向電極、彩色濾光片和黑色矩陣(black matrix)等。把應用了這樣的TFT陣列基板的液晶顯示裝置(liquid crystal display，以下，稱之為LCD)以下稱之為TFT-LCD。
在TFT陣列基板中，如圖24的等效電路所示，把象素配置為矩陣狀。圖24的電路圖示出了在用現(xiàn)有技術制作的TFT陣列基板上邊形成的TFT等的電氣等效電路的例子。
在圖24中，10是TFT，11是保持電容器(以下，稱之為Cs電容器)，G1、G2和G3是掃描信號線，S1、S2和S3是圖象信號線，Cs1，Cs2和Cs3是保持電容器形成用的Cs布線。象素電極用ITO(氧化銦錫)等的透明電極形成，以TFT為開關器件控制向象素電極進行的電荷的充放電。TFT的ON·OFF控制以掃描信號作為柵電極來進行。象素電極介以TFT與圖象信號線相連，根據(jù)圖象信號的信號電平的大小，向象素電極充電的電荷量發(fā)生變化，設定象素電極的電位。根據(jù)象素電極和相向電極之間的電壓，改變液晶的位移量，改變來自背面的透射光量。因此，就可以用控制圖象信號的信號電平的辦法控制光學性信號變化，作為圖象進行顯示。
要想提高圖象的質量，由于必須使掃描信號等的信號電平的變化所引起的象素電極的電位(以下，叫做象素電位)的變動變得盡可能地小，所以在象素電極上設有Cs電容器11，加大圖象電極的總電容值。Cs電容器形成為在與相向電極已變成同一電位的Cs布線和象素電極之間設有絕緣膜。
其次，在圖25中，示出了現(xiàn)有的TFT陣列基板中的象素陣列，在圖26(a)，圖26(b)、圖27(c)和圖27(d)中，用其剖面構造示出了根據(jù)該象素陣列制作的TFT的例子。此外，在圖28(a)～圖28(f)和圖29(g)～圖29(j)中示出了現(xiàn)有例的TFT的制造方法。
圖25是現(xiàn)有例的象素布局的平面說明圖，在圖25中，6是象素電極，7是漏電極，8是源電極，13是柵電極，14是源極布線，15是Cs布線，16是半導體薄膜。圖26(a)、圖26(b)、圖27(c)和圖27(d)是在A-A線處把示于圖25的TFT剖開后的剖面構造的剖面說明圖。在圖26(a)、圖26(b)、圖27(c)和圖27(d)中，1是玻璃基板，2是TFT的柵電極，3是柵極絕緣膜，4是i層，5是n層，6是象素電極，7是漏電極，8是源電極，9是作為絕緣膜的DC隔斷(cut)膜，Rss是源電極一側的ON電阻。Rsc是溝道側的ON電阻。D表示向漏極進行的連接，G表示向柵極進行的連接，S表示向源極進行的連接。此外，i層是由本征半導體構成的層，n層是由n型半導體構成的層。DC隔斷膜9是為了保護下層的金屬布線而設置的，用等離子體法等的方法用氮化硅(SiNx)膜形成。此外，DC隔斷膜有時候也叫做鈍化膜。還有，在本說明書中，把形成源電極的區(qū)域叫做源極區(qū)域，把形成漏電極的區(qū)域叫做漏極區(qū)域，把源極和漏極間的區(qū)域叫做溝道區(qū)域。另外，把在與柵極絕緣膜相反一側的i層的區(qū)域上形成的溝道叫做背溝。把形成象素電極的區(qū)域叫做象素區(qū)域。
圖28(a)～圖28(f)和圖29(g)～圖29(j)是按工序示出的現(xiàn)有例的TFT的制造方法的剖面說明圖。在圖28(a)～圖28(f)和圖29(g)～圖29(j)中，除對在圖26(a)、圖26(b)、圖27(c)和圖27(d)中示出的部分相同的部分給予同一標號之外，111、112、113和114表示光刻膠。在圖28(a)中，在玻璃基板1上邊形成了將成為柵電極的第1金屬膜，如圖28(b)所示，光刻膠111的圖形顯影之后，刻蝕第1金屬膜，形成柵電極2。在除去了光刻膠111之后，如圖28(c)所示，從下邊形成柵極絕緣膜3、i層4和n層5的薄膜，并如圖28(d)所示，在對光刻膠112的圖形顯影之后，刻蝕i層4和n層5。在除去了光刻膠112之后，如圖28(e)所示，形成將成為象素電極的ITO薄膜，如圖28(f)所示，在對光刻膠113顯影之后，采用刻蝕ITO薄膜的辦法，形成象素電極6。在除去了光刻膠113之后，如圖29(g)所示，形成將成為源電極和漏電極的金屬薄膜的膜，如圖29(h)所示，在對光刻膠114的圖形顯影之后，用刻蝕的辦法，形成源電極和漏電極。接著，對TFF的背溝一側的所有的n層和i層的一部分進行刻蝕(背溝刻蝕)，并如圖29(i)所示，在除去了光刻膠之后，如圖29(j)所示，作為絕緣膜形成DC隔斷膜9。
這樣一來，就在玻璃基板上邊陣列狀地制作上TFT、柵極布線、源極布線和其它的公共布線做成顯示區(qū)域，同時，在顯示區(qū)域的周圍配置輸入端子、備用布線和驅動電路等。這時，為了顯現(xiàn)各自的功能要根據(jù)需要配置導電膜或絕緣膜。此外，在相向基板上邊設置相向電極的同時，還要設置彩色濾光片、黑色矩陣。
在制作好TFT陣列基板和相向基板之后，變成為在兩枚基板之間具有所希望的間隙以便注入液晶材料的狀態(tài)并在其周圍使兩枚基板相互粘貼起來之后，向兩枚基板之間的間隙中注入液晶材料制作液晶顯示裝置。
其次，用使用了現(xiàn)有技術2的例子，對現(xiàn)有的TFT的構造和功能進行說明。在圖29(a)中，在對象素電極6進行電荷充電的情況下，要在源電極8上加上9V左右的電壓，采用對柵電極2加上20V左右的正電壓的辦法使TFT變成ON狀態(tài)。另一方面，使漏電極7和象素電極6充電到近于9V。之后，象素電極的電位已充分上升后的時刻，給柵電極2加上約-5V的負電壓，使TFT截止，把電荷封閉在象素中。
在把電荷封閉在象素中之前的一連串的動作中，象素電極的電位的上升情況，與連接到象素電極6上的電容器的大小和TFT的ON電阻有很大的關系。在現(xiàn)有的TFT中，TFT的ON電阻，如圖26(b)所示，切出TFT的溝道附近的剖面，如圖27(c)所示，可以想象為使之與剖面構造相對應地對每一成分的電阻進行了隔離。就是說，ON電阻是源電極一側的Rss、溝道部分的Rsc和漏極一側的Rsd。漏電極7和源電極8用金屬薄膜制作，設于各個電極的下層的n層5的電阻與Rss、Rsc、Rsd比足夠地小，所以作為TFT的ON電阻是可以忽視的量級。
因此，TFT如圖27(d)所示，可以作為在漏電極一側連接有Rsd，在源電極一側已連接有Rss的電阻的等效電路來表示。示于圖27(d)的表示電路端子的小圓圈這種表示符號，分別表示連往漏電極的連接，連往源電極的連接或連往柵電極的連接。在現(xiàn)有的TFT中，因為電阻Rss和Rsd大，所以ON電阻大，因而存在著在規(guī)定時間內不能對象素電極充分充電的問題。
此外，在現(xiàn)有的TFT中，源電極的下層和漏電極的下層由于從源和漏電極一側順次形成n層和i層，且用i層形成溝道區(qū)域，所以在考慮TFT的ON電阻的情況下，由于存在著源電極的下層的ON電阻Rss和漏電極的下層的ON電阻Rsd和溝道區(qū)域的ON電阻Rsc且Rss和Rsd具有與Rsc相同的電阻值，故具有ON電阻高，TFT的驅動能力低的缺點。
在現(xiàn)有的TFT陣列基板中的TFT構造中，結果變成為TFT的源電極一側和漏電極一側連接有大的串聯(lián)電阻，于是TFT的ON電阻高。因此，使象素充電到規(guī)定的電位所需的時間長。TFT-LCD隨著從XGA(extendedgraphics array，擴展圖象陣列)變?yōu)镾XGA(super extended graphicsarray，超大擴展圖象陣列)顯示象素增加、UXGA(ultra extendedgraphics array，極大擴展圖象陣列)，由于分配給每一象素的充電時間變短，所以在規(guī)定的時間內難以進行充分的充電，象素數(shù)目的增加，成為使顯示質量下降的一個原因。
此外，TFT特性大大地受構成TFT的絕緣膜、源電極或漏電極下邊的i層的膜厚和溝道部分的i層的刻蝕后的膜厚(以下，把刻蝕后的膜厚叫做剩余膜厚)的影響。隨著TFT陣列基板的大型化，能否在基板面內均一地成膜，以及能否在基板面內均一地進行刻蝕處理，即能否使上述那種作業(yè)條件的離散的分布均一，將大大地左右TFT特性的基板面內的分布?？墒?，在背溝刻蝕中，由于必須把基板面內所有的TFT的背溝一側的n層全部除去，通常，應考慮到n層的分布和刻蝕作用的離散分布，所以必須把刻蝕時間設定得比全部除去n層所需的時間要長得多。因此，TFT的i層的溝道區(qū)域也要刻蝕得厚，在剩余膜厚中也將產生分布。因此，變成了TFT特性在基板面內發(fā)生離散，在TFT-LCD的顯示特性的離散性中也產生分布的一個根由。
本發(fā)明就是為解決上邊說過的在顯示特性的均一性中產生分布這一現(xiàn)有技術2的問題而發(fā)明的，目的是提供一種可以減小TFT的ON電阻，可以減小TFT特性的分布的TFT、其制造方法和TFT陣列基板，并采用提高驅動能力和顯示面內的TFT特性的均一性的辦法，實現(xiàn)顯示質量高的TFT-LCD。
倘采用本發(fā)明的一個形態(tài)，則其特征是在形成了比現(xiàn)有技術還薄的將成為溝道層的非晶硅層之后，用光刻制版的方法在非晶硅上邊形成光刻膠掩模，采用離子注入形成結的辦法，減小串聯(lián)電阻，形成雜質分布平緩的結。
因此，本發(fā)明的形態(tài)1的TFT包括絕緣性基板；設于該絕緣性基板上的將成為柵電極的第1導電膜層；將成為該第1導電膜層上邊的柵極絕緣膜層的第1絕緣膜層；該第1絕緣膜層上邊的非摻雜的半導體層；和將成為在該半導體層的源極區(qū)域上邊形成的源電極與在上述半導體層的漏極上邊形成的漏電極的第2導電層，其特征是其構成為在上述半導體層的漏極區(qū)域和上述半導體層的源極區(qū)域上，形成已注入了n型雜質的結。
此外，本發(fā)明的形態(tài)1的TFT的制造方法的特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，使該半導體層圖形化為島狀，(c)在上述半導體層上邊，用光刻制版法形成光刻膠膜，并以上述光刻膠膜為掩模注入n型雜質形成結，
(d)在除去了上述光刻膠膜之后，在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
本發(fā)明的形態(tài)3的TFT的制造方法的特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，使該半導體層圖形化為島狀，(c)在上述半導體層上邊，用光刻制版法形成光刻膠膜，并以上述光刻膠膜為掩模用旋轉斜向離子注入法注入n型雜質形成結，(d)在除去了上述光刻膠膜之后，在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
本發(fā)明的形態(tài)4的TFT包括絕緣性基板；設于該絕緣性基板上的將成為柵電極的第1導電膜層；將成為該第1導電膜層上邊的柵極絕緣膜層的第1絕緣膜層；該第1絕緣膜層上邊的非摻雜的半導體層；和將成為在該半導體層的源極區(qū)域上邊形成的源電極與在上述半導體層的漏極上邊形成的漏電極的第2導電層，其特征是其構成為形成已向上述半導體層的源極區(qū)域和半導體層的漏極區(qū)域中注入了n型雜質的結，且上述半導體層之內也向上述源電極的下邊的部分和上述漏電極的下邊的部分中注入n型雜質。
本發(fā)明的形態(tài)5的TFT的制造方法的特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，(c)在上述半導體層上邊，在形成了光刻膠膜之后，從上述絕緣性基板的背面一側進行曝光在上述光刻膠膜上形成光刻膠圖形并作為掩模用離子注入法注入n型雜質，(d)除去上述光刻膠膜，(e)在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成電極圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
本發(fā)明的形態(tài)6的TFT的制造方法的特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，(c)在上述半導體層上邊，在形成了光刻膠膜之后，從上述絕緣性基板的背面一側進行曝光在上述光刻膠膜上形成光刻膠圖形并作為掩模用旋轉斜向注入法注入n型雜質，(d)除去上述光刻膠膜，(e)在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
本發(fā)明的形態(tài)7的半導體TFT由下述部分構成絕緣性基板；在該絕緣性基板上邊形成的柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在該本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及上述本征半導體層的源極區(qū)域漏極區(qū)域被注入雜質做成為n層，上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為不注入雜質的i層。
本發(fā)明的形態(tài)8的半導體TFT陣列基板包括透明的絕緣性基板；在該透明的絕緣性基板上邊相互平行設置的多條柵極布線；與該多條柵極布線的每一條線交叉且平行地設置的多條源極布線；設于上述多條的柵極布線和上述多條的源極布線之間的各個交叉部分上的TFT；由已連接到該TFT的漏電極上的透明導電膜構成的象素電極；以及采用把絕緣膜夾在與該象素電極之間的辦法形成保持電容器的保持電容器電極線，上述TFT由下述部分構成
上述柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在上述柵極絕緣膜上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及上述源極區(qū)域漏極區(qū)域被注入雜質做成為n層，上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為不注入雜質的i層。
從上述源電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域是上述n型層，這是理想的，因為借助于源極區(qū)域的電阻的減小和漏極區(qū)域的電阻的減小將會提高TFT的驅動能力。
從上述源電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域是上述n型層，這是理想的，因為借助于源極區(qū)域的電阻的減小和漏極區(qū)域的電阻的減小將會提高TFT的驅動能力。
本發(fā)明的形態(tài)9的半導體TFT包括絕緣性基板；在該絕緣性基板上邊形成的柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在該本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，通過在上述本征半導體層上邊臨時設置的n型半導體薄膜注入雜質被做成為n型層，且，上述本征半導體層的溝道區(qū)域被做成為不注入該雜質的i層。
本發(fā)明的形態(tài)10的半導體TFT陣列基板構成為具有透明的絕緣性基板；在該透明的絕緣性基板上邊相互平行地設置的多條柵極布線；與該多條柵極布線的每一條線交叉且平行地設置的多條源極布線；設于上述多條的柵極布線和上述多條的源極布線之間的各個交叉部分上的TFT；由已連接到該TFT的漏電極上的透明導電膜構成的象素電極；采用把絕緣膜夾在與該象素電極之間的辦法形成保持電容器的保持電容器電極線，以及上述TFT包括上述柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在該本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在該本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，通過在上述本征半導體層上邊臨時設置的n型半導體薄膜注入雜質做成為n型層，且，上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為不注入雜質的i層。
從上述源電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域是上述n型層，這是理想的，因為借助于源極區(qū)域的電阻的減小和漏極區(qū)域的電阻的減小將會提高TFT的驅動能力。
從上述源電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到達上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域是上述n型層，這是理想的，因為借助于源極區(qū)域的電阻的減小和漏極區(qū)域的電阻的減小將會提高TFT的驅動能力。
本發(fā)明的形態(tài)11的半導體TFT的制造方法包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，使該本征半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化形成本征半導體層的工序；(4)在上述本征半導體層上邊的溝道區(qū)域上形成了光刻膠之后，向上述本征半導體層中離子注入雜質把上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域不論哪一區(qū)域都做成為n層，把上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為i層，再除去上述光刻膠的工序；(5)在覆蓋上述本征半導體層形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)在覆蓋上述本征半導體層形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
本發(fā)明的形態(tài)12的半導體TFT的制造方法包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，在該本征半導體薄膜上邊的溝道區(qū)域上形成光刻膠，再向該本征半導體薄膜的溝道區(qū)域以外的區(qū)域注入雜質把上述溝道區(qū)域以外的區(qū)域做成n型半導體薄膜的工序；(4)采用使該n型半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及上述本征半導體薄膜的溝道區(qū)域圖形化做成半導體區(qū)域部分，且除去該半導體區(qū)域以外的n型半導體薄膜的辦法，把該n型半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域做成為n型層，把上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為i層的工序；(5)在覆蓋上述n型半導體薄膜的半導體區(qū)域形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)在覆蓋上述半導體區(qū)域形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
本發(fā)明的形態(tài)13的半導體TFT的制造方法包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，使該本征半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及溝道區(qū)域圖形化做成半導體區(qū)域部分，且把除去上述本征半導體薄膜的上述半導體區(qū)域以外的部分做成為本征半導體層的工序；(4)采用在該本征半導體層上邊形成n型半導體薄膜，再在該n型半導體薄膜的溝道區(qū)域上邊形成了光刻之后，通過上述n型半導體薄膜向上述本征半導體層中注入雜質并除去上述光刻膠的辦法，把上述本征半導體層源極區(qū)域和漏極區(qū)域做成為n層，把上述本征半導體薄膜的溝道區(qū)域做成為i層的工序；(5)在覆蓋上述n型半導體薄膜形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)在覆蓋上述n型半導體薄膜形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
倘采用本發(fā)明的形態(tài)1～6的TFT及其制造方法，則溝道區(qū)域的非晶硅層的膜厚可以薄膜化，串聯(lián)電阻可以降低。此外，由于在結的形成中，應用了離子注入法，所以雜質分布變得平緩，電場得以緩和，減少了截止電流。結果是可以大幅度地改善所得到的CE-TFT的電氣特性，可以得到穩(wěn)定的、質量良好的顯示特性。
在本發(fā)明的形態(tài)7～15的TFT中，在形成位于用金屬薄膜形成的源電極和漏電極的下層的n層的情況下，使用離子注入，在上述離子注入之際，采用用光刻膠把TFT的溝道區(qū)域覆蓋起來的辦法，防止雜質向溝道區(qū)域的注入，象這樣地采用防止雜質向溝道區(qū)域注入的辦法，由于對漏極一側和源極一側的n層施行了隔離，由于可以以高能量實施離子注入，所以直到柵極絕緣膜和i層的界面或界面近旁，使i層變成為n層，采用減小TFT的源極一側和漏極一側的電阻成分的辦法，減小TFT為ON時的電阻，改善TFT的驅動能力。
此外，采用把TFT的背溝一側覆蓋起來，防止n型雜質侵入溝道區(qū)域的辦法，可以大幅度地減小在需要通常的背溝刻蝕的TFT構造中所必須的、用于進行背溝一側的n層的刻蝕的刻蝕量，可以改善TFT特性在陣列基板的顯示面內的均一性，或TFT-LCD中的顯示面內的均一性的同時，可以大幅度的減小上述刻蝕量，所以可以使i層的膜厚薄膜化，降低上述TFT源極一側和漏極一側的電阻，改善TFT的驅動能力。
倘采用本發(fā)明的形態(tài)7～15的TFT陣列基板的TFT，則由于或者是可以不設置在TFT的源電極的下層和漏電極的下層中的i層，或者是可以做成為非常薄，所以可以降低源電極的下層中的電阻Rss和漏電極的下層中的電阻Rsd，因此，由于將減小TFT的ON電阻，所以可以提高TFT的驅動能力，即使TFT-LCD中的象素數(shù)目增加，由于在充電所分配的規(guī)定時間內可以把象素電極充電到充分高的電位，故具有可以改善TFT-LCD的顯示質量的特征。
此外，在本發(fā)明的一個形態(tài)中，由于或者是不再需要在通常的背溝刻蝕型TFT中所必須的TFT的背溝部分的n層部分的刻蝕，或者是可以大幅度地縮短刻蝕時間，所以背溝刻蝕后的溝道區(qū)域的i層的剩余膜厚的基板表面范圍內的均一性的控制將會變得容易，可以改善TFT特性的表面范圍內均一性，可以改善TFT-LCD的顯示特性中的表面范圍內均一性。
還有，由于或者可以不要背溝刻蝕，或者可以縮短刻蝕時間，所以結果就可以使i層的膜厚薄膜化，可以降低TFT部分的源電極的下層中的電阻Rss和漏電極的下層中的電阻Rsd，可以改善TFT驅動能力，可以改善TFT-LCD的顯示特性。


圖1(a)和圖1(b)是本發(fā)明的一個實施例的TFT的說明圖。
圖2(a)～圖2(c)是本發(fā)明的一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖3(d)～圖3(g)是本發(fā)明的一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖4是本發(fā)明的另一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖5(a)和圖5(b)是本發(fā)明的另一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖6(a)～圖6(c)是本發(fā)明的另一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖7是本發(fā)明的另一實施例的顯影后的圖形的平面說明圖。
圖8(d)和圖8(e)是本發(fā)明的另一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖9(f)～圖9(h)是本發(fā)明的另一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖10(a)和圖10(b)是本發(fā)明的一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖11(c)和圖11(d)是本發(fā)明的一個實施例的TFT的剖面說明圖。
圖12(a)～圖12(e)是按工序順序示出的在圖10(a)和圖10(b)中所示的實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖13(f)～圖13(i)是按工序順序示出的在圖10(a)和圖10(b)中所示的實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖14(j)～圖14(m)是按工序順序示出的在圖10(a)和圖10(b)中所示的實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖15(a)～圖15(e)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖16(a)～圖16(c)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖17(a)～圖17(d)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖18(a)～圖18(e)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖19(f)～圖19(i)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖20(a)～圖20(c)是按工序順序示出的本發(fā)明的另一實施例的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖21(a)和圖21(b)是現(xiàn)有的刻蝕阻擋層型TFT的剖面說明圖。
圖22(a)～圖22(c)是現(xiàn)有的溝道刻蝕型TFT的剖面說明圖。
圖23(d)～圖23(f)是現(xiàn)有的溝道刻蝕型TFT的剖面說明圖。
圖24的電路圖示出了現(xiàn)有的TFT-LCD中的TFT陣列基板的等效電路例子。
圖25的平面說明圖示出了現(xiàn)有的TFT-LCD中的TFT陣列的一個象素的布局。
圖26(a)和圖26(b)的剖面說明圖按工序順序示出了現(xiàn)有的TFT的制造流程的一個例子。
圖27(c)和圖27(d)的剖面說明圖按工序順序示出了現(xiàn)有的TFT的制造流程的一個例子。
圖28(a)～圖28(f)是按工序順序示出的現(xiàn)有的TFT的制造流程的剖面說明圖。
圖29(g)～圖29(j)是按工序順序示出的現(xiàn)有的TFT的制造流程的剖面說明圖。
以下，邊參照附圖邊對本發(fā)明的實施例進行說明。
實施例1
圖1(a)和圖1(b)是本發(fā)明的一個實施例的CE-TFT的說明圖。圖1(a)的平面說明圖示出了CE-TFT的電極的構成圖，圖1(b)是在圖1(a)中示出的A-A線處剖開的CE-TFT的剖面說明圖。在圖1(a)和圖1(b)中，201是本身為第1導電膜層的柵電極，202是本身為第1絕緣膜層的柵極絕緣膜，203是本身為非摻雜半導體層的溝道層，206是溝道層中的n型雜質注入?yún)^(qū)域，207a和207b是2層構造的源電極，207c和207d是2層構造的漏電極，209是溝道區(qū)域，210是鈍化膜，221是絕緣性基板(在圖1(a)中沒有畫出鈍化膜210)。此外，圖2(a)～圖2(c)和圖3(d)～圖3(g)的剖面說明圖示出了本發(fā)明的CE-TFT的制作方法，204是光刻膠膜，205是磷的注入，208是是鉻硅化物膜，除此之外，和對與圖1(a)和圖1(b)所示的要素相同的要素則賦予同一標號(在以下的圖中也是如此)。
對在圖1(b)中以剖面說明圖示出的TFT的制作方法，依據(jù)工藝流程，用圖2(a)～圖2(c)和圖3(d)～圖3(g)，按順序進行說明。首先，在由玻璃等構成的絕緣性基板221上邊用濺射法形成低電阻且本身為高熔點的金屬的Cr膜。其次，用光刻制版的方法形成圖形，用刻蝕法使Cr膜形成圖形做成柵電極201(圖2(a))。接著，作為將成為柵極絕緣膜202、溝道層203的本征性的，就是說非摻雜的半導體層，用等離子體CVD法連續(xù)地形成非晶硅(i-a-SiH)層。這時的膜厚構成為柵極絕緣膜約400nm，本征性的非晶硅層約100nm。其次，用光刻制版法，形成光刻膠膜204(圖2(b))。其次，以光刻膠膜為掩模進行磷的注入205。這時的注入能量和注入量取決于將成為溝道層的非晶硅層的膜厚，所以，根據(jù)非晶硅層的膜厚來決定。這一注入能量的大小可以以注入射程RP為指標進行表示，注入射程RP是雜質實際上可以注入的范圍，對于某一中心值RP，在幅度為RW的情況下，可以表示為從RP-RW到RP+RW的范圍時的中心值。在這樣地進行表示時，在注入能量大的情況下，RP變大的同時，RW也變大。
現(xiàn)在，在對于應進行雜質注入的非晶硅層的層厚t已恰當?shù)剡x擇了注入射程Rp的時候，雖然可以使RP位于層厚t的中央，且從RP-RW到RP+RW的范圍對于層厚t可以為2RW≤t，但若不進行恰當?shù)倪x擇，比如在選擇為過大的時候，則RP將從t的中央偏離開來的同時，RW也將變大，所以結果將變成為也向應當進行注入的非晶硅層以外的例如相鄰的別的層中進行注入。
如果，在把RP設定得大，使得向不應當注入雜質的絕緣膜中進行雜質注入的情況下，結果將變成為使非晶硅層的表面濃度降低，使得在非晶硅層中含有雜質量少的高電阻區(qū)域，使非晶硅層的電阻變高，因此TFT的特性將劣化。
如上所述，必須依據(jù)雜質的注入射程、根據(jù)非晶硅層的膜厚t，恰當?shù)脑O定注入能量，理想的是使注入射程Rp小于非晶硅層的膜厚。比如說，若非晶硅層的膜厚為約100nm的膜厚，則作為注入能量約30KeV，作為注入量約為5E14/cm2以上，這時，注入射程約為300埃(圖2(c))。其次，進行光刻膠剝離，再進行光刻制版，把非晶硅層的膜厚刻蝕成島狀(圖39d))。其次，作為已在基底上淀積上了Cr再在其上邊淀積上Al的2層構造形成了第2導電膜之后，刻蝕除去該第2導電膜的溝道區(qū)域并進行隔離做成為源電極和漏電極。為了形成上述2層構造，先臨時性地在柵極絕緣膜和溝道層的整個面上用濺射法依次淀積Cr膜和Al膜。對將要形成源電極的區(qū)域(源極區(qū)域)和將要形成漏電極的區(qū)域(漏極區(qū)域)用光刻制版法形成電極圖形，在上述2層構造的導電膜之內對溝道層203的溝道區(qū)域209上邊的部分的Cr膜和Al膜進行刻蝕(圖3(e))。在進行該刻蝕之際，借助于Cr層與非晶硅層的膜厚之間的反應，雖然微量的，但如圖中用符號方式所示的那樣，不連續(xù)地形成鉻硅化物(CrSix)膜208，由于有可能使源漏間短路，故再用干蝕法進行CrSix膜的除去(圖3(f))。在該干蝕法中，由于CrSix膜與非晶硅層的膜之間的選擇比是足夠大的，且由于非晶硅層不會被刻蝕去多大，故已薄膜化的非晶硅層在溝道區(qū)域不會斷線。此外，用等離子體CVD法淀積厚約500nm的將成為鈍化膜的的氮化膜210，TFT就完成了(圖3(g))。這樣一來，采用薄薄地形成將成為溝道層的非晶硅層，和用離子注入來形成非晶硅與n型雜質注入?yún)^(qū)域206的n型雜質間的結的辦法，就可以減小源漏間的串聯(lián)電阻，且抑制光生電流的增加，此外，由于形成因離子注入而帶來的雜質的分布變成平緩的結的結果，可以得到實現(xiàn)在結界面上產生的電場的降低，抑制截止電流的增加的TFT特性穩(wěn)定的CE-TFT。
實施例2
在實施例1中，在注入本身為雜質的磷的時候，已向本征性的非晶硅層中垂直地注入了磷。在實施例2中，如圖4的本發(fā)明的另一實施例的TFT的剖面說明圖所示，要邊使離子注入機的已安裝到基板上的載物臺連續(xù)轉動邊進行磷的傾斜注入211。這樣一來，將成為溝道層與雜質注入?yún)^(qū)域之間的結處的界面的雜質分布會變得更為平緩，結果就變成為在TFT動作時，結處的高電場的發(fā)生被抑制，實現(xiàn)截止電流的低值化。作為這時的注入條件，在以注入角θ注入時，雜質的射程RP必須選擇滿足RP＝d/cosθ的注入能量。其中，d是將成為溝道的非晶硅層的膜厚。注入量與實施例1程度相同就行(圖4)。
實施例3在實施例3中，對TFT特性穩(wěn)定的CE-TFT的構造、制造方法進一步進行說明。在實施例1和2中，在將成為由離子注入進行的結形成后的源電極和漏電極的Cr膜和Al膜的圖形化中，更使源電極和漏電極把n型雜質注入?yún)^(qū)域206覆蓋起來。這種情況示于圖5(a)。在該構造中有產生下述問題的可能性。圖5(a)和圖5(b)是說明本發(fā)明的另一實施例的TFT的雜質注入?yún)^(qū)域的長度的剖面說明圖。在圖5(b)中216是雜質注入?yún)^(qū)域。在圖5(a)中，在源電極、漏電極下邊的不存在雜質的區(qū)域的長度A、B相等的情況下，TFT特性將變?yōu)閷ΨQ。但是，在A、B的長度不同的情況下，源電極和漏電極下邊的不存在雜質的區(qū)域將變成電阻，在源電極和漏電極中，因為寄生電阻值不同，故在特性上將呈現(xiàn)出不對稱。為解決這一問題，必須用雜質注入?yún)^(qū)域的長度來規(guī)定源電極和漏電極的長度。于是，就對用雜質區(qū)域的長度規(guī)定源電極和漏電極的長度的構造的TFT的制造方法進行說明。到進行離子注入、形成雜質層為止，和實施例1、2是一樣的。在源電極和漏電極的形成中，用濺射法在形成了基底為Cr，在其上邊為Al的2層構造的導電膜之后，進行光刻制版，使得在源電極和漏電極的下邊存在雜質層注入?yún)^(qū)域216。之后，刻蝕上述2層構造的膜，形成所希望的CE-TFT。將之示于圖5(b)。通過采用這種構造，由于在源電極和漏電極下邊將成為高電阻的非晶硅層消失，所以TFT特性的非對稱性的問題消失。在這種情況下，用標號216所示的雜質注入?yún)^(qū)域之內曲線部分已變成結。
實施例4
在實施例4中，對雖然采用在實施例1～3中所示的基本TFT構造但卻使TFT小型化的方法進行說明。在圖6(a)～圖6(c)、圖7、圖8(d)、圖8(e)和圖9(f)～圖9(h)中，示出了其制造方法。圖6(a)～圖6(c)、圖8(d)、圖8(e)和圖9(f)～圖9(h)的剖面說明圖示出了本實施例的TFT的制造方法。圖7是用光刻制版形成的顯影后的圖形的說明圖。在圖6(a)～圖6(c)中，212是曝光，在圖7中，226是雜質注入?yún)^(qū)域。
首先，在玻璃基板上邊用濺射法形成低電阻且本身為高熔點的金屬的Cr膜。其次，用光刻制版形成圖形，用刻蝕方法進行Cr膜的圖形形成，以形成柵電極201(圖6(a))。接著，用等離子體CVD法連續(xù)地形成將成為柵極絕緣膜202、溝道層203的本征性的非晶硅(i-a-SiH)層。這時的膜厚構成為柵極絕緣膜約400nm，本征性的非晶硅層約100nm(圖6(b))。其次，用光刻制版涂敷光刻膠膜。其次，在16(c)中，如用標號21標出的箭頭所示，從背面一側照射光，進行曝光212。把進行來自該背面一側的曝光212并顯影后的圖形示于圖6(c)中和圖8(d)與圖8(e)中。圖8(d)和圖8(e)是顯影后的圖形的平面說明圖，圖6(c)是示于圖8(d)和圖8(e)中的A-A線處的CE-TFT的剖面說明圖。如該圖所示那樣形成的光刻膠膜的圖形變成為比柵極布線圖形縮小得還小的圖形。在這種狀態(tài)下，以光刻膠為掩模在整個面上進行磷注入5(圖8(d))。這時的注入能量和注入量與實施例1所示的條件相同。其次，進行光刻膠剝離，使規(guī)定的區(qū)域即形成TFT的區(qū)域形成為島狀，形成n型注入?yún)^(qū)域226(圖8(e))。光刻膠剝離后，用濺射法淀積將成為源電極和漏電極的Cr膜和Al膜。用光刻制版形成電極圖形，對Cr膜和Al膜進行刻蝕(圖9(f))。在進行該刻蝕之際，由于雖然是微量的但卻有可能因Cr與非晶硅之間的反應形成鉻硅化物(CrSix)，且有可能使源漏間短路，所以還要用干蝕法除去CrSix(圖9(g))。在該干蝕中，因為CrSix與非晶硅膜的選擇比是足夠大的，所以非晶硅層不會被刻蝕去太多，對已形成了膜的非晶硅層不會有大的影響。還有，把將成為鈍化膜210的氮化膜用等離子體CVD淀積為厚約500nm，完成CE-TFT(圖9(h))。用這種方法，形成TFT柵極布線寬度被縮小，可以實現(xiàn)開口率的提高和TFT本身的寄生電容的減小。
實施例5
對于本發(fā)明的TFT、TFT陣列基板、液晶顯示裝置來說，基本構成也和現(xiàn)有技術的例子一樣的。就是說，本發(fā)明的半導體TFT，在絕緣性基板上邊，從下層一側開始，分別順次形成柵極布線，在柵極布線上邊形成柵極絕緣膜，在柵極絕緣膜上邊形成本身為本征半導體層的i層，在i層上邊的源極區(qū)域上形成源電極，在i層上邊的漏極區(qū)域上形成漏電極，此外，i層中的源極部分和漏極部分已注入雜質而n型化。這時，n層既可以是從源極的下表面開始到柵極絕緣膜的上表面為止的全部n層化，也可以是從源電極的下表面到柵極絕緣膜的上表面近旁，即僅僅剩下很少一點i層部分幾乎全部都n層化。
此外，本發(fā)明的半導體TFT陣列基板由透明的絕緣性基板，在該透明的絕緣性基板上邊形成的TFT，各種布線和電極構成。其中，所謂各種布線和電極指的是多條柵極布線、多條源極布線、象素電極和保持電容電極線等。多條的柵極布線在透明的絕緣性基板上邊設置為互相平行地等間隔。多條源極布線被設置為與多條柵極布線的每一條都相互交叉，且互相平行地等間隔。薄膜晶體管，向象前邊所說過的、i層之內的源極區(qū)域部分和漏極區(qū)域部分中注入雜質使之n型化了的器件，在每一柵極布線和源極布線之間的交叉部分上各形成一個，作為一個整體被形成為陣列狀。象素電極由透明導電膜構成，并被連接到TFT的漏電極上。保持電容電極被做成為使得保持電容電極線與象素電極之間有絕緣膜的構造，在保持電容和象素電極之間，形成了由該絕緣膜構成的保持電容。
還有，本發(fā)明的液晶顯示裝置把液晶等的顯示材料夾在上邊說過的半導體TFT陣列基板和與之相向的這兩枚基板之間，對此顯示材料對每一象素都選擇性地加上電壓。在相向基板上邊設有相向電極、彩色濾光片和黑色矩陣等。
其次，說明本發(fā)明的實施例5的TFT的構造和制造方法。
圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)的剖面說明圖示出了本發(fā)明的實施例5的TFT的構造。構成圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)中的TFT的各要素的名稱和在現(xiàn)有例中所說明過的要素的名稱是一樣的。就是說，在圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)中，A表示離子注入，除此之外，對于示出了現(xiàn)有例的圖24、圖25、圖26(a)、圖26(b)、圖27(c)、圖27(d)、圖28(a)～圖28(f)和圖29(g)～圖29(j)中示出的各部分相同的部分卻賦予同一標號而示出，略去了對各部分的說明。在圖10(a)，圖10(b)，圖11(c)和圖11(d)中，做成為在與柵極絕緣膜之間的界面或界面的極其之近的近旁形成漏電極7的下層的n層5的構造(在圖10(a)中形成為一直到界面為止)，已設于源電極8下層中的n層部分的構造，也做成為和漏電極一側一樣。漏電極和源電極的n層部分用i層4進行隔離。
圖10(b)是典型性地示出的圖10(a)中所示的溝道區(qū)域的近旁的構造圖，圖11(c)，如在現(xiàn)有技術的例子中所說明過的那樣，示出的是把TFT的ON電阻分開為各個要素部分的每一要素部分，把ON電阻之內Rsc合并到TFT構造中去。如圖11(c)所示，由于已使源電極8的下層和漏電極7的下層的半導體層n型化，所以電阻Rss和Rsd與電阻Rsc比足夠地小，所以可以忽略不計，作為TFT的ON電阻，結果就變成為僅僅分配Rsc即可。在圖11(d)中，與以往一樣示出了晶體管的等效電路。
其次，用圖12(a)～圖12(e)、圖13(f)～圖13(i)和圖14(j)～圖14(m)說明本實施例的TFT的制造方法。圖12(a)～圖12(e)、圖13(f)～圖13(i)和圖14(j)～圖14(m)的剖面說明圖按工序順序示出了實施例的TFT的制造方法。在圖12(a)～圖12(e)、圖13(f)～圖13(i)和圖14(j)～圖14(m)中，除對與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)中所示出的部分相同的部分賦予同一標號而示出之外，21、22、23、24和25表示光刻膠。
從圖12(a)到圖12(b)為止，與現(xiàn)有的制造方法是相同的。即，在絕緣性基板上邊形成第1金屬薄膜，在形成了光刻膠21并圖形化之后，刻蝕第1金屬薄膜形成柵電極(柵極布線)。在圖12(c)中，用等離子CVD等方法把柵電極2的上層覆蓋起來順次形成柵極絕緣膜3和i層，如圖12(d)所示，把源板區(qū)域、漏極區(qū)域和溝道區(qū)域覆蓋起來，顯影并形成光刻膠22，用刻蝕法形成圖形，形成i層的圖形。其中，如圖12(e)所示，在除去了光刻膠22之后，如圖13(f)所示，在TFT的i層上邊的溝道區(qū)域上顯影并形成光刻膠23，實施雜質的離子注入，如圖13(g)所示，在i層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域上形成n層4。進行離子注入的雜質，可以使用本身為能夠形成n型半導體的條件的雜質，比如說使用磷(P)等。進行離子注入的方法，在從磷化氫(PH3)產生等離子體然后離子注入磷(P)這樣的條件下進行。以下，除特別說明之外，離子注入可以同樣地進行。在除去了光刻膠之后，如圖13(h)所示，形成ITO薄膜，如圖13(i)所示，在對光刻膠顯影之后，刻蝕ITO薄膜，在形成了象素電極6后除去光刻膠。再如圖14(j)所示，把i層和n層覆蓋起來形成了第2金屬薄膜后，如圖14(k)所示，顯影形成光刻膠25，刻蝕第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域形成漏電極7和源電極8，之后，除去溝道區(qū)域的硅化物化合物(沒有畫出來)。再除去光刻膠，如圖14(1)所示，在形成了TFT后，如圖14(m)所示，作為絕緣膜形成DC隔斷膜9。
如上所述，在玻璃基板上邊陣列狀地制作TFT、柵極布線、源極布線和其它的公共布線做成顯示區(qū)域的同時，在顯示區(qū)域的周圍配置輸入端子和備用布線等，制作TFT陣列基板。形成這些布線、端子等的方法與在現(xiàn)有技術中所用的方法是相同的。這時，為了發(fā)現(xiàn)各個功能要根據(jù)需要配置導電膜或絕緣膜。此外，在相向基板上在設置相向電極的同時，還設置彩色濾光片、黑色矩陣。另外，把用于驅動TFT的驅動用IC設置在TFT陣列基板上邊的所希望的位置上。
在已制作完TFT陣列基板和相向基板之后，與現(xiàn)有的液晶顯示裝置的制造方法一樣，之后，使之變成為在2枚基板之間有所希望的間隙以注入液晶材料的狀態(tài)，在已把2個基板在其周圍貼在一起后，向2枚基極之間的間隙中注入液晶材料制作液晶顯示裝置。
實施例6在圖15(a)～圖15(e)中，示出了實施例6的TFT的構造和制造方法。圖15(a)～圖15(e)的剖面說明圖按著工序順序示出了本發(fā)明的實施例6的TFT的制造方法。在圖中，31和32是光刻膠，除此之外的標號與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)是相同的。
在示于圖12(a)～圖12(e)、圖13(f)～圖13(i)和圖14(j)～圖14(m)中的實施例5中，雖然是在已形成了半導體層的圖形后再實施雜質的離子注入，但也可以用從圖15(a)到圖15(b)所示的那樣的制造流程來實施離子注入，除制造流程變更為以下所說明的那樣以外，與實施例1相同。如圖15(a)所示，作為柵極絕緣膜3和本征半導體薄膜在形成了i層4后，如圖15(b)所示，在i層上邊的溝道區(qū)域上顯影制作光刻膠31的圖形使得對于離子注入可以用作掩模，采用向該i層的溝道區(qū)域以外的區(qū)域進行離子注入的辦法，把已進行了該離子注入的i層的區(qū)域做成為n型半導體薄膜，除去光刻膠31，如圖15(c)所示，形成n型半導體薄膜即形成n層。其次，如圖15(d)所示，作為半導體區(qū)域部分，使n層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域及i層的溝道區(qū)域圖形化。之后，除去半導體區(qū)域部分之外的區(qū)域的n層，使源極區(qū)域和漏極區(qū)域做成為n層，并使溝道區(qū)域做成i層。圖15(e)以后的制造流程和實施例5是一樣的。
實施例7在圖16(a)～圖16(c)中，示出了實施例7的TFT的構造和制造方法。圖16(a)～圖16(c)的剖面說明圖按工序順序示出了本發(fā)明的實施例7的TFT的制造方法。在圖16(a)～圖16(c)中，41和42是光刻膠，除此之外的標號與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)是相同的。
在實施例5中，如圖11(c)和圖11(d)所示，雖然借助于雜質的離子注入所產生的n型雜質使除溝道區(qū)域之外的半導體層全部n型化，但或者是調節(jié)示于圖16(a)的雜質的離子注入之際的注入能量，或者是調整i層的膜厚，如圖16(b)所示，使i層一直到與柵極1絕緣膜之間的界面近旁n型化(n層化)。即，使從源電極的下表面開始到柵極絕緣膜的上表面近旁為止的范圍n型化。因此，在柵極絕緣膜的上表面上，雖然很少但膜厚極薄的i層照原樣不變地存在著。最終可以變成為圖16(c)所示的那樣的TFT構造。除了使n層化一直進行到柵極絕緣膜上表面近旁為止外，與實施例6是一樣的。
實施例8在圖17(a)～圖17(d)中，示出了實施例8的TFT的構造和制造方法。圖17(a)～圖17(d)的剖面說明圖按工序順序示出了本發(fā)明的實施例8的TFT的制造方法。在圖17(a)～圖17(d)中，51和52是光刻膠，除此之外的標號與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)是相同的。
在實施例5中，如圖11(c)和圖11(d)所示，雖然在除去了雜質離子注入后的光刻膠后，形成源電極和漏電極，但如圖17(a)～圖17(b)所示，帶著離子注入后的光刻膠51不變地形成第2金屬膜，利用在光刻膠51的側面上幾乎未形成金屬膜這一點，用剝離法對每一光刻膠除去溝道區(qū)域的金屬薄膜。此外，如圖17(d)所示，為了形成源電極和漏電極，對光刻膠52顯影，刻蝕金屬薄膜形成金屬電極。在這種方法中，由于金屬薄膜和溝道區(qū)域并不直接接觸，所以背溝一側的i層可以幾乎不進行刻蝕。帶著離子注入后的光刻膠原封不動地形成金屬薄膜，除用剝離法除去溝道區(qū)域的金屬薄膜之外，與實施例6是一樣的。
實施例9在圖18(a)～圖18(e)和圖19(f)～圖19(i)中，示出了實施例9的TFT的構造和制造方法。圖18(a)～圖18(e)和圖19(f)～圖19(i)的剖面說明圖按工序順序示出了本發(fā)明的實施例9的TFT的制造方法。在圖18(a)～圖18(e)和圖19(f)～圖19(i)中，61、62、63和64是光刻膠，除此之外的標號與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)是相同的。
在實施例5中，雖然如圖12(e)所示，在形成了i層的圖形后，使光刻膠顯影，向如圖13(f)所示的那樣的溝道部分實施離子注入，但也可以在i層4上邊形成了由n型半導體薄膜構成的n層5之后，顯影制作光刻膠61的圖形，用刻蝕法形成了遍及源極區(qū)域、漏極區(qū)域和溝道區(qū)域的圖形之后，如圖18(b)所示，在n層上邊的溝道區(qū)域上顯影制作光刻膠62，通過n層實施雜質的離子注入，之后，可以除去光刻膠62和n層。在該構造中，如圖18(c)所示，由于在背溝一側表面的區(qū)域上形成了n層，所以之后的制造流程，將進行與在現(xiàn)有的制造流程中已說明過的流程相同的處理(圖18(c)、圖18(d)、圖19(f)、圖19(g)、圖19(h)和圖19(i))。因此，由于必須全部除去背溝一側溝道區(qū)域的n層，雖然TFT特性在基板表面內的均一性不太好，但由于TFT的漏電極的下層和源電極的下層中的i層得以n型化，故各個電極部分中的電阻Rsd和Rss得以降低。
實施例10在圖20(a)～圖20(c)中，示出了實施10的TFT的構造和制造方法。圖20(a)～圖20(c)的剖面說明圖按工序順序示出了本發(fā)明的實施例10的TFT的制造方法。在圖20(a)～圖20(c)中，71是光刻膠，除此之外的標號與圖10(a)、圖10(b)、圖11(c)和圖11(d)是相同的。
在示于圖18(a)～圖18(e)和圖19(f)～圖19(i)的制造方法流程中，或者調整雜質的離子注入的注入能量，或者控制i層的膜厚，使漏電極的下層的n層范圍和源電極的下層的n層的范圍不擴展到柵極絕緣膜3的界面，即不擴展到柵極絕緣膜的上表面地到上表面近旁為止進行n型化。除去n型化到界面近旁為止這一點之外，與實施例9是一樣的。以下的制造流程和用圖18(a)～圖18(e)和圖19(f)～圖19(i)所示的實施例9是相同的。
如在上邊所詳細地說明的那樣，本發(fā)明的實施例1～4的溝道刻蝕型的薄膜晶體管采用使將成為溝道層的非晶硅層的膜厚薄膜化，用離子注入法形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域的雜質層的辦法，在實現(xiàn)了若用現(xiàn)有的構造則會成為問題的串聯(lián)電阻的降低的同時，可以借助于因離子注入而形成平緩結，防止截止電流的增大，結果是可以得到顯示特性優(yōu)良的有源矩陣液晶顯示器。
倘采用本發(fā)明的TFT陣列基板中的TFT的實施例5，則可以使源電極的下層和漏電極的下層的半導體層的構造一直到與柵極絕緣膜之間的界面為止n型化。結果是源電極一側的電阻Rss和漏電極一側的電阻Rsd變得非常之小，作為TFT的ON電阻變成為僅僅是溝道區(qū)域的電阻Rsc。
這樣一來，由于TFT的ON電阻變小，TFT的驅動能力改善，所以在應用了本發(fā)明的實施例5的半導體薄膜晶體管陣列基板的TFT-LCD中，即使在象素數(shù)目從XGA增加到SXGA并進而增加到UXGA的情況下，為對象素電極充電而分配的時間縮短，也可以使TFT的象素電極充電到充分高的電位，在本發(fā)明的TFT-LCD中，具有可以得到高顯示質量的效果。
倘采用本發(fā)明的TFT陣列基板中的TFT的實施例5，由于在使源電極的下層和漏電極的下層的半導體層全部n層化的同時，在TFT的背溝部分上，在離子注入時存在著光刻膠，在溝道區(qū)域上未形成n層，所以，與現(xiàn)有技術一樣，在形成了由金屬薄膜構成的源電極和漏電極后，僅僅除去殘留在背溝部分上的硅化物化合物即可，不需要象現(xiàn)有技術那樣，實施背溝部分的n層的除去。其結果是，TFT中的溝道區(qū)域的i層膜厚，僅僅大體上遵循i層形成時的膜厚分布，使得易于進行TFT特性的均一性的控制，在TFT-LCD中，具有可以抑制起因于TFT的顯示特性的離散的效果。
另外，在背溝部分的n層的刻蝕不再需要，不需要象現(xiàn)有那樣為了除去背溝中的n層要實施過刻蝕，所以，具有在TFT中的溝道區(qū)域的i層的膜厚不需要象現(xiàn)有那樣地加厚，從i層的最初的形成之際開始僅僅形成薄的膜即可的效果。
還有，如實施例7所示，采用控制離子注入中的注入能量或者控制i層的膜厚的辦法，在形成n層的情況下，即使使之不全部n型化到與柵極絕緣膜之間的界面為止，而是在界面附近為i層，也可以得到與實施例5的情況相近的TFT特性，具有比現(xiàn)有的TFT驅動能力還高的效果。
此外，如實施例8所示，在進行離子注入之后的光刻膠除去之前，形成源電極和漏電極形成用的金屬薄膜。這時，若利用在光刻膠的側面上，只能形成極薄的金屬膜這一點，對每一光刻膠進行剝離，由于TFT的溝道區(qū)域和由金屬薄膜構成的源電極和漏電極可以自對準地形成，由于TFT部分的溝道長度，可以不受與源電極和漏電極形成用的掩模之間的套刻不準等的影響，所以可以把TFT特性均一地做到陣列基板面內的TFT-LCD顯示部分面內中去。因此，在本發(fā)明的TFT-LCD中，可以提高驅動特性和顯示特性的均一性。
其次，如實施例9所示，即使在象現(xiàn)有的制造流程那樣，在一直成膜到n層之后，才實施離子注入的情況下，也可以用提高注入能量這么一個簡單的方法，使源電極的下層和漏電極的下層的i層n層化，因此，由于可以用與現(xiàn)有的制造流程大體上相同的流程降低電阻Rss和Rsd，所以將提高TFT驅動能力。
此外，實施例10，如實施例9所示那樣，即使不使源電極和漏電極的下層的半導體層全部n層化，由于也可以制造比現(xiàn)有技術充分高的驅動能力的TFT，故具有改善顯示質量的效果。
權利要求
1.一種薄膜晶體管，包括絕緣性基板；設于該絕緣性基板上的將成為柵電極的第1導電膜層；將成為該第1導電膜層上邊的柵極絕緣膜層的第1絕緣膜層；該第1絕緣膜層上邊的非摻雜的半導體層；和將成為在該半導體層的源極區(qū)域上邊形成的源電極及在上述半導體層的漏極上邊形成的漏電極的第2導電層，其特征是其構成為在上述半導體層的源極區(qū)域和上述半導體層的漏極區(qū)域上，形成已注入了n型雜質的結。
2.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，使該半導體層圖形化為島狀，(c)在上述半導體層上邊，用光刻制版法形成光刻膠膜，并以上述光刻膠膜為掩模注入n型雜質形成結，(d)在除去了上述光刻膠膜之后，在形成了第2導電膜之后用光刻制版法在該第2導電膜上形成電極圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
3.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，使該半導體層圖形化為島狀，(c)在上述半導體層上邊，用光刻制版法形成光刻膠膜，并以上述光刻膠膜為掩模用旋轉斜向注入法注入n型雜質形成結，(d)在除去了上述光刻膠膜之后，在形成了第2導電膜之后用光刻制版法在該第2導電膜上形成圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
4.一種薄膜晶體管，包括絕緣性基板；設于該絕緣性基板上的將成為柵電極的第1導電膜層；將成為該第1導電膜層上邊的柵極絕緣膜層的第1絕緣膜層；該第1絕緣膜層上邊的非摻雜的半導體層；以及將成為在該半導體層的源極區(qū)域上邊形成的源電極和在上述半導體層的漏極上邊形成的漏電極的第2導電層，其特征是其構成為向上述半導體層的源極區(qū)域和半導體層的漏極區(qū)域中形成已注入了n型雜質的結，且也向上述半導體層之內，上述源電極的下邊的部分和上述漏電極的下邊的部分中注入n型雜質。
5.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜層和非摻雜的半導體層，(c)在上述半導體層上邊，在形成了光刻膠膜之后，從上述絕緣性基板的背面一側進行曝光，在上述光刻膠膜上形成光刻膠圖形并作為掩模用離子注入法注入n型雜質，(d)除去上述光刻膠膜，(e)在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成電極圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
6.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征是(a)在絕緣性基板上邊形成了第1導電膜之后，對該第1導電膜進行刻蝕設置柵極，(b)在上述柵極上邊形成第1絕緣膜和非摻雜的半導體層，(c)在上述半導體層上邊，在形成了光刻膠膜之后，從上述絕緣性基板的背面一側進行曝光，在上述光刻膠膜上形成光刻膠圖形并作為掩模用旋轉斜向注入法注入n型雜質，(d)除去上述光刻膠膜，(e)在形成了第2導電膜之后，用光刻制版法在該第2導電膜上形成電極圖形，對上述第2導電膜進行刻蝕設置源電極和柵電極。
7.一種半導體薄膜晶體管，包括絕緣性基板；在該絕緣性基板上邊形成的柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在上述本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及其構成為上述本征半導體層的源極區(qū)域漏極區(qū)域被注入雜質做成為n層，上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為不注入雜質的i層。
8.一種半導體薄膜晶體管陣列基板，包括透明的絕緣性基板；在該透明的絕緣性基板上邊相互平行設置的多條柵極布線；與該多條柵極布線的每一條線交叉或平行地設置的多條源極布線；設于上述多條的柵極布線和上述多條的源極布線之間的各個交叉部分上的薄膜晶體管；由已連接到該薄膜晶體管的漏電極上的透明導電膜構成的象素電極；采用把絕緣膜夾在與該象素電極之間的辦法形成保持電容器的保持電容器電極線，上述薄膜晶體管包括上述柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在上述柵極絕緣膜上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及其構成為上述本征半導體層的源極區(qū)域漏極區(qū)域被注入雜質做成為n層，上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為不注入雜質的i層。
9.根據(jù)權利要求8所述的半導體薄膜晶體管陣列基板，其特征是從上述源電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域是上述n型層。
10.根據(jù)權利要求8所述的半導體薄膜晶體管陣列基板，其特征是從上述源電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域是上述n型層。
11.一種半導體薄膜晶體管，包括絕緣性基板；在該絕緣性基板上邊形成的柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在上述本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在上述本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，以及其構成為上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，通過在上述本征半導體層上邊臨時設置的n型半導體薄膜注入雜質被做成為n型層，且，上述本征半導體層的溝道區(qū)域被做成為不注入雜質的i層。
12.一種半導體薄膜晶體管陣列基板，具有透明的絕緣性基板；在該透明的絕緣性基板上邊相互平行地設置的多條柵極布線；與該多條柵極布線的每一條線交叉且平行地設置的多條源極布線；設于上述多條的柵極布線和上述多條的源極布線之間的各個交叉部分上的薄膜晶體管；由已連接到該薄膜晶體管的漏電極上的透明導電膜構成的象素電極；采用把絕緣膜夾在與該象素電極之間的辦法形成保持電容器的保持電容器電極線，以及其構成為上述薄膜晶體管包括上述柵極布線；在該柵極布線上邊形成的柵極絕緣膜；在該柵極絕緣膜上邊形成的本征半導體層；在該本征半導體層上邊的源極區(qū)域上形成的源電極；在該本征半導體層上邊的漏極區(qū)域上形成的漏電極，上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，通過在上述本征半導體層上邊臨時設置的n型半導體薄膜注入雜質被做成為n型層，且，上述本征半導體層的溝道區(qū)域被做成為不注入雜質的i層。
13.根據(jù)權利要求12所述的半導體薄膜晶體管陣列基板，其特征是從上述源電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面為止的區(qū)域是上述n型層。
14.根據(jù)權利要求12所述的半導體薄膜晶體管陣列基板，其特征是從上述源電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域和從上述漏電極的下表面到上述柵極絕緣膜的上表面近旁為止的區(qū)域是上述n型層。
15.一種半導體薄膜晶體管的制造方法，其特征是，包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，使該本征半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化形成本征半導體層的工序；(4)在上述本征半導體薄膜的溝道區(qū)域上形成光刻膠之后，離子注入雜質到上述本征半導體層中，使上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域任一區(qū)域都做成為n型層，把上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為i層，再除去上述光刻膠的工序；(5)覆蓋上述本征半導體層形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)覆蓋上述本征半導體層形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
16.一種半導體薄膜晶體管的制造方法，其特征是，包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，在該本征半導體薄膜上邊的溝道區(qū)域上形成光刻膠，再向該本征半導體薄膜的溝道區(qū)域以外的區(qū)域注入雜質把上述溝道區(qū)域以外的區(qū)域做成n型半導體薄膜的工序；(4)采用使該n型半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及上述本征半導體薄膜的溝道區(qū)域圖形化做成半導體區(qū)域部分，且除去該半導體區(qū)域以外的n型半導體薄膜的辦法，把該n型半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域做成為n型層，把上述本征半導體薄膜的溝道區(qū)域做成為i層的工序；(5)覆蓋上述n型半導體薄膜的半導體區(qū)域形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)覆蓋上述半導體區(qū)域形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
17.一種半導體薄膜晶體管的制造方法，其特征是，包括(1)在絕緣性基板上邊形成了第1金屬膜之后，使之圖形化以形成柵極布線的工序；(2)覆蓋上述柵極布線形成柵極絕緣膜的工序；(3)在上述柵極絕緣膜上邊形成了本征半導體薄膜之后，使該本征半導體薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域以及溝道區(qū)域圖形化做成半導體區(qū)域部分，且把除去上述本征半導體薄膜的上述半導體區(qū)域以外的部分做成為本征半導體層的工序；(4)采用在該本征半導體層上邊形成n型半導體薄膜，再在該n型半導體薄膜的溝道區(qū)域上邊形成了光刻之后，通過上述n型半導體薄膜向上述本征半導體層中注入雜質并除去上述光刻膠的辦法，把上述本征半導體層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域做成為n層，且把上述本征半導體層的溝道區(qū)域做成為i層的工序；(5)覆蓋上述n型半導體薄膜形成了透明導電膜之后，使該透明導電膜的象素區(qū)域圖形化后做成象素電極，且除去該象素電極以外的透明導電膜的工序；(6)覆蓋上述n型半導體薄膜形成了第2金屬薄膜之后，使該第2金屬薄膜的源極區(qū)域和漏極區(qū)域圖形化分別形成源電極和漏電極的工序。
全文摘要
本發(fā)明的TET由絕緣性基板;設于該絕緣性基板上的將成為柵電極的第1導電膜層;將成為該第1導電膜層上邊的柵邊絕緣膜層的第1絕緣膜層;該第1絕緣膜層上邊的非摻雜的半導體層;以及將成為在該半導體層的源極區(qū)域上邊形成的源電極和在上述半導體層的漏極上邊形成的漏電極的第2導電層構成,在上述半導體層的源極區(qū)域和上述半導體層的漏極區(qū)域中形成已注入了雜質的結。本發(fā)明還提供其制造方法和半導體TET陣列基板。
文檔編號H01L21/336GK1189698SQ9810367
公開日1998年8月5日 申請日期1998年1月26日 優(yōu)先權日1997年1月27日
發(fā)明者山口偉久, 中山明男 申請人:先進顯示股份有限公司