[发明专利]半导体装置和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置、其制造方法和显示装置。更详细而言， 涉及有源矩阵基板等半导体装置、其制造方法和显示装置。

背景技术

半导体装置是包括利用半导体的电特性的有源元件的电子装置， 例如广泛应用于音频设备、通信设备、计算机、家电设备等。其中， 作为在基板上具有薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)的半导体装置， 已知有TFT阵列基板，其被用作有源矩阵驱动方式的液晶显示装置等 的结构部件。

然而，近年来，在有源矩阵驱动方式的液晶显示装置中，通过使 用多晶硅(以下也称为“p-Si”)作为TFT的半导体材料，将像素电路 部和驱动电路部设置在同一基板上的玻璃上系统(system-on-glass)技 术正在被充分利用。如果充分利用该技术，则通过一体地形成像素电 路部的TFT(以下也称为“像素切换用TFT”)和驱动电路部的TFT(以 下也称为“驱动电路用TFT”)，能够实现液晶显示装置的小型化、低 耗电和高可靠性。但是，对于像素切换用TFT和驱动电路用TFT，所 要求的特性不同。即，对于像素切换用TFT，为了抑制对比度的降低 或面板内的画质的不均匀而要求低的断开电流，与此相对，对于驱动 电路用TFT，为了实现驱动电路的高速动作而要求低阈值电压(Vth) 化、Vth偏差降低和高的导通电流。因此，为了满足这些要求特性，需 要在像素切换用TFT与驱动电路用TFT之间设置结构上的差异等。

作为这样的方法，已知有例如使像素切换用TFT的栅极绝缘膜的 膜厚比驱动电路用TFT的栅极绝缘膜的膜厚大的方法。例如，公开有 以下的薄膜半导体装置：该薄膜半导体装置在同一基板上形成有矩阵 电路部TFT(像素切换用TFT)和周边电路部TFT(驱动电路用TFT)， 矩阵电路部TFT在半导体层与栅电极之间具有两层结构的栅极绝缘 膜，周边电路部TFT具有一层结构的栅极绝缘膜(例如参照专利文献 1)。在该薄膜半导体装置中，周边电路部TFT的栅极绝缘膜具有由氧 化硅或氮化硅构成的单层结构，矩阵电路部TFT的栅极绝缘膜，下层 部具有与周边电路部TFT的栅极绝缘膜相同的结构，上层部具有由氧 化硅或氮化硅构成的单层结构。但是，根据该结构，在矩阵电路部TFT 中，不可能连续形成栅极绝缘膜的上层部和下层部两层，在该上层部 与下层部的界面存在大量的陷阱(trap)，因此，在栅极绝缘膜的下层 部具有由氧化硅构成的单层结构的情况下，矩阵电路部TFT的可靠性 降低，在这一点上有改善的余地。此外，栅极绝缘膜的上层部通过溅 射或者等离子体CVD法形成，因此，栅极绝缘膜的下层部在具有由氧 化硅构成的单层结构的情况下，在栅极绝缘膜的上层部的形成工序中 会受到等离子体损伤，结果，矩阵电路部TFT的可靠性进一步降低， 在这一点上有改善的余地。另一方面，在矩阵电路部TFT中，在栅极 绝缘膜的下层部由氮化硅构成的情况下，不能在栅极绝缘膜与半导体 层(多晶硅层)之间形成优质的界面，因此，不能获得良好的TFT特 性，在这一点上有改善的余地。

此外，还公开有以下的半导体装置的制造方法：在形成构成栅极 绝缘膜的绝缘膜以后，通过蚀刻将该绝缘膜的规定的区域选择性地除 去，由此形成栅极绝缘膜的厚度不同的第一和第二场效应型晶体管(例 如参照专利文献2)。然而，根据该制造方法，被蚀刻的绝缘膜具有单 层结构，因此，在通过干蚀刻进行上述蚀刻的情况下，通过蚀刻除去 而形成的部分受到等离子体损伤，因此，使可靠性降低，在这一点上 有改善的余地。

因此，在现有的制造方法中，在同一基板上制作像素切换用TFT 和驱动电路用TFT的情况下，任一种TFT都会使栅极绝缘膜劣化或受 到损伤，可靠性变差，因此目前也未能量产化。

专利文献1：日本专利特开平第5-335573号公报

专利文献2：日本专利特开第2005-72461号公报

发明内容

本发明鉴于上述现状而做出，其目的在于提供一种在同一基板上 具有能够实现高性能化的电路元件和能够实现高耐压化的电路元件、 并且能够实现高可靠性的半导体装置和显示装置。