[发明专利]薄膜晶体管及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请以2007年7月9日提交的日本专利申请No.2007-179822 为基础并要求享有其优先权，在此结合其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及其制造方法。更具体地，本发明涉 及一种设置有呈现光敏性的半导体薄膜并在光照射下使用的薄膜晶体 管及其制造方法，通过应用这些薄膜晶体管获得的有源矩阵基板(active matrix substrate)，以及上面加载有这些薄膜晶体管的电子器件(例如显 示器和光电传感器)。

背景技术

广泛知道在诸如玻璃基板的绝缘基板上形成薄膜晶体管(下面称 为“TFT”)作为用于有源矩阵型液晶显示面板的驱动器件。近年来， 由于配置为包括TFT的半导体器件的多功能化和微小化 (micronization)，因此需要实现呈现高可靠性和耐用性的这种TFT。 而且，根据液晶显示器的高分辨率图像质量的实现以及其通用用途的 扩展，越来越需要提高加载在液晶显示器上的背光的亮度。

一般地，非晶硅膜或多晶硅膜用于TFT。对于诸如前述的硅的半 导体材料，通过在光照射下的光能来激发/产生电子-空穴对。当这些电 子空穴对作为载流子时，尤其当TFT关断时，电子-空穴对作为掉电泄 漏电流(off-leak current)的增加被观察到。在该情形下，将要保持在 诸如液晶显示元件的电荷锁存型元件中的电荷由于泄漏电流而发生变 化。这导致对比度降低以及诸如具有串扰图像的图像质量的损害。

为了应对这些问题，日本未审专利公开2004-302475(图2B等： 专利文献1)公开了一种通过具有遮光功能的膜来遮蔽照射到TFT的 有源层上的光的技术。

图9是表示专利文献1的TFT的剖视图。下面将通过参照该附图 提供解释。在下面的解释中，多晶硅简写为“poly-Si(多晶硅)”， 以及非晶硅简写为“a-Si”。

TFT 200在玻璃基板207上形成，并且该TFT 200设置有WSi膜 221、绝缘膜223、a-Si膜222、绝缘膜212、poly-Si膜211、栅SiO₂膜204、栅Cr/n⁺膜210、层间(interlayer)SiO₂膜203、Ti/Al布线膜 209、SiN保护膜202、平整膜201、像素ITO(氧化铟锡)膜208等。 这里，从WSi膜221到栅Cr/n⁺膜210的结构称为TFT 200。

利用该TFT，意在通过从底侧以第一遮光膜、第一绝缘膜、第二 遮光膜以及第二绝缘膜的顺序在半导体膜下面提供第一遮光膜、第一 绝缘膜、第二遮光膜以及第二绝缘膜来阻挡光。即，如图9所示，TFT 在poly-Si膜211下方从底侧开始包括：作为一个遮光膜的WSi膜221、 绝缘膜223、作为另一遮光膜的a-Si膜222以及绝缘膜212。对每个遮 光膜进行构图以具有比poly-Si膜211更大的面积，以及每个遮光膜具 有减少从玻璃基板207侧入射并到达poly-Si膜211的光的量的功能。

另外，在日本未审专利公开9-213964(图1B等：专利文献2)中 描述的TFT中，配置为具有包括遮光膜、绝缘膜和半导体膜的三层的 叠层同时接收构图。注意，这里遮光膜由诸如Cr的金属形成，绝缘膜 由氧化硅形成，以及半导体膜由Poly-Si形成。

然而，专利文献1公开的TFT存在下面的问题。如上所述，在半 导体膜下方设置第一遮光膜、第一绝缘膜、第二遮光膜以及第二绝缘 膜。因此，需要经过复杂的制造工序诸如：形成并构图第一遮光膜(光 刻和刻蚀)，形成第二绝缘膜，形成并构图第二遮光膜，以及形成第 二绝缘膜。即，为获得高耐光性的TFT，制造工序变得复杂，这导致 制造成本增加。

与此同时，专利文献2中描述的TFT，遮光膜由诸如Cr的金属形 成，然而绝缘膜和半导体膜由硅材料组成。因此，需要在通过溅射或 气相沉积形成遮光膜后通过等离子体CVD(化学气相沉积)形成绝缘 膜和半导体膜。如所述的，两种或更多类型的膜形成装置用于形成专 利文献2的TFT的叠层。因此，制造工艺也变得复杂，从而导致制造 成本增加。而且，叠层的每一层同时地接收构图，这使得与每层单独 接收构图的情况相比，叠层的外围边缘的台阶变得非常大。因此，用 于覆盖叠层外围边缘的台阶的栅绝缘膜的台阶覆盖变得很差。从而， 容易发生栅泄漏电流。