[发明专利]显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有由薄膜晶体管(以下称为TFT)构成的电路的半 导体装置及其制造方法。例如，本发明涉及作为部件而装有以液晶显 示面板为代表的电光装置或具有有机发光元件的发光显示装置的电子 产品。

在本说明书中，半导体装置指的是能够利用半导体特性而工作的 所有装置，因此电光装置、半导体电路及电子产品都是半导体装置。

背景技术

近年来，用在具有绝缘表面的衬底上形成的半导体薄膜(厚度大 约为几nm至几百nm)来构成薄膜晶体管(TFT)的技术引人注目。 薄膜晶体管广泛应用于电子装置如IC或电光装置，尤其是作为图像显 示装置的开关元件，正在积极地研究开发。

现在，非晶半导体膜构成的薄膜晶体管或多晶半导体膜构成的薄 膜晶体管等被用作图像显示装置的开关元件。

由于非晶半导体膜构成的薄膜晶体管使用氢化非晶硅膜等的非晶 半导体膜，因此对工艺温度有一定的限制，不进行会使膜中的氢脱离 的400℃以上的温度下的加热或会因膜中的氢而导致表面粗糙的高强 度的激光照射等处理。

作为多晶半导体膜的形成方法，已知如下技术：为了防止表面粗 糙，预先进行降低非晶膜中的氢浓度的脱氢化处理，然后通过光学系 统使脉冲振荡受激准分子激光束成为线形并用线形光束对经脱氢化处 理的非晶硅膜进行扫描及照射，以实现晶化。

由多晶半导体膜构成的薄膜晶体管具有如下优点：与由非晶半导 体膜构成的薄膜晶体管相比，其迁移率高两位数以上；可以在同一衬 底上一体形成显示装置的像素部和其外围驱动电路。然而，与使用非 晶半导体膜时相比，其工序由于半导体膜的晶化而变得复杂，这导致 成品率的降低及成本的上升。

在专利文献1中，本申请人提出了其沟道形成区由混合了晶体结 构和非晶结构的半导体构成的FET(Field effect transistor，即场效应晶 体管)。

另外，使用由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管作为图像显示装置 的开关元件(参照专利文献2及3)。

作为现有的薄膜晶体管的制造方法，已知如下方法：在栅极绝缘 膜上形成非晶硅膜，然后在其上形成金属膜并对该金属膜照射二极管 激光，以将非晶硅膜改变为微晶硅膜(非专利文献1)。在该方法中， 形成在非晶硅膜上的金属膜是用来将二极管激光的光能转换成热能的 膜，该膜之后应该被去除，以制成薄膜晶体管。就是说，这是仅用来 自金属膜的传导加热将非晶硅膜加热而形成微晶硅膜的方法。

专利文献1美国专利第5591987号

专利文献2日本专利申请公开H4-242724号公报

专利文献3日本专利申请公开2005-49832号公报

非专利文献1 ToshiakiArai等，SID 07 DIGEST，2007，p.1370-1373

薄膜晶体管是当某特定电压值(称为阈值电压(Vth))被施加到 栅电极时导通而当小于该电压值的电压被施加到栅电极时截止的开关 元件。上述阈值电压(Vth)相当于在薄膜晶体管的电流电压特性曲线 中的上升点的电压值。阈值电压(Vth)越接近于0V，越好，因而可 以说阈值电压(Vth)为0V的薄膜晶体管是理想的开关元件。

会有阈值电压由于薄膜晶体管的制造工序中的不确定的原因而向 负侧或正侧偏移的情况。若偏离0V的数值大，则会导致驱动电压的 增大，其结果是半导体装置的耗电量增加。

在由微晶半导体膜构成的薄膜晶体管中，还会有阈值电压由于不 确定的原因而向负侧或正侧偏移的情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一是提供一种具有由微晶半导体 膜构成的薄膜晶体管的显示装置的制造方法，其中该薄膜晶体管的阈 值电压被控制为所希望的数值。