[发明专利]薄膜晶体管以及包括薄膜晶体管的显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶半导体膜、薄膜晶体管、以及至少在像素部使用有薄膜晶体管的显示装置。 

背景技术

近年来，通过使用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度大约为几nm至几百nm)形成薄膜晶体管的技术引人注目。薄膜晶体管广泛地应用于电子装置如IC或电光装置，尤其是作为显示装置的开关元件，正在积极地进行研究开发。 

现在，采用使用非晶半导体膜的薄膜晶体管、或使用多晶半导体膜的薄膜晶体管等作为显示装置的开关元件。作为多晶半导体膜的形成方法，已知通过使用光学系统将脉冲振荡受激准分子激光束加工为线形并通过使用线形光束对非晶硅膜进行扫描及照射以实现晶化的技术。 

另外，采用使用微晶半导体膜的薄膜晶体管作为显示装置的开关元件(参照专利文献1及2)。 

[专利文献1]日本专利申请公开H4-242724号公报 

[专利文献2]日本专利申请公开2005-49832号公报 

使用多晶半导体膜的薄膜晶体管具有如下优点：与使用非晶半导体膜的薄膜晶体管相比，其场效应迁移率高两位数以上；可以在同一个衬底上一体形成显示装置的像素部和外围驱动电路。然而，与使用非晶半导体膜时相比，其制造步骤由于半导体膜的晶化步骤而被复杂化，这导致成品率的降低及成本的上升。 

另外，还有如下问题：在使用微晶半导体膜的反交错型薄膜晶体管中，栅极绝缘膜及微晶半导体膜的界面区域中的结晶性低，因此薄 膜晶体管的电特性不良好。 

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供电特性优良的薄膜晶体管、以及具有该种薄膜晶体管的显示装置、及其制造方法。 

本发明涉及一种微晶半导体膜，该微晶半导体膜形成在绝缘膜上，且含有成为供体的杂质元素，并且其成为供体的杂质元素的浓度从绝缘膜一侧到表面减少。 

本发明涉及一种微晶半导体膜，该微晶半导体膜形成在绝缘膜上，且含有成为供体的杂质元素，并且其成为供体的杂质元素的浓度以5nm/dec至120nm/dec的倾斜度从绝缘膜一侧到表面减少。 

本发明涉及一种薄膜晶体管，包括：形成在栅电极上的栅极绝缘膜；形成在栅极绝缘膜上且含有成为供体的杂质元素的微晶半导体膜；形成在含有成为供体的杂质元素的微晶半导体膜上的一对缓冲层；形成在一对缓冲层上的含有赋予一种导电类型的杂质元素的一对半导体膜；以及形成在含有赋予一种导电类型的杂质元素的一对半导体膜上的布线，其中在微晶半导体膜中的成为供体的杂质元素的浓度，从栅极绝缘膜一侧到形成一对缓冲层的一侧的表面减少，并且一对缓冲层不含有其浓度高于二次离子质谱分析法(SIMS)的检测限度的成为供体的杂质元素。 

本发明涉及一种薄膜晶体管，包括：形成在栅电极上的栅极绝缘膜；形成在栅极绝缘膜上且含有成为供体的杂质元素的微晶半导体膜；形成在含有成为供体的杂质元素的微晶半导体膜上的一对缓冲层；形成在一对缓冲层上的含有赋予一种导电类型的杂质元素的一对半导体膜；以及形成在含有赋予一种导电类型的杂质元素的一对半导体膜上的布线，其中在微晶半导体膜中的所述成为供体的杂质元素的浓度以5nm/dec至120nm/dec，优选为10nm/dec至50nm/dec，更优选为15nm/dec至30nm/dec的倾斜度，从栅极绝缘膜一侧到形成一对缓冲层一侧的表面逐渐减少，其中一对缓冲层不含有其浓度高于 SIMS的检测限度的成为供体的杂质元素。 

注意，在栅极绝缘膜以及微晶半导体膜的界面附近，也可以具有成为供体的杂质元素的峰值浓度。 

另外，所述栅极绝缘膜中也可以包含成为供体的杂质元素。 

另外，在含有成为供体的杂质元素的微晶半导体膜与一对缓冲层之间，可以具有不含有其浓度高于SIMS的检测限度的成为供体的杂质元素的微晶半导体膜。