[发明专利]显示器件及具有该显示器件的电子设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种显示器件及使用该显示器件的电子设备。本发明特别涉及一种将薄膜晶体管用于像素部的显示器件及使用该显示器件的电子设备。 

背景技术

近年来，将使用形成于具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度为几nm至几百nm左右)构成薄膜晶体管的技术投入实用到很多电子设备中。特别地，薄膜晶体管已作为显示器件的像素部中的开关元件被投入实用，而且其研究开发已积极开展。 

在大型面板中使用非晶半导体膜的薄膜晶体管作为液晶显示器件的开关元件，而在小型面板中使用多晶半导体膜的薄膜晶体管作为液晶显示器件的开关元件。作为形成多晶半导体膜的方法，已知通过光学系统将脉冲振荡的受激准分子激光束变形成线状激光束、并利用该线状激光束扫描并辐照非晶半导体膜以使非晶半导体膜结晶的技术。 

作为图像显示器件的开关元件，使用了利用微晶半导体膜的薄膜晶体管(参考文献1：日本已公开专利申请No.H4-242724，参考文献2：日本已公开专利申请No.2005-49832，以及参考文献3：美国专利No.5591987)。另外，作为以提高非晶半导体膜的特性为目的的用于制造薄膜晶体管的方法，已知在栅极绝缘膜上形成非晶硅膜、然后在该非晶硅膜上形成金属膜、以及用二极管激光束辐照该金属膜以将非晶硅膜改性为微晶硅膜的方法(非专利文献1：Toshiaki Arai等人，2007年的SID 07论文集第1370-1373页)。根据该方法，在非晶硅膜上形成的金属膜被设置用于将二极管激光束的光能转换成热能，而且应当在稍后的步骤中去除该金属膜以完成薄膜晶体管。换言之，该方法是非晶硅膜只受到来自金属膜的传热的加热，以 形成作为微晶半导体膜的微晶硅膜的方法。 

发明内容

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，其迁移率高两个量级以上，并且可以在同一个衬底上形成显示器件的像素部和外围驱动电路。然而，与使用非晶半导体膜的情况相比，使半导体膜结晶的工艺更加复杂。因此，存在生产率降低和成本升高的问题。 

另外，还存在微晶半导体膜的表面容易被氧化的问题。因此，当沟道形成区中的的晶粒被氧化时，在晶粒的表面上形成了氧化物膜，而且该氧化物膜障碍载流子的转移，从而引起薄膜晶体管的电特性受损的问题。另外，还存在的问题是，与非晶半导体膜及多晶半导体膜相比，难以提高微晶半导体膜的厚度，而且导致栅电极与源电极和/或漏电极之间的寄生电容增大。 

根据制造的容易程度，将具有倒交错结构的薄膜晶体管作为设置在显示器件的像素部中的开关组件很有希望。从像素孔径比提高的观点，虽然预期倒交错结构的薄膜晶体管具有高性能而且尺寸减小，但存在的问题是，当薄膜晶体管处于截止状态时，在源区与漏区之间流过的漏电流(也称为截止电流)增大。因此，存在的问题是，难以减小薄膜晶体管的尺寸以减小存储电容器以及降低功耗。 

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种包括薄膜晶体管的显示器件，其中抑制了生产率的降低、寄生电容的增大以及制造成本的增加，并实现了高电特性和介质电流的减小。 

本发明的一个特征是一种具有薄膜晶体管的显示器件，该显示器件包括：设置在衬底上的栅电极；设置在栅电极上的栅极绝缘膜；设置在栅电极上的微晶半导体膜，其中栅极绝缘膜插入栅电极与微晶半导体膜之间；设置在微晶半导体膜上且与该微晶半导体膜接触的沟道保护层；设置在栅极绝缘膜上且在微晶半导体膜及沟道保护层的侧面上的非晶半导体膜；设置在非晶半导体膜上的杂质半导体层；以及以与杂质半导体层接触的方式分别设置的源电极及漏电极。非晶半导体膜的厚度比微晶半导体膜的厚度厚。

本发明的另一特征是一种具有薄膜晶体管的显示器件，该显示器件包括：设置在衬底上的栅电极；设置在栅电极上的栅极绝缘膜；设置在栅电极上的微晶半导体膜，其中栅极绝缘膜插入栅电极与微晶半导体膜之间；设置在微晶半导体膜上且与该微晶半导体膜接触的沟道保护层；设置在栅极绝缘膜上且在微晶半导体膜及沟道保护层的侧面上的非晶半导体膜；设置在非晶半导体膜上的杂质半导体层；以及以与杂质半导体层接触的方式分别设置的源电极及漏电极。非晶半导体膜的厚度比微晶半导体膜的厚度厚，杂质半导体层的一部分及非晶半导体膜的一部分露在源电极及漏电极的外侧，并且杂质半导体层的端部之一与非晶半导体膜的端部之一在栅电极上方彼此对齐。