[发明专利]薄膜晶体管及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管以及使用该薄膜晶体管工作的显示装置。

背景技术

作为场效应晶体管的一种，已知有将沟道区域形成于在具有绝缘表面的衬 底上形成的半导体层中的薄膜晶体管。已公开有使用非晶硅、微晶硅及多晶硅 作为用于薄膜晶体管的半导体层的技术(参照专利文件1至5)。薄膜晶体管的典 型应用例是液晶电视装置，薄膜晶体管作为构成显示屏幕的各像素的开关晶体 管而实现实用化。

专利文件1：日本专利特开2001-053283号公报

专利文件2：日本专利特开平5-129608号公报

专利文件3：日本专利特开2005-049832号公报

专利文件4：日本专利特开平7-131030号公报

专利文件5：日本专利特开2005-191546号公报

发明内容

在非晶硅层中形成沟道的薄膜晶体管的问题在于，只能获得 0.4cm²/V·sec至0.8cm²/V·sec左右的场效应迁移率，其导通电流低。另一方 面，在微晶硅层中形成沟道的薄膜晶体管与使用非晶硅的薄膜晶体管相 比，其问题在于，虽然场效应迁移率提高了，但是截止电流也变高，从而 不能获得充分的开关特性。

多晶硅层成为沟道形成区域的薄膜晶体管具有如下特性：其场效应迁 移率格外高于上述两种薄膜晶体管的场效应迁移率，能够获得高导通电 流。根据上述特性，该薄膜晶体管除了构成设置于像素中的开关用薄膜晶 体管之外，还可以构成被要求高速工作的驱动器电路。

然而，与由非晶硅层形成薄膜晶体管的情况相比，多晶硅层成为沟道 形成区域的薄膜晶体管需要半导体层的晶化工序，从而带来制造成本增大 的问题。例如制造多晶硅层所需的激光退火技术存在以下问题，即因激光 束的照射面积小，而不能高效地生产大屏幕液晶面板。

顺便提及，用于制造显示面板的玻璃衬底正逐年大型化，即第3代 (550mm×650mm)、第3.5代(600mm×720mm或620mm×750mm)、第4代 (680mm×880mm或730mm×920mm)、第5代(1100mm×1300mm)、第6代 (1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)， 预计今后将向第9代(2400mm×2800mm、2450mm×3050mm)、第10代 (2950mm×3400mm)的大面积化发展。玻璃衬底的大型化是基于成本最小 设计的思想。

与此相反，能够在大面积母玻璃衬底如第10代(2950mm×3400mm)上 高生产性地制造能高速工作的薄膜晶体管的技术尚未确立，这成为产业界 的问题。

发明内容

因此，本发明的一个课题在于解决涉及薄膜晶体管的导通电流及截止电流 的上述问题。另一课题是提供一种能够高速工作的薄膜晶体管。

本发明之一的薄膜晶体管包括添加有赋予一导电型的杂质元素的一对杂 质半导体层，该一对杂质半导体层以隔着栅极绝缘层并至少一部分与栅电极重 叠的方式彼此分离地设置，并形成源区及漏区。该薄膜晶体管还包括：导电层， 该导电层在栅极绝缘层上重叠于栅电极及添加有赋予一导电型的杂质元素的 一对杂质半导体层的一方；以及非晶半导体层，该非晶半导体层从该导电层延 伸到栅极绝缘层上，与添加有赋予一导电型的杂质元素的一对杂质半导体层双 方接触，并且连续设置在该添加有赋予一导电型的杂质元素的一对杂质半导体 层之间。还可以设置重叠于导电层的缓冲层。

本发明之一的薄膜晶体管包括：覆盖栅电极的栅极绝缘层；设置于栅极绝 缘层上的非晶半导体层；以及添加有赋予一导电型的杂质元素的一对杂质半导 体层，这一对杂质半导体层彼此分离地设置在上述非晶半导体层上并形成源区 及漏区。该薄膜晶体管包括导电层，该导电层设置于栅极绝缘层和非晶半导体 层之间，重叠于添加有赋予一导电型的杂质元素的一对杂质半导体层的一方， 并且在上述源区和上述漏区之间延伸。还包括与上述导电层及非晶半导体层接 触、且重叠于导电层的缓冲层。