[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，已知有使用形成在具有绝缘表面的衬底上的半 导体层来形成沟道区域的薄膜晶体管。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(参照专利文献1至5)。薄膜晶体管的典 型应用例为液晶电视装置，并且作为构成显示屏幕的各像素的开关晶体管而实 现实用化。

专利文献1：日本专利特开2001-053283号公报

专利文献2：日本专利特开平5-129608号公报

专利文献3：日本专利特开2005-049832号公报

专利文献4：日本专利特开平7-131030号公报

专利文献5：日本专利特开2005-191546号公报

以非晶硅层作为沟道形成区域的薄膜晶体管具有场效应迁移率低及导通 电流低的问题。另一方面，将微晶硅层用于沟道形成区域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，从而不能得到充分的开关特性。

将多晶硅层用于沟道形成区域的薄膜晶体管具有如下特性：与上述两种薄 膜晶体管相比，其场效应迁移率格外高，能够得到高导通电流。由于所述特性， 这种薄膜晶体管不仅可以构成设置在像素中的开关用薄膜晶体管，而且还可以 构成被要求高速工作的驱动器电路。

但是，与使用非晶硅层形成薄膜晶体管的情况相比，使用多晶硅层的薄膜 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，形成 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，用来制造显示面板的玻璃衬底正逐年大型化，如第3代(如 550mm×650mm)、第3.5代(如600mm×720mm或620mm×750mm)、第4代(如 680mm×880mm或730mm×920mm)、第5代(如1100mm×1300mm)、第6代(如 1500mm×1800mm)、第7代(如1900mm×2200mm)、第8代(如2200mm×2400mm)， 预计今后将向第9代(如2400mm×2800mm或2450mm×3050mm)、第10代(如 2850mm×3050mm)的大面积化发展。玻璃衬底的大型化是基于成本最低设计的 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。本发明的另一课题在于提供一种能够高速工作的薄膜晶体管。

根据本发明之一的薄膜晶体管的特征在于，包括：覆盖栅电极的栅极绝缘 层；设置在栅极绝缘层上的微晶半导体层；重叠于微晶半导体层及栅极绝缘层 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， 该一对杂质半导体层设置在非晶半导体层上，并且形成源区和漏区，其中，栅 极绝缘层在与微晶半导体层的端部接触的附近具有高低差，所述微晶半导体层 外侧的栅极绝缘层的第二膜厚比与所述微晶半导体层接触的栅极绝缘层的第 一膜厚要薄。

根据本发明之一的薄膜晶体管的特征在于，包括：覆盖栅电极的微晶半导 体层；栅极绝缘层，该栅极绝缘层设置在栅电极和微晶半导体层之间，并且该 栅极绝缘层接触微晶半导体层的区域要高出不接触微晶半导体层的区域的表 面；重叠于微晶半导体层及栅极绝缘层的非晶半导体层；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，该一对杂质半导体层设置在非晶半导体 层上，并且形成源区和漏区。

根据本发明之一的薄膜晶体管的特征在于，包括：覆盖栅电极的微晶半导 体层；栅极绝缘层，该栅极绝缘层设置在栅电极和微晶半导体层之间，并且该 栅极绝缘层接触微晶半导体层的区域呈凸形状；重叠于微晶半导体层及栅极绝 缘层的非晶半导体层；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，该一对杂质半导体层设置在非晶半导体层上，并且形成源区和漏区。

上述微晶半导体层是i型微晶半导体层、或添加有成为施主的杂质元素的n 型微晶半导体层。