[发明专利]半导体器件及其制造方法、显示装置

说明书

本申请主张2009年6月26日提出申请的日本发明专利申请第2009-153016号以及2009年6月30日提出申请的日本发明专利申请第2009-155216号的优先权，这里引用其包括说明书、权利要求书、附图、说明书摘要的全部的内容。

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法、以及显示装置，特别涉及在基板上具备使用结晶质或微结晶质的半导体层的晶体管的半导体器件及其制造方法、以及使用该半导体器件的显示装置。

背景技术

近年来，以便携电话机及数字照相机等便携设备为代表，作为电视机或个人计算机等的电子设备的显示器或监视器，使用液晶显示装置或有机电致发光显示器、等离子显示器等薄型显示器。并且，在这样的薄型显示器的显示面板及驱动驱动器中，一般使用把硅薄膜用作沟道层的晶体管元件。

众所周知，晶体管元件根据硅薄膜的固体构造，可以大体分为非晶质(非晶)硅晶体管和结晶硅晶体管的两种。非晶质硅晶体管能够将非晶质硅薄膜以低成本大面积地均匀成膜，此外，具有接近元件间的性能偏差较少的优点。但是，由于电子迁移率较低，所以例如在将非晶质硅晶体管用在显示装置中、并与显示区域的像素同时形成驱动器等电路的情况下，具有不能实现作为驱动器电路的足够的性能的问题。此外，非晶质硅晶体管还具有在长期持续驱动的情况下阈值电压(Vth)变动的缺点。

另一方面，结晶性硅晶体管由于电子迁移率较高、阈值电压Vth随着时间的变动较少，所以具有即使在如上述那样与显示装置的像素同时形成驱动器电路的情况下也能够实现作为驱动器电路的足够的性能的优点。作为在这样的结晶性硅晶体管中使用的硅薄膜的形成方法，已知有例如使用等离子化学气相成长法(Plasma Enhanced chemical vapor deposition，PECVD)等将非晶质的硅薄膜成膜后，通过用红外线灯或激光器等的热退火使非晶质硅熔化、冷却而进行结晶化的方法。

这里，在通过激光器将非晶质硅进行结晶化时，通常使用非晶质硅的吸收系数较高的准分子激光器。从量产化的观点来看具有输出不稳定、维护性也较差的问题。所以，提出了输出更稳定、维护性也较好的半导体激光器的应用。

但是，非晶质硅具有对于由半导体激光器激发出的红外光及可视光的波长的光的吸收系数较低的问题。因此，作为高效率地将非晶质硅膜热退火的方法，提出了在将非晶质硅薄膜成膜后、在该薄膜上形成对于红外光及可视光的光吸收系数较高的光热变换层的方法。由此，通过对光热变换层照射激光，将光热变换层加热，通过该热将下层的非晶质硅退火，能够高效率地结晶化。关于这样的结晶性硅薄膜的形成方法，例如在特开2007-005508号公报等中记载。

在上述各先行技术文献中示出的结晶性硅薄膜的形成方法中，由于在形成晶体管元件的基板上的一面上成膜光热变换层，所以在照射了激光时有可能还对不需要加热的部位进行加热。因此，如果结晶性硅晶体管的作为沟道层的区域以外的、例如布线部分被加热，则具有该布线上的膜剥离、或发生裂纹等的问题。特别是，由于在布线部分中加热的程度变大，所以硅绝缘膜等的层间膜的剥离变得显著，有导致制造成品率下降的问题。为了避免这样的问题，需要将激光局部地照射以使得不对布线部分加热，所以具有导致激光的照射工序中的生产量(或作业效率)的下降的问题。

发明内容

所以，本发明鉴于上述问题，目的是提供一种半导体器件及其制造方法、以及显示装置，它们即使在对非晶质硅薄膜进行激光退火而形成结晶性硅薄膜的情况下，也能够抑制成品率及生产量的下降。

在本发明的半导体器件的制造方法中，在除了形成有布线的第一区域以外的、形成有半导体层的第二区域上，形成光热变换层；对上述第一区域及上述第二区域照射光，利用上述光热变换层对上述半导体层进行加热。

在上述半导体器件的制造方法中，也可以是，通过照射上述光而加热，将上述半导体层的非晶质部进行结晶化。

在上述半导体器件的制造方法中，也可以是，在对上述第一区域及上述第二区域照射光之后，除去上述光热变换层。

在上述半导体器件的制造方法中，也可以是，在除去上述光热变换层之后，在上述被加热的半导体层上，形成宽度比上述光热变换层宽的沟道保护层。

在上述半导体器件的制造方法中，也可以是，通过照射上述光而加热，形成第1晶体管，该第1晶体管将结晶化的上述半导体层作为沟道层。

在上述半导体器件的制造方法中，也可以是，通过对含有导电材料的薄膜进行图案化(patterning)，由此与上述第1晶体管的电极一起形成上述第1区域的布线。