[发明专利]薄膜半导体器件、薄膜半导体器件的制造方法、液晶显示装置、液晶显示装置的制造方法、电子设备,电子设备的制造方法和薄膜淀积方法

说明书

技术领域

本发明首先涉及适用于有源矩阵型液晶显示等的薄膜半导体器件及其制造方法。此外本发明涉及应用了上述薄膜半导体器件的液晶显示装置和液晶显示装置的制造方法、电子设备、电子设备的制造方法。再有本发明涉及利用等离子化学汽相淀积法(PECVD)的薄膜淀积方法。

背景技术

近年来，随着液晶显示(LCD)的大画面化和高清晰度化，其驱动方式从单纯的矩阵方式向有源矩阵方式发展，正在向能显示大容量的信息的方向发展。有源矩阵方式使得具有超过几十万象素的液晶显示成为可能，在每个象素中形成开关晶体管。作为各种液晶显示的基板，使用可实现透射型显示的熔融石英板或玻璃等透明绝缘基板。作为薄膜晶体管(TFT)的有源层，一般使用非晶硅或多晶硅等半导体膜，但在想用薄膜晶体管形成包括驱动电路在内的一体化时，工作速度快的多晶硅是有利的。在用多晶硅膜作为有源层时，使用熔融石英板作为基板，通常用工序最高温度超过1000℃、称之为高温工艺的制造方法制成TFT。此时，多晶硅膜的迁移率的值约从10cm²·V^-1·s^-1至100cm²·V^-1·s^-1。另一方面，由于在用非晶硅膜作为有源层时工序最高温度低至约400℃，因此使用普通的玻璃。非晶硅的迁移率的值约从0.1cm²·V^-1·s^-1至1cm²·V^-1·s^-1。

在向LCD的显示画面的大型化和低价格化发展时，使用廉价的普通玻璃作为绝缘基板是必不可少的。但是，如以上所述，非晶硅膜与多晶硅膜相比存在电特性显著地差、工作速度慢等问题。此外，由于高温工艺的多晶硅TFT使用熔融石英板，故存在LCD的大型化或低价格化较为困难的问题。因而现在迫切需要一种在普通的玻璃基板上制成以多晶硅膜等半导体膜作为有源层的薄膜半导体器件的技术。然而，在使用批量生产性良好的大型的普通玻璃基板时，为了避免基板变形应使工序最高温度低于400℃，这是很大的限制。即，在这样的限制下，希望有形成这样一种薄膜晶体管的有源层的技术，该薄膜晶体管能工作于液晶显示，并能使驱动电路高速工作。这种晶体管称之为低温工艺poly-SiTFT，正在进行开发。

在SID(Society for Information Display)’93文摘P.387(1993)中示出了相当于现有低温工艺poly-Si TFT的第一现有技术。根据该技术，首先用LPCVD法以单硅烷(SiH₄)作为原料气体，在550℃的淀积温度下淀积50nm的非晶硅(a-Si)膜，对该(a-Si)膜进行激光照射，使a-Si膜变性为poly-Si膜。对poly-Si膜进行图形刻蚀后，用ECR-PECVD法在100℃的基板温度下淀积作为栅绝缘膜的SiO₂膜。在栅绝缘膜上用钽(Ta)形成栅电极之后，以栅电极为掩模在硅膜上离子注入施主或受主杂质，以自对准(self align)方式形成晶体管的源极·漏极。此时，关于离子注入，使用称之为离子掺杂装置的质量非分离型注入装置，使用以氢稀释了的磷化氢(PH₃)或乙硼烷(B₂H₆)作为原料气体。注入离子的激活温度是300℃。其后淀积层间绝缘膜，用铟锡氧化物(ITO)或铝(Al)制成电极或布线，从而完成薄膜半导体器件。因而，在该现有技术中工序最高温度是用LPCVD法淀积a-Si膜(以下将其简称为LPCVD a-Si)的550℃。