[發(fā)明專利]制造光電器件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00118807.0
• 申請日: 2000-03-26
• 公開（公告）號: CN1276622A
• 公開（公告）日: 2000-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山崎舜平;小山潤
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張志醒

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，該半導(dǎo)體器件在有絕緣表面的基片上具有由膜晶體管(以下稱為“TFTs”)組成的電路。更具體地，本發(fā)明涉及由液晶顯示器和EL(電子發(fā)光)顯示器代表的光電器件(也稱為“電子裝置”)，和其上安裝有光電器件的電子裝置(也稱為“電子器具”)，其中所說液晶顯示裝置包括一個(gè)像素部分(像素矩陣電路)和圍繞像素部分設(shè)置并形成在同一基片上的驅(qū)動(dòng)電路。

應(yīng)指出，在整個(gè)說明書中，半導(dǎo)體器件表示能利用半導(dǎo)體特性工作的一般器件，而光電器件、半導(dǎo)體電路和電子裝置都?xì)w類為半導(dǎo)體器件。

包含有大面積集成電路的半導(dǎo)體器件，包括在具有絕緣表面的基片上形成的TFTs，的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步。有源矩陣型液晶顯示器、EL顯示器和閉合接頭型圖象傳感器就是這種半導(dǎo)體裝置的典型代表。特別是因?yàn)門FTs使用多晶硅膜(典型地為聚硅膜)作為有源電路(該TFT以下稱之為“多晶硅TFT”)具有高的電場靈活性，它們能形成各種功能的電路。

在有源矩陣型液晶顯示裝置中，例如，一個(gè)集成電路包括為每個(gè)功能塊顯示圖象的像素部分、均以CMOS電路和采樣電路為基礎(chǔ)相移寄存器電路、電平移相器電路、緩沖電路等等，形成在一個(gè)基片上。在閉合接頭型圖象傳感器的情況下，通過使用TETs來形成諸如采樣-保持電路、相移寄存器電路、多路轉(zhuǎn)換器電路等等的集成電路。

這些驅(qū)動(dòng)電路(還稱為“周邊驅(qū)動(dòng)電路”)不總是具有相同的操作條件。因此，對于TFTs所需要的特征自然有一定程度的不同。像素部分包含用作轉(zhuǎn)換元件的像素TFT和輔助存儲電容器，并且向液晶施加電壓來驅(qū)動(dòng)它。這里，需要通過交替改變電流來驅(qū)動(dòng)液晶，并且廣泛地應(yīng)用稱為“幀反向驅(qū)動(dòng)”的系統(tǒng)。因此，TFT的一個(gè)必須的特征是OFF電流值(當(dāng)處于OFF操作時(shí)流過TFT的漏極電流值)必須充分降低。另一方面在緩沖電路中，因?yàn)槭┘痈叩尿?qū)動(dòng)電壓，TFT必須具有高的耐壓，使得即使施加高電壓時(shí)也不會被擊穿。為了提高電流驅(qū)動(dòng)容量，需要充分保證ON電流值(當(dāng)處于ON操作時(shí)流過TFT的漏極電流值)。

然而，多晶硅TFT具有OFF電流可能變高的問題。以與在用于ICs的MOS晶體管相同的方式或者類似方式可以觀察到在多晶硅TFT中例如ON電流值下降的品質(zhì)降低。據(jù)信主要原因是熱載流子注入，由高強(qiáng)電場在漏極附近產(chǎn)生的熱載流子可能造成這種品質(zhì)劣化。

已知LDD(輕摻雜漏極)結(jié)構(gòu)是用于降低OFF電流值的一種TFT結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在溝道形成區(qū)和高濃度摻雜的源極或漏極區(qū)之間形成一個(gè)低濃度摻雜區(qū)。該低濃度摻雜區(qū)稱為“LDD區(qū)”。

還已知所謂的“GOLD(柵-漏極重疊的LDD)結(jié)構(gòu)”用作防止由于熱載流注入造成的ON電流值的降低的結(jié)構(gòu)。由于LDD區(qū)這樣設(shè)置使得通過該結(jié)構(gòu)中的絕緣膜與柵極布線重疊，該結(jié)構(gòu)對于防止熱載流在漏極附近的注入和提高穩(wěn)定性是有效的。例如，Mutsuko?Hatano，Hajime?Akimoto和Takeshi?Sakai，“IEDM97?Technical?Digest”，pp.523-526,1997公開了一種使用由硅制成的側(cè)壁的GOLD結(jié)構(gòu)。已經(jīng)證實(shí)了該結(jié)構(gòu)具有遠(yuǎn)比其它結(jié)構(gòu)的TFTs為高的穩(wěn)定性。

在有源矩陣型液晶顯示器件中，為幾打到數(shù)百萬個(gè)像素中的每一個(gè)設(shè)置一個(gè)TFT并且為每個(gè)TFT設(shè)置一個(gè)像素電極。在將液晶夾在中間的正對的基片上形成一個(gè)相反電極，并且形成一種使用液晶作為介電物質(zhì)的電容器。通過TFT的轉(zhuǎn)換功能控制作用到每個(gè)像素上的電壓。由于轉(zhuǎn)移到該電容器的電荷受到控制，液晶被驅(qū)動(dòng)通過控制光線透射量顯示圖象。

但是，該電容器的累積電容由于來自O(shè)FF電流或類似電流產(chǎn)生的漏電流而逐漸地減少。因此，透射光量改變，從而降低圖象顯示的對比度。所以，已經(jīng)習(xí)慣于設(shè)置電容布線，和將其它電容器(稱為“存儲電容器”)與使用液晶作為介電物質(zhì)的電容器并聯(lián)，利用使用液晶作為介電物質(zhì)的電容器來補(bǔ)償電容損失。

盡管如此，像素部分的像素TFT所要求的特征不總是與諸如相移寄存器電路和緩沖電路之類的邏輯電路(也稱為“驅(qū)動(dòng)電路”)TFT(以下稱為“驅(qū)動(dòng)TFT”)所需要的特征相同。例如，大的反相偏置電壓(n-溝道TFT中的負(fù)電壓)作用在像素TFT的柵極布線上，但驅(qū)動(dòng)電路的TFT基本上沒有受到反相偏置電壓作用的驅(qū)動(dòng)。前者的操作速度可能低于后者的1/100。