[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 01145455.5
• 申請日: 2001-11-28
• 公開（公告）號: CN1366340A
• 公開（公告）日: 2002-08-28
• 發明（設計）人: 山崎舜平;小山潤
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L27/00
• 分類號: H01L27/00;H01L21/00;G02F1/136
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 梁永

本發明的背景技術

1.發明領域

本發明涉及一種具有由薄膜晶體管(此下文稱之為“TFT”)構成電路的半導體裝置，和半導體裝置的制造方法。例如，本發明涉及一種由液晶顯示屏顯示的電光設備和電光設備作為一部件安裝在其上面的電子裝置。

在本說明書中，半導體裝置意味著是一種運用半導體特性而工作的常用設備，電光設備，半導體電路和電子設備定義為半導體裝置。

2.相關技術的描述

最近，人們更多注重通過使用在具有絕緣表面的襯底上形成的半導體薄膜(其厚度大約為幾百nm)而形成薄膜晶體管(TFT)的技術。薄膜晶體管已廣泛應用于電子設備，如IC，電光設備等中，特別是將薄膜晶體管應用于圖象顯示設備的開關元件中的發展已迅速地成為需要。

眾所周知，液晶顯示設備是作為一種圖象顯示設備。有源矩陣型液晶顯示設備已經比無源型液晶顯示設備更被頻繁地使用，這是因為有源矩陣型液晶顯示設備能夠提供較高分辨率的圖象。在有源矩陣型液晶顯示設備中，顯示圖案是通過驅動以矩陣形式排列的象素電極在熒光屏上形成的。更具體地說，一電壓作用在一所選擇象素電極和與所選擇象素電極相對的反電極上以便對象素電極和反電極之間的液晶層進行光調制，這樣光調制就被觀察者識別為顯示圖案。

這種有源矩陣型液晶顯示設備已經在更多的不同領域中被廣泛地使用，人們不僅需要大面積設計的熒光屏尺寸，而且已越來越多地需要高分辨率，高數值孔徑和高可靠性的設計。與此同時，也已越來越多地需要提高生產效率和降低制造成本。

當通過使用鋁作為TFT的柵極電線材料形成TFT時，由于溝道形成區域中鋁原子的熱處理和擴散，突起的形成，如小丘，晶須等就會引起TFT產生故障和TFT特性的降低。另一方面，為了克服上述問題使用對熱處理具有高阻的金屬材料，典型的是具有高熔點的金屬元件時，就會產生另一個問題：如果熒光屏的尺寸增加了，電線的電阻將會增大，從而導致功耗等會增加。

本發明的概述

因此，本發明的一個目的是提供一種即使熒光屏尺寸增加了，功耗也能夠降低的半導體裝置的結構，和該半導體裝置的制造方法。

根據本發明，為了實現上述目的，源極電線和柵極電線是由低阻材料(通常是鋁，銀，銅或它們的合金)制成的。柵電極設置在與柵極電線不同的層上。而且，所有驅動電路的NMOS電路是由n溝道型的TETs形成，象素部分的TETs也由n溝道型的TETs形成。

為了通過組合n溝道型的TFTs形成一NOMS電路，有兩種情況，一種情況是NOMS電路通過組合圖8A所示的增強型TFTs而形成(此下文稱之為“EMOS電路)，另一種情況是NOMS電路通過組合圖8B所示的增強型和抑制型(depression?type)TETs而形成(此下文稱之為“EDMOS電路)。

為了形成相互分離的增強型和抑制型，一屬于元素周期表第15簇的元素(最好是磷)或屬于元素周期表第13簇的元素(最好是硼)可以作為溝道形成區域適當地摻雜到半導體中。

象素部分的源極電線在與驅動電路部分的源極電線不同的步驟中形成。

根據本發明的一個方案，它提供一種安裝了TFT的半導體，TFT包含一半導體層，形成在一絕緣表面上，一絕緣膜，形成在半導體層上，和一柵電極，形成在絕緣膜上，其特征在于它包括：一象素部分，具有一第一n溝道型的TFT，和一驅動電路，具有一由一第二n溝道型的TFT和一第三n溝道型的TFT組成的電路，其中每個第一n溝道型的TFT、第二n溝道型的TFT和第三n溝道型的TFT的柵電極具有一由第一導電層和第二導電層組成的層狀結構，作為下層的第一導電層具有第一寬度，作為上層的第二導電層具有比第一寬度小的第二寬度。

根據本發明的又一個方案，它提供一種安裝了TFT的半導體，TFT包含一半導體層，形成在一絕緣表面上，一絕緣膜，形成在半導體層上，和一柵電極，形成在絕緣膜上，其特征在于它包括：一象素部分，具有一第一n溝道型的TFT，和一驅動電路，具有一由一第二n溝道型的TFT和一第三n溝道型的TFT組成的電路，其中第一n溝道型的TFT的柵電極具有一由第二導電層和與第二導電層有相同寬度的第一導電層組成的層狀結構，每個第二和第三n溝道型的TFTs的柵電極具有一由第一導電層和第二導電層組成的層狀結構，作為下層的第一導電層具有第一寬度，作為上層的第二導電層具有比第一寬度小的第二寬度。

在上述的每個半導體裝置中，EEMOS電路或EDMOS電路是由第二n溝道型的TFT和一第三n溝道型的TFT組成的。