[發明專利]圖像顯示裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 200710166857.0
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN101165907A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 松村三江子;豐田善章;佐藤健史;波多野睦子
• 申請（專利權）人: 株式會社日立顯示器
• 主分類號: H01L27/12
• 分類號: H01L27/12;H01L23/522;G02F1/1362
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 季向岡

技術領域

本發明涉及一種使用了薄膜晶體管的有源矩陣式的圖像顯示裝置及其制造方法，尤其涉及使用了能削減薄膜晶體管的形成中的離子注入和光刻的工序數的結構的薄膜晶體管的圖像顯示裝置及其制造方法。

背景技術

在有源矩陣式的圖像顯示裝置中，對于像素電路和用于驅動像素電路的外圍電路，一般將以薄膜晶體管為代表的有源元件形成在玻璃等絕緣基板上。作為有源矩陣式的圖像顯示裝置，液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置已被廣泛實用化或正處在實用化階段。在這里，雖然以液晶顯示裝置和有機EL顯示裝置為例進行說明，但顯然本發明也可以適用于顯示原理與這些顯示裝置不同的其他有源矩陣式的圖像顯示裝置。

使用了多晶硅的薄膜晶體管(也記載為TFT)，具有遷移率比使用了非晶硅的TFT高2個數量級以上的優異性能。作為有效運用了這一特征的例子，例如可以舉出非專利文獻1所記載的有源矩陣型液晶顯示裝置。該圖像顯示裝置，是稱作平板顯示器(FPD)的平板型的圖像顯示裝置。通過用多晶硅TFT構成該顯示裝置的外圍電路(驅動電路等)的一部分，能夠減少像素部與外圍電路的連接端子數，能實現高清晰的圖像顯示。

圖29是作為以往的圖像顯示裝置的一例的液晶顯示裝置的電路結構圖。圖30是構成圖29中的外圍電路(數據線驅動電路DDR、柵極線驅動電路GDR)的薄膜晶體管的俯視圖(a)和像素部PXL的俯視圖(b)。圖31是沿著圖30的A-A′線、B-B′線、C-C′線的剖視圖。圖32～圖39是圖31所示的PMOSTFT部分、NMOSTFT部分、保持電容Cst部分的制造工序圖。另外，在圖32～圖39中，圖的左側表示NMOSTFT部分，中央表示PMOSTFT部分，右側表示電容Cst部分，僅在圖32中標明了這些的區別。

作為薄膜晶體管，使用頂柵型低溫多晶硅TFT。柵極電極由1種不透明的金屬膜形成，PMOSTFT、NMOSTFT、保持電容Cst的上部電極都是同樣的厚度。

像素部PXL包括：TFT(NMOSTFT)、保持電容Cst、以及液晶LC，由數據線驅動電路DDR和柵極線驅動電路GDR通過數據線DL、柵極線GL、電容線CL施加的信號所驅動。保持電容將高濃度n型多晶硅層和柵極電極層用作下部電極和上部電極。外圍電路由NMOSTET和PMOSTFT構成。

該液晶顯示裝置的制造方法如下。在優選使用玻璃基板的絕緣性基板SUB上，作為緩沖層(底膜)淀積100nm的氮化硅和氧化硅的層疊膜BUF，再利用等離子CVD法淀積50nm的非晶硅層。接著，照射XeCl準分子激光(excimer?laser)使非晶硅層結晶化，將利用公知的光學蝕刻工序(光刻工序1)進行了圖形化的抗蝕劑作為掩模進行干蝕刻，獲得島狀的多晶硅層PSI。之后，利用等離子CVD法淀積100nm的柵極絕緣膜GI(柵極絕緣膜的成膜)。...圖32。

全面進行用于NMOSTFT的閾值調整注入，形成低濃度p型區域LDP。進行第2次光刻工序，僅在形成PMOSTFT的區域進行用于PMOSTFT的閾值調整注入(低濃度n型注入LDN)。...圖33。

進行第3次光刻工序，進行保持電容Cst的下部電極注入。該注入是高濃度n型注入(HDN)。...圖34。

淀積柵極金屬膜，進行第4次光刻工序，利用濕蝕刻形成柵極電極GT。此時，施以過蝕刻(overetching)使得柵極電極的金屬膜的輪廓相對于抗蝕劑RST的輪廓向內側后退1μm左右。...圖35。

將圖35中的抗蝕劑RST用作掩模進行高濃度n型源極·漏極注入(HDN)。接著，除去抗蝕劑RST進行低濃度n型LDD(Lightly?DopedDrain)注入(LDN)。NMOSTFT一般漏電流較大，所以設置LDD區域利用電場減弱來抑制漏電流。可以利用電場減弱來提高抗熱載流子特性。...圖36。

進行第5次光刻，僅對PMOSTFT進行高濃度p型的高濃度注入(HDP)。...圖37。

淀積層間絕緣膜INS1，進行第6次光刻，利用干蝕刻或濕蝕刻形成接觸孔。淀積布線用金屬，進行第7次光刻，利用干蝕刻或濕蝕刻形成源極/漏極電極SD。...圖38。

淀積層間絕緣膜INS2和保護絕緣膜PAS，進行第8次光刻，形成接觸孔。淀積像素電極用透明導電膜，進行第9次光刻，形成像素電極PX。...圖39。

作為公開了這種現有技術的文獻，可以舉出非專利文獻1。