[發(fā)明專(zhuān)利]薄膜晶體管及顯示器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910008341.2
• 申請(qǐng)日: 2009-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101521231A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大力浩二;宮入秀和;黑川義元;山崎舜平;鄉(xiāng)戶(hù)宏充;河江大輔;小林聰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/78
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/78;H01L29/36;H01L27/12;H01L21/20;H01L21/265;G02F1/1362
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 屠長(zhǎng)存

技術(shù)領(lǐng)域

涉及薄膜晶體管或使用該薄膜晶體管工作的顯示器件。

背景技術(shù)

作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一種，已知將溝道形成區(qū)域形成于形成在具 有絕緣表面的襯底上的半導(dǎo)體層中的薄膜晶體管。已公開(kāi)將非晶硅、 微晶硅及多晶硅作為用于薄膜晶體管的半導(dǎo)體層使用的技術(shù)(參照專(zhuān) 利文獻(xiàn)1至5)。薄膜晶體管的典型的應(yīng)用例為液晶電視裝置，并且 作為構(gòu)成顯示面板的各像素的開(kāi)關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2001-053283號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)H5-129608號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2005-049832號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)4日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)H7-131030號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)5日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2005-191546號(hào)公報(bào)

溝道形成在非晶硅層中的薄膜晶體管只能得到0.4至 0.8cm²/V·sec左右的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，而且其導(dǎo)通電流低。另一方面， 溝道形成在微晶硅層中的薄膜晶體管具有比使用非晶硅的薄膜晶體 管高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率，但是截止電流高而不能得到充分的開(kāi)關(guān)特性。

多晶硅層成為溝道形成區(qū)域的薄膜晶體管具有如下特性：與上述 兩種薄膜晶體管相比，場(chǎng)效應(yīng)遷移率格外高，而能夠得到高導(dǎo)通電流。 由于所述特性，這種薄膜晶體管不僅可構(gòu)成設(shè)置在像素中的開(kāi)關(guān)用薄 膜晶體管，而且還可構(gòu)成被要求高速工作的驅(qū)動(dòng)器電路。

但是，與使用非晶硅層形成薄膜晶體管的情況相比，多晶硅層成 為溝道形成區(qū)域的薄膜晶體管需要使半導(dǎo)體層晶化的步驟，而增高制 造成本。例如，制造多晶硅層所需的激光退火技術(shù)有因激光束的照射 面積小而不能高效地生產(chǎn)大屏液晶面板的問(wèn)題。

用來(lái)制造顯示面板的玻璃襯底一年一年地大型化，如第3代 (550mm×650mm)、第3.5代(600mm×720mm或620mm×750mm)、第 4代(680mm×880mm或730mm×920mm)、第5代(1100mm×1300mm)、 第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代 (2200mm×2400mm)，以后預(yù)計(jì)大面積化到第9代(2400mm×2800mm 或2450mm×3050mm)、第10代(2950mm×3400mm)。玻璃襯底的大 型化基于成本最低化的思想。

但是，能夠在大面積母體玻璃襯底如第10代(2950mm×3400mm) 上高生產(chǎn)性地制造實(shí)現(xiàn)高速工作的薄膜晶體管的技術(shù)還沒(méi)確立，這是 產(chǎn)業(yè)界的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，目的之一是解決涉及薄膜晶體管的導(dǎo)通電流及截 止電流的上述問(wèn)題。另一目的是提供一種實(shí)現(xiàn)高速工作的薄膜晶體 管。

本發(fā)明之一的薄膜晶體管包括：添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素 的一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層，該一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層被設(shè)置為其至少一部分隔 著柵極絕緣層重疊于柵電極，并且形成源區(qū)及漏區(qū)；一對(duì)導(dǎo)電層，該 一對(duì)導(dǎo)電層至少部分地在柵極絕緣層上重疊于柵電極及添加有賦予 一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層，并被配置在溝道長(zhǎng)度方向 上；以及接觸柵極絕緣層和一對(duì)導(dǎo)電層并且延伸在該一對(duì)導(dǎo)電層之間 的非晶半導(dǎo)體層。

本發(fā)明之一的薄膜晶體管包括：覆蓋柵電極的柵極絕緣層；被設(shè) 置在柵極絕緣層上的非晶半導(dǎo)體層；添加有賦予一導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素 的一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層，該一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層被設(shè)置在非晶半導(dǎo)體層 上，并且形成源區(qū)及漏區(qū)；以及一對(duì)導(dǎo)電層，該一對(duì)導(dǎo)電層被設(shè)置在 柵極絕緣層和非晶半導(dǎo)體層之間，其至少一部分重疊于添加有賦予一 導(dǎo)電型的雜質(zhì)元素的一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層，并且在源區(qū)和漏區(qū)之間相 離。

本發(fā)明之一的薄膜晶體管包括：隔著柵極絕緣層重疊于柵電極的 一對(duì)導(dǎo)電層；覆蓋一對(duì)導(dǎo)電層的非晶半導(dǎo)體層；以及添加有賦予一導(dǎo) 電型的雜質(zhì)元素的一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層，該一對(duì)雜質(zhì)半導(dǎo)體層被設(shè)置在 非晶半導(dǎo)體層上，并且形成源區(qū)及漏區(qū)，其中非晶半導(dǎo)體層延伸在一 對(duì)導(dǎo)電層之間。

薄膜晶體管由施加到柵電極的電壓控制流過(guò)源區(qū)及漏區(qū)之間的 載流子(電子或空穴)，該流過(guò)源區(qū)及漏區(qū)之間的載流子流過(guò)重疊于 柵電極的導(dǎo)電層、從該導(dǎo)電層上延伸在溝道長(zhǎng)度方向上的非晶半導(dǎo)體 層。