JP2011192771A - 薄膜トランジスタとその製造方法と電気光学装置と電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】まず、基板10上にゲート電極11を形成する。次に、基板10上に、ゲート電極11を平面視で覆うゲート絶縁膜12を形成し、その上に、チャネル領域13cとソース領域13sとドレイン領域13dとを有する非晶質の半導体膜13を形成し、その上に、チャネル領域13cを平面視で覆うチャネル保護層14を形成する。次に、半導体膜13とチャネル保護層14とにレーザーを照射することにより、チャネル領域13cを微結晶化する。次に、半導体膜13上に、チャネル保護層14を平面視で覆い、ソース領域13sとドレイン領域13dとに平面視で重なる導電膜を形成する。次に、導電膜をエッチングしてソース電極16sとドレイン電極16dとを形成する。
【選択図】図1
Description
この製造方法によれば、チャネル保護層越しのレーザーの照射条件を、半導体膜のうちチャネル保護層と平面視で重ならない部分の少なくとも一部が非晶質のまま残るように低くしても、チャネル保護層の蓄熱作用により、半導体膜のうちチャネル保護層と平面視で重なる部分を微結晶化させることができる。つまり、この製造方法によれば、レーザーの照射条件を低く抑制して膜飛びを抑制することができる。また、この製造方法によって製造されたTFTでは、半導体膜のうち、チャネル保護層と平面視で重なる部分が微結晶化されているから、その特性は、微結晶化されていない従来のものに比べて大幅に向上する。また、このTFTでは、チャネル保護層と平面視で重ならない部分の少なくとも一部が非晶質のまま残るから、多層化せずともオフ電流を抑制することができる。
このTFTでは、半導体膜のうち、チャネル保護層と平面視で重なる部分が微結晶化されているから、その特性は、微結晶化されていない従来のものに比べて大幅に向上する。また、このTFTでは、ゲート電極と平面視で重ならない部分は非晶質のままであるから、多層化せずともオフ電流を抑制することができる。また、このTFTの製造工程において、チャネル保護層越しにレーザーを照射するようにし、その照射条件を、半導体膜のうちゲート電極と平面視で重ならない部分が非晶質のまま残るように低くしても、チャネル保護層及びゲート絶縁膜の蓄熱作用により、半導体膜のうちゲート電極と平面視で重なる部分を微結晶化させることができる。つまり、このTFTによれば、その製造工程において、レーザーの照射条件を低く抑制して膜飛びを抑制することができる。
図1及び図2は、本発明の第1実施形態に係るTFTの製造工程を示す断面図である。本実施形態に係るTFTは、ボトムゲート構造を有するエッチ・ストッパ型のTFTであり、その製造工程は、一部を除いて、ボトムゲート構造を有するエッチ・ストッパ型の非晶質シリコンTFTを製造するための一般的な工程と同様であり、具体的には次に述べる通りである。
図5は、本発明の第2実施形態に係るTFTの製造工程の一部を示す断面図である。第2実施形態に係るTFTの製造工程が第1実施形態に係るTFTの製造工程と異なるのは、ゲート電極11が可視光を反射する反射電極である点と、ゲート絶縁膜12の膜厚がL4である点と、半導体膜13のうちチャネル領域13c以外の部分もグリーンレーザーを用いたレーザーアニールによって改質される点のみである。なお、本実施形態についても、緑色光以外の可視光を用いる固体レーザーを採用してもよい。
尚、本実施形態では、微結晶化により結晶粒径B(120〜130nm)を得る例を記載しているが、これに限定されるものではない。本実施形態において、微結晶とは、粒径が多結晶と言われる粒径300nmより小さく、非晶質と言われる粒径10nmより大きい範囲を指す。結晶粒径は、電子顕微鏡で確認できる。結晶粒径が確認できない場合は、非晶質であるが、ラマン散乱測定から特定のピーク波数を検出することでも確認できる。すなわち、520cm-1付近に鋭いピークがでると、多結晶シリコン(Si)であり、全くピークが出ず480cm-1に緩やかな山があると非晶質シリコン(Si)である。
次に、第1実施形態に係るTFTを適用した電気光学装置について説明するが、第2実施形態に係るTFTについても同様の適用が可能である。電気光学装置は、供給された電気エネルギーに応じて光学特性が変化する電気光学素子を備えた装置である。電気光学装置としては、電気光学素子として液晶素子を備えた液晶装置や、電気光学素子としてEL(electro-luminescent)素子を備えたEL装置を例示可能である。
次に、複数の電気光学素子を備えた電気光学装置を適用した電子機器について説明するが、備える電気光学素子の数が単数の電気光学装置についても電子機器への適用が可能である。
図8は、複数の電気光学素子を備えた電気光学装置を表示装置100として採用した可搬型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、各種の画像を表示する表示装置100と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。
Claims (7)
- 基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に、非晶質の半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上の前記ゲート電極に平面視で重なる領域にチャネル保護層を形成する工程と、
前記半導体膜と前記チャネル保護層とにレーザーを照射することにより、前記半導体膜のうち前記チャネル保護層と重なる部分を微結晶化する工程と、
前記半導体膜に接続されたソース電極とドレイン電極とを形成する工程と
を有する薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記半導体膜の厚さは30nm以上100nm以下であり、
前記チャネル保護層の厚さは30nm以上80nm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記レーザーは、紫外線を用いたエキシマレーザー、又は可視光を用いた固体レーザーである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜の厚さは150nm以上200nm以下であり、
前記レーザーは、可視光を用いた固体レーザーであり、
前記微結晶化する工程では、前記レーザーの照射により、前記半導体膜のうち前記ゲート電極と平面視で重なる部分を微結晶化する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の薄膜トランジスタの製造方法。 - 基板上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆うゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成され、非晶質のソース領域とドレイン領域、並びに微結晶化されたチャネル領域とを有する半導体膜と、
前記半導体膜のチャネル領域を覆うチャネル保護層と、
前記ソース領域に重なるソース電極と、
前記ドレイン領域に重なるドレイン電極とを
備えたことを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 請求項5に記載の薄膜トランジスタと、
前記基板上に形成され、供給された電気エネルギーに応じて光学特性が変化する電気光学素子とを備え、
前記薄膜トランジスタは、前記電気光学素子に供給する電気エネルギーを制御する
ことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項6に記載の電気光学装置を備える電子機器。
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