TWI389319B

TWI389319B - 薄膜電晶體製造方法，薄膜電晶體及使用該薄膜電晶體之顯示裝置

Info

Publication number: TWI389319B
Application number: TW97118524A
Authority: TW
Inventors: Motohiro Toyota; Toshiaki Arai
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2013-03-11
Also published as: CN101330023B; CN101330023A; TW200908335A; JP2009027122A

Description

薄膜電晶體製造方法，薄膜電晶體及使用該薄膜電晶體之顯示裝置

本發明係關於一種薄膜電晶體製造方法、薄膜電晶體及使用該薄膜電晶體之顯示裝置。

本發明包含與2007年6月20日在日本專利局所申請的日本專利申請案JP 2007－162207以及2007年10月3日在日本專利局所申請的日本專利申請案JP 2007－259502有關的主旨，該等申請案之全部內容係以引用之方式併入本文中。

近年來一直將注意力集中在一種類型的平板顯示器(即，經調適用以使用有機EL(電致發光)來顯示視訊之顯示裝置)上。此類型的顯示裝置或有機EL顯示器提供優良特徵，包括由於有機發光元件本身之發光所致的寬視角及低功率消耗。此外，有機EL顯示器提供對高速度高清晰度視訊信號的快速回應。因此，在對商業化進行開發努力，尤其在視訊及其他磁區中。

主動矩陣(其中將薄膜電晶體(TFT)用作驅動元件的有機EL顯示器之驅動方法)在回應時間及解析度方面係優於傳統被動矩陣。因此，此驅動方法係視為尤其適用於具有上述特徵的有機EL顯示器。一主動矩陣有機EL顯示器包括具有發光材料的至少有機發光元件(有機EL元件)以及具有經調適用以驅動有機發光元件之TFT的驅動面板。此驅動面板及密封面板係經由黏性層與夾在二者之間的有機EL元件接合在一起。此外，主動矩陣有機EL顯示器包括至少一切換電晶體以及作為構成有機EL顯示器的TFT之驅動電晶體。切換電晶體控制像素對比度。驅動電晶體控制有機EL元件之發光。

在此有機EL顯示器中，控制驅動電晶體之閘極電壓會調節流入有機EL元件的電流，因此控制顯示器灰階。因此，若流經驅動電晶體的電流因像素而明顯彼此不同，則顯示器之發光亮度因像素而彼此不同。即，有機EL元件之發光取決於流經驅動電晶體的電流。因此抑制有機EL顯示器中的驅動電晶體電流之變化對於顯示優良影像係極重要的。

TFT電流之變化背後的一個因素係TFT的"長度L"之變化。在本文中，術語"TFT的長度L"指TFT的源極至汲極距離。即，通道蝕刻停止的完成的源極至汲極距離係長度L。因此，若此源極至汲極距離橫跨完成的表面而明顯變化，則為TFT特徵之一的開啟電流將相應地變化。

順便提及，TFT的長度L之變化的存在或缺少係瞭解為取決於形成一通道保護膜之精度。通道保護膜在形成源極及汲極期間用作蝕刻停止。即，通道保護膜係通常藉由下列方式形成：首先在採用絕緣材料所形成的一膜之頂部上形成一光阻圖案並接著遮蔽而且蝕刻該光阻圖案。然而，在蝕刻程序中，若蝕刻速率變化，則TFT中的源極至汲極距離將相應地變化。

對以上問題的可行解決方式為使用自閘極電極的背面曝光藉由自對準曝光及顯影來減小變化。然而，此解決方式可能不會補充蝕刻程序中蝕刻速率的變化。因此，一問題保持待解決：即，蝕刻速率的變化將導致TFT之長度L的變化。

另一方面，減小通道保護膜之形成期間蝕刻偏移的變化之可行解決方式為藉由各向異性乾式蝕刻來選擇性乾式蝕刻在矽膜之頂部上所形成的通道保護膜。然而，均勻的各向異性蝕刻由於各向異性離子碰撞而損壞在蝕刻通道保護膜期間用作光罩的光阻圖案。因此，光阻圖案本身可後退以反映各向異性乾式蝕刻中的變化。因此，均勻的各向異性乾式蝕刻無法避免完成的源極至汲極距離的變化之問題。

另一方面，難以達到對矽的近似無限選擇性，例如在使用氟化氫溶液的蝕刻程序中。相反地，[停止蝕刻速率/矽損壞速率]至多為2至10。因此，若用作停止的通道保護膜係在一個行程中透過其整個厚度而乾式蝕刻，則有必要進行過蝕刻，此對由透過整個膜厚度之蝕刻產生的時間之變化係適當的。此導致過蝕刻佔用較多時間，從而可能需要矽膜為較厚。此外，若通道區域上的通道保護膜係蝕刻至矽以採用氟化氫溶液進行圖案化，則此溶液可透過矽膜之針孔而找到出路，因此蝕刻閘極絕緣膜。此可能會導致閘極絕緣膜之減小層間絕緣能力。

日本專利第2915397號揭示用作蝕刻停止的絕緣膜之混合層狀結構。此結構抑制藉由採用氟化氫溶液進行蝕刻所引起的錐形部分之突出，因此預防電晶體洩漏。然而，在濕式蝕刻或等向性蝕刻二層至矽表面中，所蝕刻的停止絕緣膜在濕式蝕刻程序中作為用於其餘停止絕緣膜的光罩，而不管蝕刻停止的層狀結構之類型。因此，由等向性蝕刻變化產生的尺度變化係不可避免的。

日本專利特許公開案第Hei 9－298303號揭示通道保護膜的層狀結構。此結構抑制對藉由氫氟酸透過乾式蝕刻期間的針孔之滲透所引起的閘極絕緣膜之損壞。該結構亦提供(例如)對矽的減小蝕刻損壞。然而，在蝕刻頂部層並移除光阻之後在蝕刻層狀結構之底部層期間，將頂部層本身用作光罩。因此，蝕刻結束時頂部層的尺寸係採用現有方式轉移為長度L。此導致長度L因頂部層之蝕刻變化所致的變化。

日本專利特許公開案第Hei 6－188422號揭示通道保護膜的層狀結構。在隨形成同一膜之後的程序(n＋層的蝕刻程序)中，頂部層具有比底部層低的蝕刻速率以便提供通道保護膜之其餘厚度的減小變化。此提供電晶體特徵的減小變化。然而，本文中所用的術語"電晶體特徵的變化"並非關於由通道保護膜本身之蝕刻產生的長度L之變化。因此，藉由長度L之變化所引起的問題保持待解決。

已根據相關技術中固有的上述問題實施本發明，而且需要提供薄膜電晶體或TFT製造方法，其能抑制TFT之長度L的變化而不超過需要地增加矽膜厚度並因此形成具有小特徵變化的TFT。亦需要提供一TFT及使用其之顯示裝置。

需要本具體實施例提供一TFT製造方法。該TFT製造方法包括下列步驟：在一絕緣基板上接連形成一閘極電極、閘極絕緣膜以及非晶矽膜；在將用作該非晶矽膜之一通道區域的區域中形成一通道保護膜；以及接連在該通道保護膜及非晶矽膜之頂部上形成一n＋矽膜。該方法進一步包括圖案化非晶矽膜及n＋矽層以選擇性地保留與源極及汲極電極相關聯的區域之步驟。接著，第三步驟使用通道保護膜作為蝕刻停止以選擇性地移除與通道區域相關聯的n＋矽膜及金屬層之區域，因此由n＋矽膜形成源極及汲極區域並且亦由金屬層形成源極及汲極電極。形成通道保護膜之步驟形成同一膜以便該膜具有由具有不同蝕刻速率之複數個層構成的一層狀結構而且以便該層狀結構之最低層具有重設除最低層以外的層之蝕刻變化的選擇性。

依據具有上述步驟的TFT製造方法，通道保護膜具有由具有不同蝕刻速率之複數個層構成的一層狀結構，而且該層狀結構之最低層具有重設蝕刻變化的選擇性。因此，在通道保護膜之蝕刻中，能(例如)藉由導致小尺度偏移的蝕刻方法來蝕刻除最低層以外的層。同時，能藉由採用小等向性蝕刻組件的各向異性乾式蝕刻方法來蝕刻最低層。此可採用抑制如完成的自光阻光罩尺寸之長度L的變化而不超過需要地增加非晶矽膜厚度的方式形成一TFT。因此，能形成一電晶體，其提供與相關技術比較之較小特徵變化。此外，能藉由乾式蝕刻來蝕刻就在非晶矽膜之頂部上的層而無需使用為化學蝕刻劑的氟化氫溶液。此舉預防由藉由已透過針孔找到其出路的氟化氫溶液而錯誤的蝕刻閘極絕緣膜產生的同一膜之減小層間絕緣能力的潛在風險。

依據本發明之一具體實施例的方法能抑制TFT之長度L的變化而不超過需要地增加非晶矽膜厚度，因此允許形成具有小特徵變化的TFT。因此，包括此類TFT的顯示裝置由於TFT之小特徵變化而提供逐像素發光亮度以及其他特徵之減小變化。此最後貢獻顯示裝置之優良影像品質。

以下根據附圖提供依據本發明之薄膜電晶體製造方法的說明，薄膜電晶體以及使用該薄膜電晶體之顯示裝置。

首先，以可操作以使一有機EL元件使用一TFT作為驅動元件來發光的有機EL顯示器作為範例來說明顯示裝置。

圖1係解說包括TFT之一有機EL顯示器之組態範例的解釋性視圖。

該圖中所解說的有機EL顯示器具有形成為絕緣基板1上之驅動元件的TFT 10。此外，一絕緣拋光膜31係均勻地形成於TFT 10之頂部上。此外，形成複數個有機EL元件32。有機EL元件32之每一者包括一反射電極32A、有機發光層32B及透明電極32C。此外，一電極間絕緣膜33經形成以將有機EL元件32彼此分離。另一絕緣拋光膜34係形成於電極間絕緣膜33之頂部上。最後，一透光基板35經形成以於其本身與絕緣基板1之間夾置上述膜、元件以及層。若預定電壓係施加在如以上說明組態之有機EL顯示器中的反射電極32A與透明電極32C之間，則有機發光層32B將發光，從而向上投影發射的光束L2及L3。

應注意，儘管本文中已說明所謂的頂部發射有機EL顯示器，但是可另外使用底部發射或雙發射有機EL顯示器。

圖2A及2B係解說有機EL顯示器之像素電路組態的範例之解釋性視圖。在本文中，一主動矩陣有機EL顯示器係視為使用有機EL元件作為驅動元件的一範例。

如圖2A所解說，顯示區域40a及周邊區域40b係提供在有機EL顯示器之基板40上。顯示區域40a具有複數個水平配置的掃描線41以及複數個垂直配置的信號線42。像素"a"係佈置在掃描線41與信號線42之間的交叉點之每一者處以形成一像素陣列區段。像素"a"之每一者具有一有機EL元件。周邊區域40b具有一掃描線驅動電路43以及信號線驅動電路44。掃描線驅動電路43掃描並驅動掃描線41。信號線驅動電路44依據亮度資訊供應一視訊信號(即，輸入信號)至信號線42。

假定顯示區域40a具有用於不同顏色成分或R、G及B的有機EL元件之混合物以顯示全色影像，而且有機EL元件係依據預定規則配置在一矩陣圖案中。所佈置的有機EL元件之數目以及由相同元件所佔用的區域對於不同顏色成分可以為相等。或者，依據各顏色成分的能量成分，數目及區域對於不同顏色成分可以為不同。

如圖2B所解說，像素"a"之每一者中的像素電路包括(例如)有機EL元件32、驅動電晶體Tr、可寫入電晶體(取樣電晶體)WS以及保持電容Cs。因為藉由掃描線驅動電路43驅動掃描線41，所以藉由保持電容Cs來保持經由寫入電晶體 WS從信號線42所寫入的視訊信號。與藉由電容Cs所保持的信號之位準相稱的電流係供應至有機EL元件32。有機EL元件32以與電流之數量相稱的亮度來發光。

應該注意，上述像素電路組態僅為一範例。可按需要添加電容元件。此外，像素電路可包括複數個電晶體。此外，依據對像素電路進行的改變而在周邊區域40b中添加必要的驅動電路。

此類有機EL顯示器控制驅動電晶體Tr之閘極電壓，因此控制流入有機EL元件32的電流之數量並調節顯示器灰階。若流經驅動電晶體的電流因像素而明顯彼此不同，則顯示器之發光亮度因像素而彼此不同。即，有機EL元件32之發光取決於流經驅動電晶體Tr的電流之數量。因此抑制有機EL顯示器中的驅動電晶體電流之變化對於顯示優良影像係極重要的。

由以上說明的有機EL顯示器所代表的顯示裝置可應用為所有磁區之電子設備的顯示裝置，其用於顯示一影像或饋送至電子設備或在其中產生的視訊信號之視訊。以下說明具有顯示裝置的電子設備之特定範例。

應該注意，顯示裝置包括具有以模數形式的密封組態之裝置。例如，此類顯示裝置當中的一個顯示裝置係藉由將由透明玻璃或其他材料製造的相對區段附於像素陣列區段而形成的顯示模組。透明相對區段可具有彩色濾波器、保護膜與以上說明的額外光屏蔽膜。此外，顯示模組可具有一電路區段，其經調適用以准許交換外部設備與像素陣列區段之間的信號。顯示模組亦可具有一FPC(撓性印刷電路)。

圖3係解說為電子設備之一特定範例的一電視機之透視圖。該圖中所解說的電視機包括一視訊顯示螢幕區段101。同一區段101包括一前面板102、濾波器玻璃103以及其他組件。藉由使用一顯示裝置作為視訊顯示螢幕區段101來製造該電視機。

圖4A及4B係解說為電子設備之一特定範例的一數位相機之透視圖。圖4A係如從前面所看見的透視圖。圖4B係如從後面所看見的透視圖。該等圖中所解說的數位相機包括用於閃光的一發光區段111、顯示區段112、選單開關113、快門按鈕114以及其他組件。藉由使用一顯示裝置作為顯示區段112來製造該數位相機。

圖5係解說為電子設備之一特定範例的一膝上型個人電腦之透視圖。該圖中所解說的膝上型個人電腦包括一主體121、經調適用以操作用於輸入文字及其他資訊之鍵盤122、用於影像顯示的顯示區段123以及其他組件。藉由使用一顯示裝置作為顯示區段123來製造該膝上型個人電腦。

圖6係解說為電子設備之一特定範例的一視訊攝錄像機之透視圖。該圖中所解說的視訊攝錄像機包括一主體區段131、透鏡132、成像啟動/停止開關133、顯示區段134以及其他組件。面向前透鏡132經調適用以成像物件並佈置在該視訊攝錄像機之側上。藉由使用一顯示裝置作為顯示區段134來製造該視訊攝錄像機。

圖7A至7G係解說為電子設備之一特定範例的一可攜式終端機裝置(例如行動電話)之圖式。圖7A係如打開的行動電話之正視圖。圖7B係其側視圖。圖7C係如閉合的行動電話之正視圖。圖7D係其左側視圖。圖7E係其右側視圖。圖7F係其俯視圖。圖7G係其仰視圖。依據本應用範例之行動電話包括一上外殼141、下外殼142、連接區段(在此範例中為鉸鏈區段)143、顯示器144、子顯示器145、圖片光146、相機147以及其他組件。藉由使用顯示裝置作為顯示器144及子顯示器145來製造該行動電話。

將更詳細說明TFT 10，其係用作如以上說明所組態之有機EL顯示器中的驅動元件。

圖8A至8D係解說TFT製造步驟之概要的解釋性視圖。

在TFT 10的製造中，首先藉由如圖8A中解說的濺鍍將厚度約100 nm之鉬(Mo)膜均勻地形成於包括玻璃或塑膠材料的絕緣基板1之頂部上。接著，該鉬膜係藉由光微影來蝕刻以圖案化成預定形狀，因此形成一閘極電極2。除Mo以外，諸如鉻(Cr)及鈦(Ti)之其他金屬可用以形成閘極電極2，只要該金屬具有足夠高的熔點來抵抗由稍後程序中的非晶矽膜4之結晶產生的熱條件下之退化。

在形成閘極電極2之後，藉由電漿CVD將厚度約160 nm之二氧化矽膜(SiO₂ )均勻地形成於絕緣基板1及閘極電極2之頂部上，因此形成一閘極絕緣膜3。應該注意閘極絕緣膜3不必包括SiO₂ 。相反地，同一膜3可包括由(例如)三種材料(即，SiO₂ 、氮化矽(SiN)及氮氧化矽(SiON))之一種或複數種構成的絕緣材料。

此外，例如藉由電漿CVD將厚度約30 nm之非晶矽膜4形成於閘極絕緣膜3之頂部上。

在形成非晶矽膜4之後，例如在430℃下於氮大氣爐中執行脫氫退火作為預先退火程序。在此預先退火程序之後，採用準分子雷射束(λ＝308 nm)來照射非晶矽膜4以進行結晶退火。用於此雷射退火程序的雷射束不必為準分子雷射或脈衝式波雷射，而且可改為連續波固態雷射。

在雷射退火程序中，可例如藉由CVD將一氮化矽、二氧化矽或其他膜形成於非晶矽膜4之頂部上作為抗反射膜以便確保矽之結晶中的高效率。在此情況下，非晶矽膜4上的抗反射膜可用作通道保護膜之底部蝕刻停止層而非在雷射退火程序之後進行移除。

用於雷射退火程序的波長在諸如準分子雷射束(λ＝308 nm)之矽吸收頻帶中不必為一。相反地，若一二氧化矽、氮化矽或其他膜係形成於矽之頂部上作為經調適用以預防雜質擴散的一緩衝層(雜質擴散預防層)而且若Mo或其他膜係經由該緩衝層形成為一光熱轉換層，則例如λ＝800 nm之波長可用於退火程序。同樣在此情況下，該光熱轉換層可用作通道保護膜之底部蝕刻停止層而非在雷射退火程序之後進行移除。或者，可移除該光熱轉換層，但是將該緩衝層用作底部蝕刻停止層。

應該注意若結晶沒有必要或者若在膜形成步驟中(在 CVD室中)達到必要結晶，則不必需要上述脫氫退火或雷射退火。在此情況下，可藉由電漿CVD在形成閘極絕緣膜3及矽膜4期間連續形成蝕刻停止膜5a及5b。稍後將說明蝕刻停止膜5a及5b。

在藉由退火程序形成非晶矽膜4之後，在非晶矽膜4之頂部上形成底部蝕刻停止膜5a(下文簡稱為"底部膜")以及頂部蝕刻停止膜5b(下文簡稱為"頂部膜")以形成通道保護膜。更明確而言，例如藉由電漿CVD將厚度約20 nm之二氧化矽膜形成為底部膜5a，而且將厚度約300 nm之氮化矽膜形成為頂部膜5b以便彼此疊加二個膜。應該注意氮氧化矽膜可用作底部及頂部膜5a及5b而非二氧化矽或氮化矽膜，只要此等膜適當用作蝕刻停止。或者，底部及頂部膜5a及5b可具有由二氧化矽膜、氮化矽膜或氮氧化矽膜以及其他類型的膜構成的層狀結構。

然而，底部及頂部膜5a及5b在蝕刻速率上係彼此不同的。更明確而言，二個膜具有滿足稍後給定的條件之蝕刻速率及厚度。

在形成如以上說明所形成的底部及頂部膜5a及5b之後，在與其中形成通道保護膜之位置相關聯的位置處藉由光微影形成光阻光罩9。

接著，如圖8B及8C中所解說來蝕刻由底部及頂部膜5a及5b構成的層狀結構以在將用作非晶矽膜4之通道區域的區域中形成通道保護膜。然而，應該注意，在複數個步驟中分離地執行此時的蝕刻程序。更明確而言，在二個步驟 (即，經調適用以蝕刻頂部膜5b的第一步驟(參考圖8B)以及經調適用以蝕刻底部膜5a的第二步驟(參考圖8C))中進行蝕刻程序。

第一蝕刻步驟(下文簡稱為"第一蝕刻")使用導致小尺度偏移的蝕刻技術。存在使用氟化氫溶液的蝕刻(濕式蝕刻)、在受具有小光阻損壞的等向性蝕刻支配之模式中的乾式蝕刻(PE模式乾式蝕刻)以及使用電漿反應種的蝕刻(CDE：化學乾式蝕刻)，作為(例如)導致小尺度偏移的技術。

應注意，第一蝕刻對底部膜5a應該具有足夠的選擇性(待移除之材料與光罩材料之蝕刻速度的比率)。在此方面，能(例如)藉由提供底部與頂部膜5a與5b之間之接近度的差異來確保足夠的選擇性。能藉由控制諸如功率、電極至電極之間隙、壓力以及材料氣體混合比率之參數來提供此差異。或者，一二氧化矽膜可用作底部膜5a，而且一氮化矽膜可用作頂部膜5b。結果，能藉由涉及添加氮至以氟碳化合物為基礎之氣體的化學乾式蝕刻來提供至二氧化矽膜之約8的選擇性。在此情況下，能提供以上選擇性而無膜之接近度方面的任何約束。

第二蝕刻步驟(下文簡稱為"第二蝕刻")使用採小等向性蝕刻組件的蝕刻技術。採用小等向性蝕刻組件之此類蝕刻技術當中的一項蝕刻技術係各向異性乾式蝕刻。更明確而言，此技術之一範例係在各向異性乾式蝕刻模式與允許選擇性蝕刻矽之RIE模式中進行的各向異性乾式蝕刻。在涉及添加氫至以氟碳化合物為基礎之氣體中或至SF₆ 氣體中的氣體電漿條件下，進行此各向異性乾式蝕刻。

應注意，若執行乾式蝕刻(在受等向性蝕刻所支配的模式中)作為第一蝕刻，則可接連在同一乾式蝕刻裝置中執行第二蝕刻，而不將蝕刻模式切換至受各向異性蝕刻支配的模式而破壞真空。

順便提及，在涉及由第一及第二蝕刻構成之複數個蝕刻步驟的蝕刻程序中，設定底部及頂部膜5a及5b之厚度以及第一及第二蝕刻之蝕刻速率以便滿足以下給定的關係。

即，藉由Bt(nm)表示頂部膜5b之厚度，藉由At(nm)表示底部膜5a之厚度，以及藉由Sit(nm)表示用作非晶矽膜4之通道區域的區域之膜厚度。此外，藉由Bs1(nm/min)±Bu1(%)表示頂部膜5b之蝕刻速率及其在第一蝕刻中的變化而且藉由As1(nm/min)±Au1(%)表示底部膜5a之蝕刻速率及其在第一蝕刻中的變化。此外，藉由Bs2(nm/min)±Bu2(%)表示頂部膜5b之蝕刻速率及其在第二蝕刻中的變化，藉由Sis2(nm/min)±Siu2(%)表示底部膜5a之蝕刻速率及其在第二蝕刻中的變化，以及藉由As2(nm/min)±Au2(%)表示非晶矽膜4之蝕刻速率及其在第二蝕刻中的變化。在此情況下，設定底部及頂部膜5a及5b與非晶矽膜4之厚度以及第一及第二蝕刻之條件(例如，技術及參數)以便滿足下列關係，即，Bs1>As1，As2>Sis2，At>[2×Bs1×Bu1×Bt×As1×(100＋Au1)]/[Bs1×Bs1×(100－Bu1)(100＋Bu1)]以及Sit>[At×Sis2×(100＋Siu2)]/[As2×(100－Au2)]。

藉由滿足以上關係，在底部膜5a藉由圖8B中所解說的蝕刻而消失之前完成頂部膜5b的蝕刻，而同時抑制引起自光阻光罩9的尺度偏移之損壞(引起尺度偏移的蝕刻損壞)。此外，即使在頂部膜5b的尺寸於其蝕刻之後變化的情況下，仍抑制引起自光阻光罩9的尺度偏移之損壞。因此，使用同一光阻光罩9的底部膜5a之第二蝕刻將適應頂部膜5b的尺寸之變化。

在隨後的第二蝕刻中，非晶矽膜4之頂部上的底部膜5a經歷各向異性選擇性乾式蝕刻，如圖8C所解說。在此蝕刻步驟之後，保持未受第一蝕刻損壞的光阻光罩9之尺寸係採用現有方式轉移至底部膜5a上。因此，底部膜5a提供其變化得到抑制的完成的尺寸。此外，能適應頂部膜5b之蝕刻變化。

此外，第二蝕刻需要蝕刻底部膜5a之厚度。因此，依據對矽的蝕刻選擇性所需要的膜厚度限度為較小。

此外，在乾式蝕刻就在非晶矽膜4之頂部上的底部膜5a期間，第二蝕刻在沒有為化學蝕刻劑之氟化氫溶液的情況下進行。此舉消除由藉由已透過針孔找到其出路的氟化氫溶液而錯誤的蝕刻閘極絕緣膜3產生的同一膜3之減小層間絕緣能力的潛在風險。

在本文中，假定將第一蝕刻中的頂部膜5b之蝕刻速率及其變化與底部膜5a之蝕刻速率及其變化分別設定為80(nm/min)±10(%)與10(nm/min)±10(%)，而且將第二蝕刻中的底部膜5a之蝕刻速率及其變化與非晶矽膜4之蝕刻速率及其變化分別設定為40(nm/min)±10(%)與5(nm/min)±10(%)。假定頂部膜5b係300 nm厚，因此若底部膜5a係8.3 nm或較大而且非晶矽膜4係1.3 nm或較大，則光阻光罩9之尺度將採用現有方式轉移以形成具有最小變化的通道保護膜而不損失底部膜5a或非晶矽膜4之任一者。

應該注意非晶矽膜4之1.3 nm或較大之厚度對應於能預防同一膜4之完全損失的最小厚度。因此，實務上，非晶矽膜4較佳具有包括接觸層區域中所需要的最小厚度之一厚度(例如，10 nm)。更明確而言，同一膜4應大概為約30 nm厚。

如以上所說明，在形成具有由底部及頂部膜5a及5b構成的層狀結構之通道保護膜之後，在通道保護膜以及非晶矽膜4之頂部上形成厚度約50 nm之n＋非晶矽膜6，如圖8D所解說。接著，非晶矽膜4及n＋非晶矽膜6係圖案化成一島形圖案以選擇性地保留與源極及汲極電極相關聯的區域(即，與閘極電極2相關聯的區域)。此外，形成一金屬層7。同一層7具有由厚度約50 nm之鈦層、厚度約250 nm之鋁層以及厚度約50 nm之另一鈦層構成的三層結構。最後，使用通道保護膜作為蝕刻停止來進行蝕刻以選擇性地移除與通道區域相關聯的n＋非晶矽膜6及金屬層7之區域。此舉由n＋非晶矽膜6形成源極及汲極區域並由金屬層7形成源極及汲極電極。

在此步驟之後，形成厚度約300 nm之鈍化膜8。同一膜8包括一氮化矽膜。接著，圖案化接觸孔部分。

因此，藉由以上說明的步驟製造TFT 10。

具有上述步驟的TFT 10之製造方法以及因該製造方法而獲得的FTF10提供由具有不同蝕刻速率之底部及頂部膜5a及5b構成的層狀結構。對應於層狀結構的最低層之底部膜5a具有重設為層狀結構之另一層的頂部膜5b之蝕刻變化的選擇性。在經調適用以形成一通道保護膜的蝕刻程序中，頂部膜5b之第一蝕刻使用導致自光阻光罩的小尺度偏移之蝕刻技術以抑制光阻光罩9之腐蝕。底部膜5a之第二蝕刻使用採用小等向性蝕刻組件的各向異性乾式蝕刻技術。此可採用抑制如完成的自光阻光罩尺寸之長度L的變化而不超過需要地增加非晶矽膜厚度的方式形成TFT 10。因此，能形成TFT 10，其具有與相關技術比較之較小特徵變化。此外，能藉由乾式蝕刻來蝕刻就在非晶矽膜4之頂部上的層而無需使用為化學蝕刻劑的氟化氫溶液。此舉預防由藉由已透過針孔找到其出路的氟化氫溶液而錯誤的蝕刻閘極絕緣膜3產生的同一膜3之減小層間絕緣能力的潛在風險。

即，用作通道蝕刻停止的通道保護膜具有由具有不同蝕刻速率之底部及頂部膜5a及5b構成的層狀結構。採用將光阻腐蝕至小程度的此方式來蝕刻頂部膜5b。底部膜5a具有重設頂部膜5b之蝕刻變化的選擇性。此外，底部膜5a經歷各向異性乾式蝕刻以進行選擇性移除來抑制TFT 10之長度L的變化。此舉允許形成具有小特徵變化的TFT 10。

此係極有效，尤其當使用諸如有機EL顯示器之一裝置時，在該裝置中流經電晶體的電流之數量決定亮度。此原因係電流之變化的減小在此裝置中係重要的。特定言之，對於大螢幕顯示器，使用通道保護膜作為蝕刻停止的電晶體係有效的。然而，在此情況下，單獨增加通道保護膜之垂直方向上的均勻性(沿厚度的均勻性)係不夠的。除非保證通道方向(平面方向)上的均勻性，否則難以保持電流變化(例如)至10%或較小。相反，若如本文中所說明來組態TFT 10，則與相關技術比較，能明顯改良通道方向上的均勻性(長度L的變化)。因此，TFT 10將證明在達到大尺寸有機EL顯示器中的亮度均勻性中極有效。

如以上所說明，本文中說明的TFT 10及其製造方法能抑制長度L的變化而不超過需要地增加非晶矽膜4之厚度。此舉可以形成具有小特徵變化的TFT 10。因此，包括TFT 10的有機EL顯示器能由於TFT 10之小特徵變化而抑制不同像素之間的發光亮度之變化。此最後貢獻有機EL顯示器之優良影像品質。

儘管以上已說明一較佳具體實施例，但是本發明並不限於此而可在不脫離本發明之精神的情況下適當進行修改。

例如，以上已說明通道保護膜具有由底部及頂部膜5a及5b構成的二層結構之情況。然而，具有三或多層結構的同一膜能提供與本具體實施例相同的優點，只要最低層具有重設蝕刻變化的選擇性。

另一方面，材料、膜厚度及膜形成方法與本文中所引用的元件之條件並非特定限於以上內容而可按需要進行修改。

本發明不僅可適用於如以上說明的有機EL顯示器而且可適用於包括液晶元件作為顯示元件的液晶顯示裝置。同樣地在此申請案中，本發明提供與本文中所說明相同的優點。

1‧‧‧絕緣基板

2‧‧‧閘極電極

3‧‧‧閘極絕緣膜

4‧‧‧非晶矽膜

5a‧‧‧蝕刻停止膜/底部膜

5b‧‧‧蝕刻停止膜/頂部膜

6‧‧‧n＋非晶矽膜

7‧‧‧金屬層

8‧‧‧鈍化膜

9‧‧‧光阻光罩

10‧‧‧TFT

31‧‧‧絕緣拋光膜

32‧‧‧有機EL元件

32A‧‧‧反射電極

32B‧‧‧有機發光層

32C‧‧‧透明電極

33‧‧‧電極間絕緣膜

34‧‧‧絕緣拋光膜

35‧‧‧透光基板

40‧‧‧基板

40a‧‧‧顯示區域

40b‧‧‧周邊區域

41‧‧‧掃描線

42‧‧‧信號線

43‧‧‧掃描線驅動電路

44‧‧‧信號線驅動電路

101‧‧‧視訊顯示螢幕區段

102‧‧‧前面板

103‧‧‧濾波器玻璃

111‧‧‧發光區段

112‧‧‧顯示區段

113‧‧‧選單開關

114‧‧‧快門按鈕

121‧‧‧主體

122‧‧‧鍵盤

123‧‧‧顯示區段

131‧‧‧主體區段

132‧‧‧透鏡

133‧‧‧成像啟動/停止開關

134‧‧‧顯示區段

141‧‧‧上外殼

142‧‧‧下外殼

143‧‧‧連接區段

144‧‧‧顯示器

145‧‧‧子顯示器

146‧‧‧圖片光

147‧‧‧相機

Cs‧‧‧保持電容

L2‧‧‧光束

L3‧‧‧光束

Tr‧‧‧驅動電晶體

WS‧‧‧可寫入電晶體(取樣電晶體)

圖1係解說包括TFT之一有機EL顯示器的組態範例之解釋性視圖；圖2A及2B係解說有機EL顯示器之像素電路組態的範例之解釋性視圖；圖3係解說為電子設備之一特定範例的一電視機之透視圖；圖4A及4B係解說為電子設備之一特定範例的一數位相機之透視圖；圖5係解說為電子設備之一特定範例的一膝上型個人電腦之透視圖；圖6係解說為電子設備之一特定範例的一視訊攝錄像機之透視圖；圖7A至7G係解說為電子設備之一特定範例的一可攜式終端機裝置(例如行動電話)之圖式；以及圖8A至8D係解說本發明之一具體實施例所應用於的TFT製造步驟之概要的解釋性視圖