專利名稱：制造薄膜晶體管和液晶顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造用于諸如液晶顯示裝置那樣的顯示裝置的薄膜晶體管的方法，以及具有采用該方法制造的TFT的液晶顯示裝置。
近來關(guān)于諸如液晶顯示裝置那樣的顯示裝置的發(fā)展趨勢(shì)是朝向更大的屏幕面積和更高的清晰度。這一趨勢(shì)包括生產(chǎn)更大面積的玻璃襯底，同時(shí)使薄膜晶體管(以后稱為TFT)更小。為了以低成本生產(chǎn)TFT，最好在400℃或更低的溫度下進(jìn)行大面積玻璃襯底的低溫處理。目前采用非晶硅(a-Si)的薄膜制造了用于這一目的的TFT，非晶硅能在低溫下較容易地使薄膜具有良好的均勻性。在制造這種a-Si TFT的過程中，已知有下面兩種方法來形成源區(qū)和漏區(qū)一種方法是，通過放電使含有雜質(zhì)的氣體如PH3氣的SiH4氣分解，以便淀積n+a-Si膜，由此形成源區(qū)和漏區(qū)；另一種方法是，通過放電使含有雜質(zhì)如攙入氫的PH3氣的氣體電離，并將所得離子加速和植入a-Si膜，沒有物質(zhì)分離，以便形成摻雜的膜如n+a-Si膜，由此形成源區(qū)和漏區(qū)。這一方法稱為離子流摻雜法，并在例如Japanese Patent Laid-Open PublicationNos，63-194326，4-39967，5-243270和6-37110中作了說明。
然而，由以上兩種常規(guī)方法形成的源區(qū)和漏區(qū)(n+a-Si膜)的電阻率高達(dá)103Ω·cm，這導(dǎo)致晶體管特性的下降。
本發(fā)明解決了上述與常規(guī)方法相關(guān)的問題，并提供了一種制造具有低電阻的源區(qū)和漏區(qū)的TFT的方法，還提供了一種液晶顯示裝置，該裝置在其顯示板中采用了這種TFT，并且能夠制成面積更大、清晰度更高的屏幕。
本發(fā)明的制造薄膜晶體管的方法包括以下步驟通過加速包括氫離子和周期表的第III族離子和第V族離子中的一種離子的等離子源，并同時(shí)將氫離子和第III族離子和第V族離子中的一種離子植入半導(dǎo)體薄膜，在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中形成源區(qū)和漏區(qū)，其中植入上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且使從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，選擇與離子植入加速能量有關(guān)的覆蓋膜的材料和厚度，以使在半導(dǎo)體薄膜中存在第二峰。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，確定用于加速等離子源的加速能量，以便在半導(dǎo)體薄膜中存在第二峰。
在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，半導(dǎo)體薄膜包括具有微晶相的硅膜。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，薄膜晶體管是反向交錯(cuò)薄膜晶體管，并且半導(dǎo)體薄膜的絕緣保護(hù)膜用作覆蓋膜。
在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，薄膜晶體管是交錯(cuò)或共面薄膜晶體管，并且柵極絕緣膜用作覆蓋膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，液晶顯示裝置包括薄膜晶體管。薄膜晶體管具有在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的源區(qū)和漏區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)是通過加速包括氫離子和周期表的第III族離子和第V族離子中的一種離子的等離子源，并同時(shí)將氫離子和第III族離子和第V族離子中的一種離子植入半導(dǎo)體薄膜而制備的，其中植入上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰位于半導(dǎo)體薄膜中。
根據(jù)本發(fā)明，第III族離子和氫離子，或者另外第V族離子和氫離子同時(shí)以這樣一種方式植入半導(dǎo)體薄膜，以致植入的氫離子的深度方向的第二峰出現(xiàn)在半導(dǎo)體薄膜中，這就使得能夠產(chǎn)生低電阻率的源區(qū)和漏區(qū)。這實(shí)現(xiàn)了制造具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的TFT，并減小了TFT的尺寸。此外，由于絕緣膜如硅氧化物膜或硅氮化物膜可以用作覆蓋膜，所以形成TFT的本征部分的絕緣保護(hù)膜或柵極絕緣膜可以用作覆蓋膜，這使得制造高性能的TFT很容易。
當(dāng)這種TFT用于液晶顯示裝置的顯示板時(shí)，較大的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較小的TFT尺寸改善了數(shù)值孔徑，實(shí)現(xiàn)了高清晰度、大面積的明亮的屏幕。
因此，此處所描述的本發(fā)明能夠具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)提供具有高場(chǎng)效應(yīng)遷移率的TFT和(2)提供具有高清晰度、大面積的明亮屏幕的液晶顯示裝置。
當(dāng)閱讀和理解以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述以后，對(duì)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)將變得非常清楚。


圖1表示對(duì)通過圖3所示的離子植入裝置植入硅襯底的磷離子和氫離子進(jìn)行SIMS分析所得的結(jié)果。
圖2A至2E是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的TFT制造工藝順序的剖視圖。
圖3是用于本發(fā)明的離子植入裝置的一個(gè)例子的示意性剖視圖。
圖4表示覆蓋膜的厚度和到達(dá)半導(dǎo)體薄膜的氫離子分布的第二峰所需的加速電壓之間的關(guān)系。
圖5是表示微晶硅膜的電阻率的圖，其中在加速電壓為100kV和總劑量為2×1016離子/cm2的條件下植入磷離子和氫離子，該加速電壓和總劑量是由硅氧化物形成的復(fù)蓋膜厚度的函數(shù)。
圖6A至6E是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的TFT制造工藝順序的剖視圖。
圖7表示第二實(shí)施例的TFT的柵極電壓—漏極電流特性。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖9是圖8的液晶顯示裝置中的顯示部分的透視圖。
圖10是圖8的液晶顯示裝置中的顯示部分的剖視圖。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過將第III族離子和氫離子，或者另外第V族離子和氫離子同時(shí)植入在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜，因此植入半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且使從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中，可以得到具有低電阻率的半導(dǎo)體薄膜。
在本發(fā)明中，氫原子的深度方向的第二峰是指從膜表面(圖1的左邊緣)算起，圖1所示的氫原子濃度分布102中出現(xiàn)的第二峰。圖1表示對(duì)通過放電分解和在100kV的加速電壓下植入c-Si薄片襯底的攙有5％的氫離子的PH3氣進(jìn)行SIMS(二次離子質(zhì)譜測(cè)定法)測(cè)量的結(jié)果。圖中，膜表面下的深度以橫軸表示，膜中的原子濃度以縱軸表示，參考號(hào)101表示磷原子的濃度分布。在氫原子濃度分布102中出現(xiàn)大約五個(gè)峰。這是由于當(dāng)對(duì)攙有5％的氫的PH3氣進(jìn)行放電分解時(shí)，產(chǎn)生PHx+(X＝1至3)、H+和H2+，而當(dāng)這些離子被電場(chǎng)加速時(shí)，各種能量傳給氫離子。由于例如SIMS測(cè)量中的誤差，在膜表面可能觀察到一個(gè)峰，但是該峰不計(jì)入峰數(shù)中。在本發(fā)明中，為了SIMS分析方便起見，采用c-Si薄片襯底進(jìn)行測(cè)量，但是如果用硅氧化物膜，那么在離子噴射范圍中的差將僅為大約5％，并且峰的位移將落在允許的范圍內(nèi)，因此，在不進(jìn)行校正的情況下就可用該測(cè)量結(jié)果。
此外，在本發(fā)明中，含有微晶相(微晶Si)的硅是指這樣的硅，它具有2×109Ω·cm或小于該值的電阻率，結(jié)合氫的含量的原子百分比為10％或小于該值，晶粒直徑為100nm或小于該值，以及晶體體積百分比為10％或大于該值。以下方法可用來確認(rèn)微晶Si(1)一種方法是采用反射電子衍射技術(shù)確認(rèn)微晶Si的存在。
(2)一種方法是在Raman譜中，Raman譜被分成480cm-1附近的a-Si才有的寬峰和520cm-1的晶體Si才有的峰，并且代表微晶Si膜中的晶體比例的晶體體積百分比從每個(gè)峰的積分密度率得到。
(3)一種方法是通過紅外吸收光譜測(cè)量代表Si-H結(jié)合的2000cm-1附近的峰的積分值，以便確定包含在膜中的結(jié)合的氫的含量。
根據(jù)本發(fā)明，通過離子植入，在植入的早期階段半導(dǎo)體膜中的晶相是非結(jié)晶的，但是隨著劑量的增加，作為晶核的剩余晶相再次出現(xiàn)結(jié)晶。這一結(jié)晶被氫離子加速，并且在這一過程中，雜質(zhì)離子被激活。因此，使植入半導(dǎo)體薄膜中的氫原子的濃度在深度方向出現(xiàn)的第二峰位于半導(dǎo)體膜中，因此在半導(dǎo)體薄膜中的氫濃度增加。
因此，在非晶半導(dǎo)體膜的情況下，在膜中沒有結(jié)晶的晶核，于是沒有結(jié)晶發(fā)生，并且不能得到低電阻膜。這樣，從以上說明也可以清楚地看到，需要微晶硅膜作為半導(dǎo)體薄膜。
一般來說，當(dāng)離子加速電壓增大時(shí)，峰位置遠(yuǎn)離膜表面；相反，當(dāng)離子加速電壓下降時(shí)，峰位置移近膜表面。因此，通過調(diào)整與加速電壓有關(guān)的覆蓋膜的厚度，可以使氫原子的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。此外，對(duì)于相同的加速電壓而言，氫離子的噴射范圍根據(jù)覆蓋膜的種類改變，因此它改變了氫原子的第二峰的位置。在這種情況下，通過選擇與加速電壓有關(guān)的覆蓋膜的種類，可以使氫原子的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。
絕緣膜如硅氧化物膜或硅氮化物膜可以用作覆蓋膜；因此，當(dāng)制造具有柵極電極的TFT時(shí)，如同在反向交錯(cuò)TFT中那樣，按順序在襯底上形成柵極絕緣膜、半導(dǎo)體薄膜、和絕緣保護(hù)膜，絕緣保護(hù)膜可用作覆蓋膜。同樣，當(dāng)制造具有半導(dǎo)體薄膜的TFT時(shí)，如同在交錯(cuò)TFT或共面TFT中那樣，按順序在襯底上形成柵極絕緣膜和柵極電極，柵極絕緣膜可用作覆蓋膜。在任一種情況下，不需要額外的形成覆蓋膜的淀積步驟。
由于這樣制造的TFT的源區(qū)和漏區(qū)的電阻低，所以可望得到高遷移率，并可以得到尺寸減小的TFT。當(dāng)這種TFT用于液晶顯示裝置的顯示板時(shí)，通過TFT的較小的尺寸和較大的遷移率，可以改善數(shù)值孔徑，并且可以得到高分辨率、明亮的屏幕。
(實(shí)施例1)圖2E是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的TFT制造方法制造的反向交錯(cuò)TFT的剖視圖。這一TFT具有形成在襯底201上的柵極電極202，柵極電極202的整個(gè)表面覆蓋著陽(yáng)極氧化物膜203。在陽(yáng)極氧化物膜203上形成的是柵極絕緣膜204，在柵極絕緣膜204上形成的是微晶硅膜205。微晶硅膜205包括攙有雜質(zhì)離子的源區(qū)209a和漏區(qū)209b，溝道區(qū)209不攙入雜質(zhì)離子。溝道區(qū)209位于源區(qū)209a和漏區(qū)209b之間，并對(duì)著柵極電極202形成。
絕緣保護(hù)膜206a形成在溝道區(qū)209的上面，而源極電極210a和漏極電極210b分別形成在源區(qū)209a和漏區(qū)209b的上面。
這一TFT可以根據(jù)圖2A至2E所示的制造工藝順序制造。
首先，如圖2A所示，在由透明玻璃襯底或類似材料形成的襯底201上淀積諸如鉭那樣的金屬薄膜，并且用光刻法將淀積的膜刻成所需形狀的圖案，以便形成柵極電極202。通過對(duì)柵極電極202進(jìn)行陽(yáng)極氧化形成陽(yáng)極氧化膜203。
接下來如圖2B所示，通過等離子體CVD(化學(xué)汽相淀積)或?yàn)R射，淀積絕緣膜如硅氮化物膜或硅氧化物膜，以便形成柵極絕緣膜204。
如圖2C所示，通過等離子體CVD在高RF能量下采用攙有氫的單硅烷氣(H2/SiH4＝10∶100)，將微晶硅膜淀積到大約600厚，并且用光刻法將淀積的膜刻成所需形狀的圖案，以便形成微晶硅膜205。
通過等離子體CVD或?yàn)R射，在整個(gè)結(jié)構(gòu)上淀積硅氧化物膜或類似材料的膜，以便形成厚度為2000的覆蓋層206。
接著如圖2D所示，通過旋轉(zhuǎn)涂覆在覆蓋膜206上均勻地形成抗蝕膜(未示出)。利用柵極電極202作為掩模，通過背面曝光，即暴露在從襯底201的背面投射的光下，繪制該抗蝕膜圖樣以形成抗蝕圖形207。
這之后，在加速電壓為100kV和總劑量為2×1016離子/cm2的條件下，經(jīng)過覆蓋膜206，將磷離子和氫離子208同時(shí)植入微晶硅膜205，從而以與抗蝕圖形207自對(duì)準(zhǔn)的方式形成n型半導(dǎo)體層的源區(qū)209a和漏區(qū)209b。這時(shí)，雜質(zhì)不攙入垂直位于抗蝕圖形207下面的微晶硅膜部分；該部分作為溝道區(qū)209。
這一離子植入步驟可以利用如圖3所示的離子植入裝置完成。在所示的離子植入裝置中，攙有5％氫的PH3氣通過氣體入口301進(jìn)入腔302，并被帶有高頻電源303和磁鐵305的高頻電極304與一塊電極板309之間產(chǎn)生的高頻能量電離。對(duì)所得離子313不進(jìn)行質(zhì)量分離(而這在離子植入步驟中通常是要進(jìn)行的)，但是被由絕緣體310支撐并與第一級(jí)離子加速電源306、第二級(jí)離子加速電源307和減速電源308相連的電極板309加速，并從用于植入的等離子源送入放在支撐物311上的襯底312中。
接下來，如圖2E所示，對(duì)由硅氧化物或類似的材料形成的覆蓋膜206通過光刻成形，形成絕緣保護(hù)膜206a。
這之后，淀積如鈦那樣的金屬的薄膜，然后通過光刻成形，形成源極電極210a和漏極電極210b。
圖4表示氫原子的第二峰的位置和加速電壓之間的關(guān)系。在圖中，離子加速電壓用橫軸表示，硅氧化物膜中的氫原子的第二峰的位置用縱軸表示。從圖中可以看出，氫原子的第二峰的位置基本與離子加速電壓成正比。例如，當(dāng)覆蓋膜206的厚度大約為2000時(shí)，如果設(shè)定加速電壓為100kV，那么氫原子的第二峰出現(xiàn)在覆蓋層206下面的微晶硅膜205中；同樣，當(dāng)覆蓋膜206的厚度大約為1000時(shí)，如果設(shè)定加速電壓為50kV，那么氫原子的第二峰出現(xiàn)在微晶硅膜205中。通過以這種方式調(diào)整與覆蓋層206的厚度有關(guān)的離子加速電壓，氫原子的第二峰的位置可以落入半導(dǎo)體膜的范圍內(nèi)。
圖5是表示源區(qū)209a和漏區(qū)209b的電阻率的圖，它們是在加速電壓為100kV和總劑量為2×1016離子/cm2的條件下植入磷離子和氫離子208，但在植入后不經(jīng)過熱處理形成的，該加速電壓和總劑量是由硅氧化物形成的復(fù)蓋膜206厚度的函數(shù)。從圖中可以看出，當(dāng)覆蓋膜206的厚度在0至1500的范圍內(nèi)時(shí)，電阻率大約為103Ω·cm，該值如同通過將離子植入a-Si膜形成的相應(yīng)區(qū)域的電阻率那樣高。另一方面，當(dāng)覆蓋膜的厚度設(shè)定為大約2000，從而氫原子的第二峰位于微晶硅膜205中，電阻率減小到4×10-1Ω·cm。這表明僅通過離子植入而未經(jīng)其后的熱處理，就可以得到具有低電阻率的源區(qū)209a和漏區(qū)209b。如果覆蓋膜206的厚度進(jìn)一步增加，那么由于氫原子的第二峰移向覆蓋膜206，所以電阻率增加。
根據(jù)本發(fā)明，由于在加速電壓為100kV的條件下經(jīng)過由硅氧化物制成、厚度為2000的覆蓋膜206植入離子，所以氫原子的第二峰出現(xiàn)在半導(dǎo)體薄膜中，這使得有可能形成具有低電阻率的源區(qū)209a和漏區(qū)209b。此外，自對(duì)準(zhǔn)形成源區(qū)209a和漏區(qū)209b減小了TFT的尺寸。另外，采用絕緣保護(hù)膜206作為覆蓋膜使得有可能在不增加膜淀積步驟的情況下制造高性能的TFT。再者，由于離子植入后不需要進(jìn)行熱處理，所以能夠在低處理溫度下制造TFT，允許采用大面積的玻璃襯底。
(實(shí)施例2)圖6E是表示采用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的TFT制造方法制造的共面TFT的剖視圖。在該TFT中，在襯底501上形成微晶硅膜502，微晶硅膜502包括攙有雜質(zhì)離子的源區(qū)和漏區(qū)507a和507b，以及未攙雜質(zhì)離子的溝道區(qū)507。形成柵極絕緣膜503來覆蓋微晶硅膜502。在柵極絕緣膜503上與溝道區(qū)507相對(duì)形成柵極電極504。形成中間絕緣膜508覆蓋柵極電極504。
在中間絕緣膜508上形成源極電極509a、漏極電極509b和柵極電極504的接觸電極509c。源極電極509a和漏極電極509b分別經(jīng)過穿過中間絕緣膜508和柵極絕緣膜503的接觸孔與源區(qū)507a和漏區(qū)507b相連，而接觸電極509c與柵極電極504相連。
上述結(jié)構(gòu)的TFT可以根據(jù)圖6A至6E所示的制造工藝順序制造。
首先，如圖6A所示，通過等離子體CVD在高RF能量下采用攙有氫的單硅烷氣，將微晶硅膜淀積在由透明玻璃襯底或類似材料構(gòu)成的襯底501上，大約600厚。用光刻法將淀積的膜刻成所需形狀的圖案，以便形成微晶硅膜502。
如圖6B所示，通過等離子體CVD或?yàn)R射，淀積硅氧化物膜或類似膜，以便形成厚度為900的覆蓋膜503。
如圖6C所示，淀積如鋁那樣的金屬的薄膜，然后用光刻法將其刻成所需形狀的圖案，以便形成柵極電極504。柵極電極504下面的一部分或覆蓋層503作為柵極絕緣膜。
如圖6C所示，在柵極電極504暴露的狀態(tài)下，或在柵極電極504上疊有抗蝕圖形505的狀態(tài)下，在加速電壓為40kV和總劑量為2×1016離子/cm2的條件下，經(jīng)過覆蓋膜503，將磷離子和氫離子506植入微晶硅膜502。這一離子植入步驟可以利用如圖3所示的離子植入裝置完成。在這一離子植入步驟中，以與柵極電極504自對(duì)準(zhǔn)的方式形成n型半導(dǎo)體層構(gòu)成的源區(qū)507a和漏區(qū)507b。這時(shí)，雜質(zhì)不攙入垂直位于柵極電極504下面的微晶硅膜502部分；該部分作為溝道區(qū)507。
接下來，淀積絕緣膜如硅氧化物膜或硅氮化物膜，以便形成中間絕緣膜508。
如圖6E所示，一個(gè)接觸孔經(jīng)過中間絕緣膜508向下到達(dá)柵極電極504，并且?guī)讉€(gè)接觸孔經(jīng)過中間絕緣膜508和覆蓋膜503向下到達(dá)源區(qū)507a和漏區(qū)507b。
這之后，在中間絕緣膜508上淀積金屬薄膜，該金屬部分允許填充接觸孔，這樣便形成源極電極509a、漏極電極509b和柵極電極的接觸電極509c。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，由于在加速電壓為40kV的條件下經(jīng)過由硅氧化物制成、厚度為900的覆蓋膜503植入離子，所以氫原子的第二峰出現(xiàn)在微晶硅膜502中，如從圖4可看到的那樣，這使得有可能形成具有低電阻率的源區(qū)507a和漏區(qū)507b。
圖7表示測(cè)量本實(shí)施例的共面TFT的柵極電壓—漏極電流特性得到的結(jié)果。從圖中可以看到，常規(guī)TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率大約為0.5cm2/V·s，本實(shí)施例的TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率高達(dá)2cm2/V·s，這改善了晶體管特性。
此外，自對(duì)準(zhǔn)形成源區(qū)507a和漏區(qū)507b減小了TFT的尺寸。另外，由于采用柵極絕緣膜作為覆蓋膜503，使得有可能在不增加膜淀積步驟的情況下制造高性能的TFT。再者，由于離子植入后不需要進(jìn)行熱處理，所以能夠在低處理溫度下制造TFT，允許采用大面積的玻璃襯底。
(實(shí)施例3)這一實(shí)施例與液晶顯示裝置有關(guān)，其中在每個(gè)象素點(diǎn)采用了第二實(shí)施例的共面TFT。
圖8表示本實(shí)施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)，圖9是顯示部分的透視圖，以及圖10是顯示部分的剖視圖。在液晶顯示裝置中，柵極線1004和數(shù)據(jù)線1005在顯示部分1001相互交叉，在每個(gè)交叉點(diǎn)附近形成TFT1006，TFT1006與液晶部分1007和輔助電容器1008相連。柵極線驅(qū)動(dòng)電路1002和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)電路1003形成在顯示部分1001的外圍，并分別與柵極線1004和數(shù)據(jù)線1005相連。TFT1006、掃描線1004、數(shù)據(jù)線1005、和象素電極2007形成在襯底2001上，并且通過接觸緩沖金屬3009，每個(gè)TFT的柵極電極3004與鄰接?xùn)艠O線1004相連，源區(qū)3002a與數(shù)據(jù)線1005相連，以及漏區(qū)3002b與象素電極2007相連。此外，在襯底2001上形成液晶對(duì)準(zhǔn)膜3012。在相對(duì)的襯底2002的相對(duì)表面上形成公共電極2008、濾色器2009、和第二液晶對(duì)準(zhǔn)膜3015。
液晶層2003夾在兩層襯底之間，構(gòu)成液晶板，每個(gè)象素(液晶部分1007)位于象素電極2007和公共電極2008之間。偏振片2010和2011形成在液晶板的兩個(gè)外側(cè)。從襯底2001側(cè)射出白光，并顯示透射光。
TFT1006由具有源區(qū)3002a、漏區(qū)3002b和溝道區(qū)3002的半導(dǎo)體層構(gòu)成，柵極電極3004形成在柵極絕緣膜3003之上。中間絕緣膜3006形成在柵極電極3004上，并且數(shù)據(jù)線1005進(jìn)一步形成在中間絕緣膜3006上。數(shù)據(jù)線1005通過貫穿中間絕緣膜3006的接觸孔與源區(qū)3002a相連。在數(shù)據(jù)線1005上形成第二中間絕緣膜3008，在中間絕緣膜3008上形成接觸緩沖金屬3009和象素電極2007。象素電極2007通過接觸緩沖金屬3009與漏區(qū)3002b相連，接觸緩沖金屬3009在貫穿中間絕緣膜3006和第二中間絕緣膜3008的接觸孔中延伸。在上面形成保護(hù)膜3011，保護(hù)膜3011的上面形成液晶對(duì)準(zhǔn)膜3012。
由于用于顯示部分1001的TFT1006具有低電阻的源區(qū)和漏區(qū)，并且場(chǎng)效應(yīng)遷移率高達(dá)2cm2/V·s，所以本實(shí)施例的液晶顯示裝置提供了高清晰度的顯示屏。此外，自對(duì)準(zhǔn)形成源區(qū)和漏區(qū)減小了TFT1006的尺寸，并且增大了液晶顯示裝置的數(shù)值孔徑，實(shí)現(xiàn)了明亮的顯示屏。再者，由于能夠在低處理溫度下制造TFT1006，所以可以采用大面積的玻璃襯底來實(shí)現(xiàn)大面積的屏幕。
雖然已經(jīng)參照最佳實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所示實(shí)施例，在本發(fā)明中可作各種改進(jìn)。
在離子植入步驟中，采用包含第V族元素的P(磷)的PH3氣和氫氣的混合物；然而，也可以采用其它氣體，如包含第III族元素的B(硼)的B2H6氣和氫氣的混合物。此外，可以采用包含除P外的第V族元素中的一種元素的氣體(如包含As元素的AsH3氣)和氫氣的混合物，以代替包含第V族元素的P元素的氣體和氫氣的混合物。
也能夠采用硅氮化物膜或其它絕緣膜作為覆蓋膜。由于對(duì)相同加速電壓而言植入離子的噴射范圍根據(jù)覆蓋膜的種類而變化，所以調(diào)整膜的厚度，以便可以使氫離子的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。由于氫離子第二峰的位置基本與離子加速電壓成比例，所以應(yīng)根據(jù)在相同的加速電壓下植入硅氧化物膜的氫離子的噴射范圍與植入其它材料的絕緣膜(如硅氮化物膜)的氫離子的噴射范圍之間的比，調(diào)整膜厚度。例如，當(dāng)在100kV的加速電壓下植入離子，硅氧化物膜中的氫離子的第二峰在膜表面之下大約2000處。2000的噴射范圍對(duì)應(yīng)大約14kV的加速電壓。當(dāng)在14kV的加速電壓下離子植入硅氮化物膜，噴射范圍大約為1640。因此，如果覆蓋膜由硅氮化物制成，那么膜的厚度應(yīng)設(shè)定為大約1640。
用于液晶顯示裝置的顯示部分的TFT的類型不限于第三實(shí)施例的共面TFT，也可以采用其它結(jié)構(gòu)的TFT，如交錯(cuò)型或反向交錯(cuò)型。
各種其它的改進(jìn)將是很顯然的，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的前提下將非常容易地做出這些改進(jìn)。因此，所附權(quán)利要求書的范圍不限于上述說明，而是應(yīng)作廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1.一種制造薄膜晶體管的方法，包括以下步驟通過加速包括氫離子和周期表的第III族離子和第V族離子中的一種離子的等離子源，并同時(shí)將氫離子和第III族離子和第V族離子中的一種離子植入半導(dǎo)體薄膜，在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中形成源區(qū)和漏區(qū)，其中植入上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且使從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造薄膜晶體管的方法，其中選擇覆蓋膜的材料和厚度與離子植入加速能量有關(guān)，因此在半導(dǎo)體薄膜中存在第二峰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造薄膜晶體管的方法，其中確定用于加速等離子源的加速能量，以便在半導(dǎo)體薄膜中存在第二峰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造薄膜晶體管的方法，其中半導(dǎo)體薄膜包括具有微晶相的硅膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制造薄膜晶體管的方法，其中薄膜晶體管是反向交錯(cuò)薄膜晶體管，并且半導(dǎo)體薄膜的絕緣保護(hù)膜用作覆蓋膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的制造薄膜晶體管的方法，其中薄膜晶體管是交錯(cuò)或共面薄膜晶體管，并且柵極絕緣膜用作覆蓋膜。
7.一種包括薄膜晶體管的液晶顯示裝置，薄膜晶體管具有在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的源區(qū)和漏區(qū)，源區(qū)和漏區(qū)是通過加速包括氫離子和周期表的第III族離子和第V族離子中的一種離子的等離子源，并同時(shí)將氫離子和第III族離子和第V族離子中的一種離子植入半導(dǎo)體薄膜而制備的，其中植入上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰位于半導(dǎo)體薄膜中。
全文摘要
一種制造薄膜晶體管的方法，包括以下步驟通過加速包括氫離子和周期表的第Ⅲ族離子和第Ⅴ族離子中的一種離子的等離子源，并同時(shí)將氫離子和第Ⅲ族離子和第Ⅴ族離子中的一種離子植入半導(dǎo)體薄膜，在上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中形成源區(qū)和漏區(qū)，其中植入上面具有覆蓋膜的半導(dǎo)體薄膜中的氫離子的濃度在深度方向存在多個(gè)峰，并且使從覆蓋膜表面算起的多個(gè)峰中的第二峰存在于半導(dǎo)體薄膜中。
文檔編號(hào)G02F1/1368GK1128407SQ95106420
公開日1996年8月7日 申請(qǐng)日期1995年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月30日
發(fā)明者村田康明, 芳之內(nèi)淳 申請(qǐng)人:夏普公司