專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備薄膜晶體管(Thin Film Transistor: TFT) 和薄膜二極管(Thin Film Diode: TFD)的半導(dǎo)體裝置及其制造方 法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，正在開(kāi)發(fā)具備形成在同一基板上的薄膜晶體管(TFT) 和薄膜二極管(TFD)的半導(dǎo)體裝置、具有這種半導(dǎo)體裝置的電子 設(shè)備。使用形成在基板上的同一晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成TFT和TFD的 半導(dǎo)體層，由此能夠制造出該半導(dǎo)體裝置。
形成在同一基板上的TFT和TFD的器件特性受到成為其活性 區(qū)域的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性的影響最大。作為在玻璃基板上得到良好 的晶質(zhì)半導(dǎo)體層的方法，通常使用向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光使其 晶化的方法。另外，還有向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中添加具有促進(jìn)晶化作 用的催化劑元素后實(shí)施加熱處理來(lái)進(jìn)行晶化的方法。并且，在通過(guò) 該方法使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化后，為了進(jìn)一步提高結(jié)晶性，也可以 對(duì)所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光。由此，與只是通過(guò)低溫/短時(shí) 間的加熱處理、激光照射來(lái)進(jìn)行晶化的以往的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜相比， 能夠得到晶體取向性 一 致的良好的半導(dǎo)體膜。
專利文獻(xiàn)l公開(kāi)了一種影象傳感器，其在同一基板上具備利用 TFD的光傳感器部和利用TFT的驅(qū)動(dòng)電路。在專利文獻(xiàn)l中，使形成 在基板上的非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化，從而形成TFT和TFD的半導(dǎo)體層。
這樣，當(dāng)TFT和TFD—體形成在同一基板上時(shí)，不僅能使半導(dǎo) 體裝置小型化，而且還能實(shí)現(xiàn)能夠減少部件數(shù)量等較大的成本效 益。并且，還能夠?qū)崿F(xiàn)附加了用以往的部件組合無(wú)法得到的新功能 的商品。
另一方面，專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了如下技術(shù)使用同一半導(dǎo)體膜(硅 膜)，在同一基板上形成使用晶質(zhì)硅的TFT (結(jié)晶性硅TFT)和使用非晶硅的TFD (非晶硅TFD)。具體地說(shuō)，僅對(duì)形成在基板上的非晶 硅膜中要形成TFT的活性區(qū)域的區(qū)域添加促進(jìn)非晶硅晶化的催化 劑元素。之后，通過(guò)進(jìn)行加熱處理僅使要形成TFT的活性區(qū)域的區(qū) 域晶化，從而形成成為TFD的區(qū)域是非晶狀態(tài)的硅膜。使用該硅膜 能夠在同一基板上簡(jiǎn)便地制作出結(jié)晶性硅TFT和非晶硅TFD。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)平6-275808號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)平6-275807號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
當(dāng)如專利文獻(xiàn)l那樣通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化來(lái)形成 TFT禾口 TFD的半導(dǎo)體層時(shí)，存在難以同時(shí)滿足TFT和TFD各自所要求 的器件特性的問(wèn)題。在TFT和TFD中，各自的用途所要求的器件特 性不同，因此當(dāng)要滿足各自所要求的器件特性時(shí)，需要單獨(dú)地控制 TFT和TFD的結(jié)晶性。在專利文獻(xiàn)l中，向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加催化 劑元素后進(jìn)行加熱處理來(lái)使其晶化，但是當(dāng)使用按該方法得到的晶 質(zhì)半導(dǎo)體膜時(shí)，不能單獨(dú)地控制TFT和TFD的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性， 因此難以使各個(gè)元件的特性最佳化。
另外，當(dāng)如專利文獻(xiàn)2那樣使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜(非晶硅膜) 的一部分晶化，由晶化的部分形成TFT (晶質(zhì)硅TFT)，由保持非晶 質(zhì)的剩余部分形成TFD (非晶硅TFD)時(shí)，能夠通過(guò)控制晶化條件 來(lái)提高晶質(zhì)硅TFT的特性，但是無(wú)法充分提高非晶硅TFD的特性。 究其原因，當(dāng)通過(guò)專利文獻(xiàn)2的方法制作非晶硅TFD時(shí)，在使非晶 硅膜的一部分晶化成晶質(zhì)硅的工序中，非晶硅中原本包含的氫被除 去，從而無(wú)法制作電氣性能良好的非晶硅TFD。 g卩，在剛成膜后的 非晶硅膜中，硅原子與氫結(jié)合，補(bǔ)償其結(jié)合鍵，但是在用于晶化的 退火工序中，其結(jié)合被切斷，氫被除去，成為充滿硅的懸空鍵(不 飽和鍵(dangling bond))的惡劣的非晶硅。在之后的氫化工序中， 不飽和鍵的一部分與氫再結(jié)合，但是無(wú)法得到晶化工序之前的非晶 硅膜的良好結(jié)合狀態(tài)。其結(jié)果是，非晶硅TFD的器件特性比使用晶質(zhì)半導(dǎo)體層的晶質(zhì)硅TFD低。另外，即使在能夠形成狀態(tài)良好的非
晶硅TFD的情況下，其光靈敏度也比晶質(zhì)硅TFD高，但是在用于某 種光傳感器中時(shí)，順?lè)较虻碾娏髦挡粔?。在?shí)時(shí)影象感測(cè)等中，在 對(duì)圖像進(jìn)行一次掃描的期間，在光學(xué)感測(cè)后，為給下一個(gè)掃描作準(zhǔn) 備而需要使TFD電位暫時(shí)復(fù)位，但是在遷移率較低的非晶硅TFD中 有時(shí)會(huì)產(chǎn)生該復(fù)位掃描跟不上的情況。即，作為總體器件特性，使 用晶質(zhì)半導(dǎo)體層的晶質(zhì)硅TFD比非晶硅TFD更優(yōu)秀。
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于單獨(dú)地控制使同 一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的TFT和TFD的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài) 而使其最佳化。
用于解決問(wèn)題的手段
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，具備薄膜晶體管和薄膜二極管，所述薄 膜晶體管具有包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體層、 控制前述溝道區(qū)域?qū)щ娦缘臇艠O電極以及設(shè)置在前述半導(dǎo)體層和 前述柵極電極之間的柵極絕緣膜，所述薄膜二極管具有至少包含n 型區(qū)域和p型區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述 薄膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成 的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)與前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均表 面粗糙度Ra與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra不 同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶 體缺陷密度與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度不 同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶 體粒徑與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，構(gòu)成前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的晶 體的主要面取向與構(gòu)成前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的晶體的主要 面取向不同。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層中至少一部分包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的前述催 化劑元素的濃度與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的前述催化劑元 素的濃度不同。
優(yōu)選前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性比前述薄膜二極管 的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性高。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶 體粒徑比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑大。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶 體缺陷密度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度小。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均表
面粗糙度Ra比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra大。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層主要是由
晶體的<111>晶帶面所取向的區(qū)域構(gòu)成，前述薄膜二極管的半導(dǎo)體
層主要是由除此之外的面取向構(gòu)成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層包含具有
促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的
半導(dǎo)體層中的催化劑元素的濃度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中
的前述催化劑元素的濃度高。
前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上也可以不包含前述催化劑元素。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層由Si形成，與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層相 比，在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中，顯微拉曼散射光譜中的晶體 Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)較大。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶 質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層上方設(shè)置有對(duì)前述 激光的反射防止膜。設(shè)置在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層上方的前述反射防止膜也 可以發(fā)揮前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜的功能。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶 質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層下方設(shè)置有散熱 層。
前述薄膜二極管和前述薄膜晶體管形成在具有透光性的基板 上，前述散熱層也可以配置在前述薄膜二極管的前述半導(dǎo)體層的至 少一部分與前述基板之間，并且由具有遮光性的材料形成。
本發(fā)明的其它半導(dǎo)體裝置具備薄膜晶體管和薄膜二極管，所述 薄膜晶體管具有包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體
層、控制前述溝道區(qū)域?qū)щ娦缘臇艠O電極以及設(shè)置在前述半導(dǎo)體層 和前述柵極電極之間的柵極絕緣膜，所述薄膜二極管具有至少包含
n型區(qū)域和p型區(qū)域和位于它們之間的本征區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄
膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的 本征區(qū)域是通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的晶質(zhì)半導(dǎo)體 層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)與前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)
域的平均表面粗糙度Ra與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域 的平均表面粗糙度Ra不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū) 域的平均晶體缺陷密度與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域 的平均晶體缺陷密度不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū) 域的平均晶體粒徑與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平 均晶體粒徑不同。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，構(gòu)成前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝 道區(qū)域的晶體的主要面取向與構(gòu)成前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的 本征區(qū)域的晶體的主要面取向不同。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域中至少一部分包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域中的前述催化劑元素的濃度與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域中的前述催化劑元素的濃度不同。
優(yōu)選前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的結(jié)晶性比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的結(jié)晶性高。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體粒徑比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平
均晶體粒徑大。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體缺陷密度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體缺陷密度小。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)
域的平均表面粗糙度Ra比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均表面粗糙度Ra大。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域主要是由晶體的<111〉晶帶面所取向的區(qū)域構(gòu)成，前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域主要是由除此之外的面取向構(gòu)成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域中的前述催化劑元素的濃度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域中的前述催化劑元素的濃度高。
前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上也可以不包含前述催化劑元素。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)
域和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域包含Si，與前述薄膜二極
管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域相比，在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝
道區(qū)域中，顯微拉曼散射光譜中的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)較大。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域上方設(shè)置有對(duì)前述激光的反射防止膜。
設(shè)置在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域上方的前述反射防止膜也可以發(fā)揮前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜的功能。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域下方設(shè)置有散熱層。
前述薄膜二極管和前述薄膜晶體管形成在具有透光性的基板上，前述散熱層也可以配置在前述薄膜二極管的前述半導(dǎo)體層的本征區(qū)域與前述基板之間，并且由具有遮光性的材料形成。
前述薄膜晶體管也可以是包含n溝道型薄膜晶體管和p溝道型
薄膜晶體管的多個(gè)薄膜晶體管。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含如下工序(a)在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱的散熱層的工序；
(b)在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；(c)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光而使其晶化來(lái)得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中沒(méi)有位于前述散熱層上的部分晶化而成的第一區(qū)域和使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中位于前述散熱層上的部分晶化而成的第二區(qū)域；以及(d)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的其它制造方法包含如下工序(a)在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱的散熱層的工序；(b)在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；
(cl)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的工序；(C2)向前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)晶化或者使其再晶化，從而得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜中沒(méi)有位于前述散熱層上的部分晶化或者再晶化而成的第一區(qū)域和前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中位于前述散熱層上的部分晶化或者再晶化而成的第二區(qū)域；以及(d)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述
晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
前述工序(d)也可以是如下工序用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域至少在前述第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的第二區(qū)域至少在前述第二島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極管的本征區(qū)域的區(qū)域。
優(yōu)選前述工序(c)或者前述工序(c2)包含用使前述第一區(qū)
域成為比前述第二區(qū)域高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激
光的工序。
前述工序(c)或者前述工序(c2)也可以包含用使前述第一
區(qū)域成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光的工序。
前述基板也可以是具有透光性的基板，前述散熱層也可以是用具有遮光性的材料而形成的。
上述方法也可以包含如下工序(e)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(f)在前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；(g)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光而使其晶化來(lái)得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化而成的第一區(qū)域和使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中沒(méi)有被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化而成的第二區(qū)域；以及(h)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
上述方法也可以包含如下工序(e)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(fl)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前
述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至
少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的工序；(f2)在前述至少一部分被晶
化的半導(dǎo)體膜的一部分上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；(gl)
向前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)晶化
或者使其再晶化，從而得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜
包含使前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜中被前述反射防止膜覆
蓋的部分晶化或者再晶化而成的第一區(qū)域和使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體
膜中沒(méi)有被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化或者再晶化而成的第
二區(qū)域；以及(h)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)
半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的
第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)
成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
前述工序(h)也可以是如下工序用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域至少在前述第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的第二區(qū)域至少在前述第二島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極管的本征區(qū)域的區(qū)域。
優(yōu)選前述工序(g)或者前述工序(gl)包含用使前述第一區(qū)域成為比前述第二區(qū)域高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光的工序。
前述工序(g)或者前述工序(gl)也可以包含用使前述第一區(qū)域成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下的照射能量密度向
24前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光的工序。
上述方法也可以包含如下工序(i)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(j)進(jìn)行前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的圖案化，形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；(k)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；以及(1)
向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射激光而使其晶化的工序。
上述方法也可以包含如下工序(i)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(jl)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前
述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至
少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的工序；(j2)進(jìn)行前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的圖案化，形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；(k)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上形成對(duì)前述激光的反射防止膜的工序；以及(11)向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射前述激光來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)晶化或者使其再晶化的工序。
前述工序(k)也可以是在前述第一島狀半導(dǎo)體層中至少在后來(lái)成為薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序。
優(yōu)選前述工序(1)或者前述工序(11)包含用使被前述反射防止膜覆蓋的前述第一島狀半導(dǎo)體層成為比前述第二島狀半導(dǎo)體層高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射前述激光的工序。
前述工序(1)或者前述工序(11)也可以包含用使被前述反射防止膜覆蓋的前述第一島狀半導(dǎo)體層成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下的照射能量密度向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射前述激光的工序。前述反射防止膜也可以被用作前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜。 上述方法也可以包含如下工序(m)準(zhǔn)備在表面形成有非晶 質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(n)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分選 擇性地添加促進(jìn)晶化的催化劑元素的工序；(0)通過(guò)對(duì)選擇性地添 加了前述催化劑元素的非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行加熱處理，使前述非晶 質(zhì)半導(dǎo)體膜中添加了前述催化劑元素的部分晶化并形成晶化區(qū)域， 使未添加前述催化劑元素的部分原樣保持為非晶質(zhì)區(qū)域的工序；
(p)向前述晶化區(qū)域和前述非晶質(zhì)區(qū)域照射激光，得到包含使前 述晶化區(qū)域進(jìn)一步晶化或者再晶化而形成的第一區(qū)域和使前述非
晶質(zhì)區(qū)域晶化而形成的第二區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜；以及(q)用前 述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性 區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形 成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
前述工序(e)、前述工序(i)或者前述工序(m)也可以包含 在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱的散熱層 的工序；以及在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工 序，前述基板也可以是具有透光性的基板，前述散熱層也可以是用 具有遮光性的材料而形成的。
前述工序(cl)、前述工序(fl)、前述工序(jl)或者工序(n) 也可以包含在前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上形成具有開(kāi)口部的掩模的工 序；以及通過(guò)前述開(kāi)口部向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的被選擇的區(qū)域添 加前述催化劑元素的工序。
上述方法也可以包含如下工序(r)至少在前述第一島狀半導(dǎo) 體層上形成柵極絕緣膜的工序；(s)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上的 前述柵極絕緣膜上形成柵極電極的工序；(t)向前述第一島狀半導(dǎo) 體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工序； (u)向前述第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為n型區(qū)域的區(qū)域摻雜n型 雜質(zhì)元素的工序；以及(v)向前述第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為p 型區(qū)域的區(qū)域摻雜p型雜質(zhì)元素的工序。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選前述工序(t)包含向前述第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)
元素的工序，前述工序(t)和前述工序(U)是同時(shí)進(jìn)行的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述工序(t)包含向前述第一島狀 半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜P型雜質(zhì)元素 的工序，前述工序(t)和前述工序(V)是同時(shí)進(jìn)行的。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述第一島狀半導(dǎo)體層是包含后來(lái)成
為n溝道型薄膜晶體管的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為p溝
道型薄膜晶體管的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層的多個(gè)島狀半導(dǎo)體層，
前述工序(t)包含向前述第一島狀半導(dǎo)體層中后來(lái)成為n溝道型薄 膜晶體管的島狀半導(dǎo)體層進(jìn)行n型雜質(zhì)元素?fù)诫s的工序(tl)和向
后來(lái)成為p溝道型薄膜晶體管的島狀半導(dǎo)體層進(jìn)行P型雜質(zhì)元素?fù)?雜的工序(t2)，前述工序(tl)是與前述工序(u)同時(shí)進(jìn)行的， 前述工序(t2)是與前述工序(v)同時(shí)進(jìn)行的。
優(yōu)選進(jìn)行前述工序(u)和(v)使得在前述第二島狀半導(dǎo)體層 中成為n型區(qū)域的區(qū)域和成為p型區(qū)域的區(qū)域之間形成不摻雜雜質(zhì) 元素的區(qū)域，前述不摻雜雜質(zhì)元素的區(qū)域發(fā)揮薄膜二極管中的本征 區(qū)域的功能。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是通過(guò)上述任意一項(xiàng)所述的制造方法制 造的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的電子設(shè)備是通過(guò)上述任意一項(xiàng)所述的制造方法形成 的電子設(shè)備，其具有上述任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，具備顯示部。
本發(fā)明的其它電子設(shè)備具有上述任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置， 具備光傳感器部。
也可以具有上述任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體裝置，具備顯示部和光 傳感器部。
前述顯示部也可以包含前述薄膜晶體管，前述光傳感器部也可 以包含前述薄膜二極管。
前述光傳感器部也可以是用于調(diào)整前述顯示部的亮度的環(huán)境 傳感器?；蛘?，前述光傳感器部也可以是前述顯示部的觸摸面板傳 感器。本發(fā)明的顯示裝置具備具有多個(gè)顯示部的顯示區(qū)域和位于前 述顯示區(qū)域的外圍的邊框區(qū)域，該顯示裝置還具備包含薄膜二極管 的光傳感器部，各顯示部具有電極和連接到前述電極的薄膜晶體 管，前述薄膜晶體管和前述薄膜二極管形成在同一個(gè)具有透光性的 基板上，前述薄膜晶體管包含半導(dǎo)體層，其包含溝道區(qū)域、源極 區(qū)域以及漏極區(qū)域；柵極電極，其控制前述溝道區(qū)域的導(dǎo)電性；以 及柵極絕緣膜，其設(shè)置在前述半導(dǎo)體層和前述柵極電極之間，前述
薄膜二極管具有包含n型區(qū)域、p型區(qū)域以及設(shè)置在n型區(qū)域和p型區(qū) 域之間的本征區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述 薄膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)向同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光來(lái) 使其晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體 層中溝道區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的本征 區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)不同，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的溝道區(qū)域的 平均表面粗糙度Ra比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的本征區(qū)域的 平均表面粗糙度Ra大，前述薄膜二極管還具備配置在前述薄膜二極 管的半導(dǎo)體層和前述基板之間的散熱層，前述散熱層由具有遮光性 的材料形成，并且從前述基板的反面看時(shí)與前述薄膜二極管的半導(dǎo) 體層中的至少本征區(qū)域重疊。 也可以還具備背光裝置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，具有多個(gè)前述光傳感器部，前述多個(gè) 光傳感器部分別與各顯示部或者由2個(gè)以上顯示部構(gòu)成的組對(duì)應(yīng)地 配置在前述顯示區(qū)域中。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，前述背光裝置具有調(diào)整從前述背光裝 置射出的光的亮度的背光裝置控制電路，前述光傳感器部配置在前 述邊框區(qū)域中，生成基于外光的照度的照度信號(hào)并輸出到前述背光 裝置控制電路。 發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，在具備形成在同一基板上的TFT和TFD的半導(dǎo)體 裝置中，單獨(dú)地控制TFT和TFD的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)，根據(jù)各自 所要求的器件特性使其最佳化，因此能夠提供具有良好特性的TFT和TFD的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明能夠優(yōu)選應(yīng)用于帶傳感器功能的液晶顯示裝置。當(dāng)將本
發(fā)明應(yīng)用于例如具備用于驅(qū)動(dòng)電路的T F T和用于使像素電極開(kāi)關(guān) 的TFT和利用作為光傳感器的TFD的液晶顯示裝置中時(shí)，能夠使用 同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成具有高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和ON/OFF比 (開(kāi)關(guān)比)的TFT和對(duì)外光的靈敏度、對(duì)光的SN比(明暗下的電流 值比)高的TFD，因此是有利的。特別是通過(guò)分別使對(duì)TFT的場(chǎng)效 應(yīng)遷移率影響較大的溝道區(qū)域和對(duì)TFD的光靈敏度影響較大的本 征區(qū)域中的結(jié)晶狀態(tài)最佳化，能夠得到最適于各個(gè)半導(dǎo)體元件的元 件特性。
并且，根據(jù)本發(fā)明，不增加制造工序、制造成本就能夠制造具 備形成在同一基板上的TFT和TFD的高性能半導(dǎo)體裝置，能夠?qū)崿F(xiàn) 產(chǎn)品的小型化、高性能化、低成本化。


圖l是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的示意性截面圖。
圖2的(A)至(I)是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖3的(A)至(E)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖4的(F)至(H)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖5的(I)至(J)是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖6的(A)至(E)是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖7的(A)至(I)是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖8的(A)至(I)是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝
29200880012745.2
說(shuō)明書(shū)第15/68頁(yè)
置的制造工序的示意性截面圖。
圖9的(A)至(I)是表示本發(fā)明的第六實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝 置的制造工序的示意性截面圖。
圖10的(A)至(F)是表示本發(fā)明的第七實(shí)施方式的半導(dǎo)體 裝置的制造工序的示意性截面圖。
圖ll是表示激光照射的晶化工序中結(jié)晶狀態(tài)與能量密度的相 關(guān)性的圖。
圖12是光傳感器TFD的電路圖。
圖13是光傳感器方式的觸摸面板的結(jié)構(gòu)圖。
圖14是例示出本發(fā)明的第八實(shí)施方式的觸摸面板方式的液晶 顯示裝置中的背面基板的示意性平面圖。
圖15是例示出本發(fā)明的第八實(shí)施方式的帶環(huán)境光(ambient light)傳感器的液晶顯示裝置的立體圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
100:半導(dǎo)體裝置；Sl、 S2:半導(dǎo)體層；101:基板；102:散 熱層；103、 104:基底膜；105:非晶質(zhì)硅膜；105a、 105b:結(jié)晶 性硅區(qū)域；107t、 107d:島狀半導(dǎo)體層；108:柵極絕緣膜；109: 柵極電極；110、 115:掩模；111:磷；112:源極/漏極區(qū)域；113: n +型區(qū)域；114:溝道區(qū)域；116:硼；117: p +型區(qū)域；118:本征 區(qū)域；119:氮化硅膜；120:氧化硅膜；121:薄膜晶體管的電極、 配線；122:薄膜二極管的電極、配線；123:薄膜晶體管；124: 薄膜二極管。
具體實(shí)施例方式
下面說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備薄膜晶體管和薄膜二極管。薄膜 晶體管具有半導(dǎo)體層，其包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域； 柵極絕緣膜，其被設(shè)置在半導(dǎo)體層上；以及柵極電極，其控制溝道 區(qū)域的導(dǎo)電性。另外，薄膜二極管具有至少包含n型區(qū)域和p型區(qū)域 的半導(dǎo)體層。薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和薄膜二極管的半導(dǎo)體層是使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，薄膜晶體管半導(dǎo) 體層的結(jié)晶狀態(tài)和薄膜二極管半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)不同。優(yōu)選薄膜 晶體管的半導(dǎo)體層具有比薄膜二極管的半導(dǎo)體層高的結(jié)晶性。
本發(fā)明的其它實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備薄膜晶體管和薄膜 二極管。薄膜晶體管具有半導(dǎo)體層，其包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域 以及漏極區(qū)域；柵極絕緣膜，其被設(shè)置在半導(dǎo)體層上；以及柵極電 極，其控制溝道區(qū)域的導(dǎo)電性。另外，薄膜二極管具有半導(dǎo)體層，
該半導(dǎo)體層包含n型區(qū)域和p型區(qū)域以及位于這些區(qū)域之間的本征
(i型)區(qū)域。薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而得到的晶質(zhì) 半導(dǎo)體層，薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)和薄膜二極 管半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)不同。優(yōu)選薄膜晶體管的半導(dǎo)體 層的溝道區(qū)域具有比薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域高的結(jié)晶 性。
在上述實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置中，TFT和TFD能分別具有適合 于其元件的結(jié)晶狀態(tài)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)良好的元件特性。另外，使用 了用同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，因此能夠得到在同 一基板上具備如上所述的TFT和TFD的半導(dǎo)體裝置。因此，作為用 于驅(qū)動(dòng)電路的TFT和用于對(duì)像素電極進(jìn)行開(kāi)關(guān)的TFT能夠形成具有 高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和開(kāi)關(guān)比的TFT，并且，作為用作光傳感器的TFD 能夠形成對(duì)外光的靈敏度、對(duì)光的SN比(明暗下的電流值之.比) 高的TFD。也可以控制TFT和TFD的半導(dǎo)體層整體的結(jié)晶狀態(tài)，但 是分別使這些半導(dǎo)體層中特別是對(duì)TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率影響較大 的溝道區(qū)域和對(duì)TFD的光靈敏度影響較大的本征區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài) 最佳化，由此能夠得到適于各自的半導(dǎo)體元件的元件特性。
在此，"結(jié)晶狀態(tài)不同"是指平均晶體粒徑、平均晶體缺陷密度、 表面凹凸程度(例如平均表面粗糙度Ra)等表示結(jié)晶狀態(tài)的性質(zhì)中 任何一個(gè)不同即可。此外，本說(shuō)明書(shū)中的"平均表面粗糙度Ra"是由 在JISB0601-1994中規(guī)定的算術(shù)平均粗糙度Ra來(lái)定義的。
例如，可以使薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與薄膜二極管的半導(dǎo)體層之間或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域與薄膜二極管半導(dǎo)體層 的本征區(qū)域之間的平均晶體粒徑不同。g卩，能夠通過(guò)平均晶體粒徑
的不同來(lái)分別制作TFT和TFD的半導(dǎo)體層或者TFT的溝道區(qū)域和 TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。優(yōu)選薄膜晶體管的半導(dǎo)體 層的平均晶體粒徑大于薄膜二極管半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑，或者 薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體粒徑大于薄膜二極管 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體粒徑。由此，在TFT中能得到較高 的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能得到較高的光靈敏 度。其結(jié)果是能夠使用同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各 自所要求的最佳元件特性。
另夕卜，也可以使薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與薄膜二極管的半導(dǎo)體 層之間或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域與薄膜二極管半導(dǎo)體 層的本征區(qū)域之間的平均晶體缺陷密度不同。即，能夠通過(guò)平均晶 體缺陷密度的不同來(lái)分別制作TFT和TFD的半導(dǎo)體層或者TFT的溝 道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。優(yōu)選薄膜晶體管 半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度小于薄膜二極管半導(dǎo)體層的平均晶 體缺陷密度，或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體缺陷 密度小于薄膜二極管半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體缺陷密度。由 此，在TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD
中能得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能使用同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜同 時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，也可以使薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與薄膜二極管的半導(dǎo)體 層之間或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域與薄膜二極管半導(dǎo)體 層的本征區(qū)域之間的表面凹凸不同。
通過(guò)激光照射而晶化或者再晶化了的半導(dǎo)體膜通過(guò)熔融固化 過(guò)程進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，因此，由于從液體變化為固體時(shí)的體積膨脹， 晶體晶粒邊界部隆起形成凸部。該凸部如山脈一樣沿著晶體晶粒邊 界相連。在本說(shuō)明書(shū)中，將這種凸部稱作為"脊(ridge)"。脊的大 小是通過(guò)激光照射進(jìn)行了熔融固化的結(jié)晶水平的參數(shù)。具體地說(shuō)， 在半導(dǎo)體層中規(guī)定區(qū)域中形成的脊越大，即微觀地說(shuō)表面凹凸的大.小越大，該區(qū)域的結(jié)晶性越高。
因此，能夠根據(jù)表面凹凸的不同而分別制作TFT和TFD的半導(dǎo) 體層或者TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀 態(tài)。優(yōu)選薄膜晶體管半導(dǎo)體層的表面凹凸(例如平均表面粗糙度Ra) 大于薄膜二極管半導(dǎo)體層的表面凹凸，或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的 溝道區(qū)域的表面凹凸大于薄膜二極管半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的表面 凹凸。由此，在TFT中得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性， 在TFD中得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是，能使用同一非晶質(zhì)半導(dǎo) 體膜同時(shí)實(shí)現(xiàn)T F T和T F D各自所要求的最佳元件特性。
并且，也可以使薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與薄膜二極管的半導(dǎo)體 層之間或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域與薄膜二極管半導(dǎo)體 層的本征區(qū)域之間的構(gòu)成其晶體的主面取向不同。即，能夠通過(guò)構(gòu) 成晶體的主面取向的不同而分別制作TFT和TFD的半導(dǎo)體層或者 TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。優(yōu)選薄 膜晶體管的半導(dǎo)體層是以晶體的<111〉晶帶面所取向的區(qū)域?yàn)橹鳂?gòu) 成的，薄膜二極管的半導(dǎo)體層主要由除此之外的面取向構(gòu)成?；蛘撸?優(yōu)選薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域是以晶體的<111>晶帶面所 取向的區(qū)域?yàn)橹鳂?gòu)成的，薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域主要由 除此之外的面取向構(gòu)成。
另夕卜，也可以使薄膜晶體管的半導(dǎo)體層與薄膜二極管的半導(dǎo)體 層之間或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域與薄膜二極管半導(dǎo)體 層的本征區(qū)域之間的具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化 劑元素(以下簡(jiǎn)稱為"催化劑元素")的濃度不同。
當(dāng)向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加具有促進(jìn)晶化的作用的金屬元素后 實(shí)施加熱處理使其晶化時(shí)，與僅通過(guò)一般的激光照射來(lái)使其晶化的 晶質(zhì)半導(dǎo)體膜相比，能得到晶體取向性一致的良好的晶質(zhì)半導(dǎo)體 膜。此時(shí)，向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜局部添加催化劑元素，或者局部提高 催化劑元素的濃度，由此能夠分別制作晶體取向性一致的晶質(zhì)區(qū)域 和除此之外的晶質(zhì)區(qū)域。在這種情況下，用于晶化的催化劑元素中 至少一部分殘留在晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中添加該催化劑元素的區(qū)域中，因此催化劑元素的濃度越高的區(qū)域具有更均勻的取向性。
這樣，根據(jù)向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加的催化劑元素濃度的不同，
能夠得至IJTFT禾DTFD各自的半導(dǎo)體層或者TFT的溝道區(qū)域和TFD的 本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。
優(yōu)選在薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中催化劑元素濃度比薄膜二極 管的半導(dǎo)體層大，或者在薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域中催化劑 元素濃度比薄膜二極管半導(dǎo)體層的本征區(qū)域大。由此，在TFT中得 到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中得到較高的光 靈敏度。其結(jié)果是，能夠用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半 導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。進(jìn)一步優(yōu) 選薄膜晶體管的半導(dǎo)體層包含催化劑元素，薄膜二極管的半導(dǎo)體層 實(shí)質(zhì)上不包含催化劑元素，或者薄膜晶體管半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域包 含催化劑元素，薄膜二極管半導(dǎo)體層的本征區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上不包含催化 劑元素。由此，能夠僅使TFT的半導(dǎo)體層由添加催化劑元素并通過(guò) 加熱處理而晶化了的半導(dǎo)體膜構(gòu)成，而使TFD的半導(dǎo)體層由通過(guò)未 添加催化劑元素的以往的晶化法而晶化了的半導(dǎo)體膜構(gòu)成?；蛘撸?至少TFT的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域由添加催化劑元素并通過(guò)加熱處 理而晶化了的半導(dǎo)體膜構(gòu)成，至少TFD的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域由通 過(guò)未添加催化劑元素的以往的晶化法而晶化了的半導(dǎo)體膜構(gòu)成，能 夠使TFT和TFD的元件特性更加合適。
作為用于晶化的催化劑元素，能夠使用從Ni、 Co、 Sn、 Pb、 Pd、 Fe、 Cu中選擇的一種或者多種元素。只要是從其中選擇的一種 或者多種元素，用微量就有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的效果。其中， 特別是使用Ni的情況下能夠得到最顯著的效果。
另外，在向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加具有促進(jìn)晶化的作用的金屬元 素后實(shí)施加熱處理而晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中，晶體的面取向主要 由<111〉晶帶面構(gòu)成。更具體地說(shuō)，在<111>晶帶面中，晶質(zhì)半導(dǎo)體 膜的晶體的面取向比例特別是(110)面取向和(211)面取向占全 體的50%以上的區(qū)域。在通常不使用催化劑元素的晶化中，由于半 導(dǎo)體膜基底的絕緣體(特別是非晶質(zhì)二氧化硅的情況下)的影響，
34晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的面取向容易朝向(111)。在<111〉晶帶面中，特別 是(110)面、(211)面兩個(gè)晶體面與其它面相比空穴遷移率非常
高，特別能提高性能比n溝道型TFT差的p溝道型TFT的性能，具有 在使用TFT的半導(dǎo)體電路中容易取得平衡的優(yōu)點(diǎn)。
這樣，通過(guò)使構(gòu)成晶體的主要的面取向不同，能夠分別制作出 TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域 所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。主要用晶體的<111>晶帶面所取向的區(qū)域 來(lái)構(gòu)成TFT的半導(dǎo)體層，主要用除此之外的面取向來(lái)構(gòu)成TFD的半 導(dǎo)體層，并且主要用晶體的〈111〉晶帶面所取向的區(qū)域來(lái)構(gòu)成TFT 的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域，主要用除此之外的面取向來(lái)構(gòu)成TFD的半 導(dǎo)體層的本征區(qū)域，由此能在TFT中得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較 高的開(kāi)關(guān)特性，能在TFD中得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是，能夠 用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和 TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，作為其結(jié)晶狀態(tài)，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和薄膜二 極管的半導(dǎo)體層由Si形成，與薄膜二極管的半導(dǎo)體層相比，薄膜晶 體管的半導(dǎo)體層的顯微拉曼散射光譜中的晶體S i的T 0聲子峰 (phononpeak)強(qiáng)度相對(duì)較大。或者，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層 的溝道區(qū)域和薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域由Si形成，與薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域相比，薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道 區(qū)域顯微拉曼散射光譜中的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)較大。
艮P，作為結(jié)晶狀態(tài)的評(píng)價(jià)手段，能夠使用以Ar激光等為光源的 激光顯微拉曼散射光譜并據(jù)此來(lái)判斷結(jié)晶狀態(tài)。此時(shí)，空間分辨率 能夠小到l(im(l)的程度，能對(duì)實(shí)際得到的TFT的溝道區(qū)域、TFD的本 征區(qū)域進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)最好是晶體Si的TO聲子峰的峰強(qiáng)度 比，但是也可以使用其半值寬度、其拉曼頻移(Raman Shift)波 數(shù)。這樣，分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū) 域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，由此在TFT中能得到 較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中得到較高的光靈 敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另夕卜，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和薄膜二極管的半導(dǎo)體層是 由激光照射而晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在薄膜晶體 管的半導(dǎo)體層上方具有對(duì)激光的反射防止膜。此時(shí)，設(shè)置在薄膜晶 體管的半導(dǎo)體層上方的反射防止膜還可以發(fā)揮薄膜晶體管的柵極 絕緣膜的功能?；蛘?，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和薄 膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是由激光照射而晶化或者再晶化 了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域上方 具有對(duì)激光的反射防止膜。此時(shí)，設(shè)置在薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的 溝道區(qū)域上方的反射防止膜還可以發(fā)揮薄膜晶體管的柵極絕緣膜 的功能。
在對(duì)半導(dǎo)體膜照射激光而進(jìn)行晶化或者再晶化的情況下，設(shè)置 對(duì)所使用的激光發(fā)揮反射防止膜的功能的膜，由此與沒(méi)有反射防止 膜的區(qū)域相比，照射半導(dǎo)體膜的有效激光能量變高。g卩，對(duì)想提高 結(jié)晶性的區(qū)域選擇性地配置反射防止膜并通過(guò)激光照射而進(jìn)行晶 化或者再晶化，由此能夠在使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半 導(dǎo)體膜內(nèi)分別制作出結(jié)晶性高的區(qū)域和結(jié)晶性低的區(qū)域。此時(shí)的反 射防止膜可以利用氧化硅膜、氮化硅膜。在利用氧化硅膜的情況下，
例如只要是20 80nm左右的膜厚，反射防止膜就能得到較高的效 果。另外，通過(guò)將該反射防止膜直接用作TFT的柵極絕緣膜，能夠 實(shí)現(xiàn)工序簡(jiǎn)化、溝道與柵極絕緣膜的界面特性的提高。因此，通過(guò) 這種結(jié)構(gòu)分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域 和TFD本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，從而能在TFT中得到較高 的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，能在TFD中得到較高的光靈敏 度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同 時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另夕卜，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和薄膜二極管的半導(dǎo)體層是 通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的下方具有激光照射時(shí)的散熱層。此時(shí)，優(yōu)選設(shè) 置在薄膜二極管的半導(dǎo)體層下方的散熱層由具有遮光性的材料形成、并且從基板的反面?zhèn)瓤磿r(shí)覆蓋TFD的半導(dǎo)體層的至少一部分。
更優(yōu)選覆蓋整個(gè)TFD的半導(dǎo)體層。由此，能夠使散熱層發(fā)揮用于遮
擋從基板反面?zhèn)日丈涞墓獾恼诠鈱拥墓δ??；蛘?，希望薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域下方具有激光照射時(shí)的散熱層。在這種情況下，優(yōu)選設(shè)置在薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域下方的散熱
層由具有遮光性的材料形成，并且從基板反面?zhèn)瓤磿r(shí)覆蓋TFD的半導(dǎo)體層的至少本征區(qū)域。由此，發(fā)揮用于遮擋從基板反面?zhèn)日丈涞墓獾恼诠鈱拥墓δ堋?br> 在對(duì)半導(dǎo)體膜照射激光來(lái)進(jìn)行晶化或者再晶化的情況下，在其過(guò)程中，半導(dǎo)體膜被激光全部或者部分地熔融，此時(shí)的潛熱向基板方向逸散，由此從晶體的下面?zhèn)乳_(kāi)始固化，進(jìn)行晶化。此時(shí)的潛熱逸散方向根據(jù)半導(dǎo)體層的下層構(gòu)造的不同而大不相同，由此得到的結(jié)晶狀態(tài)也大不相同。潛熱的逸散越小，固化越慢，能夠得到具有較高結(jié)晶性的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。相反，如果潛熱逸散較大，則固化速度較快，各個(gè)晶體粒小，會(huì)成為包含較多晶體缺陷的低結(jié)晶性的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。即，通過(guò)控制激光照射時(shí)熱從半導(dǎo)體膜向下方的逸散，能夠分別形成不同的結(jié)晶狀態(tài)。在半導(dǎo)體膜下方選擇性地設(shè)置熱容量和熱傳導(dǎo)率較高的散熱層并照射激光，由此與不存在散熱層的區(qū)域的半導(dǎo)體膜相比，存在散熱層的區(qū)域上的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶狀態(tài)更低。因此，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)分別制作出TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，從而能在TFT中得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，能在TFD
中得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，在將TFD用作光傳感器的情況下，成為活性層的半導(dǎo)體層需要僅對(duì)外光反應(yīng)，但是與此相對(duì)，在透射型液晶顯示裝置中需要背光裝置，因此需要在背光裝置側(cè)設(shè)置遮光層使其不檢測(cè)來(lái)自背
37光裝置的光。通常在有源矩陣基板反面?zhèn)仍O(shè)有背光裝置，因此需要在成為TFD的活性區(qū)域的半導(dǎo)體層的下側(cè)設(shè)置遮光層。在本發(fā)明中，可以直接利用散熱層作為該遮光層。由此，在制造這兩種半導(dǎo)體元件時(shí)能夠簡(jiǎn)化其制造工序，能夠以更低廉的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體裝置。遮光膜需要對(duì)光進(jìn)行遮擋，因此希望使用金屬系材料。特別是希望使用能耐受后面的制造工序中的熱處理工序的高熔點(diǎn)金屬材料。
另外，薄膜晶體管可以是n溝道型薄膜晶體管，也可以是p溝道型薄膜晶體管?；蛘?，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置也可以具有包含n溝道型和p溝道型薄膜晶體管的多個(gè)薄膜晶體管。另外，作為本發(fā)明的TFT禾口 TFD的半導(dǎo)體層或者TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域
的結(jié)晶狀態(tài)的差異，不僅可以是前述各個(gè)狀態(tài)的單獨(dú)組合，還可以組合2個(gè)以上。
本實(shí)施方式能夠適用于例如帶傳感器功能的液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置。當(dāng)本實(shí)施方式應(yīng)用于帶傳感器功能的顯示裝置中時(shí)，具有如下優(yōu)點(diǎn)。
在液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置中，在同一基板上設(shè)置包含像素部的顯示區(qū)域和驅(qū)動(dòng)電路，由此開(kāi)發(fā)更大型更高分辨率的顯示裝置。并且，通過(guò)在該基板上內(nèi)置存儲(chǔ)器電路、時(shí)鐘產(chǎn)生電路等邏輯電路的結(jié)構(gòu)(系統(tǒng)面板(system on panel)),不僅能實(shí)現(xiàn)顯示裝置的小型化、輕量化，還能夠削減制造成本，還能夠提高產(chǎn)品的可靠性。在這種顯示裝置的像素部中，通常利用TFT作為開(kāi)關(guān)元件，另外，在驅(qū)動(dòng)電路、邏輯電路中也使用TFT。作為在這種顯示裝置中附加與以往的顯示元件不同的功能來(lái)進(jìn)行高功能化的搭配的--例，可以考慮如下帶傳感器功能的顯示裝置將TFD與TFT—起制作在同一基板上，利用無(wú)法由TFT得到的TFD的器件特性，由此在顯示區(qū)域內(nèi)外裝入光傳感器。
當(dāng)要制作帶傳感器功能的顯示裝置時(shí)，希望將在像素部中用作開(kāi)關(guān)元件的TFT、構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路等的TFT以及用作光傳感器的TFD
形成在同一基板上。在用公知的晶化方法對(duì)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行晶化來(lái)形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，并用該晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成TFT和TFD的
半導(dǎo)體層時(shí)，能夠一體地形成這些元件。然而，通過(guò)公知的晶化方法難以使晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶狀態(tài)部分地不同，因此無(wú)法根據(jù)各個(gè)
元件所要求的特性分別使TFT和TFD的半導(dǎo)體層中的結(jié)晶狀態(tài)最佳化。
具體進(jìn)行說(shuō)明，在用作開(kāi)關(guān)元件的TFT中要求較高的開(kāi)關(guān)比，在用作驅(qū)動(dòng)電路、邏輯電路的TFT中要求高速動(dòng)作。為了進(jìn)行高分辨率的圖像顯示，向像素寫入的信息量增加，如果該信息不能在短時(shí)間內(nèi)寫入，則不能動(dòng)態(tài)顯示具有用于進(jìn)行高精細(xì)顯示的龐大信息量的圖像。為了制作具有能實(shí)現(xiàn)高速動(dòng)作的較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)比的TFT，形成TFT的活性區(qū)域的半導(dǎo)體層要求具有較高的結(jié)晶性的晶質(zhì)半導(dǎo)體層。與此相對(duì)，在將TFT用作光傳感器的情況下，成為其活性區(qū)域的半導(dǎo)體層要求對(duì)外光的靈敏度較高、即對(duì)光的S/N比(明暗的電流值比)較高。在這種情況下，優(yōu)選使用與TFT的活性區(qū)域所要求的高結(jié)晶性相比結(jié)晶性較低的晶質(zhì)半導(dǎo)體層。這樣，為了滿足TFT和TFD各自所要求的特性，例如需要進(jìn)行控制使得TFT的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性比TFD的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性高，但是當(dāng)使用同一半導(dǎo)體膜來(lái)一體形成這些元件時(shí)，無(wú)法單獨(dú)地控制各個(gè)半導(dǎo)體層的結(jié)晶性。
與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化，能夠在同一基板上形成結(jié)晶性較高的TFT的活性區(qū)域和結(jié)晶性比TFT的活性區(qū)域低的TFD的活性區(qū)域，因此能夠一體地形成具有較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率的像素開(kāi)關(guān)用TFT、外圍驅(qū)動(dòng)電路用TFT和對(duì)外光的靈敏度較高的光傳感器用TFD。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)維持較高的顯
示特性并且附加高性能的傳感器功能的小型顯示裝置。
另外，在前述專利文獻(xiàn)2中記載了使用同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)
形成晶質(zhì)半導(dǎo)體層和非晶質(zhì)半導(dǎo)體層的方法，但是根據(jù)該方法存在如下問(wèn)題通過(guò)使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜部分晶化的工序，非晶質(zhì)半導(dǎo)體層中的不飽和鍵增加，無(wú)法形成良好的器件(例如TFD)。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠根據(jù)器件的用途單獨(dú)地使半導(dǎo)體層的結(jié)晶性最佳化，因此能夠得到具有高器件特性的TFT和TFD。另外，
如前所述，在實(shí)時(shí)影象感測(cè)等中，在對(duì)圖像進(jìn)行一次掃描期間，需
要在光學(xué)感測(cè)之后，為給下一個(gè)掃描作準(zhǔn)備而使TFD的電位暫時(shí)復(fù)位，但是在使用了遷移率較低的非晶質(zhì)半導(dǎo)體層的TFD中，會(huì)產(chǎn)生該復(fù)位掃描跟不上的情況。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，使用遷移率較高的晶質(zhì)半導(dǎo)體層來(lái)形成TFD，因此能夠?qū)崿F(xiàn)比使用非晶質(zhì)半導(dǎo)體層的TFD更良好的器件特性。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含以下工序在基板上的一部分區(qū)域上設(shè)置對(duì)激光照射的散熱層的工序；在基板和散熱層的上方形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光使其晶化的工序；以及對(duì)在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用在下方不存在散熱層的區(qū)域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，使用在下方存在散熱層的區(qū)域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序?；蛘?，包含以下工序在基板上的一部分區(qū)域上設(shè)置對(duì)激光照射的散熱層的工序；在基板和散熱層的上方形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；通過(guò)對(duì)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)其晶化的催化劑元素并進(jìn)行加熱處理至少使一部分晶化的工序；對(duì)在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光使其進(jìn)一步晶化或者再晶化的工序；以及對(duì)在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用在下方不存在散熱層的區(qū)域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，使用在下方存在散熱層的區(qū)域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
并且，在這些制造方法中，優(yōu)選使用在下方不存在散熱層的區(qū)
域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜至少在第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄
膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域，使用在下方存在散熱層的區(qū)域上的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜來(lái)至少在第二島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極
管的本征區(qū)域的區(qū)域。另外，照射激光來(lái)進(jìn)行晶化或者再晶化的工序優(yōu)選以如下范圍的照射能量密度來(lái)進(jìn)行，即在非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜或200880012745.2 在散熱層的區(qū)域成為更高的結(jié)晶狀態(tài)。此時(shí)，更高的結(jié)晶狀態(tài)是指平均晶體粒徑更大、缺陷密度更低、顯微拉曼散射光譜中的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)大等。并且，優(yōu)選散熱層被用作對(duì)從基板反面照射來(lái)的光進(jìn)行遮光的遮光層。
通過(guò)這種制造方法能夠分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。另外，在將TFD用作光傳感器的情況下，在透射型液晶顯示裝置中需要背光裝置，但是能夠直接利用散熱層作為用于不檢測(cè)來(lái)自該背光裝置的光的遮光層。由此，在同一基板上制造出這兩種半導(dǎo)體元件時(shí)，能不增加其制造工序，以更低的制造成本來(lái)制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。
另外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；在非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上的一部分區(qū)域形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光使其晶化的工序；使在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜圖案化，使用形成反射防止膜的區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，使用沒(méi)有反射防止膜的區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層。或者，包含如下工序準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；通過(guò)向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)其晶化的催化劑元素并進(jìn)行加熱處理從而使至少一部分晶化的工序；在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上的一部分區(qū)域中形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；向晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光使其進(jìn)一步晶化或者再晶化的工序；使在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜圖案化，用形成反射防止膜的區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用沒(méi)有反射防止膜的區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層。并且，優(yōu)選使用形成有反射防止膜的區(qū)域的 晶質(zhì)半導(dǎo)體膜至少在第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜晶體 管的溝道區(qū)域的區(qū)域，使用沒(méi)有反射防止膜的區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 至少在第二島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極管的本征區(qū)域 的區(qū)域。
通過(guò)這種制造方法能夠分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層 以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在 TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能 得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而 形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序 準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜圖案化，形成后來(lái) 成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；至少在第一島狀半 導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；以及向第一島狀半導(dǎo)體 層和第二島狀半導(dǎo)體層照射激光而使其晶化的工序?；蛘撸?下工序準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；通過(guò)向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加 促進(jìn)其晶化的催化劑元素并進(jìn)行加熱處理，從而使其至少一部分晶 化的工序；使在該工序中所得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜圖案化，形成后來(lái) 成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；至少在第一島狀半 導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；以及向第一島狀半導(dǎo)體 層和第二島狀半導(dǎo)體層照射激光而使其晶化的工序。并且，在第一 島狀半導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序中，優(yōu)選形成在第 一島狀半導(dǎo)體層中至少后來(lái)成為薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域上。 此時(shí)，優(yōu)選反射防止膜被用作薄膜晶體管的柵極絕緣膜。
通過(guò)這種制造方法，能夠分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層 以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在 TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能 得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。 另外，能夠直接利用反射防止膜作為TFT的柵極絕緣膜，因此能夠 實(shí)現(xiàn)工序簡(jiǎn)化。由此，當(dāng)在同一基板上制造出這兩種半導(dǎo)體元件時(shí)， 能不增加其制造工序，以更低的制造成本來(lái)制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝 置。
另外，作為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序
準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜選擇性地添加促進(jìn) 其晶化的催化劑元素并進(jìn)行加熱處理，從而形成使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 的一部分選擇性地晶化的第一晶化區(qū)域的工序；向在該工序中所得 到的第一晶化區(qū)域以及除此之外未晶化的非晶質(zhì)區(qū)域照射激光，促 使第一晶化區(qū)域進(jìn)一步晶化或者使其再晶化，并且形成使除此之外 的非晶質(zhì)區(qū)域也晶化的第二晶化區(qū)域的工序；以及使在該工序中所 得到的第一晶化區(qū)域和第二晶化區(qū)域圖案化，用第一晶化區(qū)域來(lái)形 成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用第一晶 化區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層 的工序。
通過(guò)這種制造方法，能夠分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層 以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在 TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能
得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而 形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
并且，在這些制造方法中，優(yōu)選在準(zhǔn)備非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序 之前，至少在第二島狀半導(dǎo)體層的下方設(shè)置散熱層，該散熱層在激 光照射時(shí)發(fā)揮散熱層的作用，另外在后來(lái)的薄膜二極管中發(fā)揮對(duì)從 基板的反面?zhèn)日丈涞墓膺M(jìn)行遮光的遮光層的功能。
由此，將激光晶化時(shí)的反射防止膜的作用、催化劑元素的選擇 添加的作用結(jié)合，能夠分別使TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及在 TFT的溝道區(qū)域和TFD的本征區(qū)域中的結(jié)晶狀態(tài)的差別更大，在 TFT中能得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能 得到較高的光靈敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。 另外，在將TFD用作光傳感器的情況下，在透射型液晶顯示裝置中 需要背光裝置，但是能夠直接將散熱層用作用于不檢測(cè)來(lái)自該背光 裝置的光的遮光層。由此，在同一基板上制造這兩種半導(dǎo)體元件時(shí)， 能不增加其制造工序，以更低的制造成本來(lái)制造本發(fā)明的半導(dǎo)體裝 置。
另外，在這些制造方法中，在向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)其晶 化的催化劑元素并進(jìn)行加熱處理從而使至少一部分晶化的工序中， 優(yōu)選包含將具有開(kāi)口部的掩模形成在非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上的工序；以 及通過(guò)開(kāi)口部將催化劑元素添加到非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的所選擇的區(qū) 域中的工序。
這樣，向非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜選擇性地?fù)诫s催化劑元素，在加熱處 理中從選擇性地添加催化劑元素的區(qū)域向其外圍部進(jìn)行橫向晶體 生長(zhǎng)來(lái)形成晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，由此能夠得到晶體生長(zhǎng)方向大致統(tǒng)一為 一個(gè)方向的良好的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，能夠進(jìn)一步提高TFT的電流驅(qū)動(dòng) 能力。另外，在該橫向晶體生長(zhǎng)的區(qū)域中，晶體生長(zhǎng)后的催化劑元 素的膜中濃度比直接添加催化劑元素的區(qū)域能夠降低1 2位，因此 能夠減小后面工序的負(fù)荷和對(duì)器件的影響。
并且，在本發(fā)明的制造方法中，包含如下工序通過(guò)前述方法 形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一半導(dǎo)體層和后來(lái)成為 薄膜二極管的活性區(qū)域的第二半導(dǎo)體層后，至少在各個(gè)第一島狀半 導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜的工序；在第一島狀半導(dǎo)體層上的柵極絕 緣膜上形成柵極電極的工序；向第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極 區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工序；向第二島狀半導(dǎo)體層 的后來(lái)成為n型區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序；以及向第二島 狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為p型區(qū)域的區(qū)域摻雜p型雜質(zhì)元素的工序。
由此，在TFT的半導(dǎo)體層中，形成成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的 n型或者p型雜質(zhì)，在TFD的半導(dǎo)體層中形成n型雜質(zhì)區(qū)域和p型雜質(zhì) 區(qū)域，在同一基板上完成各個(gè)器件，但是在此，在向第一島狀半導(dǎo) 體層的成為后來(lái)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工
44序中，優(yōu)選摻雜到第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū) 域的區(qū)域上的雜質(zhì)元素是n型雜質(zhì)元素，該工序與向第二島狀半導(dǎo) 體層的后來(lái)成為n型區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序同時(shí)進(jìn)行。 即，能夠?qū)⒂糜谛纬蒼溝道型TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜工 序和用于形成TFD的n型雜質(zhì)區(qū)域的摻雜工序作為同一工序來(lái)進(jìn) 行，從而實(shí)現(xiàn)制造工序的簡(jiǎn)化。
另外，在向第一島狀半導(dǎo)體層的成為后來(lái)的源極區(qū)域和漏極區(qū) 域的區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工序中，優(yōu)選摻雜到第一島狀半導(dǎo)體層的 后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域的雜質(zhì)元素是p型雜質(zhì)元素， 該工序與向第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為P型區(qū)域的區(qū)域摻雜P型 雜質(zhì)元素的工序同時(shí)進(jìn)行。由此，能夠?qū)⒂糜谛纬蓀溝道型TFT的 源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜工序和用于形成TFD的p型雜質(zhì)區(qū)域的
摻雜工序作為同一工序來(lái)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)制造工序的簡(jiǎn)化。
并且，優(yōu)選第一島狀半導(dǎo)體層是后來(lái)成為n溝道型薄膜晶體管 的活性區(qū)域和p溝道型薄膜晶體管的活性區(qū)域的至少多個(gè)島狀半導(dǎo) 體層，向多個(gè)第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的 區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工序，是對(duì)后來(lái)成為n溝道型薄膜晶體管的第 一島狀半導(dǎo)體層摻雜n型雜質(zhì)元素、對(duì)后來(lái)成為p溝道型薄膜晶體管 的第一島狀半導(dǎo)體層摻雜p型雜質(zhì)元素的工序，在該工序中，向后 來(lái)成為n溝道型薄膜晶體管的第一島狀半導(dǎo)體層的源極區(qū)域和漏極 區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序與向第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為n 型區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序同時(shí)進(jìn)行，在該工序中，向 后來(lái)成為p溝道型薄膜晶體管的第一島狀半導(dǎo)體層的源極區(qū)域和漏 極區(qū)域摻雜p型雜質(zhì)元素的工序與向第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為 n型區(qū)域的區(qū)域摻雜p型雜質(zhì)元素的工序同時(shí)進(jìn)行。
由此，在形成CMOS結(jié)構(gòu)的TFT電路的情況下，不僅能夠?qū)⒂?于形成該n溝道型TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜工序和用于形 成TFD的n型雜質(zhì)區(qū)域的摻雜工序作為同一工序來(lái)進(jìn)行，還能將用 于形成p溝道型TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的摻雜工序和用于形成 TFD的p型雜質(zhì)區(qū)域的摻雜工序作為同一工序來(lái)進(jìn)行，能夠大為簡(jiǎn)化制造工序。而且，能夠不增加其制造工序而以更低的制造成本提 供作為本發(fā)明的目的的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置具備具有良好特
性的TFT和TFD，在形成在同一基板上的TFT和TFD中都具有適合于 各個(gè)半導(dǎo)體元件的結(jié)晶狀態(tài)的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜。
另外，在這些制造方法中，優(yōu)選進(jìn)行向第二島狀半導(dǎo)體層的后 來(lái)成為n型區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序和向第二島狀半導(dǎo) 體層的后來(lái)成為p型區(qū)域的區(qū)域慘雜p型雜質(zhì)元素的工序，使得在第 二島狀半導(dǎo)體層中成為n型區(qū)域的區(qū)域和成為p型區(qū)域的區(qū)域之間， 在兩個(gè)摻雜工序中形成未被摻雜的區(qū)域(本征區(qū)域)。
第一實(shí)施方式
說(shuō)明本發(fā)明中的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置。本實(shí)施方式的半 導(dǎo)體裝置具備形成在同一基板上的n溝道型TFT和TFD，例如被用作 具備傳感器部的有源矩陣型顯示裝置。
圖l是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的一例的示意性截面圖。 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置，典型地具有設(shè)置在同一基板上的多個(gè) TFT禾n多個(gè)TFD，但是在此圖示出僅有單一TFT和單一TFD的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100具備在基板101上隔著基底膜 103、 104而形成的薄膜晶體管123和薄膜二極管124。薄膜晶體管123 具有包含溝道區(qū)域114、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域112的半導(dǎo)體層S1、 設(shè)置在半導(dǎo)體層S1上的柵極絕緣膜108、控制溝道區(qū)域114導(dǎo)電性的 柵極電極109以及分別連接到源極區(qū)域和漏極區(qū)域112的電極、配線 121。另外，薄膜二極管124具有至少包含n型區(qū)域113和p型區(qū)域 117的半導(dǎo)體層S2和分別連接到n型區(qū)域113和p型區(qū)域117的電極、 配線122。在圖示的例子中，在半導(dǎo)體層S2中的n型區(qū)域113和p型區(qū) 域117之間設(shè)置有本征區(qū)域118。
在薄膜晶體管123和薄膜二極管124上形成有氮化硅膜119和氧 化硅膜120作為層間絕緣膜。另外，在薄膜二極管124的半導(dǎo)體層S2 與基板101之間配置有后述的制造工藝中激光照射時(shí)發(fā)揮散熱功能 的散熱層102。
薄膜晶體管123的半導(dǎo)體層S1和薄膜二極管124的半導(dǎo)體層S2是使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而得到的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，薄膜晶體管
123的半導(dǎo)體層S1的結(jié)晶狀態(tài)和薄膜二極管124的半導(dǎo)體層S2的結(jié) 晶狀態(tài)不同。優(yōu)選薄膜晶體管123的半導(dǎo)體層S1具有比薄膜二極管 124的半導(dǎo)體層S2高的結(jié)晶性。
圖l所示的n溝道型薄膜晶體管123和薄膜二極管124例如如下 那樣制作。
圖2的(A) (I)是表示本實(shí)施方式中的薄膜晶體管123和 薄膜二極管124的制作工序的工序截面圖，按照(A) — (I)的順 序依次進(jìn)行制作工序。
在圖2的(A)中，基板101可以采用低堿玻璃基板、石英基板。 在本實(shí)施方式中采用低堿玻璃基板。在這種情況下，也可以用比玻 璃的變形點(diǎn)低10 2(TC左右的溫度預(yù)先進(jìn)行熱處理。在該基板IOI 的形成TFT和TFD的表面設(shè)置有在后來(lái)的激光照射工序中發(fā)揮散熱 功能的散熱層102。此時(shí)，當(dāng)利用具有遮光性的膜作為散熱層102 時(shí)，在最終產(chǎn)品中能夠發(fā)揮用于對(duì)來(lái)自基板反面方向的照射TFD的 光進(jìn)行遮光的遮光層的功能。散熱層102能夠使用金屬膜或者硅膜 等。在使用金屬膜的情況下，考慮之后的制造工序中的熱處理，優(yōu) 選作為高熔點(diǎn)金屬的鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)等。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)濺射來(lái)形成Mo膜，進(jìn)行圖案化，形成 圖2的(A)所示的散熱層102。在此，為了使其充分發(fā)揮散熱層的 功能，此時(shí)的膜厚是一個(gè)參數(shù)，厚度是20 200nm，優(yōu)選30 150nm， 在本實(shí)施方式中例如設(shè)為100nm。
然后，如圖2的(B)所示，為了防止來(lái)自基板101的雜質(zhì)擴(kuò)散， 形成氧化硅膜、氮化硅膜或者氮氧化硅膜等基底膜。在本實(shí)施方式 中，例如用通過(guò)等離子CVD法由SiH4、 NH3、 N20材料氣體制作的 氮氧化硅膜形成下層的第一基底膜103，在其上同樣地通過(guò)等離子 CVD法以SiH^ >420作為材料氣體層疊形成第二基底膜104。此時(shí) 的第一基底膜103和第二基底膜104的膜厚也是用于使下層的散熱 層102充分發(fā)揮功能的參數(shù)之 一 ，希望基底膜的總膜厚是 100~600nm，優(yōu)選150 450nm。在本實(shí)施方式中，第一基底膜103的氮氧化硅膜的膜厚是50 400nm，例如設(shè)為200nm，第二基底膜104 的氧化硅膜的膜厚是30 300nm，例如設(shè)為150nm。在本實(shí)施方式中 使用了2層基底膜，但是例如單層的氧化硅膜也沒(méi)問(wèn)題。
然后，通過(guò)等離子CVD法、濺射法等公知方法，以20 150nm (優(yōu)選30 80nm)的厚度形成具有非晶質(zhì)構(gòu)造的硅膜(a-Si膜)105。 在本實(shí)施方式中，通過(guò)等離子CVD法形成50nm厚度的非晶質(zhì)硅膜。 另外，能夠用相同成膜法形成基底膜103、 104和非晶質(zhì)硅膜105， 因此也可以連續(xù)形成兩者。能夠在形成基底膜后不暴露在大氣環(huán)境 下，從而防止其表面的污染，能夠減少所制作的TFT的特性偏差、 閾值電壓的變動(dòng)。
然后，如圖2的(C)所示，通過(guò)向非晶質(zhì)硅膜105照射激光106 來(lái)使該非晶質(zhì)硅膜105晶化。此時(shí)的激光可以應(yīng)用XeCl準(zhǔn)分子激光 (波長(zhǎng)308nm、脈寬40nsec)、 KrF準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)。此時(shí) 的激光的光束尺寸成型為在基板101的表面成為長(zhǎng)尺形狀，沿相對(duì) 于長(zhǎng)尺方向垂直的方向依次進(jìn)行掃描，由此進(jìn)行基板整個(gè)面的晶 化。此時(shí)，使光束的一部分重合地進(jìn)行掃描，由此在非晶質(zhì)硅膜105 的任意一點(diǎn)中進(jìn)行多次激光照射，實(shí)現(xiàn)均勻性的提高。由此，非晶 質(zhì)硅膜105在瞬間熔融固化的過(guò)程中被晶化，但是此時(shí)在非晶質(zhì)硅 膜105中，與沒(méi)有散熱層的區(qū)域相比，散熱層102上的區(qū)域熱逸散更 快，固化速度更快。因此，在散熱層102上結(jié)晶的結(jié)晶性硅區(qū)域105b 和在沒(méi)有散熱層的區(qū)域上晶化的結(jié)晶性硅區(qū)域105a中產(chǎn)生結(jié)晶性
差升C
此時(shí)的結(jié)晶狀態(tài)利用激光的照射能量來(lái)控制。圖11示出平均晶 體粒徑相對(duì)于激光照射能量的相關(guān)性。在圖ll中采用平均晶體粒徑
作為表示結(jié)晶性水平的指標(biāo)，但是顯微激光拉曼分光的TO聲子峰 強(qiáng)度、缺陷密度也表現(xiàn)出相同的傾向。但是，在缺陷密度的情況下， 缺陷密度越低，結(jié)晶性越高，因此成為上下翻轉(zhuǎn)的傾向的曲線。從
圖11可知，存在如下傾向隨著激光照射能量密度提高到某一能量 值為止，平均晶體粒徑一直變大，但是在某處取極大值，以此為邊 界轉(zhuǎn)為減少。本實(shí)施方式中使用的散熱層具有使相對(duì)于該照射能量
48的傾向向高能量側(cè)偏移的作用。g卩，沒(méi)有散熱層的區(qū)域的能量趨勢(shì) 由圖11的曲線901來(lái)表現(xiàn)，與此相對(duì)，散熱層上的區(qū)域的能量趨勢(shì) 如曲線902所示。因此，對(duì)沒(méi)有散熱層的區(qū)域的硅膜設(shè)定平均晶體 粒徑(結(jié)晶性)為大致極大值的值以下的照射能量密度，由此，散熱層102上的區(qū)域的結(jié)晶性硅區(qū)域105b的平均晶體粒徑比沒(méi)有散熱 層102的區(qū)域的結(jié)晶性硅區(qū)域105a小，包括其它結(jié)晶參數(shù)也變差， 結(jié)晶狀態(tài)變差。在本實(shí)施方式中，作為激光的照射能量密度，以不 存在散熱層102的區(qū)域的硅膜為基礎(chǔ)設(shè)定能量密度。S卩，希望是比 取圖11的曲線901 (在本實(shí)施方式中與沒(méi)有散熱層的區(qū)域相當(dāng))的 極大值的能量密度小0 50mJ/cn^的值，例如取極大值的能量密度是 380mJ/cm2 ，因此以比其低10mJ/cm2的370mJ/cm2的能量密度來(lái)進(jìn)行 照射。在如上那樣所得到的結(jié)晶性硅膜中，晶質(zhì)硅區(qū)域105a的平均晶 體粒徑是200 300nm ，晶質(zhì)硅區(qū)域105b的平均晶體粒徑是 50~150nm。另外，在晶質(zhì)硅膜的表面產(chǎn)生脊，晶質(zhì)硅區(qū)域105a中 其平均表面粗糙度Ra為4 9nm。晶質(zhì)硅區(qū)域105b中的Ra是2 4nm。 另外，在顯微激光拉曼分光中，關(guān)于在520cm—i附近看到的晶體Si 的TO聲子峰強(qiáng)度，晶質(zhì)硅區(qū)域105a的值相對(duì)于晶質(zhì)硅區(qū)域105b中 的值為約2 3倍。之后，除去晶質(zhì)硅區(qū)域105a、 105b中不需要的區(qū)域來(lái)進(jìn)行元件 間分離。此時(shí)如圖2的(D)所示，用晶質(zhì)硅區(qū)域105a來(lái)形成后來(lái)成 為TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層 107t，用晶質(zhì)硅區(qū)域105b來(lái)形成后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域(11 +型 + 型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層107d。然后，如圖2的(E)所示，形成覆蓋這些島狀半導(dǎo)體層107t 和107d的柵極絕緣膜108。作為柵極絕緣膜108，優(yōu)選厚度為 20~ 15Onm的氧化硅膜，在此使用1 OOnm的氧化硅膜。然后，在柵極絕緣膜108上利用濺射法或者CVD法等來(lái)堆積導(dǎo) 電膜，使其形成后來(lái)的TFT的柵極電極109的圖案。此時(shí)，在后來(lái) 的TFD的島狀半導(dǎo)體層107d上不形成導(dǎo)電膜。作為此時(shí)的導(dǎo)電膜，料中的任何一個(gè)。 另外，此時(shí)的膜厚希望是300 600nm，在本實(shí)施方式中例如使用了 膜厚450nm的添加了微量氮的鉭(Ta)。然后，如圖2的(F)所示，在柵極絕緣膜108上形成由抗蝕劑 構(gòu)成的掩模IIO，使其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體 層107d的一部分。并且，在該狀態(tài)下，從基板101上方全面地離子 摻雜n型雜質(zhì)(磷)111。此時(shí)的磷lll的離子摻雜是穿過(guò)柵極絕緣 膜108向半導(dǎo)體層107t、 107d進(jìn)行注入的。通過(guò)該工序，對(duì)TFD的島 狀半導(dǎo)體層107d中從抗蝕劑掩模110露出的區(qū)域和TFT的半導(dǎo)體層 107t中從柵極電極109露出的區(qū)域注入磷lll。不對(duì)被抗蝕劑掩模 110和柵極電極109覆蓋的區(qū)域摻雜磷111。由此，TFT的半導(dǎo)體層 107t中注入了磷lll的區(qū)域成為后來(lái)的TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域 112，被柵極電極109遮掩而沒(méi)有注入磷111的區(qū)域后來(lái)成為TFT的溝 道區(qū)域114。另外，TFD的島狀半導(dǎo)體層107d中注入了磷lll的區(qū)域 成為后來(lái)的TFD的n +型區(qū)域113。然后，除去在前一工序中使用的抗蝕劑掩模110后，如圖2的 (G)所示，在柵極絕緣膜108上形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模115，使 其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層107d的 一 部分和 后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層107t的整個(gè)面。并且，在 該狀態(tài)下，從基板101上方全面地離子摻雜p型雜質(zhì)(硼)116。此 時(shí)的硼116的離子摻雜是穿過(guò)柵極絕緣膜108向島狀半導(dǎo)體層107d 進(jìn)行注入的。通過(guò)該工序，對(duì)TFD的島狀半導(dǎo)體層107d中從抗蝕劑 掩模115露出的區(qū)域注入硼116。被掩模116覆蓋的區(qū)域中，未摻雜 硼116。由此，TFD的島狀半導(dǎo)體層107d中注入了硼116的區(qū)域成為 后來(lái)的TFD的p +型區(qū)域117，在前一工序中也沒(méi)注入磷的區(qū)域成為 后來(lái)的本征區(qū)域118。然后，除去在前一工序中使用的抗蝕劑掩模115后，在惰性環(huán) 境下例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行熱處理。此時(shí)的狀態(tài)與圖2的(H)相 當(dāng)。通過(guò)該熱處理，在TFT的源極/漏極區(qū)域112、 TFD的n +型區(qū)域 113和p +型區(qū)域117中，恢復(fù)在摻雜時(shí)產(chǎn)生的晶體缺陷等摻雜破壞，使分別摻雜的磷和硼活性化。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)TFT的源極/漏極區(qū)域112、 TFD的n +型區(qū)域113和p +型區(qū)域117的低電阻化。此時(shí)的加熱 處理也可以使用普通的加熱爐，但是更希望是RTA ( Rapid Thermal Annealing:快速熱退火)。特別適合采用向基板表面吹高溫惰性氣 體從而瞬時(shí)地進(jìn)行升降溫的方式。然后，如圖2的(I)所示，用氧化硅膜或者氮化硅膜形成層間 絕緣膜。在本實(shí)施方式中，采用氧化硅膜119和氮化硅膜120的2層 構(gòu)造。之后形成連接孔，通過(guò)金屬材料來(lái)形成TFT的電極、配線121 和TFD的電極、配線122。最后，在一個(gè)大氣壓的氮?dú)猸h(huán)境或者氫氣混合環(huán)境下進(jìn)行 350 45(TC的退火，完成圖2的(I)所示的薄膜晶體管123和薄膜二 極管124。并且根據(jù)需要，為了保護(hù)它們，也可以在薄膜晶體管123 和薄膜二極管124上設(shè)置由氮化硅膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。第二實(shí)施方式使用圖3說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在此，更具體地說(shuō)明用 與第一實(shí)施方式不同的方法在玻璃基板上同時(shí)制作顯示用的像素 TFT、驅(qū)動(dòng)用的CMOS結(jié)構(gòu)TFT電路以及光傳感器TFD的方法。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置能夠用于光傳感器內(nèi)置型有源矩陣型液晶顯 示裝置、有機(jī)EL顯示裝置等中。圖3至圖5是表示在此說(shuō)明的驅(qū)動(dòng)電 路用n溝道型薄膜晶體管227和p溝道型薄膜晶體管228、像素電極驅(qū) 動(dòng)用n溝道型薄膜晶體管229、光傳感器用薄膜二極管230的制作工 序的截面圖，按照?qǐng)D3的(A)—圖5的(J)的順序依次完成制作工 序。首先，如圖3的(A)所示，在玻璃基板201的形成TFT和TFD 的表面，形成在后來(lái)的激光照射工序中發(fā)揮散熱功能、且在后來(lái)的 TFD中發(fā)揮用于遮擋來(lái)自基板反面方向的光的遮光層的功能的金 屬膜或者硅膜等。在本實(shí)施方式中，通過(guò)濺射來(lái)形成鉬(Mo)膜， 進(jìn)行圖案化，形成圖3的(A)所示的散熱層202。作為此時(shí)的膜厚， 厚度是20 200nm，優(yōu)選30 150nm，在本實(shí)施方式中例如設(shè)為 100nm。然后，如圖3的(B)所示，在玻璃基板201和散熱層202上， 例如通過(guò)等離子CVD法形成氧化硅膜、氮化硅膜或者氮氧化硅膜等 基底膜。這些基底膜是為了防止來(lái)自玻璃基板的雜質(zhì)擴(kuò)散而設(shè)置 的。在本實(shí)施方式中，用厚度250nm左右的氮化硅膜形成下層的第 一基底膜203，在其上用厚度100nm左右的氧化硅膜層疊形成第二 基底膜204。然后，通過(guò)等離子CVD法等形成厚度20 80mm左右、 例如40nm的本征(I型)非晶質(zhì)硅膜(a-Si膜)205。然后，向a-Si膜205的表面添加催化劑元素。以旋涂法對(duì)a-Si 膜涂布包含以重量換算例如是5ppm的催化劑元素(在本實(shí)施方式 中是鎳)的水溶液(乙酸鎳溶液)，形成催化劑元素含有層206。除 了鎳(Ni)以外，在此能使用的催化劑元素是從鐵(Fe)、鈷(Co)、 錫(Sn)、鉛(Pb)、鈀(Pd)、銅(Cu)中選擇的一種或者多種元 素。雖然比這些元素的催化劑效果小，但是釕(Ru)、銠(Rh)、 鋨(Os)、銥(Ir)、鉑(Pt)、金(Au)等也發(fā)揮催化劑元素的功 能。此時(shí)，摻雜的催化劑元素的量是極微量，a-Si膜205的表面上的 催化劑元素濃度通過(guò)全反射熒光X線分析(TRXRF)法進(jìn)行管理。 在本實(shí)施方式中是5xl0"atoms/cm2左右。此外，在本工序之前，也 可以為了提高旋涂時(shí)a-Si膜205表面的潤(rùn)濕性而用臭氧水等略微氧 化a-Si膜205表面。此外，在本實(shí)施方式中采用了用旋涂法摻雜鎳的方法，但是也 可以采用通過(guò)蒸鍍法、濺射法等將作為催化劑元素的薄膜(本實(shí)施 方式的情況下是鎳膜)形成在a-Si膜205上的方案。然后，在惰性環(huán)境下、例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行加熱處理。優(yōu) 選該加熱處理以550 62(TC進(jìn)行30分鐘 4小時(shí)的退火處理。在本實(shí) 施方式中，作為一個(gè)例子在59(TC中進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理。在該加 熱處理中，添加到a-Si膜表面的鎳擴(kuò)散到a-Si膜205中，并且引起硅 化，以其為核進(jìn)行a-Si膜205的晶化。其結(jié)果是a-Si膜205被晶化， 成為晶質(zhì)硅膜205a。此外，在此通過(guò)使用了爐的加熱處理來(lái)進(jìn)行晶 化，但是也可以用以燈等為熱源的RTA ( Rapid Thermal Annealing 快速熱退火)裝置來(lái)進(jìn)行晶化。該狀態(tài)與圖3的(C)的狀態(tài)相當(dāng)。然后，如圖3的(D)所示，通過(guò)向經(jīng)加熱處理所得到的晶質(zhì)
硅膜205a照射激光207使該晶質(zhì)硅膜205a進(jìn) 一 步再晶化，形成提高 了結(jié)晶性的晶質(zhì)硅膜。此時(shí)的激光能夠應(yīng)用XeCl準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng) 308nm)、 KrF準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)。此時(shí)激光的光束尺寸成型 為在基板201表面形成長(zhǎng)尺形狀，沿與長(zhǎng)尺方向垂直的方向依次進(jìn) 行掃描，進(jìn)行整個(gè)基板面的晶化。此時(shí)，使光束的一部分重合進(jìn)行 掃描，由此在晶質(zhì)硅膜205a的任意一點(diǎn)進(jìn)行多次激光照射來(lái)提高均 勻性。在本實(shí)施方式中，光束尺寸成型為在基板201表面形成 300mmx0.4mm的長(zhǎng)尺形狀，沿與長(zhǎng)尺方向垂直的方向以0.02mm的 步寬進(jìn)行依次掃描。即，在晶質(zhì)硅膜205a的任意一點(diǎn)中都進(jìn)行共20 次激光照射。作為此時(shí)能夠使用的激光，除了前述脈沖振蕩型或者 連續(xù)發(fā)光型KrF準(zhǔn)分子激光、XeCl準(zhǔn)分子激光之外還能夠使用YAG 激光或者YV04激光等。
由此，晶質(zhì)硅膜205a在瞬間熔融固化的過(guò)程中被再晶化，但是 此時(shí)在晶質(zhì)硅膜205a中，與沒(méi)有散熱層的區(qū)域相比，散熱層202上 的區(qū)域熱逸散更快，固化速度更快。因此，在散熱層202上再晶化 了的晶質(zhì)硅區(qū)域205c和在沒(méi)有散熱層的區(qū)域上再晶化了的晶質(zhì)硅 區(qū)域205b之間，產(chǎn)生結(jié)晶性差異。
此時(shí)的結(jié)晶狀態(tài)由激光的照射能量來(lái)控制。即，與第一實(shí)施方 式相同，將對(duì)沒(méi)有散熱層的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜照射的能量密度設(shè)定為 結(jié)晶性為大致極大值的值以下的能量密度，由此散熱層202上的區(qū) 域的晶質(zhì)硅區(qū)域205c的結(jié)晶性比沒(méi)有散熱層202的區(qū)域的晶質(zhì)硅區(qū) 域205b的結(jié)晶性低。在本實(shí)施方式中，激光照射能量密度以不存在 散熱層202的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜為基礎(chǔ)設(shè)定能量密度。但是，在本實(shí) 施方式的情況下，對(duì)添加催化劑元素并經(jīng)加熱處理而晶化的晶質(zhì)硅 膜205a進(jìn)行激光照射，因此與直接向非晶質(zhì)硅膜照射激光使其晶化 的第一實(shí)施方式相比，評(píng)價(jià)參數(shù)有若干不同。在本實(shí)施方式的情況 下，平均晶體粒徑(晶疇直徑)由前一工序大致決定，在圖11中， 縱軸取表面凹凸(脊)大小，由此來(lái)決定照射能量密度。
艮口，圖ll中的縱軸替換為晶質(zhì)硅膜的平均表面粗糙度，是比曲
53線901 (在本實(shí)施方式中與沒(méi)有散熱層的區(qū)域相當(dāng))取極大值的能
量密度小0 50mJ/cm2的值，例如取極大值的能量密度是400mJ/cm2 ， 因此以比其低20mJ/cm2的380mJ/cm2的能量密度來(lái)進(jìn)行照射。另外， 當(dāng)此時(shí)的激光能量密度過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致在前一工序中得到的晶質(zhì)硅 膜205a的結(jié)晶狀態(tài)被復(fù)位，增加了第一實(shí)施方式中所沒(méi)有的限制。
由此，由固相晶化得到的晶質(zhì)硅膜2 0 5 a通過(guò)激光照射的熔融固 化過(guò)程來(lái)降低晶體缺陷，成為質(zhì)量更高的晶質(zhì)硅區(qū)域205b、 205c。 在此，區(qū)域205b中其平均表面粗糙度Ra是4 7nm，晶質(zhì)硅區(qū)域205c 中的Ra是2 3nm。另外，在顯微激光拉曼分光中，關(guān)于在520cm—1 附近看到的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度，晶質(zhì)硅區(qū)域205b的值相對(duì)于區(qū) 域2 0 5 c中的值為約2 3倍。平均晶體粒徑是由最初的加熱處理的晶 化工序來(lái)決定的，晶質(zhì)硅205b、 205c大致都是2 5^im。
之后，除去晶質(zhì)硅區(qū)域205b、 205c中不需要的區(qū)域，進(jìn)行元件 間分離。此時(shí)，如圖3的(E)所示，用晶質(zhì)硅膜區(qū)域205b來(lái)形成后 來(lái)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路部的n溝道型TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝 道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層208n、成為p溝道型TFT的活性區(qū)域(源 極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層208p以及成為像素電極 驅(qū)動(dòng)用n溝道型TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的島 狀半導(dǎo)體層208g。另外，使用晶質(zhì)硅區(qū)域205c來(lái)形成后來(lái)成為光傳 感器TFD的活性區(qū)域(nVp +型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層 208d。
在此，為了控制閾值電壓，也可以對(duì)這些全部半導(dǎo)體層或者一 部分半導(dǎo)體層以lxlO" 5xlO"/cn^左右的濃度摻雜硼(B)作為賦 予p型的雜質(zhì)元素。硼(B)的添加可以用離子摻雜法來(lái)實(shí)施，也能 夠在形成非晶質(zhì)硅膜時(shí)同時(shí)摻雜。
然后，形成厚度為20 150nm、在此是100nm的氧化硅膜作為 柵極絕緣膜209，使其覆蓋成為上述活性區(qū)域的半導(dǎo)體層208n、 208p、 208g、 208d。在氧化硅膜的形成中，在此是以TEOS (Tetra Ethoxy Ortho Silicate:原硅酸四乙酯)為原料，與氧氣一起在基板 溫度為150 600。C、優(yōu)選300 45(TC下通過(guò)RF等離子CVD法來(lái)分解、堆積而成的。或者也可以用TEOS為原料，與臭氧氣體一起通過(guò)減
壓CVD法或者常壓CVD法，使基板溫度為350 600。C、優(yōu)選400~550 "C來(lái)形成。另外，成膜后，為了提高柵極絕緣膜自身的體(bulk) 特性和晶質(zhì)硅膜/柵極絕緣膜的界面特性，也可以在惰性氣體環(huán)境 下以500 60(TC進(jìn)行1 4小時(shí)的退火。另外，柵極絕緣膜209也可以 采用包含其它硅的絕緣膜的單層或者層疊構(gòu)造。
然后，如圖4的(F)所示，通過(guò)濺射法來(lái)堆積高熔點(diǎn)金屬， 將其圖案化，形成柵極電極210n、 210p、 210g。在此，為了降低像 素TFT截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流，后來(lái)的像素TFT的柵極電極210g分 為兩個(gè)來(lái)構(gòu)成。是所謂的串聯(lián)的雙柵極構(gòu)造。另外，此時(shí)的高熔點(diǎn) 金屬只要是由從鉭(Ta)或者鎢(W)、鉬(Mo)鈦(Ti)中選擇 的元素、或者以前述元素為主要成份的合金、或組合了前述元素的 合金膜(代表是Mo-W合金膜、Mo-ta合金膜)即可。另外，作為其 它代替材料，也可以應(yīng)用鎢硅化物、鈦硅化物、鉬硅化物。在本實(shí) 施方式中使用鎢(W)，厚度設(shè)為300 600nm例如450nm。此時(shí)，為 了實(shí)現(xiàn)低電阻化最好降低所含有的雜質(zhì)濃度，將氧氣濃度設(shè)為 3Oppm以下，由此能夠?qū)崿F(xiàn)20|iQcm以下的比電阻值。
然后，設(shè)置通過(guò)光蝕刻形成的摻雜掩模211使其比后來(lái)的光傳 感器TFD的半導(dǎo)體層208d大一圈地覆蓋該半導(dǎo)體層208d，以柵極電 極210n和210p和210g為掩模，通過(guò)離子摻雜法向各個(gè)TFT的活性區(qū) 域注入低濃度的雜質(zhì)(磷)212。用磷化氫(PH3)作為摻雜氣體， 將加速電壓設(shè)為60~90kV 、 例如70kV ， 將劑量設(shè)為 lxl012~lxl014cm—2、例如2xl0Ucm—2。通過(guò)該工序，在島狀半導(dǎo)體 層208n、 208p、 208g中，沒(méi)有被柵極電極210n、 210p、 210g覆蓋的 區(qū)域被注入低濃度的磷212，分別成為低濃度的n型雜質(zhì)區(qū)域213n、 213p、 213g。柵極電極210n、 210p、 210g和被抗蝕劑掩模211遮掩 的區(qū)域沒(méi)有被注入雜質(zhì)212。該狀態(tài)與圖4的(F)相當(dāng)。
除去抗蝕劑掩模211后，然后如圖4的(G)所示，設(shè)置通過(guò)光 蝕刻形成的摻雜掩模214n，使其比后來(lái)的n溝道型TFT的柵極電極 210n大一圈地覆蓋柵極電極210n，在后來(lái)的p溝道型TFT中設(shè)置通過(guò)光蝕刻形成的摻雜掩模214p，使其比柵極電極210p進(jìn)一步大一圈 地覆蓋該柵極電極210p，使半導(dǎo)體層208p的外緣部露出。另外，對(duì) 后來(lái)的像素TFT也設(shè)置通過(guò)光蝕刻形成的摻雜掩模214g，使其分別 大一圈地覆蓋其柵極電極210g，在后來(lái)的光傳感器TFD中設(shè)置通過(guò) 光蝕刻形成的摻雜掩模214d，使其露出半導(dǎo)體層208d的一部分。之 后，以抗蝕劑掩模214n、 214p、 214g、 214d為掩模，通過(guò)離子摻雜 法向各個(gè)半導(dǎo)體層注入高濃度的雜質(zhì)(磷)215。使用磷化氫(PH3) 作為慘雜氣體，將加速電壓設(shè)為60 90kV、例如70kV，將劑量設(shè)為 lxl015 lxl016cm-2、例如5xlO nT2。
通過(guò)該工序，在n溝道型TFT的半導(dǎo)體層208n中，對(duì)從抗蝕劑 掩模214n露出的區(qū)域高濃度地注入雜質(zhì)(磷)215，形成后來(lái)的n 溝道型TFT的源極/漏極區(qū)域216n。并且，在半導(dǎo)體層208n中，被抗 蝕劑掩模214n覆蓋而未摻雜高濃度磷215的區(qū)域中、在前一工序被 低濃度地注入了磷的區(qū)域成為L(zhǎng)DD (Lightly Doped Drain:輕摻雜 漏區(qū))區(qū)域217n，也沒(méi)注入低濃度磷的柵極電極210n下的區(qū)域成為 溝道區(qū)域222n。像素TFT也同樣，在半導(dǎo)體層208g中，向從抗蝕劑 掩模214g露出的區(qū)域高濃度地注入雜質(zhì)(磷)215，形成后來(lái)的像 素TFT(n溝道型)的源極/漏極區(qū)域216g。并且，被抗蝕劑掩模214g 覆蓋而未摻雜高濃度磷215的區(qū)域中、在前一工序中被低濃度地注 入了磷的區(qū)域成為L(zhǎng)DD區(qū)域217g,也沒(méi)注入低濃度磷的柵極電極 210g下的區(qū)域成為溝道區(qū)域222g。在p溝道型TFT的半導(dǎo)體層208p 中，向從抗蝕劑掩模214p露出的區(qū)域高濃度地注入雜質(zhì)(磷)215， 形成高濃度n型區(qū)域216p。柵極電極210p下的區(qū)域成為溝道區(qū)域 222p。另外，在光傳感器TFD的半導(dǎo)體層208d中，向從抗蝕劑掩模 214d露出的區(qū)域高濃度地注入雜質(zhì)(磷)215，形成高濃度n型區(qū)域 216d和216d，，但是其中區(qū)域216d成為TFD的n型區(qū)域。此時(shí)的區(qū)域 216n、 216p、 216g、 216d中的n型雜質(zhì)元素(磷)215的膜中濃度為 Ixl019 lxl021/cm3。另外，n溝道型TFT、像素TFT的LDD區(qū)域217n、 217g中的n型雜質(zhì)元素(磷)215的膜中濃度為1"017 1><1019/(:1113， 在這種范圍時(shí)發(fā)揮LDD區(qū)域的功能。LDD區(qū)域緩和溝道區(qū)域和源極
56/漏極區(qū)域之間的接合部的電場(chǎng)集中，能夠降低TFT截止動(dòng)作時(shí)的泄 漏電流，并且是為了抑制由熱載流子導(dǎo)致的劣化而設(shè)置的。
除去抗蝕劑掩模214n、 214p、 214g、 214d后，然后如圖4的(H) 所示，另外新設(shè)置通過(guò)光蝕刻形成的摻雜掩模218n、 218g、 218d， 使其全面覆蓋n溝道型TFT的半導(dǎo)體層208n和像素TFT的半導(dǎo)體層 208g、并且覆蓋TFD的半導(dǎo)體層208d的一部分。在該狀態(tài)下，通過(guò) 離子摻雜法，以抗蝕劑掩模218n、 218g、 218d和p溝道型TFT的柵 極電極210p為掩模，向p溝道型TFT的半導(dǎo)體層208p和TFD的半導(dǎo)體 層208d注入賦予p型的雜質(zhì)(硼)219。使用乙硼烷(B2H6)作為 摻雜氣體，將加速電壓設(shè)為40 kV 90kV、例如75kV，將劑量設(shè)為 lxl015~lxl016cm—2、例如3xl0"cm—2。通過(guò)該工序，在p溝道型TFT 的半導(dǎo)體層208p中，除了柵極電極210p下部的溝道區(qū)域222p以外高 濃度地注入硼219。通過(guò)該工序，在區(qū)域217p中，使在先前工序中 低濃度注入的n型雜質(zhì)的磷212反轉(zhuǎn)成為p型，成為后來(lái)的TFT的源 極/漏極區(qū)域220p。另外，區(qū)域216p除了在先前工序中注入的高濃 度磷215之外，還注入高濃度的硼219，發(fā)揮吸氣(gettering)區(qū)域 221p的功能。另外，在光傳感器TFD的半導(dǎo)體層208d中，向從抗蝕 劑掩模218d露出的區(qū)域高濃度地注入硼219，形成后來(lái)的TFD的p型 區(qū)域220d。另外，區(qū)域216d，除了在先前工序中注入的高濃度磷215 之外，還注入高濃度的硼219，從而發(fā)揮吸氣(gettering)區(qū)域221d 的功能。被抗蝕劑掩模218d和前一工序中的抗蝕劑掩模214d—起遮 掩而沒(méi)有注入高濃度磷或硼的區(qū)域成為后來(lái)的TFD的本征區(qū)域 222d。此時(shí)的區(qū)域220p、 220d、 221p、 221d中的p型雜質(zhì)元素(硼) 219的膜中濃度為1.5xl0W 3xl()2Vcm3。在上述工序中，n溝道型TFT 和像素TFT的活性區(qū)域208n、 208g被掩模218n、 218g全面覆蓋，因 此沒(méi)有摻雜硼219。
然后，除去抗蝕劑掩模218n、 218g、 218d后，在惰性環(huán)境下、 例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行加熱處理。在本實(shí)施方式中，采用了將每 一張基板移動(dòng)到高溫環(huán)境下、通過(guò)吹高溫氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行高速升降溫的 方式的RTA處理。作為處理?xiàng)l件，以超過(guò)200。C/分鐘的升降溫速度來(lái)進(jìn)行升降溫，例如以65(TC進(jìn)行10分鐘的加熱處理。此時(shí)的加熱 處理還能夠使用其它方式，條件由實(shí)施者適當(dāng)設(shè)定即可。當(dāng)然，也
可以使用普通擴(kuò)散爐(加熱爐)、燈加熱方式的RTA。在該熱處理 工序中，如圖5的(I)所示，在后來(lái)的n溝道型TFT的半導(dǎo)體層208n、 像素開(kāi)關(guān)用薄膜晶體管208g中，向源極/漏極區(qū)域216n、 216g摻雜 的磷提高了該區(qū)域中鎳的固溶度，使存在于溝道區(qū)域222n、 222g、 LDD區(qū)域217n、 217g中的鎳從溝道區(qū)域沿箭頭223所示的方向向 LDD區(qū)域以及源極/漏極區(qū)域移動(dòng)。另外，在后來(lái)的p溝道型TFT的 半導(dǎo)體層208p中，對(duì)形成在源極/漏極區(qū)域外側(cè)的吸雜區(qū)域221p高 濃度地?fù)诫s的磷和硼以及摻雜硼時(shí)所產(chǎn)生的晶格缺陷等使存在于 溝道區(qū)域222p、源極/漏極區(qū)域220p中的鎳也同樣地沿箭頭223所示
的方向從溝道區(qū)域向源極/漏極區(qū)域以及吸雜區(qū)域移動(dòng)。另外，在 后來(lái)的光傳感器TFD的半導(dǎo)體層208d中，摻雜到n型區(qū)域216d中的 磷和摻雜到形成在p溝道220d外側(cè)的吸雜區(qū)域221d中的磷和硼使存 在于本征區(qū)域222d、 p型區(qū)域220d中的鎳也同樣地沿箭頭223所示的 方向移動(dòng)。通過(guò)該加熱處理工序，鎳向n溝道型TFT和像素TFT的源 極/漏極區(qū)域216n、 216g以及p溝道型TFT和TFD的吸雜區(qū)域221p、 221d移動(dòng)，因此，這些區(qū)域中的鎳濃度成為lxlO"/cn^以上。
另外，在該加熱處理工序中，慘雜到n溝道型TFT和像素TFT 的源極/漏極區(qū)域216n、 216g、 LDD區(qū)域217n、 217g以及TFD的n型 區(qū)域216d中的n型雜質(zhì)(磷)和摻雜到p溝道型TFT的源極/漏極區(qū)域 220p和TFD的p型區(qū)域220d中的p型雜質(zhì)(硼)的活性化也同時(shí)進(jìn)行。 其結(jié)果是n溝道型TFT、像素TFT的源極/漏極區(qū)域以及TFD的n型區(qū) 域的片電阻值成為0.5 lkQ/口左右，LDD區(qū)域的片電阻值是 30 60kQ/口。另外，p溝道型TFT的源極/漏極區(qū)域和TFD的p型區(qū)域 的片電阻值是l 1.5k^/口左右。在吸雜區(qū)域中，被摻雜的n型雜質(zhì)元 素的磷和p型雜質(zhì)元素的硼與載流子(電子和空穴)相互抵消，其 片電阻值為數(shù)十kQ/::，是不發(fā)揮源極/漏極區(qū)域的功能的值，但是 在p溝道型TFT、 TFD的半導(dǎo)體層中，吸雜區(qū)域配置成不妨礙載流子 移動(dòng)，動(dòng)作上沒(méi)有問(wèn)題。然后，如圖5的(J)所示，形成層間絕緣膜。以400 1500nm (代表性的是600 1000nm)的厚度形成氮化硅膜、氧化硅膜或者 氮氧化硅膜。在本實(shí)施方式中，層疊形成膜厚200nm的氮化硅膜224 和膜厚700nm的氧化硅膜225，使其成為2層構(gòu)造。作為此時(shí)的成膜 方法，氮化硅膜以SiHr NI^為原料氣體，氧化硅膜以TEOS和02為 原料，使用等離子CVD法連續(xù)形成。當(dāng)然，層間絕緣膜不限定于此， 可以將包含其它硅的絕緣膜設(shè)為單層或者層疊構(gòu)造，也可以在上層 設(shè)置丙烯酸等有機(jī)絕緣膜。
并且，以300 50(TC進(jìn)行30分鐘 4小時(shí)左右的熱處理，進(jìn)行使 半導(dǎo)體層氫化的工序。該工序是向活性區(qū)域/柵極絕緣膜的界面提 供氫原子，使令TFT特性劣化的懸空鍵(不飽和鍵)終端化而成為 惰性的工序。在本實(shí)施方式中，在包含約3%的氫氣的氮?dú)猸h(huán)境下 以41(TC進(jìn)行1小時(shí)的熱處理。在層間絕緣膜(特別是氮化硅膜224) 中包含的氫含量充足的情況下，在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行熱處理也能夠得 到效果。作為氫化作用的其它手段，也可以進(jìn)行等離子氫化作用(使 用通過(guò)等離子激勵(lì)的氫氣)。
然后，在層間絕緣膜上形成連接孔，通過(guò)金屬材料例如氮化鈦 和鋁的二層膜來(lái)形成TFT的電極、配線226n、 226p、 226g、 226d。 氮化鈦膜被設(shè)置為以防止鋁向半導(dǎo)體層擴(kuò)散為目的的阻擋膜。最 后，進(jìn)行35(TC、 l小時(shí)的退火，從而完成圖5的(J)所示的驅(qū)動(dòng)器 用的n溝道型薄膜晶體管227、 p溝道型薄膜晶體管228、像素開(kāi)關(guān)用 薄膜晶體管229、以及光傳感器用薄膜二極管230。在像素TFT中， 在電極、配線226g的一側(cè)連接ITO等透明電極膜來(lái)形成像素電極。 并且根據(jù)需要，在柵極電極210n和210p中也設(shè)置連接孔，通過(guò)配線 226來(lái)連接必要的電極。另外，為了保護(hù)TFT，也可以在各個(gè)TFT上
設(shè)置由氮化硅膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。
按照以上實(shí)施方式制作的各個(gè)TFT表現(xiàn)出如下非常良好的特 性各個(gè)TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率在n溝道型TFT中高達(dá)250 300cm2/Vs、 在p溝道型TFT中高達(dá)120 150cm2/Vs，閾值電壓在N型TFT中是1V 左右、在P型TFT中是-1.5V左右。另外，在用將通過(guò)本實(shí)施方式制作的n溝道型TFT和p溝道型TFT互補(bǔ)地構(gòu)成的CMOS構(gòu)造電路來(lái)形 成反相器鏈(inverter chain )、環(huán)形振蕩器(ring oscillator)等電路
的情況下，與以往相比可靠性更高，表現(xiàn)出穩(wěn)定的電路特性。另夕卜， 在像素TFT中，TFT截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流穩(wěn)定地表現(xiàn)出每一單位 W例如0.03pA以下的非常低的值，表示出良好的開(kāi)關(guān)特性。并且， TFT的光靈敏度也與使用以往的方法與TFT同時(shí)形成在同一基板上 的情況相比提高1.2倍左右，通過(guò)對(duì)各個(gè)元件單獨(dú)地控制結(jié)晶狀態(tài)， 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各個(gè)器件的特性最佳化。 第三實(shí)施方式
說(shuō)明使用本發(fā)明的第三實(shí)施方式。在此，說(shuō)明用與第二實(shí)施方 式不同的方法在玻璃基板上同時(shí)制作顯示用像素T F T 、驅(qū)動(dòng)用 CMOS結(jié)構(gòu)TFT電路以及光傳感器TFD的方法。圖6是表示本實(shí)施方 式所說(shuō)明的TFT和TFD的制作工序的截面圖，按照?qǐng)D6的(A)至(E) 的順序依次完成工序。
首先，在圖6的(A)中，在玻璃基板301的形成TFT和TFD的 表面，形成用于在后來(lái)的TFD中遮擋來(lái)自基板反面方向的光的遮光 層302。在本實(shí)施方式中，例如使用50nm的Mo膜。
然后，如圖6的(B)所示，在玻璃基板301和遮光層302上， 用與第二實(shí)施方式相同的方法，用氮化硅膜形成下層的第一基底膜 303，在其上用氧化硅膜層疊形成第二基底膜304。然后，通過(guò)等離 子CVD法等形成厚度50nm的本征(I型)非晶質(zhì)硅膜305。
然后，用與第二實(shí)施方式相同的方法，向a-Si膜305的表面添 加催化劑元素。作為催化劑元素，使用鎳來(lái)形成催化劑元素含有層 306。
而且，在惰性環(huán)境下、例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行加熱處理。在 該加熱處理中，添加到a-Si膜表面的鎳向a-Si膜305中擴(kuò)散并且引起 硅化，以其為核進(jìn)行a-Si膜305的晶化。其結(jié)果是a-Si膜305被晶化， 成為晶質(zhì)硅膜305a。該狀態(tài)與圖6的(C)的狀態(tài)相當(dāng)。
然后，如圖6的(D)所示，在上述晶質(zhì)硅膜305a上形成對(duì)激 光的反射防止膜307。反射防止膜被圖案化，僅選擇性地配置在一部分區(qū)域上。此時(shí)的反射防止膜可以采用氧化硅膜、氮化硅膜，但 是根據(jù)各個(gè)膜相對(duì)于對(duì)所使用的激光波長(zhǎng)的折射率的差異，最佳膜
厚也不同。在激光使用308nm的XeCl準(zhǔn)分子激光、且反射防止膜使 用氧化硅膜的情況下，反射防止膜例如為20 80nm、更優(yōu)選 30 70nm，就能夠得到較高的效果。在氮化硅膜的情況下，優(yōu)選 20 50nm左右。在本實(shí)施方式中，使用了例如45nm厚度的氧化硅膜。 氧化硅膜的形成可以是用TEOS和氧為材料通過(guò)等離子CVD法來(lái)形 成，同樣地也可以通過(guò)等離子CVD法以SiH4、 N20為材料氣體來(lái)形 成。
然后，如圖6的(D)所示，通過(guò)向經(jīng)加熱處理所得到的晶質(zhì) 硅膜305a照射激光308來(lái)使該晶質(zhì)硅膜305a進(jìn)一步再晶化，形成提 高結(jié)晶性的晶質(zhì)硅膜。此時(shí)的激光使用XeCl準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng) 308nm)。此時(shí)激光的光束尺寸成型為在基板301表面形成長(zhǎng)尺形 狀，沿與長(zhǎng)尺方向垂直的方向依次進(jìn)行掃描，進(jìn)行整個(gè)基板面的晶 化。此時(shí)，使光束的一部分重合地進(jìn)行掃描，在晶質(zhì)硅膜305a的任 意一點(diǎn)中進(jìn)行多次激光照射，提高均勻性。
此時(shí)，在反射防止膜307下的晶質(zhì)硅膜的區(qū)域中，與沒(méi)有反射 防止膜的區(qū)域相比，照射的實(shí)際激光能量提高。其結(jié)果是在反射防 止膜307下再晶化了的晶質(zhì)硅區(qū)域305b和沒(méi)有反射防止膜307的區(qū) 域中再晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域305c之間產(chǎn)生結(jié)晶性差異。
此時(shí)的結(jié)晶狀態(tài)由激光的照射能量控制。即，將對(duì)存在反射防 止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜照射的能量密度設(shè)定為使結(jié)晶性為大致 極大值的值以下的能量密度，由此沒(méi)有反射防止膜307的區(qū)域的晶 質(zhì)硅區(qū)域305c的結(jié)晶性比有反射防止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅區(qū)域 305b低。在本實(shí)施方式中，作為激光的照射能量密度，以存在反射 防止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜為基礎(chǔ)設(shè)定能量密度。但是，在本實(shí) 施方式的情況下，也與第二實(shí)施方式相同，對(duì)添加催化劑元素進(jìn)行 加熱處理而晶化的晶質(zhì)硅膜305a進(jìn)行激光照射，因此平均晶體粒徑 (晶疇直徑)由前一工序大致決定，在圖ll中縱軸取表面凹凸(脊) 大小，由此來(lái)決定照射能量密度。此外，在圖11中，即使縱軸取表面凹凸，也能夠得到與縱軸為平均晶體粒徑的情況相同的能量密度 相關(guān)性的曲線。
艮口，在將圖ll中的縱軸替換為晶質(zhì)硅膜的平均表面粗糙度Ra 的情況下，曲線901與存在反射防止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜相當(dāng)， 曲線902與沒(méi)有反射防止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜相當(dāng)。在本實(shí)施方 式中，以比與存在反射防止膜307的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜相當(dāng)?shù)那€901 取極大值的能量密度小0 50mJ/cn^的值來(lái)進(jìn)行照射，例如取極大 值的能量密度是300mJ/cm2 ，因此以比其低1 OmJ/cm2的290mJ/cm2 的能量密度進(jìn)行照射。另外，此時(shí)的激光能量密度過(guò)高時(shí)，在前一 工序中得到的晶質(zhì)硅膜3 0 5 a的結(jié)晶狀態(tài)會(huì)復(fù)位。
由此，通過(guò)固相晶化得到的晶質(zhì)硅膜305a通過(guò)激光照射的熔融 固化過(guò)程來(lái)降低晶體缺陷，成為更高質(zhì)量的晶質(zhì)硅區(qū)域305b、 305c。 在此，晶質(zhì)硅區(qū)域305b中的平均表面粗糙度Ra是7 10nm，區(qū)域305c 中的Ra是l 3nm。另外，在顯微激光拉曼分光中，關(guān)于在520cm—'附 近看到的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度，晶質(zhì)硅區(qū)域205b中的值相對(duì)于區(qū) 域205a中的值是約5 10倍。平均晶體粒徑是由基于最初加熱處理的 晶化工序來(lái)決定的，晶質(zhì)硅區(qū)域305b、 305c大致都是2 5pm。
之后，除去晶質(zhì)硅區(qū)域305b、 305c中不需要的區(qū)域，進(jìn)行元件 間分離。此時(shí)，如圖6的(E)所示，使用晶質(zhì)硅膜區(qū)域305b來(lái)形成 后來(lái)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路部的n溝道型TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、 溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層309n、成為p溝道型TFT的活性區(qū)域(源 極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層309p以及成為像素電極 驅(qū)動(dòng)用的n溝道型TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的 島狀半導(dǎo)體層309g。另外，用305c的晶質(zhì)硅區(qū)域來(lái)形成后來(lái)成為光 傳感器TFD的活性區(qū)域(nVp +型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體 層309d。
然后，用與第二實(shí)施方式相同的方法，將這些島狀半導(dǎo)體層作 為TFT和TFD的活性區(qū)域，完成各個(gè)TFT和TFD。在本實(shí)施方式中， 與第二實(shí)施方式相比，通過(guò)使用反射防止膜能夠進(jìn)一步明確地分別 制作結(jié)晶狀態(tài)的差異，另外利用此時(shí)的反射防止膜的膜厚值，在TFT的半導(dǎo)體層和TFD的半導(dǎo)體層中，容易控制結(jié)晶性的差異。由 此，能夠分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域 和TFD的本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在TFT中能夠得到較高 的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能夠得到較高的光靈 敏度。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層 同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。 第四實(shí)施方式
使用圖7說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。在此，說(shuō)明在玻璃基板 上制作n溝道型TFT和TFD的方法。圖7是表示在此說(shuō)明的n溝道型薄 膜晶體管427和薄膜二極管428的制作工序的截面圖，按照(A)— (I)的順序依次進(jìn)行制作工序。
在圖7的(A)中，以與其它實(shí)施方式相同的方法在基板401上 形成遮光層402。遮光層402在最終產(chǎn)品中發(fā)揮用于遮擋從基板反面 方向照射TFD的光的功能。在本實(shí)施方式中，通過(guò)濺射來(lái)形成Mo 膜，進(jìn)行圖案化，形成圖7的(A)所示的遮光層402。
然后，如圖7的(B)所示，為了防止來(lái)自基板401的雜質(zhì)擴(kuò)散 而形成氧化硅膜、氮化硅膜或者氮氧化硅膜等基底膜。在本實(shí)施方 式中，形成氮化硅膜作為下層的第一基底膜403，在其上層疊形成 有氧化硅膜作為第二基底膜404。然后，以等離子CVD法、濺射法 等公知方法來(lái)形成例如50nm厚度的非晶質(zhì)硅膜(a-Si膜)405。
然后，除去非晶質(zhì)硅膜405中不需要的區(qū)域，進(jìn)行元件間分離， 形成后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域)的島狀 半導(dǎo)體層4061和后來(lái)成為1 0的活性區(qū)域(11 + +型區(qū)域、本征區(qū)域) 的島狀半導(dǎo)體層406d。該狀態(tài)與圖7的(C)相當(dāng)。
然后，設(shè)置柵極絕緣膜407使其覆蓋這些島狀半導(dǎo)體層中后來(lái) 成為TFT的活性區(qū)域的406t的中央部。在此，柵極絕緣膜407在后來(lái)
的激光照射晶化工序中發(fā)揮對(duì)激光的反射防止膜的功能。如下那樣 形成柵極絕緣膜407:采用氧化硅膜，將其堆積在整個(gè)基板面上后 進(jìn)行圖案化，如圖7的(D)那樣形成柵極絕緣膜407。為了使其發(fā) 揮反射防止膜的功能，與第三實(shí)施方式同樣，其膜厚很重要。在本實(shí)施方式中，作為激光假定使用308nm的XeCl準(zhǔn)分子激光，厚度設(shè) 為70nm。氧化硅膜的形成可以用TEOS和氧為材料通過(guò)等離子CVD 法來(lái)形成，同樣也可以通過(guò)等離子CVD法以SiH4、 N20為材料氣體 而形成。在本實(shí)施方式中，以TEOS和氧為材料通過(guò)等離子CVD法 來(lái)形成70nm的氧化硅膜。
然后，如圖7的(D)所示，對(duì)仍是非晶質(zhì)硅膜的島狀半導(dǎo)體 層406t和406d照射激光408來(lái)使其晶化。此時(shí)的激光采用XeCl準(zhǔn)分 子激光(波長(zhǎng)308nm)，用成型為在基板401表面成為長(zhǎng)尺形狀的光 束沿與長(zhǎng)尺方向垂直的方向依次進(jìn)行掃描，進(jìn)行整個(gè)基板面的晶 化。此時(shí)，通過(guò)掃描使得光束的一部分重合，在任意一點(diǎn)中進(jìn)行多 次激光照射，從而提高均勻性。
此時(shí)，在島狀半導(dǎo)體層406t、 406d中，在存在柵極絕緣膜407 的區(qū)域中，柵極絕緣膜發(fā)揮反射防止膜的作用，與沒(méi)有柵極絕緣膜 的區(qū)域相比，照射的實(shí)際激光能量提高。其結(jié)果是，在柵極絕緣膜 407下結(jié)晶的晶質(zhì)硅區(qū)域409和在沒(méi)有柵極絕緣膜407的區(qū)域中晶化 的晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411之間產(chǎn)生結(jié)晶性差異。
此時(shí)的結(jié)晶狀態(tài)由激光的照射能量控制。即，將對(duì)存在柵極絕 緣膜407的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜照射的能量密度設(shè)定為結(jié)晶性為大致極 大值的值以下的能量密度，由此，沒(méi)有柵極絕緣膜407的區(qū)域的晶 質(zhì)硅區(qū)域410、 411的結(jié)晶性比有柵極絕緣膜407的區(qū)域的晶質(zhì)硅區(qū) 域409的結(jié)晶性低。在本實(shí)施方式中，作為激光的照射能量密度， 以存在柵極絕緣膜407的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜為基礎(chǔ)設(shè)定能量密度。
在本實(shí)施方式中，作為此時(shí)的結(jié)晶狀態(tài)的參數(shù)，使用了圖ll 所示的平均晶體粒徑。具有如下傾向隨著激光照射能量密度提高 直到某一能量值為止，平均晶體粒徑變大，而在某處取極大值，以 此為邊界存在轉(zhuǎn)而減少。在本實(shí)施方式中采用的利用柵極絕緣膜的 反射防止膜具有使對(duì)該照射能量的傾向向低能量側(cè)偏移的作用。 即，沒(méi)有反射防止膜(柵極絕緣膜)的區(qū)域的能量趨勢(shì)由圖ll的曲 線902來(lái)表現(xiàn)，與此相對(duì)，存在反射防止膜(柵極絕緣膜)的區(qū)域 的能量趨勢(shì)如曲線901那樣。因而，將向沒(méi)有反射防止膜(柵極絕
64緣膜)的區(qū)域的硅膜照射的能量密度設(shè)定為平均晶體粒徑(結(jié)晶性) 為大致極大值的值以下的能量密度，由此，沒(méi)有被反射防止膜(柵
極絕緣膜)407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411的平均晶體粒徑比被反 射防止膜(柵極絕緣膜)407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域409的平均晶體粒徑 小，包括其它結(jié)晶參數(shù)也變差，結(jié)晶狀態(tài)變差。在本實(shí)施方式中， 作為激光的照射能量密度，對(duì)存在反射防止膜(柵極絕緣膜)407 的區(qū)域(與圖11的曲線901相當(dāng))設(shè)定比其平均晶體粒徑取極大值 的能量密度小0~50mJ/cm 2的值。例如取極大值的能量密度是 340mJ/cm 2 ，因此以比其低1 OmJ/cm2的33OmJ/cm2的能量密度來(lái)進(jìn) 行照射。
在如上那樣得到的晶質(zhì)硅膜中，晶質(zhì)硅區(qū)域409的平均晶體粒 徑是200 300nm，晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411的平均晶體粒徑是20 100nm。 另外，在晶質(zhì)硅膜的表面產(chǎn)生脊，晶質(zhì)硅區(qū)域409中其平均表面粗 糙度Ra為6 10nm，晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411中的Ra是1 3nm。另外， 在顯微激光拉曼分光中，關(guān)于在520cm—1附近看到的晶體31的丁0聲 子峰強(qiáng)度，晶質(zhì)硅區(qū)域409中的值相對(duì)于晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411的值 為約4 8倍。
然后，如圖7的(E)所示，用濺射法或者CVD法等將導(dǎo)電膜 堆積在柵極絕緣膜407上，使其圖案化，形成后來(lái)的TFT的柵極電 極412。此時(shí)，在后來(lái)TFD的半導(dǎo)體層411上不形成導(dǎo)電膜。此時(shí)的 導(dǎo)電膜使用高熔點(diǎn)金屬的鎢(W)，例如膜厚設(shè)為450nm。
然后，如圖7的(F)所示，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模413，使 其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層411的一部分。并 且，在該狀態(tài)下，從基板401上方全面地離子摻雜n型雜質(zhì)(磷)414。 通過(guò)該工序，在TFD的半導(dǎo)體層411中，向從抗蝕劑掩模413露出的 區(qū)域注入磷414，成為后來(lái)的TFD的n +型區(qū)域416。在構(gòu)成TFT的半 導(dǎo)體層的晶質(zhì)硅區(qū)域409、 410中，向從柵極絕緣膜407露出的區(qū)域 高濃度地注入磷414，成為后來(lái)的TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域415。 在此，對(duì)不存在柵極電極412而僅存在柵極絕緣膜407的區(qū)域，磷414 穿過(guò)柵極絕緣膜407， 一部分磷被低濃度地注入。該區(qū)域發(fā)揮LDD(Lightly Doped Drain:輕摻雜漏區(qū))區(qū)域417的功能，緩和溝道區(qū) 域和源極/漏極區(qū)域之間的接合部的電場(chǎng)集中，具有能夠減少TFT 截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流，并且抑制由熱載流子引起的劣化的效果。 在本實(shí)施方式中，通過(guò)一次摻雜處理，利用柵極絕緣膜407的有無(wú) 來(lái)同時(shí)形成高濃度區(qū)域415和低濃度區(qū)域417，但是也可以分別對(duì)其 使摻雜時(shí)的加速電壓和劑量最佳化，分兩次來(lái)進(jìn)行。另外，在此， 被柵極電極412遮掩而未注入磷414的區(qū)域后來(lái)成為TFT的溝道區(qū) 域421。
艮口 ，使用具有高結(jié)晶性的晶質(zhì)硅區(qū)域409來(lái)形成TFT的活性區(qū) 域中的溝道區(qū)域421和LDD區(qū)域417，使用結(jié)晶性較低的晶質(zhì)硅區(qū)域 410來(lái)形成TFT的活性區(qū)域中的源極/漏極區(qū)域415。 TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷 移率等的導(dǎo)通特性和截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流為代表的截止特性，都 是被溝道區(qū)域和LDD區(qū)域支配的，因此通過(guò)用高質(zhì)量晶質(zhì)硅膜來(lái)構(gòu) 成這些區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)例如即使源極/漏極區(qū)域的結(jié)晶性較低也具 有較高電氣特性的TFT。
然后，除去在前一工序中使用的抗蝕劑掩模413后，如圖7的 (G)所示，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模418，使其全面覆蓋后來(lái)成為 TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層411的一部分和構(gòu)成后來(lái)成為TFT 的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層的晶質(zhì)硅區(qū)域409、 410。并且，在該狀 態(tài)下，從基板401上方全面地離子摻雜p型雜質(zhì)(硼)420。通過(guò)該 工序，對(duì)TFD的半導(dǎo)體層411中從抗蝕劑掩模418露出的區(qū)域注入硼 420。被掩模418覆蓋的區(qū)域不摻雜硼420。由此，在TFD的半導(dǎo)體 層411中，注入了硼420的區(qū)域成為后來(lái)的TFD的p +型區(qū)域419，在 前一工序中也沒(méi)注入磷的區(qū)域成為后來(lái)的本征區(qū)域422。
然后，除去了抗蝕劑掩模418的狀態(tài)與圖7的(H)相當(dāng)。然后，
在惰性環(huán)境下例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行熱處理。通過(guò)該熱處理，在 TFT的源極/漏極區(qū)域415、LDD區(qū)域417、TFD的n +型區(qū)域416和p +型
區(qū)域419中，恢復(fù)摻雜時(shí)產(chǎn)生的晶體缺陷等摻雜破壞，使分別摻雜 的磷和硼活化。
然后，如圖7的(I)所示，將氧化硅膜或者氮化硅膜形成為層間絕緣膜。在本實(shí)施方式中，采用氧化硅膜423和氮化硅膜424的2 層構(gòu)造。之后形成連接孔，利用金屬材料形成TFT的電極、配線425 和TFD的電極、配線426。
最后，在一個(gè)大氣壓的氮?dú)猸h(huán)境或者氫氣混合環(huán)境下進(jìn)行 350 45(TC的退火，完成圖7的(I)所示的薄膜晶體管427和薄膜二 極管428。并且根據(jù)需要，以保護(hù)它們?yōu)槟康?，也可以在薄膜晶體 管427和薄膜二極管428上設(shè)置由氮化硅膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。
按照以上實(shí)施方式，能夠分別制作TFT的溝道區(qū)域和TFD的本 征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在TFT中能夠得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷 移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能夠得到較高的光靈敏度。其結(jié) 果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn) TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，在本實(shí)施方式中，將形成在TFT溝道區(qū)域上的反射防止 膜直接作為柵極絕緣膜用于半導(dǎo)體元件，因此與第三實(shí)施方式相 比，不產(chǎn)生用于形成反射防止膜的附加工序。其結(jié)果是能夠簡(jiǎn)化制 造工序，能夠降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。
第五實(shí)施方式
使用圖8說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式。在此，說(shuō)明用與前述第 一至第四實(shí)施方式不同的方法在玻璃基板上制作n溝道型TFT和 TFD的方法。圖8是表示在此說(shuō)明的n溝道型薄膜晶體管526和薄膜 二極管527的制造工序的截面圖，按照(A) — (I)的順序依次進(jìn) 行制作工序。
在圖8的(A)中，用與其它實(shí)施方式相同的方法在基板501上 形成遮光層502。遮光層502在最終產(chǎn)品中發(fā)揮用于遮擋從基板反面 方向照射TFD的光的功能。在本實(shí)施方式中，通過(guò)濺射來(lái)形成Mo 膜，進(jìn)行圖案化，形成遮光層502。然后，用與前述第一至第四實(shí)
施方式相同的方法層疊形成由氮氧化硅膜構(gòu)成的下層的第一基底 膜503和由氧化硅膜構(gòu)成的第二基底膜504，使其覆蓋玻璃基板501 和遮光層502，然后形成厚度為例如40nm的非晶質(zhì)硅膜505。該工 序也可以不將基底絕緣膜和非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜放在大氣中而連續(xù)形成。
然后，使作為氧化硅膜的掩模絕緣膜506形成為200nm左右的 厚度。如圖8的(A)所示，對(duì)該掩模絕緣膜506進(jìn)行圖案化，部分 開(kāi)口，由此在該開(kāi)口部中露出非晶質(zhì)硅膜505。
然后，用旋涂法涂布包含用重量換算為l 10ppm左右、例如是 6ppm的催化劑元素(在本實(shí)施方式中是鎳)的水溶液(乙酸鎳溶 液)來(lái)形成催化劑元素層507。此時(shí)，催化劑元素在掩模絕緣膜506 的開(kāi)口部中選擇性地與非晶質(zhì)硅膜505接觸，形成催化劑元素添加 區(qū)域。該狀態(tài)與圖8的(A)相當(dāng)。
然后，以500 650。C (4尤選550 600。C )進(jìn)《亍306、鐘 10小日寸的 加熱處理。在本實(shí)施方式中，以59(TC來(lái)進(jìn)行1小時(shí)的加熱處理。其 結(jié)果是，如圖8的(B)所示，僅在催化劑元素添加區(qū)域上產(chǎn)生結(jié)晶 核，該區(qū)域的非晶質(zhì)硅膜被晶化，成為晶質(zhì)硅區(qū)域505a。此時(shí)，存 在于掩模絕緣膜506上的鎳507被掩模絕緣膜506阻擋，不會(huì)到達(dá)下 層的非晶質(zhì)硅膜，保留為非晶質(zhì)狀態(tài)。
在除去掩模絕緣膜(氧化硅膜)506之后，如8 (C)所示那樣 向晶質(zhì)硅區(qū)域505a和非晶質(zhì)硅區(qū)域混合的硅膜照射激光508。與第 一至第四實(shí)施方式相同，此時(shí)的激光采用XeCl準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng) 308nm)，使光束的 一 部分重合地進(jìn)行掃描，從而在硅膜的任意一 點(diǎn)進(jìn)行多次激光照射，提高均勻性。
由此，導(dǎo)入催化劑元素而被選擇性地晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域505a 通過(guò)照射激光508的熔融固化過(guò)程來(lái)降低晶體缺陷，將其一部分作 為生長(zhǎng)核進(jìn)行再晶化，由此成為更高質(zhì)量的晶質(zhì)硅區(qū)域505b。另外， 在非晶質(zhì)區(qū)域中，在照射激光508的熔融固化過(guò)程中進(jìn)行晶化，形 成晶質(zhì)硅區(qū)域505c。此對(duì)的激光照射能量密度是250 450mJ/ cm2、 例如以350mJ/cn^的能量密度來(lái)進(jìn)行照射。另外，當(dāng)此時(shí)的激光照 射能量密度過(guò)高時(shí)，在前一工序中得到的晶質(zhì)硅區(qū)域505a的結(jié)晶狀 態(tài)會(huì)被復(fù)位。
在此，這樣得到的晶質(zhì)硅區(qū)域5 0 5 b的晶體面取向在催化劑元素 的固相晶化工序中大致決定，主要由<111>晶帶面構(gòu)成，其中特別是(110)面取向和(211)面取向占全部的50%以上的區(qū)域。另夕卜， 其平均晶體粒徑、晶疇(面方向大致相同的區(qū)域)的晶疇直徑成為
2~5)im。與此相對(duì)，通過(guò)激光照射從非晶質(zhì)狀態(tài)晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域 505c的晶體面取向是隨機(jī)的，特別是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)(100)面取向和(111) 面取向。(100)面取向和(111)面取向都不在<111>晶帶面的組內(nèi)。 另外，平均晶體粒徑為100 300nm，是比晶質(zhì)硅區(qū)域505b小 一位以 上的值。
之后，除去晶質(zhì)硅區(qū)域505b、 505c中不需要的區(qū)域，進(jìn)行元件 間分離。此時(shí)，如圖8的(D)所示，用晶質(zhì)硅膜的高質(zhì)量晶質(zhì)硅區(qū) 域505b形成后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、溝道區(qū)域) 的島狀半導(dǎo)體層509t,用晶質(zhì)硅區(qū)域505c形成后來(lái)成為TFD的活性 區(qū)域(nVp +型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層509d。
然后，如圖8的(E)所示，形成覆蓋這些島狀半導(dǎo)體層509t 和509d的柵極絕緣膜510。柵極絕緣膜510優(yōu)選厚度為20 150nm的 氧化硅膜，在此采用了100nm的氧化硅膜。
然后，使用濺射法或者CVD法等將導(dǎo)電膜堆積在柵極絕緣膜 510上，對(duì)其進(jìn)行圖案化，形成后來(lái)的TFT的柵極電極511。此時(shí)， 在后來(lái)的TFD的半導(dǎo)體層509d上不形成導(dǎo)電膜。作為此時(shí)的導(dǎo)電 膜，在本實(shí)施方式中采用高熔點(diǎn)金屬W。
然后，如圖8的(F)所示，在柵極絕緣510上形成由抗蝕劑構(gòu) 成的掩模512,使其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層 509d的一部分。并且，在該狀態(tài)下，從基板501上方對(duì)整個(gè)面離子 摻雜n型雜質(zhì)(磷)513。在該工序中，磷513穿過(guò)柵極絕緣膜510 注入半導(dǎo)體層509t、 509d。通過(guò)該工序，在TFD的半導(dǎo)體層509d中， 從抗蝕劑掩模512露出的區(qū)域注入磷513，在TFT的半導(dǎo)體層509t中， 從柵極電極511露出的區(qū)域注入磷513。在被抗蝕劑掩模512和柵極 電極511覆蓋的區(qū)域中不摻雜磷513。由此，在TFT的半導(dǎo)體層509t 中注入了磷513的區(qū)域成為后來(lái)的TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域514， 被柵極電極511遮掩而沒(méi)有注入磷513的區(qū)域后來(lái)成為TFT的溝道 區(qū)域516。另外，在TFD的半導(dǎo)體層509d中注入了磷513的區(qū)域成為后來(lái)的TFD的n +型區(qū)域515。
然后，除去在前一工序中使用的抗蝕劑掩模512后，如圖8的 (G)所示，在柵極絕緣膜510上形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模517，使 其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層509d的一部分和 后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域的整個(gè)島狀半導(dǎo)體層509t。而且，在該狀 態(tài)下，從基板上方對(duì)整個(gè)面離子摻雜p型雜質(zhì)(硼)518。通過(guò)該工 序，在TFD的半導(dǎo)體層509d中從抗蝕劑掩模517露出的區(qū)域注入硼 518。在被掩模517覆蓋的區(qū)域中不摻雜硼518。由此，在TFD的半 導(dǎo)體層509d中注入了硼518的區(qū)域成為后來(lái)的TFD的p +型區(qū)域519， 在前一工序中也沒(méi)注入磷的區(qū)域成為后來(lái)的本征區(qū)域520。
并且，除去在前一工序中用作掩模的抗蝕劑517后，在惰性環(huán) 境下例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行熱處理。在該熱處理工序中，如圖8 的(H)所示，在后來(lái)的TFT的半導(dǎo)體層509t中，摻雜到源極/漏極 區(qū)域514中的磷提高該領(lǐng)域中的鎳的固溶度，使存在于溝道區(qū)域516 中的鎳從溝道區(qū)域向源極/漏極區(qū)域沿箭頭521所示方向移動(dòng)。通過(guò) 該加熱處理工序，鎳移動(dòng)到TFT的源極/漏極區(qū)域514中，因此這些 區(qū)域中的鎳濃度變得比其它區(qū)域高。另外，此時(shí)，同時(shí)在TFT源極 /漏極區(qū)域514、 TFD的n +型區(qū)域515和p +型區(qū)域519中恢復(fù)摻雜時(shí)產(chǎn) 生的晶體缺陷等摻雜破壞，使分別摻雜的磷和硼活化。由此，能夠 實(shí)現(xiàn)TFT的源極/漏極區(qū)域514、 TFD的n +型區(qū)域515和p +型區(qū)域519
的低電阻化。作為此時(shí)的加熱處理，可以使用普通的加熱爐，更希 望使用RTA (Rapid Thermal Annealing:快速熱退火)。在本實(shí)施方 式中，使用了將每一張基板移動(dòng)到高溫環(huán)境并吹高溫氮?dú)鈦?lái)進(jìn)行高 速升降溫的方式的RTA處理。作為處理?xiàng)l件，以超過(guò)20(TC/分鐘的 升降溫速度來(lái)進(jìn)行升降溫，例如以68(TC進(jìn)行7分鐘的加熱處理。此 時(shí)的加熱處理也可以使用其它方式，實(shí)施者適當(dāng)設(shè)定條件即可。
然后，如圖8的(I)所示，將氧化硅膜或者氮化硅膜形成為層 間絕緣膜。在本實(shí)施方式中，采用氮化硅膜522和氧化硅膜523的2 層構(gòu)造。之后形成連接孔，通過(guò)金屬材料來(lái)形成TFT的電極、配線 524和TFD的電極、配線525。
70最后，在一個(gè)大氣壓的氮?dú)猸h(huán)境或者氫氣混合環(huán)境下進(jìn)行
350 45(TC的退火，完成圖8的(I)所示的薄膜晶體管526和薄膜二 極管527。并且根據(jù)需要，以保護(hù)它們?yōu)槟康?，也可以在薄膜晶體 管526和薄膜二極管527上設(shè)置由氮化硅膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。
按照以上實(shí)施方式，能夠分別制作出TFT的溝道區(qū)域和TFD的 本征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在TFT中能夠得到較高的場(chǎng)效應(yīng) 遷移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能夠得到較高的光靈敏度。在 本實(shí)施方式中，使用催化劑元素進(jìn)行固相晶化并通過(guò)激光照射來(lái)實(shí) 現(xiàn)高質(zhì)量的晶質(zhì)硅膜，形成TFT的半導(dǎo)體層，用從非晶質(zhì)狀態(tài)通過(guò) 激光晶化得到的晶質(zhì)硅膜形成TFD的半導(dǎo)體層，如上那樣積極地改 變晶化方法來(lái)分別制作TFT和TFD各自的半導(dǎo)體層所要求的結(jié)晶狀
態(tài)，從而能夠用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí) 實(shí)現(xiàn)最適合于要求較高的電流驅(qū)動(dòng)能力的TFT和光傳感器TFD的元
件特性。
第六實(shí)施方式
用圖9說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施方式。在此，用與第五實(shí)施方式 相同的方法在玻璃基板上制作n溝道型TFT和TFD，但是在TFD和基 板之間不設(shè)置散熱層，這一點(diǎn)與第五實(shí)施方式不同。本實(shí)施方式適 用于不需在TFD的背面?zhèn)仍O(shè)置遮光膜的半導(dǎo)體裝置、例如有機(jī)EL
裝置等中。
如圖9的(A)所示，為了防止來(lái)自基板401的雜質(zhì)擴(kuò)散，在基 板401上形成氧化硅膜、氮化硅膜或者氮氧化硅膜等基底膜。在本 實(shí)施方式中，形成氮化硅膜作為下層的第一基底膜403，在其上層 疊形成有氧化硅膜作為第二基底膜404。然后，以等離子CVD法、 濺射法等公知方法來(lái)形成例如厚度為50nm的非晶質(zhì)硅膜(a-Si膜) 405。
然后，如圖9的(B)所示，除去非晶質(zhì)硅膜405中不需要的區(qū) 域，進(jìn)行元件間分離，形成后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū) 域、溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層406t和后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域 (nVp +型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層406d。
71然后，如圖9的(C)所示，設(shè)置柵極絕緣膜407使其覆蓋島狀
半導(dǎo)體層406t 、 406d中后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域的406t的中央部。 在此，柵極絕緣膜407發(fā)揮在后來(lái)的激光照射晶化工序中對(duì)激光的 反射防止膜的功能。柵極絕緣膜407能夠在用氧化硅膜堆積在整個(gè) 基板面上后進(jìn)行圖案化來(lái)形成。為了使柵極絕緣膜407發(fā)揮反射防 止膜的功能，與第三實(shí)施方式同樣，其膜厚很重要。在本實(shí)施方式 中，作為激光假定使用308nm的XeCl準(zhǔn)分子激光，厚度設(shè)為70nm。 關(guān)于氧化硅膜的形成，可以用TEOS和氧為材料通過(guò)等離子CVD法 來(lái)形成，也可以同樣通過(guò)等離子CVD法以SiHp N20為材料氣體來(lái) 形成。在本實(shí)施方式中，以TEOS和氧為材料通過(guò)等離子CVD法來(lái) 形成70nm的氧化硅膜。
然后，如圖9的(D)所示，對(duì)仍是非晶質(zhì)硅膜的島狀半導(dǎo)體 層406t和406d照射激光408來(lái)使其晶化。作為此時(shí)的激光，使用XeCl 準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)308nm)，用成型為在基板401表面上形成長(zhǎng)尺形 狀的光束沿與長(zhǎng)尺方向垂直的方向依次進(jìn)行掃描，進(jìn)行整個(gè)基板面 的晶化。此時(shí)，通過(guò)掃描使得光束的一部分重合，在任意一點(diǎn)中進(jìn) 行多次激光照射，提高均勻性。
此時(shí)，在島狀半導(dǎo)體層406t、 406d中，在存在柵極絕緣膜407
的區(qū)域中，柵極絕緣膜發(fā)揮反射防止膜的作用，與沒(méi)有柵極絕緣膜 的區(qū)域相比，照射的實(shí)際激光能量提高。其結(jié)果是，在以被柵極絕 緣膜407覆蓋的狀態(tài)下被晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域409和以沒(méi)有被柵極絕 緣膜407覆蓋的狀態(tài)下被晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411之間產(chǎn)生結(jié)晶
性差異。
各個(gè)晶質(zhì)硅區(qū)域409、 410、 411的結(jié)晶狀態(tài)由激光的照射能量 控制。SP，將對(duì)存在柵極絕緣膜407的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜照射的能量
密度設(shè)定為結(jié)晶性為大致極大值的值以下的能量密度，由此，沒(méi)有 被柵極絕緣膜407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411的結(jié)晶性比被柵極絕 緣膜407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域409低。在本實(shí)施方式中，作為激光的照 射能量密度，以存在柵極絕緣膜407的區(qū)域的晶質(zhì)硅膜為基礎(chǔ)設(shè)定 能量密度。在本實(shí)施方式中，使用了圖ll所示的平均晶體粒徑作為此時(shí)的 結(jié)晶狀態(tài)的參數(shù)。存在如下傾向隨著激光照射能量密度提高直到 某一能量值為止，平均晶體粒徑變大，但是在某處取極大值，以此 為邊界存在轉(zhuǎn)向減少。本實(shí)施方式中所采用的利用柵極絕緣膜的反 射防止膜具有使對(duì)該照射能量的傾向向低能量側(cè)偏移的作用。艮口， 沒(méi)有反射防止膜(柵極絕緣膜)的區(qū)域的能量趨勢(shì)在圖ll中成為曲 線902，與此相對(duì)，存在反射防止膜(柵極絕緣膜)的區(qū)域的能量 趨勢(shì)如曲線901。因此，將向存在反射防止膜(柵極絕緣膜)的區(qū) 域的硅膜照射的能量密度設(shè)定為平均晶體粒徑(結(jié)晶性)為大致極 大值的值以下的能量密度，由此，沒(méi)有被反射防止膜(柵極絕緣膜)
407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域410、411的平均晶體粒徑比被反射防止膜(柵 極絕緣膜)407覆蓋的晶質(zhì)硅區(qū)域409小，包括其它結(jié)晶參數(shù)也變差， 結(jié)晶狀態(tài)變差。在本實(shí)施方式中，作為激光的照射能量密度，對(duì)存 在反射防止膜(柵極絕緣膜)407的區(qū)域(與圖11的曲線901相當(dāng)) 設(shè)定比其平均晶體粒徑取極大值的能量密度小0 50mJ/cm2的值。 例如取極大值的能量密度是340mJ/cm2，因此以比其低10mJ/cm2的 330mJ/cn^的能量密度來(lái)進(jìn)行照射。
在如上那樣得到的晶質(zhì)硅膜中，晶質(zhì)硅區(qū)域409的平均晶體粒 徑是200 300nm，晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411的平均晶體粒徑是20~1 OOnm。 另外，在晶質(zhì)硅膜的表面產(chǎn)生脊，晶質(zhì)硅區(qū)域409中其平均表面粗 糙度Ra成為6 10nm，晶質(zhì)硅區(qū)域410、 411中的Ra是l~3nm。另外， 在顯微激光拉曼分光中，關(guān)于在520cm—i附近看到的晶體Si的TO聲 子峰強(qiáng)度，晶質(zhì)硅區(qū)域409中的值相對(duì)于晶質(zhì)硅區(qū)域410、 4U的值 為約4 8倍。
然后，如圖9的(E)所示，使用濺射法或者CVD法等將導(dǎo)電 膜堆積在柵極絕緣膜407上，對(duì)其進(jìn)行圖案化，形成后來(lái)的TFT的 柵極電極412。此時(shí)，在后來(lái)的TFD的半導(dǎo)體層411上不形成導(dǎo)電膜。 此時(shí)的導(dǎo)電膜使用高熔點(diǎn)金屬的鎢(W)，例如膜厚設(shè)為450nm。
然后，如圖9的(F)所示，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模413，使 其覆蓋后來(lái)成為TFD的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層411的一部分。并且，在該狀態(tài)下，從基板401上方對(duì)整個(gè)面離子摻雜n型雜質(zhì)(磷) 414。通過(guò)該工序，在TFD的半導(dǎo)體層411中，對(duì)從抗蝕劑掩模413 中露出的區(qū)域注入磷414，成為后來(lái)的TFD的n +型區(qū)域416。在構(gòu)成 TFT的半導(dǎo)體層的晶質(zhì)硅區(qū)域409、 410中，對(duì)從柵極絕緣膜407露 出的區(qū)域高濃度地注入磷414，成為后來(lái)的TFT的源極區(qū)域和漏極 區(qū)域415。在此，在不存在柵極電極412而僅存在柵極絕緣膜407的 區(qū)域中，磷414穿過(guò)柵極絕緣膜407， 一部分磷被低濃度注入。該區(qū) 域發(fā)揮LDD (Lightly Doped Drain:輕摻雜漏區(qū))區(qū)域417的功能， 緩和溝道區(qū)域和源極/漏極區(qū)域之間的接合部的電場(chǎng)集中，具有能 夠減低TFT截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流，并且抑制由熱載流子引起的劣 化的效果。在本實(shí)施方式中，通過(guò)一次摻雜處理，利用柵極絕緣膜 407的有無(wú)來(lái)同時(shí)形成高濃度區(qū)域415和低濃度區(qū)域417，但是也可 以分別對(duì)其使摻雜時(shí)的加速電壓和劑量最佳化，分兩次來(lái)進(jìn)行。另 外，在此，被柵極電極412遮掩而沒(méi)有注入磷414的區(qū)域后來(lái)成為 TFT的溝道區(qū)域421。
艮口 ，使用具有較高結(jié)晶性的晶質(zhì)硅區(qū)域409來(lái)形成TFT的活性 區(qū)域中的溝道區(qū)域421和LDD區(qū)域417，使用結(jié)晶性較低的晶質(zhì)硅區(qū) 域410來(lái)形成TFT的活性區(qū)域中的源極/漏極區(qū)域415。 TFT的場(chǎng)效應(yīng)
遷移率等的導(dǎo)通特性和以截止動(dòng)作時(shí)的泄漏電流為代表的截止特 性都是被溝道區(qū)域和LDD區(qū)域支配的，因此由高質(zhì)量的晶質(zhì)硅膜來(lái) 構(gòu)成這些區(qū)域，由此能夠?qū)崿F(xiàn)例如即使源極/漏極區(qū)域的結(jié)晶性較 低也具有較高電氣特性的TFT。
然后，除去在前一工序中使用的抗蝕劑掩模413后，如圖9的 (G)所示，形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模418，使其覆蓋后來(lái)成為TFD 的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層411的一部分和構(gòu)成后來(lái)成為TFT的活 性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層的整個(gè)晶質(zhì)硅區(qū)域409、 410。并且，在該狀 態(tài)下，從基板401上方對(duì)整個(gè)面離子摻雜p型雜質(zhì)(硼)420。通過(guò) 該工序，對(duì)TFD的半導(dǎo)體層411中從抗蝕劑掩模418露出的區(qū)域注入 硼420。被掩模418覆蓋的區(qū)域沒(méi)有摻雜硼420。由此，在TFD的半 導(dǎo)體層411中，注入了硼420的區(qū)域成為后來(lái)的TFD的p +型區(qū)域419，在前一工序中也沒(méi)注入磷的區(qū)域成為后來(lái)的本征區(qū)域422。
并且，除去了抗蝕劑掩模418的狀態(tài)與圖9的(H)相當(dāng)。然后，
在惰性環(huán)境下例如氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)其進(jìn)行熱處理。通過(guò)該熱處理，在
TFT的源極/漏極區(qū)域415、LDD區(qū)域417、TFD的n +型區(qū)域416和p +型 區(qū)域419中，恢復(fù)摻雜時(shí)產(chǎn)生的晶體缺陷等摻雜破壞恢復(fù)，使分別 慘雜的磷和硼活化。
然后，如圖9的(I)所示，用氧化硅膜或者氮化硅膜形成層間 絕緣膜。在本實(shí)施方式中，采用氧化硅膜423和氮化硅膜424的2層 構(gòu)造。之后形成連接孔，通過(guò)金屬材料來(lái)形成TFT的電極、配線425 和TFD的電極、配線426。
最后，在一個(gè)大氣壓的氮?dú)猸h(huán)境或者氫氣混合環(huán)境下進(jìn)行 350 45(TC的退火，完成圖9的(I)所示的薄膜晶體管427和薄膜二 極管428'。并且根據(jù)需要，以保護(hù)它們?yōu)槟康?，也可以在薄膜晶體 管427和薄膜二極管428，上設(shè)置由氮化硅膜等構(gòu)成的保護(hù)膜。
按照以上實(shí)施方式，能夠分別制作TFT的溝道區(qū)域和TFD的本 征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)，在TFT中能夠得到較高的場(chǎng)效應(yīng)遷 移率和較高的開(kāi)關(guān)特性，在TFD中能夠得到較高的光靈敏度。其結(jié) 果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn) TFT和TFD各自所要求的最佳元件特性。
另外，在本實(shí)施方式中將形成在TFT溝道區(qū)域上的反射防止膜 直接作為柵極絕緣膜利用于半導(dǎo)體元件中，因此與第三實(shí)施方式相 比，不產(chǎn)生用于形成反射防止膜的附加工序。其結(jié)果是能夠簡(jiǎn)化制 造工序，能夠降低半導(dǎo)體裝置的制造成本。
此外，在本實(shí)施方式中用與第五實(shí)施方式中說(shuō)明的方法相同的 方法來(lái)進(jìn)行非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的晶化，但是也可以用與第二實(shí)施方式 中說(shuō)明的方法相同的方法來(lái)代替，通過(guò)利用催化劑元素的加熱處理 僅使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分晶化后，進(jìn)行激光照射工序來(lái)形成晶 質(zhì)半導(dǎo)體膜。
如前所述，本實(shí)施方式適用于有機(jī)EL顯示裝置中。例如，在 用上述方法設(shè)置有薄膜晶體管427和薄膜二極管428，的基板上，按
75出底部發(fā)光型有機(jī)EL顯示裝置?；蛘?，也可以形成透明電極作為上部電
極層，制造出頂部發(fā)光型有機(jī)EL顯示裝置。在這種情況下，基板401
無(wú)需是透光性的。第七實(shí)施方式
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明與第一 第六實(shí)施方式都不同的晶化方
法、在玻璃基板上制作n溝道型TFT和TFD的方法。采用圖10進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示本實(shí)施方式中的制作工序的截面圖，按照(A)至(F)來(lái)依次進(jìn)行制作工序。
首先，與第一 第六實(shí)施方式同樣，在基板(在本實(shí)施方式中是玻璃基板)601上設(shè)置由Mo等構(gòu)成的遮光層602，并且為了防止來(lái)自基板的雜質(zhì)擴(kuò)散，在其上層疊形成例如氮化硅膜作為下層的第一基底膜603，并且在其上層疊形成氧化硅膜作為第二基底膜604。然后，用與第一 第六實(shí)施方式相同的方法形成厚度為30 80nm的非晶質(zhì)硅膜605。該工序也可以不將基底絕緣膜和非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜放在大氣中而連續(xù)形成。
然后，形成厚度為200nm左右的由氧化硅膜構(gòu)成的掩模絕緣膜606。如圖10的(A)所示，掩模絕緣膜具有用于向半導(dǎo)體膜摻雜催化劑元素的開(kāi)口部。
然后，用旋涂法涂布包含用重量換算為100ppm左右的催化劑元素(在本實(shí)施方式中是鎳)的水溶液(乙酸鎳溶液)，形成催化劑元素層607。此時(shí)，催化劑元素層607的催化劑元素，在掩模絕緣膜606的開(kāi)口部中選擇性地與非晶質(zhì)硅膜605接觸，形成催化劑元素添加區(qū)域。該狀態(tài)與圖10的(A)相當(dāng)。
另外，在本實(shí)施方式中使用了用旋涂法摻雜鎳的方法，但是也可以采用通過(guò)蒸鍍法、濺射法等將作為催化劑元素的薄膜(在本實(shí)施方式的情況下是鎳膜)形成在非晶質(zhì)硅膜上。
然后，以500 650。C (優(yōu)選550 60(TC )進(jìn)行6 20小時(shí)(優(yōu)選8~15小時(shí))的加熱處理。在本實(shí)施方式中是以59(TC來(lái)進(jìn)行6小時(shí)的加熱處理。其結(jié)果是，如圖10的(B)所示，在催化劑元素添加區(qū)域中產(chǎn)生結(jié)晶核，該區(qū)域的非晶質(zhì)硅膜首先被晶化，成為晶質(zhì)硅區(qū)
域605a。并且，如圖10的(C)所示，以作為晶化區(qū)域的晶質(zhì)硅膜區(qū)域605a為起點(diǎn)向大致與基板平行的方向(箭頭608所示的方向)進(jìn)行晶化，形成宏觀上晶體生長(zhǎng)方向一致的晶質(zhì)硅區(qū)域605b。此時(shí)，存在于掩模絕緣膜606上的鎳被掩模絕緣膜606阻擋，不會(huì)到達(dá)下層的非晶質(zhì)硅膜，僅通過(guò)在開(kāi)口區(qū)域中導(dǎo)入的鎳來(lái)進(jìn)行非晶質(zhì)硅膜605的晶化。另外，橫方向上的晶體生長(zhǎng)未到達(dá)的區(qū)域保留為非晶質(zhì)硅區(qū)域605c。之后，除去掩模絕緣膜(氧化硅膜)606，得到圖IO的(D)所示的狀態(tài)。
然后，如圖10的(E)所示，向晶質(zhì)硅區(qū)域605a、 605b和非晶質(zhì)硅區(qū)域605c混合的硅膜照射激光609。作為此時(shí)的激光，與第一至第六實(shí)施方式相同，使用XeCl準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)308nm)，使光束的一部分重合地進(jìn)行掃描，由此在硅膜的任意一點(diǎn)進(jìn)行多次激光照射，提高均勻性。
由此，在導(dǎo)入催化劑元素而被選擇性地晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域605a和605b中，通過(guò)照射激光609的熔融固化過(guò)程來(lái)降低晶體缺陷，將其一部分作為生長(zhǎng)核進(jìn)行再晶化，分別成為更高質(zhì)量的晶質(zhì)硅區(qū)域605d、 605e。特別是，橫向晶體生長(zhǎng)的晶質(zhì)硅區(qū)域605e成為更高質(zhì)量，成為具有更高的結(jié)晶性的晶質(zhì)硅膜。
另外，在非晶質(zhì)硅區(qū)域605c中，經(jīng)過(guò)照射激光609的熔融固化過(guò)程來(lái)進(jìn)行晶化，形成晶質(zhì)硅區(qū)域605f。此時(shí)的激光照射能量密度是250 450mJ/cm2、例如以350mJ/cm2的能量密度來(lái)進(jìn)行照射。另外，此時(shí)當(dāng)激光照射能量密度過(guò)高時(shí)，在前一工序中得到的晶質(zhì)硅區(qū)域605b的結(jié)晶狀態(tài)被復(fù)位。
在此，這樣得到的晶質(zhì)硅區(qū)域605e的晶體面取向大致由催化劑元素的固相晶化工序決定，主要由<111>晶帶面構(gòu)成，其中特別是由(110)面取向和(211)面取向占全部的50%以上的區(qū)域。另夕卜，其結(jié)晶狀態(tài)，由沿一個(gè)方向的晶疇(面方向大致相同的區(qū)域)構(gòu)成，不需要晶體粒這樣的概念。與此相對(duì)，通過(guò)激光照射從非晶質(zhì)狀態(tài)晶化的晶質(zhì)硅區(qū)域605f的晶體面取向是隨機(jī)的，特別是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)(100)面取向和(111)面取向。(100)面取向和(111)面取向
都不在<111〉晶帶面的組內(nèi)。另外，平均晶體粒徑為100 300nm。
之后，除去晶質(zhì)硅區(qū)域605e、 605f中不需要的區(qū)域，進(jìn)行元件 間分離。此時(shí)，如圖10的(F)所示，使用橫向晶體生長(zhǎng)的高質(zhì)量 的晶質(zhì)硅區(qū)域605e形成后來(lái)成為TFT的活性區(qū)域(源極/漏極區(qū)域、 溝道區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層610t，使用晶質(zhì)硅區(qū)域605f來(lái)形成后來(lái) 成為TFD的活性區(qū)域(nVp +型區(qū)域、本征區(qū)域)的島狀半導(dǎo)體層 610d。
之后，以與第五實(shí)施方式相同的方法，將這些島狀半導(dǎo)體層作 為TFT和TFD的活性區(qū)域來(lái)完成各自的TFT和TFD。在本實(shí)施方式 中，能夠使用橫向晶體生長(zhǎng)的更高質(zhì)量的晶質(zhì)硅膜作為TFT的半導(dǎo) 體層，能夠?qū)崿F(xiàn)具有更高電流驅(qū)動(dòng)能力的TFT。并且，能夠分別制 作出TFT和TFD的各自的半導(dǎo)體層以及TFT的溝道區(qū)域和TFD的本 征區(qū)域所要求的最佳結(jié)晶狀態(tài)。其結(jié)果是能用使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體 膜晶化而形成的半導(dǎo)體層同時(shí)實(shí)現(xiàn)TFT和TFD各自所要求的最佳元 件特性。
第八實(shí)施方式
在本實(shí)施方式中，說(shuō)明具備傳感器功能的顯示裝置。這些顯示 裝置是用通過(guò)上述任意一個(gè)實(shí)施方式來(lái)形成TFT和TFD的基板而構(gòu)成的。
具備本實(shí)施方式的傳感器功能的顯示裝置，例如是帶觸摸傳感 器的液晶顯示裝置，其具有顯示區(qū)域和位于顯示區(qū)域的外圍的邊框 區(qū)域。顯示區(qū)域具有多個(gè)顯示部(像素)和多個(gè)光傳感器部。各顯 示部包含像素電極和像素開(kāi)關(guān)用TFT，各光傳感器部包含TFD。在
邊框區(qū)域中設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)各顯示部的顯示用驅(qū)動(dòng)電路，在驅(qū)動(dòng)電 路中利用驅(qū)動(dòng)電路用TFT。像素開(kāi)關(guān)用TFT和驅(qū)動(dòng)電路用TFT以及
光傳感器部的TFD通過(guò)如第一 第七實(shí)施方式中所說(shuō)明的方法而形 成在同一基板上。此外，在本發(fā)明的顯示裝置中，只要顯示裝置中 使用的TFT中至少像素開(kāi)關(guān)用TFT是通過(guò)上述方法與光傳感器部的 TFD形成在同一基板上即可，例如驅(qū)動(dòng)電路可以另外設(shè)置在其它基
78板上。
在本實(shí)施方式中，光傳感器部與對(duì)應(yīng)的顯示部(例如原色的像 素)相鄰配置。對(duì)一個(gè)顯示部可以配置一個(gè)光傳感器部，也可以配 置多個(gè)光傳感器部?；蛘?，也可以對(duì)多個(gè)顯示部的組合分別配置一 個(gè)光傳感器部。例如，能夠?qū)τ扇齻€(gè)原色(RGB)的像素構(gòu)成的彩 色顯示像素設(shè)置一個(gè)光傳感器部。這樣，能夠根據(jù)分辨率來(lái)適當(dāng)選 擇光傳感器部相對(duì)于顯示部數(shù)量的數(shù)量(密度)。
當(dāng)在光傳感器部的觀察者側(cè)設(shè)置濾色器時(shí)，構(gòu)成光傳感器部的
TFD的靈敏度有可能下降，因此優(yōu)選不在光傳感器部的觀察者側(cè)設(shè)
置濾色器。
此外，本實(shí)施方式的顯示裝置的結(jié)構(gòu)不限定于上述情況。例如，
還能夠構(gòu)成將光傳感器的TFD配置在邊框區(qū)域，附加有根據(jù)外光的 照度來(lái)控制顯示亮度的環(huán)境傳感器的顯示裝置。另外，還能夠在光 傳感器部的觀察者側(cè)配置濾色器，由光傳感器部來(lái)接收經(jīng)過(guò)濾色器 的光，從而使光傳感器部發(fā)揮彩色影象傳感器的功能。
下面，參照附圖，以具備觸摸面板傳感器的觸摸面板液晶顯示 裝置為例，說(shuō)明本實(shí)施方式的顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖12是表示配置在顯示區(qū)域中的光傳感器部的結(jié)構(gòu)的一例的 電路圖。光傳感器部具有光傳感器用薄膜二極管701、信號(hào)蓄積用 電容器702以及用于取出蓄積在電容器702中的信號(hào)的薄膜晶體管 703。在輸入RST信號(hào)，向節(jié)點(diǎn)704寫入RST電位后，當(dāng)節(jié)點(diǎn)704的電 位由于光的泄漏而下降時(shí)，薄膜晶體管703的柵極電位變動(dòng)，TFT 柵極進(jìn)行開(kāi)閉。由此，能夠取出信號(hào)VDD。
圖13是表示有源矩陣方式的觸摸面板液晶顯示裝置的一例的
示意性截面圖。在本例子中，對(duì)各像素逐個(gè)配置有一個(gè)光傳感器部。 圖示的液晶顯示裝置具備液晶模塊802和配置在液晶模塊802
背面?zhèn)鹊谋彻庋b置801。在此沒(méi)有圖示，但是液晶模塊802例如由具 有透光性的背面基板、與背面基板相對(duì)配置的前面基板以及設(shè)置在 這些基板之間的液晶層構(gòu)成。液晶模塊802具有多個(gè)顯示部(原色 像素)，各顯示部具有像素電極(未圖示)和連接到像素電極的像素開(kāi)關(guān)用薄膜晶體管805。另外，與各顯示部相鄰配置有包含薄膜 二極管806的光傳感器部。雖然沒(méi)有圖示，但是在各顯示部的觀察 者側(cè)配置有濾色器，而在光傳感器部的觀察者側(cè)沒(méi)有設(shè)置濾色器。
在薄膜二極管806和背光裝置801之間配置有遮光層807，來(lái)自背光 裝置801的光被遮光層807遮光而不進(jìn)入薄膜二極管806，僅有外光 804射入薄膜二極管806。由薄膜二極管806感測(cè)該外光804的射入， 實(shí)現(xiàn)光學(xué)感測(cè)方式的觸摸面板。
此外，遮光層807只要配置成至少背光裝置801的光不進(jìn)入薄膜 二極管806中的本征區(qū)域即可。本實(shí)施方式的遮光層807也可以是在 制造工藝中使非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行激光晶化時(shí)設(shè)置的散熱層。
圖14是表示有源矩陣方式的觸摸面板液晶顯示裝置中的背面 基板的一例的示意性平面圖。本實(shí)施方式的液晶顯示裝置由多個(gè)像 素(R、 G、 B像素)構(gòu)成，但是在此為了簡(jiǎn)化而僅示出2個(gè)像素。
背面基板1000具備分別具有像素電極22和像素開(kāi)關(guān)用薄膜晶 體管24的多個(gè)顯示部(像素)；以及與各顯示部相鄰配置并包含光 傳感器光學(xué)二極管26、信號(hào)蓄積用電容器28和光傳感器用跟隨器 (follower)薄膜晶體管29的光傳感器部。
薄膜晶體管2 4具有例如與第二實(shí)施方式中說(shuō)明的T F T相同的 結(jié)構(gòu)，即具有雙柵極LDD構(gòu)造，該雙柵極LDD構(gòu)造具有兩個(gè)柵極電 極和LDD區(qū)域。薄膜晶體管24的源極區(qū)域連接到像素用源極總線 34，漏極區(qū)域連接到像素電極22。薄膜晶體管24通過(guò)來(lái)自像素用柵 極總線32的信號(hào)而進(jìn)行導(dǎo)通截止。由此，通過(guò)像素電極22和形成在 與背面基板1000相對(duì)配置的前面基板上的對(duì)置電極向液晶層施加 電壓，改變液晶層的取向狀態(tài)從而進(jìn)行顯示。
另一方面，光傳感器光學(xué)二極管26具有例如與第二實(shí)施方式中 說(shuō)明的TFD相同的結(jié)構(gòu)，具備p +型區(qū)域26p、 n +型區(qū)域26n以及位于 這些區(qū)域26p、 26n之間的本征區(qū)域26i。信號(hào)蓄積用電容器28將柵 極電極層和Si層作為電極，用柵極絕緣膜形成電容。光傳感器光學(xué) 二極管26中的p +型區(qū)域26p連接到光傳感器用RST信號(hào)線36， n +型 區(qū)域26n連接到信號(hào)蓄積用電容器28中的下部電極(Si層)，經(jīng)過(guò)該
80電容器28連接到光傳感器用RWS信號(hào)線38。并且，n +型區(qū)域26n連 接到光傳感器用跟隨器薄膜晶體管29中的柵極電極層。光傳感器用 跟隨器薄膜晶體管29的源極區(qū)域和漏極區(qū)域分別連接到光傳感器 用VDD信號(hào)線40、光傳感器用COL信號(hào)線42。
由此，光傳感器光學(xué)二極管26、信號(hào)蓄積用電容器28以及光傳 感器用跟隨器薄膜晶體管29分別與圖12所示的驅(qū)動(dòng)電路的薄膜二 極管701、電容器702、薄膜晶體管703相對(duì)應(yīng)，構(gòu)成光傳感器的驅(qū) 動(dòng)電路。下面說(shuō)明該驅(qū)動(dòng)電路的光學(xué)感測(cè)時(shí)的動(dòng)作。
(1)首先，通過(guò)RWS信號(hào)線38向信號(hào)蓄積用電容器28寫入 RWS信號(hào)。由此，在光傳感器光學(xué)二極管26中的n +型區(qū)域26n—側(cè) 產(chǎn)生正電場(chǎng)，關(guān)于光傳感器光學(xué)二極管26成為反偏置狀態(tài)。(2)在 存在于基板表面中被光照射的區(qū)域中的光傳感器光學(xué)二極管26中， 產(chǎn)生光泄漏，在RST信號(hào)線36—側(cè)流失電荷。(3)由此，n +型區(qū)域 26n—側(cè)電位下降，根據(jù)其電位變化，施加到光傳感器用跟隨器薄 膜晶體管29的柵極電位發(fā)生變化。(4)通過(guò)VDD信號(hào)線40對(duì)光傳感 器用跟隨器薄膜晶體管29的源極側(cè)施加VDD信號(hào)。當(dāng)如上那樣?xùn)艠O 電極發(fā)生變動(dòng)時(shí)，流向連接到漏極側(cè)的COL信號(hào)線42的電流值發(fā)生 變化，因此能夠從COL信號(hào)線42取出該電信號(hào)。(5)將RST信號(hào)從 COL信號(hào)線42寫入光傳感器光學(xué)二極管26，使信號(hào)蓄積用電容器28 的電位復(fù)位。通過(guò)在掃描的同時(shí)重復(fù)上述(1) ~ (5)的動(dòng)作，能 夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)感測(cè)。
本實(shí)施方式的觸摸面板液晶顯示裝置中的背面基板的結(jié)構(gòu)不 限定于圖14所示的結(jié)構(gòu)。例如，也可以在各像素開(kāi)關(guān)用TFT中設(shè)置 輔助電容(Cs)。另外，在圖示的例子中，與RGB各個(gè)像素相鄰設(shè) 置有光傳感器部，但是如上所述，也可以對(duì)構(gòu)成RGB像素的三個(gè)像 素的組(顏色顯示像素)配置一個(gè)光傳感器部。
在此，再次參照?qǐng)D13。在上述的例子中，從圖13示出的截面圖 可知，將薄膜二極管806配置在顯示區(qū)域上用作觸摸傳感器，但是 也可以在顯示區(qū)域以外形成薄膜二極管806，將其用作根據(jù)外光804 的照度對(duì)背光裝置801的亮度進(jìn)行控制的環(huán)境傳感器。圖15是例示出帶環(huán)境傳感器的液晶顯示裝置的立體圖。液晶顯
示裝置2000具備具有顯示區(qū)域52、柵極驅(qū)動(dòng)器56、源極驅(qū)動(dòng)器58 以及光傳感器部54的LCD基板50和配置在LCD基板50的背面?zhèn)鹊?背光裝置60。有時(shí)也將位于LCD基板50中的顯示區(qū)域52外圍并設(shè)有 驅(qū)動(dòng)器56、 58、光傳感器部54的區(qū)域稱作"邊框區(qū)域"。
背光裝置60的亮度由背光裝置控制電路(未圖示)控制。另夕卜， 雖然沒(méi)有圖示，但是在顯示區(qū)域52和驅(qū)動(dòng)器56、 58中利用TFT，在 光傳感器部54中利用TFD。光傳感器部54生成基于外光的照度的照 度信號(hào)，利用使用了柔性基板的連接來(lái)輸入到背光裝置控制電路 中。在背光裝置控制電路中，根據(jù)該照度信號(hào)生成背光裝置控制信 號(hào)，并輸出到背光裝置60。
此外，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，還能夠構(gòu)成帶環(huán)境傳感器的有機(jī)EL 顯示裝置。這種有機(jī)EL顯示裝置，與圖15所示的液晶顯示裝置同樣， 能夠具有在同一基板上配置有顯示部和光傳感器部的結(jié)構(gòu)，不需要 在基板背面?zhèn)仍O(shè)置背光裝置60。在這種情況下，通過(guò)設(shè)置在基板50 上的配線將光傳感器部54連接到源極驅(qū)動(dòng)器58，將來(lái)自光傳感器部 54的照度信號(hào)輸入源極驅(qū)動(dòng)器58。源極驅(qū)動(dòng)器58根據(jù)照度信號(hào)來(lái)改 變顯示部52的亮度。
以上，說(shuō)明了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本發(fā)明不限于上述 實(shí)施方式，能夠進(jìn)行基于本發(fā)明的技術(shù)思想的各種變形。使用本發(fā) 明的TFT還能在玻璃基板上同時(shí)構(gòu)成用于進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)的電路、進(jìn) 行數(shù)字驅(qū)動(dòng)的電路。例如在進(jìn)行模擬驅(qū)動(dòng)的電路的情況下，具有源 極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路、像素部以及柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，源極側(cè)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置 有移位寄存器、緩沖器、采樣電路(傳輸門)，另外，柵極側(cè)驅(qū)動(dòng) 電路設(shè)置有移位寄存器、電平位移器、緩沖器。另外，如果需要， 也可以在采樣電路和移位寄存器之間設(shè)置電平位移電路。另外，按 照本發(fā)明的制造工序，還能夠形成存儲(chǔ)器、微處理器。
根據(jù)本發(fā)明，在形成在同一基板上的TFT和TFD中，都具有適 合于各自的半導(dǎo)體元件的結(jié)晶狀態(tài)的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜，能得到具備具
有良好特性的TFT和TFD的半導(dǎo)體裝置。由此，能夠?qū)⑹雇环蔷з|(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的半導(dǎo)體層作為各自的活性區(qū)域，用同一制 造工序制作作為用于驅(qū)動(dòng)電路的TFT和用于使像素電極進(jìn)行開(kāi)關(guān)
的TFT而具有較高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率和開(kāi)關(guān)比的TFT;以及在用作光 傳感器的情況下對(duì)外光的靈敏度、對(duì)光的SN比(明暗下的電流值 比)較高的TFD。特別是，使各自的結(jié)晶狀態(tài)適合于在這些半導(dǎo)體 層中對(duì)TFT的場(chǎng)效應(yīng)遷移率影響較大的溝道區(qū)域和對(duì)TFD的光靈敏 度影響較大的本征區(qū)域，由此能夠得到適合于各個(gè)半導(dǎo)體元件的元 件特性。并且，能夠以簡(jiǎn)便的制造方法實(shí)現(xiàn)前述高性能半導(dǎo)體元件， 能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的小型化、高性能化、低成本化。 工業(yè)上的實(shí)用性
本發(fā)明的應(yīng)用范圍極為廣闊，能夠應(yīng)用于具備TFT和TFD的半 導(dǎo)體裝置、或者具有這種半導(dǎo)體裝置的所有領(lǐng)域的電子設(shè)備。例如， 實(shí)施本發(fā)明而形成的CMOS電路、像素部能夠用于有源矩陣型液晶 顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置。這種顯示裝置能夠被利用于例如便攜 式電話、便攜式游戲機(jī)的顯示畫面、數(shù)字照相機(jī)的監(jiān)視器等中。因 此，本發(fā)明能夠應(yīng)用于裝有液晶顯示裝置、有機(jī)EL顯示裝置的所有 電子設(shè)備中。
特別是，本發(fā)明能夠適用于有源矩陣型的液晶顯示裝置、有機(jī) EL顯示裝置、影象傳感器、光傳感器等、組合它們而形成的電子設(shè) 備中。特別是，在利用了TFD的帶光傳感器功能的顯示裝置、具備 它的電子設(shè)備中應(yīng)用本發(fā)明是有利的。另外，也可以應(yīng)用于具備使 用TFD的光傳感器和使用TFT的驅(qū)動(dòng)電路的影象傳感器中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，具備薄膜晶體管和薄膜二極管，所述薄膜晶體管具有包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體層、控制前述溝道區(qū)域?qū)щ娦缘臇艠O電極以及設(shè)置在前述半導(dǎo)體層和前述柵極電極之間的柵極絕緣膜，所述薄膜二極管具有至少包含n型區(qū)域和p型區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶狀態(tài)不同，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性比前述薄膜二極管的結(jié)晶性高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra與前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra不同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度與前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑與前述薄膜二極 管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑不同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，構(gòu)成前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的晶體的主要面取向與構(gòu)成 前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的晶體的主要面取向不同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的 至少一部分包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化劑元 素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的前述催化劑元素的濃度與前述 薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的前述催化劑元素的濃度不同。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層包 含硅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑比前述薄膜二極 管的半導(dǎo)體層的平均晶體粒徑大。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度比前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的平均晶體缺陷密度小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra比前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的平均表面粗糙度Ra大。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層主要是由晶體的<111〉晶帶面所取 向的區(qū)域構(gòu)成，前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層主要是由除此之外的面 取向構(gòu)成。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶 化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的催化劑元 素的濃度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的前述催化劑元素的濃度咼o
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置， 前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上不包含前述催化劑元素。
14. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層由 Si形成，與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層相比，在前述薄膜晶體管的半導(dǎo) 體層中，顯微拉曼散射光譜中的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)較大。
15. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層是 通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述 薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的上方設(shè)置有對(duì)前述激光的反射防止膜。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，設(shè)置在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層上方的前述反射防止膜發(fā) 揮前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜的功能。
17. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層是 通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述 薄膜二極管的半導(dǎo)體層下方設(shè)置有散熱層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜二極管和前述薄膜晶體管形成在具有透光性的基板上，前述散熱層配置在前述薄膜二極管的前述半導(dǎo)體層的至少一 部分和前述基板之間，并且由具有遮光性的材料形成。
19. 一種半導(dǎo)體裝置，具備薄膜晶體管和薄膜二極管，所述薄 膜晶體管具有包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域的半導(dǎo)體層、 控制前述溝道區(qū)域?qū)щ娦缘臇艠O電極以及設(shè)置在前述半導(dǎo)體層和前述柵極電極之間的柵極絕緣膜，所述薄膜二極管具有至少包含n型區(qū)域和p型區(qū)域以及位于它們之間的本征區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)使同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化而形成的 晶質(zhì)半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)與前述薄 膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)不同。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均表面粗糙度Ra 與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均表面粗糙度Ra不 同。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體缺陷密度 與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體缺陷密度不 同。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體粒徑與前 述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體粒徑不同。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，構(gòu)成前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的晶體的主要面 取向與構(gòu)成前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的晶體的主要 面取向不同。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域中的至少一部分包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體 膜晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū) 域中的前述催化劑元素的濃度與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本 征區(qū)域中的前述催化劑元素的濃度不同。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的結(jié)晶性比前述薄膜 二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的結(jié)晶性高。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體粒徑比前 述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體粒徑大。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均晶體缺陷密度 比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均晶體缺陷密度小。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域的平均表面粗糙度Ra 比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域的平均表面粗糙度Ra大。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域主要是由晶體的<111> 晶帶面所取向的區(qū)域構(gòu)成，前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域 主要是由除此之外的面取向構(gòu)成。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層包含具有促進(jìn)非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的作用的催化劑元素，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域中 的催化劑元素的濃度比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域中 的前述催化劑元素的濃度高。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上不包含前述催 化劑元素。
32. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域包含Si，與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域相比，在前述薄膜晶 體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域中，顯微拉曼散射光譜中的晶體Si的TO聲子峰強(qiáng)度相對(duì)較大。
33. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶 質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域上方設(shè) 置有對(duì)前述激光的反射防止膜。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置，設(shè)置在前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域上方的前述反 射防止膜發(fā)揮前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜的功能。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層的溝道區(qū)域和前述薄膜二極管的 半導(dǎo)體層的本征區(qū)域是通過(guò)激光照射而被晶化或者再晶化了的晶 質(zhì)半導(dǎo)體層，至少在前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域下方設(shè) 置有散熱層。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜二極管和前述薄膜晶體管形成在具有透光性的基板上，前述散熱層配置在前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層的本征區(qū)域和 前述基板之間，并且由具有遮光性的材料形成。
37. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置，前述薄膜晶體管是包含n溝道型薄膜晶體管和p溝道型薄膜晶 體管的多個(gè)薄膜晶體管。
38. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(a) 在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱 的散熱層的工序；(b) 在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序；(c) 通過(guò)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光而使其晶化來(lái)得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，其中，所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述非晶質(zhì) 半導(dǎo)體膜中沒(méi)有位于前述散熱層上的部分晶化而成的第一區(qū)域和 使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中位于前述散熱層上的部分晶化而成的第二區(qū)域；以及(d) 對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀 半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
39. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(a) 在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱 的散熱層的工序；(b) 在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序； (cl)對(duì)前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至少一部分被晶化的半 導(dǎo)體膜的工序；(c2)對(duì)前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光來(lái)進(jìn)一步 促進(jìn)晶化或者使其再晶化，從而得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，其中， 所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜中沒(méi) 有位于前述散熱層上的部分晶化或者再晶化而成的第一區(qū)域和使 前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中位于前述散熱層上的部分晶化或者再晶化 而成的第二區(qū)域；以及(d)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀 半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
40. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(d)是如下工序用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域至少在前述第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜晶體管的 溝道區(qū)域的區(qū)域，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的第二區(qū)域至少在前述第二 島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極管的本征區(qū)域的區(qū)域。
41. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，前述工序(C)包含如下工序用使前述第一區(qū)域成為比前述 第二區(qū)域高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo) 體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，前述工序(C)包含如下工序用使前述第一區(qū)域成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo) 體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光。
43. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述基板是具有透光性的基板， 前述散熱層是使用具有遮光性的材料而形成的。
44. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(e) 準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(f) 在前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分上形成對(duì)激光的反射防 止膜的工序；(g) 通過(guò)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光而使其晶化來(lái)得到 晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，其中，所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述非晶質(zhì) 半導(dǎo)體膜中被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化而成的第一區(qū)域和 使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中沒(méi)有被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化 而成的第二區(qū)域；以及(h) 對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
45. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(e)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(fl)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶 化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的工序；(f2)在前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的一部分上形成對(duì) 激光的反射防止膜的工序；(gl)向前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光來(lái)進(jìn)一步 促進(jìn)晶化或者使其再晶化，從而得到晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，其中， 所述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜包含使前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜中被 前述反射防止膜覆蓋的部分晶化或者再晶化而成的第一區(qū)域和使 前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中沒(méi)有被前述反射防止膜覆蓋的部分晶化或 者再晶化而成的第二區(qū)域；以及(h)對(duì)前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行圖案化，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜 的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀 半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜 二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序。
46. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(h)是如下工序用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域至少在前述第一島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜晶體管的 溝道區(qū)域的區(qū)域，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的第二區(qū)域至少在前述第二 島狀半導(dǎo)體層中形成后來(lái)成為薄膜二極管的本征區(qū)域的區(qū)域。
47. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(g)包含如下工序用使前述第一區(qū)域成為比前述第二區(qū)域高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo) 體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(g)包含如下工序用使前述第一區(qū)域成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下的照射能量密度向前述非晶質(zhì)半導(dǎo) 體膜或者前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜照射激光。
49. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(i)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序； (j)進(jìn)行前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的圖案化，形成后來(lái)成為薄膜 晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；(k)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的工序；以及(I) 向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射 激光來(lái)使其晶化的工序。
50. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(i)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(jl)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜添加促進(jìn)前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化的催化劑元素后進(jìn)行加熱處理，由此得到至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的工序；(j2)進(jìn)行前述至少一部分被晶化的半導(dǎo)體膜的圖案化，形成 后來(lái)成為薄膜晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為 薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo)體層的工序；(k)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上形成對(duì)激光的反射防止膜的 工序；以及(II) 向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體層照射 前述激光來(lái)進(jìn)一步促進(jìn)晶化或者再晶化的工序。
51. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(k)是如下工序在前述第一島狀半導(dǎo)體層中，至少在后來(lái)成為薄膜晶體管的溝道區(qū)域的區(qū)域上形成對(duì)激光的反射 防止膜。
52. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(1)包含如下工序用使被前述反射防止膜覆蓋的前述第一島狀半導(dǎo)體層成為比前述第二島狀半導(dǎo)體層高的結(jié)晶狀態(tài)的范圍的照射能量密度向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島 狀半導(dǎo)體層照射前述激光。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，前述工序(1)包含如下工序用使被前述反射防止膜覆蓋的 前述第一島狀半導(dǎo)體層成為最高結(jié)晶狀態(tài)時(shí)的照射能量密度以下 的照射能量密度向前述第一島狀半導(dǎo)體層和前述第二島狀半導(dǎo)體 層照射前述激光。
54. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述反射防止膜被用作前述薄膜晶體管的柵極絕緣膜。
55. —種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下工序(m)準(zhǔn)備在表面形成有非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的基板的工序；(n)向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的一部分選擇性地添加促進(jìn)晶化 的催化劑元素的工序；(o)對(duì)選擇性地添加了前述催化劑元素的非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜進(jìn) 行加熱處理，使前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜中添加了前述催化劑元素的部 分晶化而形成晶化區(qū)域，使未添加前述催化劑元素的部分原樣保持 為非晶質(zhì)區(qū)域的工序；(p)向前述晶化區(qū)域和前述非晶質(zhì)區(qū)域照射激光，得到包含 通過(guò)使前述晶化區(qū)域進(jìn)一步晶化或者再晶化而形成的第一區(qū)域和 通過(guò)使前述非晶質(zhì)區(qū)域晶化而形成的第二區(qū)域的晶質(zhì)半導(dǎo)體膜；以 及(q)用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前述第一區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜 晶體管的活性區(qū)域的第一島狀半導(dǎo)體層，用前述晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的前 述第二區(qū)域形成后來(lái)成為薄膜二極管的活性區(qū)域的第二島狀半導(dǎo) 體層的工序。
56. 根據(jù)權(quán)利要求44所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(e)包含在基板的一部分上設(shè)置用于放出由激光照射而產(chǎn)生的熱的散 熱層的工序；以及在前述基板和前述散熱層上形成非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的工序，前述基板是具有透光性的基板，前述散熱層是采用具有遮光性的材料而形成的。
57. 根據(jù)權(quán)利要求39所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，前述工序(Cl)包含在前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜上形成具有開(kāi)口部的掩模的工序；以及 通過(guò)前述開(kāi)口部向前述非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜的所選擇的區(qū)域添加 前述催化劑元素的工序。
58. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，包含如下 工序(r)至少在前述第一島狀半導(dǎo)體層上形成柵極絕緣膜的工序； (s)在前述第一島狀半導(dǎo)體層上的前述柵極絕緣膜上形成柵 極電極的工序；(t)向前述第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū) 域的區(qū)域摻雜雜質(zhì)元素的工序；(u)向前述第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為n型區(qū)域的區(qū)域摻雜 n型雜質(zhì)元素的工序；以及(v)向前述第二島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為p型區(qū)域的區(qū)域摻雜 p型雜質(zhì)元素的工序。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(t)包含向前述第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜n型雜質(zhì)元素的工序，前述工序(t)和前述工序(u)是同時(shí)進(jìn)行的。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述工序(t)包含向前述第一島狀半導(dǎo)體層的后來(lái)成為源極區(qū)域和漏極區(qū)域的區(qū)域摻雜p型雜質(zhì)元素的工序， 前述工序(t)和前述工序(v)是同時(shí)進(jìn)行的。
61. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 前述第一島狀半導(dǎo)體層是包含后來(lái)成為n溝道型薄膜晶體管的活性區(qū)域的島狀半導(dǎo)體層和后來(lái)成為P溝道型薄膜晶體管的活性區(qū) 域的島狀半導(dǎo)體層的多個(gè)島狀半導(dǎo)體層，前述工序(t)包含如下工序向前述第一島狀半導(dǎo)體層中后來(lái)成為n溝道型薄膜晶體管的島 狀半導(dǎo)體層進(jìn)行n型雜質(zhì)元素?fù)诫s的工序(tl)和向后來(lái)成為p溝道 型薄膜晶體管的島狀半導(dǎo)體層進(jìn)行p型雜質(zhì)元素?fù)诫s的工序(t2)， 前述工序(tl)是與前述工序(u)同時(shí)進(jìn)行的， 前述工序(t2)是與前述工序(v)同時(shí)進(jìn)行的。
62. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法， 進(jìn)行前述工序(u)和(v)，使得在前述第二島狀半導(dǎo)體層中成為n型區(qū)域的區(qū)域和成為p型區(qū)域的區(qū)域之間形成不摻雜雜質(zhì)元 素的區(qū)域，前述不摻雜雜質(zhì)元素的區(qū)域發(fā)揮薄膜二極管中的本征區(qū) 域的功能。
63. —種半導(dǎo)體裝置，是通過(guò)權(quán)利要求38所述的制造方法制造的。
64. —種電子設(shè)備， 具備權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置。
65. —種電子設(shè)備， 具備權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置， 具備顯示部。
66. —種電子設(shè)備， 具備權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置， 具備光傳感器部。
67. —種電子設(shè)備， 具備權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體裝置， 具備顯示部和光傳感器部。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的電子設(shè)備，前述顯示部包含前述薄膜晶體管，前述光傳感器部包含前述薄 膜二極管。
69. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的電子設(shè)備，前述光傳感器部是用于調(diào)整前述顯示部的亮度的環(huán)境傳感器。
70. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的電子設(shè)備，前述光傳感器部是前述顯示部的觸摸面板傳感器。
71. —種顯示裝置，具備具有多個(gè)顯示部的顯示區(qū)域和位于前 述顯示區(qū)域的外圍的邊框區(qū)域，該顯示裝置還具備包含薄膜二極管的光傳感器部， 各顯示部具有電極和連接到前述電極的薄膜二極管， 前述薄膜晶體管和前述薄膜二極管形成在同一個(gè)具有透光性 的基板上，前述薄膜晶體管包含半導(dǎo)體層，其包含溝道區(qū)域、源極區(qū)域以及漏極區(qū)域；柵極電極，其控制前述溝道區(qū)域的導(dǎo)電性；以及柵極絕緣膜，其被設(shè)置在前述半導(dǎo)體層和前述柵極電極之間，前述薄膜二極管具有包含n型區(qū)域、p型區(qū)域以及設(shè)置在n型區(qū)域和p型區(qū)域之間的本征區(qū)域的半導(dǎo)體層，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層和前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層是通過(guò)向同一非晶質(zhì)半導(dǎo)體膜照射激光而被晶化或者再晶化了的晶 質(zhì)半導(dǎo)體膜，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的溝道區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)和前述 薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的本征區(qū)域的結(jié)晶狀態(tài)不同，前述薄膜晶體管的半導(dǎo)體層中的溝道區(qū)域的平均表面粗糙度 Ra比前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的本征區(qū)域的平均表面粗糙度 Ra大，前述薄膜二極管還具備配置在前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層和 前述基板之間的散熱層，前述散熱層由具有遮光性的材料形成，且 形成為從前述基板的反面看時(shí)與前述薄膜二極管的半導(dǎo)體層中的 至少本征區(qū)域重疊。
72. 根據(jù)權(quán)利要求71所述的顯示裝置， 還具備背光裝置。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的顯示裝置，具有多個(gè)前述光傳感器部，前述多個(gè)光傳感器部分別與各顯示 部或者由2個(gè)以上顯示部構(gòu)成的組相對(duì)應(yīng)地配置在前述顯示區(qū)域上。
74.根據(jù)權(quán)利要求72所述的顯示裝置，前述背光裝置具有調(diào)整從前述背光裝置射出的光的亮度的背 光裝置控制電路，前述光傳感器部配置在前述邊框區(qū)域中，生成基于外光的照度 的照度信號(hào)并輸出到前述背光裝置控制電路。
全文摘要
半導(dǎo)體裝置100具備薄膜晶體管123和薄膜二極管124，該薄膜晶體管123具有包含溝道區(qū)域114、源極區(qū)域和漏極區(qū)域112的半導(dǎo)體層S1、控制溝道區(qū)域114的導(dǎo)電性的柵極電極109以及設(shè)置在半導(dǎo)體層和柵極電極109之間的柵極絕緣膜108，該薄膜二極管124具有至少包含n型區(qū)域113和p型區(qū)域117的半導(dǎo)體層S2。薄膜晶體管123的半導(dǎo)體層S1和薄膜二極管124的半導(dǎo)體層S2是通過(guò)使同一晶質(zhì)半導(dǎo)體膜晶化形成的晶質(zhì)半導(dǎo)體層，薄膜晶體管123的半導(dǎo)體層S1的結(jié)晶狀態(tài)與薄膜二極管124的半導(dǎo)體層S2的結(jié)晶狀態(tài)不同。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101663758SQ20088001274
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者牧田直樹(shù) 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社