发明名称 电光装置以及其制造方法
摘要 一种促进非晶矽膜的晶化之催化剂元素被有效地吸气以提供高可靠的TFT,及使用该TFT的电光装置与制造该电光装置的方法被提供。该电光装置有n-通道TFT与p-通道TFT。p-通道TFT的半导体层有通道形成区域(13),包含n-型杂质元素与P-型杂质元素之区域(11),及仅包含 p-型杂质元素之区域(12)。在 p-通道 TFT中,电子连接该TFT接线系连接至仅包含p-通道TFT之p-型杂质元素之区域(12)。包含n-型杂质元素与p-型杂质元素之区域在 n-通道TFT的半导体层中是较掺杂n-型杂质元素之区域窄。
申请公布号 TW515104 申请公布日期 2002.12.21
申请号 TW090126975 申请日期 2001.10.31
申请人 半导体能源研究所股份有限公司;夏普股份有限公司 发明人 中 节男;大沼英人;牧田直树;松尾拓哉
分类号 H01L29/786 主分类号 H01L29/786
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种包含n-通道TFT与p-通道TFT之电装置,包含:绝缘体上之半导体层;半导体层上之闸绝缘膜;以及闸绝缘膜上之闸电极,其中p-通道TFT之半导体层包括通道形成区域,包含n-型杂质元素与p-型杂质元素之第一杂质区域,及仅包含p-型杂质元素之第二杂质区域,以及其中电子连接p-通道TFT至另一TFT之接线系连接至p-通道TFT之第二杂质区域。2.根据申请专利范围第1项之装置,其中闸电极系单层或包含选自由Ta,W,Ti,Mo,Al,与Cu组成之群组之元素之叠层。3.一种包含n-通道TFT与p-通道TFT之电装置,包含:绝缘体上之半导体层;半导体层上之闸绝缘膜;以及闸绝缘膜上之闸电极,其中p-通道TFT之半导体层包括通道形成区域,包含n-型杂质元素与p-型杂质元素之第一杂质区域,及仅包含p-型杂质元素之第二杂质区域,其中第二杂质区域系夹在一对第一杂质区域间,以及其中电子连接p-通道TFT至另一TFT之接线系连接至p-通道TFT之第二杂质区域。4.根据申请专利范围第3项之装置,其中闸电极系单层或包含选自由Ta,W,Ti,Mo,Al,与Cu组成之群组之元素之叠层。5.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻该导电膜以形成n-通道TFT的闸电极且形成p-通道TFT之导电图样;当使用闸电极与导电层当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂半导体层;当用阻抗遮罩覆盖使用作n-通道TFT之区域时,蚀刻该导电图样以形成p-通道TFT的闸电极;以及用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。6.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻该导电膜以形成n-通道TFT的闸电极且形成p-通道TFT之导电图样;当使用闸电极与导电图样当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂半导体层;当用阻抗遮罩覆盖使用作n-通道TFT之区域时,蚀刻该导电图样以形成p-通道TFT的闸电极;以及用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。7.根据申请专利范围第6项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。8.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一形状闸电极;当使用第一形状闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一形状闸电极以形成较第一形状闸电极窄之第二形状闸电极;当使用第二形状闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第二形状闸电极以形成第三形状闸电极;蚀刻第三形状闸电极以形成第四形状闸电极;以及当使用第四形状闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。9.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一形状闸电极;当使用第一形状闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一形状闸电极以形成较第一形状闸电极窄之第二形状闸电极;当使用第二形状闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第二形状闸电极以形成第三形状闸电极;蚀刻第三形状闸电极以形成第四形状闸电极;以及当使用第四形状闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。10.根据申请专利范围第9项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。11.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一与第二导电膜以形成第一闸电极与第二闸电极;当使用第一与第二闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一与第二闸电极以形成第三闸电极与第四闸电极;当使用第三与第四闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖n-通道TFT时,蚀刻第四闸电极以形成第五闸电极;以及当使用第五闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。12.根据申请专利范围第11项之方法,其中各第三闸电极与第四闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。13.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极(A)与第二闸电极;当使用第一闸电极与第二闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极与第二闸电极以形成第三闸电极与第四闸电极;当使用第三闸电极与第四闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖n-通道TFT时,蚀刻第四闸电极以形成第五闸电极;以及当使用第五闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。14.根据申请专利范围第13项之方法,其中各第三闸电极与第四闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。15.根据申请专利范围第13项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。16.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一,第二与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一,第二与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻第五闸电极与第六闸电极以分别地形成p-通道TFT之第七闸电极与像素TFT之第八闸电极;蚀刻第五闸电极以形成第九闸电极;以及当使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。18.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂P-通道TFT之半导体层;使绝缘体经过热处理;用无机内层绝缘膜覆盖整个表面;形成有机内层绝缘膜于无机内层绝缘膜上;透过无机内层绝缘膜与有机内层绝缘膜形成达到半导体层之接触孔;形成像素电极于有机内层绝缘膜上;以及形成连接接线。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。20.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层;用无机内层绝缘膜覆盖整个表面;透过热处理吸气催化剂元素;形成有机内层绝缘膜于无机内层绝缘膜上;透过无机内层绝缘膜与有机内层绝缘膜形成达到半导体层之接触孔;形成像素电极于有机内层绝缘膜上;以及形成连接接线。21.根据申请专利范围第20项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。22.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘表面上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层;使绝缘体经过热处理;用无机内层绝缘膜覆盖整个表面;形成有机内层绝缘膜于无机内层绝缘膜上;透过无机内层绝缘膜与有机内层绝缘膜形成达到半导体层之接触孔;形成像素电极于有机内层绝缘膜上;以及形成连接接线。23.根据申请专利范围第22项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。24.根据申请专利范围第22项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。25.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘体上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层;用无机内层绝缘膜覆盖整个表面;透过热处理吸气催化剂元素;形成有机内层绝缘膜于无机内层绝缘膜上;透过无机内层绝缘膜与有机内层绝缘膜形成达到半导体层之接触孔;形成像素电极于有机内层绝缘膜上;以及形成连接接线。26.根据申请专利范围第25项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。27.根据申请专利范围第25项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。28.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘体上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第四闸电极,第九闸电极,与第八闸电极当作遮罩时,移除闸绝缘膜;以及当用阻抗遮罩覆盖n-通道TFT与像素TFT且使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。29.根据申请专利范围第28项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。30.一种制造电装置的方法,包含步骤:形成非结晶半导体层于绝缘体上;以促进晶化之催化剂元素掺杂非结晶半导体层;加热掺杂催化剂元素之非结晶半导体层且接着用雷射照射该半导体层以获得结晶半导体层;形成闸绝缘膜于结晶半导体层上;形成第一导电膜与第二导电膜于闸绝缘膜上;蚀刻第一导电膜与第二导电膜以形成第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极;当使用第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;蚀刻第一闸电极,第二闸电极与第三闸电极以形成第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极;当使用第四闸电极,第五闸电极与第六闸电极当作遮罩时,用n-型杂质元素掺杂该半导体层;当用阻抗遮罩覆盖在驱动电路中形成之n-通道TFT时,蚀刻p-通道TFT的第五闸电极与像素TFT的第六闸电极以分别地形成第七闸电极与第八闸电极;蚀刻第七闸电极以形成第九闸电极;当使用第四闸电极,第九闸电极,与第八闸电极当作遮罩时,移除闸绝缘膜;以及当用阻抗遮罩覆盖n-通道TFT与像素TFT且使用第九闸电极当作遮罩时,用p-型杂质元素掺杂p-通道TFT之半导体层。31.根据申请专利范围第30项之方法,其中各第四闸电极,第八闸电极与第九闸电极包含第一导电膜与第二导电膜,且第一导电膜是较第二导电膜宽。32.根据申请专利范围第30项之方法,其中该雷射系选自脉冲振荡式KrF激发雷射,XeCl激发雷射,YAG雷射,与YVO4雷射组成之群组。图式简单说明:图1A至1G是显示本发明的实施例模式之图;图2是显示本发明的实施例之图;图3A与3B是显示本发明的实施例之图;图4A至4D是显示本发明的实施例之图;图5A与5B是显示本发明的实施例之图;图6是显示本发明的实施例之图;图7A与7B是显示本发明的实施例之图;图8是显示本发明的实施例之图;图9是显示本发明的实施例之图;图10A至10F是根据本发明制造之半导体装置使用作显示单元之电具的范例之图;图11A至11D是根据本发明制造之半导体装置使用作显示单元之电具的范例之图;以及图12A至12C是根据本发明制造之半导体装置使用作显示单元之电具的范例之图;
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