发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 当形成具有LDD构造之TFT或具有GOLD构造之TFT时,会有制造步骤相当复杂且处理步骤之数目增加之问题。在半导体装置之制造方法中,在低浓度杂质区域(24,25)形成在第二掺杂处理后,重叠第三电极(18c)之低浓度杂质区域之宽度和不重叠第三电极之低浓度杂质区域之宽度可藉由第四蚀刻处理而自由的控制。因此,在与第三电极重叠之区域中,可达成电场集中之缓和,且因此可防止热载子注入。因此,在未与第三电极重叠之区域中,可抑制关闭电流值。
申请公布号 TWI286338 申请公布日期 2007.09.01
申请号 TW091113660 申请日期 2001.05.01
申请人 半导体能源研究所股份有限公司 发明人 须泽英臣;小野幸治;高山彻;荒尾达也;山崎舜平
分类号 H01L21/00(2006.01) 主分类号 H01L21/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种半导体装置,包含一半导体层形成在一绝缘 表面上,一绝缘膜形成在该半导体层上,和一闸极 电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一叠层构造,其中具有第一宽 度之第一导电层为下层和具有比第一宽度窄之第 二宽度之第二导电层为上层,和 其中该半导体层具有一通道形成区域重叠第二导 电层,一对低浓度杂质区域部份重叠第一导电层, 和一源极区域和一汲极区域含有高浓度杂质区域 。 2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该对低 浓度杂质区域位在介于通道形成区域和源极区域 间,和介于通道形成区域和汲极区域间。 3.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该第一 导电层之一端部份为渐尖状。 4.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该第一 导电层之端部份经由该绝缘膜而位在介于通道形 成区域和源极区域间或介于通道形成区域和汲极 区域间。 5.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中重叠该 对低浓度杂质区域之绝缘膜之区域之膜厚度在与 通道区域之距离较大时变成更薄。 6.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导 体装置为液晶显示装置。 7.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导 体装置为一电致发光显示装置。 8.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中该半导 体装置为选自视频相机,数位相机,投影器,鱼眼型 显示器,车辆导航系统,个人电脑,手提资讯终端,数 位视频碟播放器,和电子游戏装置所组成之群之一 。 9.一种半导体装置,包含一半导体层形成在一绝缘 表面上, 一绝缘膜形成在该半导体层上,及一闸极电极形成 在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中一具有第一 宽度之第一导电层为一下层;及具有一第二宽度窄 于第一宽度的第二导电层系为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系重叠于该 第二导电层;一对低浓度杂质区,每区都有一第一 区与该第一导电层重叠及一第二区未与该第一导 电层重叠;及由高浓度杂质区构成之一源极区及一 汲极区,该等高浓度杂质区插入于该通道区及该对 低浓度杂质区间。 10.一种半导体装置,包含一半导体层形成在一绝缘 表面上,一绝缘膜形成在该半导体层上,及一闸极 电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一锥 形及第一宽度的第一导电层为下层;及具有第二锥 形并具有较第一宽度为窄之第二宽度的第二导电 层为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其系部份重叠于 该第一导电层上;以及,由高浓度杂质区构成之一 源极区及一汲极区。 11.一种半导体装置,包含一半导体层形成在一绝缘 表面上,一绝缘膜形成在该半导体层上,及一闸极 电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一宽 度的第一导电层为下层;及具有较第一宽度为窄之 第二宽度的第二导电层为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其系部份重叠于 该第一导电层上并具有一浓度梯度;以及,由高浓 度杂质区构成之一源极区及一汲极区。 12.一种半导体装置,包含: 一像素薄膜电晶体及一驱动器电路,具有至少一薄 膜电晶体形成于一基板上,该像素薄膜电晶体及该 至少一薄膜电晶体包含: 一半导体层形成在该一绝缘表面上,一绝缘膜形成 在该半导体层上,及一闸极电极形成在该绝缘膜上 , 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一宽 度之第一导电层为一下层;及具有一第二宽度窄于 第一宽度的第二导电层系为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系重叠于该 第二导电层;一对低浓度杂质区,其部份与该第一 导电层重叠;及由高浓度杂质区构成之一源极区及 一汲极区。 13.一种半导体装置,包含: 一像素薄膜电晶体及一驱动器电路,具有至少一薄 膜电晶体形成在一基板上,该像素薄膜电晶体及该 至少一薄膜电晶体包含: 一半导体层形成在一绝缘表面上,一绝缘膜形成在 该半导体层上,及一闸极电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中,具有第一 宽度之第一导电层为一下层;及具有一第二宽度窄 于第一宽度的第二导电层系为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系重叠于该 第二导电层;一对低浓度杂质区,每区都有一第一 区与该第一导电层重叠及一第二区未与该第一导 电层重叠;及由高浓度杂质区构成之一源极区及一 汲极区,该等高浓度杂质区插入于该通道区及该对 低浓度杂质区间。 14.一种半导体装置,包含: 一像素薄膜电晶体及一驱动器电路,具有至少一薄 膜电晶体形成在一基板上,该像素薄膜电晶体及该 至少一薄膜电晶体包含: 一半导体层形成在一绝缘表面上,一绝缘膜形成在 该半导体层上,及一闸极电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一锥 形及第一宽度的第一导电层为下层;及具有第二锥 形并具有较第一宽度为窄之第二宽度的第二导电 层为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其系部份重叠于 该第一导电层上;以及,由高浓度杂质区构成之一 源极区及一汲极区。 15.一种半导体装置,包含: 一像素薄膜电晶体及一驱动器电路,具有至少一薄 膜电晶体形成在一基板上,该像素薄膜电晶体及该 至少一薄膜电晶体包含: 一半导体层形成在一绝缘表面上,一绝缘膜形成在 该半导体层上,及一闸极电极形成在该绝缘膜上, 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一宽 度的第一导电层为下层;及具有较第一宽度为窄之 第二宽度的第二导电层为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其系部份重叠于 该第一导电层上并具有一浓度梯度;以及,由高浓 度杂质区构成之一源极区及一汲极区。 16.一种半导体装置,包含: 一半导体层形成在一绝缘表面上,一绝缘膜形成在 该半导体层上,及一闸极电极电形成在该绝缘膜上 , 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一宽 度的第一导电层为下层;及具有较第一宽度为窄之 第二宽度的第二导电层为上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其具有第一区与 该第一导电层重叠及一第二区未与该第一导电层 重叠,并具有一浓度梯度;以及,由高浓度杂质区构 成之一源极区及一汲极区,该等杂质区插入于该通 道区及该对低浓度杂质区之间。 17.一种半导体装置,包含: 一半导体层形成在一绝缘表面上,一绝缘膜形成在 该半导体层上,及一闸极电极电形成在该绝缘膜上 , 其中该闸极电极具有一积层结构,其中具有第一宽 度及第一锥形的第一导电层为下层;及具有第二锥 形及较第一宽度为窄之第二宽度的第二导电层为 上层,及 其中该半导体层具有一通道形成区,其系与该第二 导电层重叠;一对低浓度杂质区,其具有第一区与 该第一导电层重叠及一第二区未与该第一导电层 重叠,并具有一浓度梯度;以及,由高浓度杂质区构 成之一源极区及一汲极区,该等杂质区插入于该通 道区及该对低浓度杂质区之间。 18.如申请专利范围第9项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 19.如申请专利范围第10项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 20.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 21.如申请专利范围第12项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 22.如申请专利范围第13项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 23.如申请专利范围第14项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 24.如申请专利范围第15项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 25.如申请专利范围第16项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 26.如申请专利范围第17项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为液晶显示装置。 27.如申请专利范围第9项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 28.如申请专利范围第10项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 29.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 30.如申请专利范围第12项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 31.如申请专利范围第13项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 32.如申请专利范围第14项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 33.如申请专利范围第15项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 34.如申请专利范围第16项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 35.如申请专利范围第17项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为电致发光显示装置。 36.如申请专利范围第9项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 37.如申请专利范围第10项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 38.如申请专利范围第11项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 39.如申请专利范围第12项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 40.如申请专利范围第13项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 41.如申请专利范围第14项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 42.如申请专利范围第15项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 43.如申请专利范围第16项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 44.如申请专利范围第17项所述之半导体装置,其中 该半导体装置为选自摄影机、数位相机、投影机 、鱼眼型显示器、车辆导航系统、个人电脑、手 提资讯终端、数位视频碟播放器、及电子游戏装 置所组成之群之一。 图式简单说明: 图1A至1D为TFT之制造方法; 图2A至2D为TFT之制造方法; 图3为杂质元素之浓度分布之曲线; 图4为使用在模拟中之示意构造图; 图5为模拟结果(磷掺杂)之图; 图6为模拟结果(TFT之电压/电流)之图; 图7A至7C为AM-LCD之制造方法; 图8A至8C为AM-LCD之制造方法; 图9为AM-LCD之制造方法; 图10为透射型液晶显示装置之横截面构造图; 图11A和11B为液晶板之外部视图; 图12A至12C为AM-LCD之制造方法; 图13A至13C为AM-LCD之制造方法; 图14为AM-LCD之制造方法; 图15为图素之顶视图; 图16为反射型液晶显示装置之横截面构造图; 图17A和17B为在制造方法中之图素之顶视图; 图18为主动矩阵EL显示装置之构造; 图19A和19B为主动矩阵EL显示装置之构造; 图20A至20F为电子设备之范例; 图21A至21D为电子设备之范例; 图22A至22C为电子设备之范例; 图23A至23D为TFT之制造方法(第七实施例); 图24A至24D为TFT之制造方法(第七实施例); 图25A至25D为TFT之制造方法(第八实施例); 图26A至26D为TFT之制造方法(第八实施例); 图27A至27D为TFT之制造方法(第九实施例); 图28A至28D为AM-LCD之制造方法(第十实施例); 图29A至29D为AM-LCD之制造方法(第十实施例); 图30为AM-LCD之制造方法(第十实施例); 图31为透射型液晶显示装置之横截面构造图(第十 实施例); 图32为反射型液晶显示装置之横截面构造图(第十 二实施例);和 图33为反射型液晶显示装置之横截面构造图(第十 三实施例)。
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