[发明专利]制造光电器件的方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，该半导体器件在有绝缘表面的基片上具有由膜晶体管(以下称为“TFTs”)组成的电路。更具体地，本发明涉及由液晶显示器和EL(电子发光)显示器代表的光电器件(也称为“电子装置”)，和其上安装有光电器件的电子装置(也称为“电子器具”)，其中所说液晶显示装置包括一个像素部分(像素矩阵电路)和围绕像素部分设置并形成在同一基片上的驱动电路。

应指出，在整个说明书中，半导体器件表示能利用半导体特性工作的一般器件，而光电器件、半导体电路和电子装置都归类为半导体器件。

包含有大面积集成电路的半导体器件，包括在具有绝缘表面的基片上形成的TFTs，的发展已经取得了显著进步。有源矩阵型液晶显示器、EL显示器和闭合接头型图象传感器就是这种半导体装置的典型代表。特别是因为TFTs使用多晶硅膜(典型地为聚硅膜)作为有源电路(该TFT以下称之为“多晶硅TFT”)具有高的电场灵活性，它们能形成各种功能的电路。

在有源矩阵型液晶显示装置中，例如，一个集成电路包括为每个功能块显示图象的像素部分、均以CMOS电路和采样电路为基础相移寄存器电路、电平移相器电路、缓冲电路等等，形成在一个基片上。在闭合接头型图象传感器的情况下，通过使用TETs来形成诸如采样-保持电路、相移寄存器电路、多路转换器电路等等的集成电路。

这些驱动电路(还称为“周边驱动电路”)不总是具有相同的操作条件。因此，对于TFTs所需要的特征自然有一定程度的不同。像素部分包含用作转换元件的像素TFT和辅助存储电容器，并且向液晶施加电压来驱动它。这里，需要通过交替改变电流来驱动液晶，并且广泛地应用称为“帧反向驱动”的系统。因此，TFT的一个必须的特征是OFF电流值(当处于OFF操作时流过TFT的漏极电流值)必须充分降低。另一方面在缓冲电路中，因为施加高的驱动电压，TFT必须具有高的耐压，使得即使施加高电压时也不会被击穿。为了提高电流驱动容量，需要充分保证ON电流值(当处于ON操作时流过TFT的漏极电流值)。

然而，多晶硅TFT具有OFF电流可能变高的问题。以与在用于ICs的MOS晶体管相同的方式或者类似方式可以观察到在多晶硅TFT中例如ON电流值下降的品质降低。据信主要原因是热载流子注入，由高强电场在漏极附近产生的热载流子可能造成这种品质劣化。

已知LDD(轻掺杂漏极)结构是用于降低OFF电流值的一种TFT结构。该结构在沟道形成区和高浓度掺杂的源极或漏极区之间形成一个低浓度掺杂区。该低浓度掺杂区称为“LDD区”。

还已知所谓的“GOLD(栅-漏极重叠的LDD)结构”用作防止由于热载流注入造成的ON电流值的降低的结构。由于LDD区这样设置使得通过该结构中的绝缘膜与栅极布线重叠，该结构对于防止热载流在漏极附近的注入和提高稳定性是有效的。例如，Mutsuko Hatano，Hajime Akimoto和Takeshi Sakai，“IEDM97 Technical Digest”，pp.523-526,1997公开了一种使用由硅制成的侧壁的GOLD结构。已经证实了该结构具有远比其它结构的TFTs为高的稳定性。

在有源矩阵型液晶显示器件中，为几打到数百万个像素中的每一个设置一个TFT并且为每个TFT设置一个像素电极。在将液晶夹在中间的正对的基片上形成一个相反电极，并且形成一种使用液晶作为介电物质的电容器。通过TFT的转换功能控制作用到每个像素上的电压。由于转移到该电容器的电荷受到控制，液晶被驱动通过控制光线透射量显示图象。

但是，该电容器的累积电容由于来自OFF电流或类似电流产生的漏电流而逐渐地减少。因此，透射光量改变，从而降低图象显示的对比度。所以，已经习惯于设置电容布线，和将其它电容器(称为“存储电容器”)与使用液晶作为介电物质的电容器并联，利用使用液晶作为介电物质的电容器来补偿电容损失。

尽管如此，像素部分的像素TFT所要求的特征不总是与诸如相移寄存器电路和缓冲电路之类的逻辑电路(也称为“驱动电路”)TFT(以下称为“驱动TFT”)所需要的特征相同。例如，大的反相偏置电压(n-沟道TFT中的负电压)作用在像素TFT的栅极布线上，但驱动电路的TFT基本上没有受到反相偏置电压作用的驱动。前者的操作速度可能低于后者的1/100。