[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件和用于制造半导体器件的方法，更具体地说，涉及这样的半导体器件：在该半导体器件中形成有半导体层，以及插入在该半导体层和绝缘衬底之间的前端绝缘层。

本申请要求2006年3月31日提交的日本专利申请No.2006-101140的优先权，该申请通过引用被结合于此。

背景技术

例如，在作为代表性的显示设备的LCD(液晶显示器)设备中，在其上形成有TFT(薄膜晶体管)的有源矩阵衬底被用作液晶元件的驱动器件。在TFT中，由形成在绝缘衬底上的无定形硅薄膜、多晶硅薄膜等制成的半导体层被用作其有源层，在该有源层中，形成有有源区，例如源极区和漏极区。由于近些年来LCD的使用的多样化，要求所使用的TFT是多功能、小尺寸、精心制造的，并且还具有高可靠性和/或高耐用性。

玻璃衬底被用作TFT的绝缘衬底，因为其在制造成本方面有优势，但是，在制造阶段，将一些类型的杂质混合到玻璃衬底中来使玻璃衬底更容易制造并且更易于对其进行处理是不可避免的。但是，这些杂质对充当TFT的有源区的半导体层产生作用，并且具有不利的效果，例如导致阈值改变，而阈值是TFT特性的一个重要因素，这从而导致TFT的可靠性下降。具体而言，即使非常少量的硼或铝作为这种杂质被掺杂到其中，也会对TFT的特性带来非常大的影响。为了避免这种情况，在在玻璃衬底上形成半导体层的处理之前，要对玻璃衬底执行清洁处理，但是，完全移除这种杂质是不可能的。

在专利文献1(日本专利申请早期公开No.Hei 5-203982)或专利文献2(日本专利申请早期公开No.2005-340280)中公开了传统的TFT，这种TFT能够保护半导体层免受玻璃衬底中包含的杂质的影响。图9是在例如专利文献1中公开的传统TFT的横截面图。如图9所示，传统的TFT 100包括绝缘衬底101、形成在绝缘衬底101上的前端绝缘层102、形成在前端绝缘层102上的半导体层103、形成在半导体层103的一端中的源极区104、形成在半导体层103的另一端中的漏极区105、形成在绝缘层103上的栅极绝缘膜106、形成在栅极绝缘膜106上的栅极电极107、形成在包括栅极电极107的表面在内的前述所有的表面上的隔层绝缘膜108、形成为经由接触孔109(通过形成穿过形成在包括栅极电极107的表面在内的前述所有的表面上的隔层绝缘膜108的孔获得)与源极区104接触的源极电极111，以及也形成为经由接触孔110(通过形成穿过隔层绝缘膜108的孔获得)与漏极区105接触的漏极电极112。

根据具有上述配置的传统的TFT 100，形成有半导体层103，以及插入在半导体层103和绝缘衬底101之间的前端绝缘层102，并且因此阻挡了杂质侵袭到半导体层103中，并抑制了杂质对半导体层103的作用。结果，可以防止TFT的阈值改变。

但是，在专利文献1中公开的传统TFT是存在问题的。就是说，即使前端绝缘层102被插入在半导体层103和绝缘衬底101之间，但是当在制造TFT的多个阶段中执行各种热处理过程时，绝缘衬底101中包含的杂质由于热处理而扩散到前端绝缘层102中，并且扩散的杂质对半导体层103产生作用。换言之，例如，为了形成源极区104和漏极区105，磷(N型杂质)和硼(P型杂质)等被植入到半导体层103中，此后，在相对较高的300℃或者更高的温度下重复进行执行热处理的过程，例如激活过程来激活这种杂质。结果，如果其上形成有半导体层103和插入在半导体层103和其之间的前端绝缘层102的绝缘衬底101长时间暴露在热处理所产生的热量中，则硼或铝就会从绝缘衬底101中扩散到前端绝缘层102中。

然后，在硼或铝扩散到前端绝缘层102中并且到达半导体层103附近时，TFT的特性就被改变了。这种现象之所以发生可能是因为硼或铝作为前端绝缘层102中的固定电荷产生的作用。硼或铝在扩散过前端绝缘层102并且然后到达半导体层103后作为受体产生作用，结果TFT的阈值发生了改变。在杂质已到达直接位于栅极电极107下面的半导体层103的相邻部分，或者具有LDD(轻掺杂漏极)结构的半导体层103的相邻部分，或者具有LDD结构的半导体层103时，这种现象变得非常明显。