[发明专利]薄膜半导体装置和该薄膜半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜半导体装置的制造方法和该薄膜半导体装置，且更具体而言，涉及薄膜半导体装置的制造方法和该薄膜半导体装置，其中该薄膜半导体装置能够不构建LDD结构而防止漏电流流动。

背景技术

随着先进的信息时代的进步，对于平板显示器的需求没有显示出放慢的迹象。需要具有高功能的更薄型的平板显示器，这种高功能例如为更大面积下的更高分辨率以及更高对比度和更优异的移动图像特性。对于显示器来说，需要在塑料基板上制造薄膜晶体管(TFT)的技术，塑料基板与现有技术的玻璃基板相比具有优异的轻重量性质、柔韧性和非破坏性。此外，近年来，以有机EL为代表的自发光发射元件已经作为电流驱动显示元件而受到关注，且考虑到电流驱动时的可靠性，正在研究使用多晶硅TFT制造大面积的TFT阵列的技术，在该多晶硅TFT的每个中多晶硅用作沟道半导体膜。如果可以在塑料基板上制造采用多晶硅TFT作为驱动电路的驱动开关元件的有源矩阵型显示装置，则将大大扩大未知的、想象中的产品的应用范围。

在这些情况中，已经进一步发展了使用多晶硅半导体膜在玻璃基板上制造TFT的技术，该多晶硅半导体膜可以使用准分子激光退火(ELA)技术在低温形成，且最近已经有报导说在塑料基板上成功地制造了TFT。

然而，当多晶硅TFT用于液晶显示器装置等的像素选择开关元件时，出现了显示质量由于大的截止电流而降低的问题。换言之，在多晶硅TFT中，由于电流通过构成半导体膜的晶粒的晶界或者通过晶粒内部的缺陷流动，所以容易产生大的漏电流。此外，因为例如用在有源矩阵型液晶显示装置中的多晶硅TFT在约10V或更高的反向偏压下使用，所以由于碰撞离子或热电子导致的漏电流也是严重的问题。当多晶硅TFT用于液晶显示装置的像素选择薄膜晶体管时，此问题特别重要。

为了减小上述TFT中的漏电流，在漏极端电场的弛豫(relaxation)是有效的。因此，在通常的多晶硅TFT中，在栅电极侧的漏极端提供具有低杂质浓度(例如低于n+区(高浓度区)两或四个量级(digit)的浓度)的轻掺杂漏(LDD)区，从而使漏极端的电场弛豫。

具有上述LDD区的TFT的制造如下进行。首先栅电极通过栅极绝缘膜形成在半导体薄膜上，该半导体薄膜将成为沟道半导体膜，接着，使用栅电极作为掩模将用于形成LDD区的杂质引入到半导体薄膜中。然后，形成覆盖栅电极及其侧面的光刻胶图案，并使用其作为掩模，将用于形成源极/漏极的杂质引入到半导体薄膜中(例如见日本专利申请JP2006-49535，此后称为专利文献1)。

此外，提出了激光热处理用作活化引入到源极/漏极的杂质的热处理的方法。在此情形，由于其扩散系数和扩散时间，虽然在被激光熔化的液相部分中杂质显著地扩散，但是除液相部分之外在固相扩散中难以出现大的扩散。这导致在被激光熔化的区域与未熔化的区域之间的陡峭的能带结(例如见“Materials Science Engineering B”，volume 110，March 2004，p185-189，此后称为非专利文献1)。

发明内容

然而，在具有LDD区的TFT的制造方法中，关于栅电极的光刻胶图案的不对准或掩模不对准容易地导致沟道区两侧的LDD区的宽度变化。LDD区中的该变化影响TFT特性。因此，这成为引起例如有机EL元件的电流驱动显示元件的驱动中的亮度变化的因素，该电流驱动显示元件需要严格的电流控制。

因此，希望提供一种薄膜晶体管的制造方法，其中浅结的扩散层可以形成在半导体薄膜的表面层中，且因此漏极端的电场可以弛豫而不需提供LDD区来均匀地抑制漏电流，且还提供如此获得的薄膜晶体管。考虑到以上而进行了本发明。

在根据本发明的实施例的薄膜半导体装置的制造方法中，在存在n型或p型杂质的情况下以能量束点照射半导体薄膜，以形成浅扩散层，在该浅扩散层中，所述杂质仅在半导体薄膜的表面层中扩散。

在上述制造方法中，通过相对于半导体薄膜极端地限制能量束的点照射范围至微小的范围，在该微小范围内产生的热被立即释放，使得半导体薄膜中仅极浅的表面层被瞬时加热。这可以将n型或p型杂质的扩散范围保持在半导体薄膜中的极浅的微小范围内。

附图说明

图1A-1D是用于解释实施例的制造方法的剖面图(No.1)；

图2A-2C是用于解释实施例的制造方法的剖面图(No.2)；和

图3是用于解释实施例的制造方法的效果的图。

具体实施方式

此后，将基于附图详细地描述本发明的实施例。