[发明专利]图像显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用了薄膜晶体管的有源矩阵式的图像显示装置及其制造方法，尤其涉及使用了能削减薄膜晶体管的形成中的离子注入和光刻的工序数的结构的薄膜晶体管的图像显示装置及其制造方法。

背景技术

在有源矩阵式的图像显示装置中，对于像素电路和用于驱动像素电路的外围电路，一般将以薄膜晶体管为代表的有源元件形成在玻璃等绝缘基板上。作为有源矩阵式的图像显示装置，液晶显示装置、有机EL显示装置已被广泛实用化或正处在实用化阶段。在这里，虽然以液晶显示装置和有机EL显示装置为例进行说明，但显然本发明也可以适用于显示原理与这些显示装置不同的其他有源矩阵式的图像显示装置。

使用了多晶硅的薄膜晶体管(也记载为TFT)，具有迁移率比使用了非晶硅的TFT高2个数量级以上的优异性能。作为有效运用了这一特征的例子，例如可以举出非专利文献1所记载的有源矩阵型液晶显示装置。该图像显示装置，是称作平板显示器(FPD)的平板型的图像显示装置。通过用多晶硅TFT构成该显示装置的外围电路(驱动电路等)的一部分，能够减少像素部与外围电路的连接端子数，能实现高清晰的图像显示。

图29是作为以往的图像显示装置的一例的液晶显示装置的电路结构图。图30是构成图29中的外围电路(数据线驱动电路DDR、栅极线驱动电路GDR)的薄膜晶体管的俯视图(a)和像素部PXL的俯视图(b)。图31是沿着图30的A-A′线、B-B′线、C-C′线的剖视图。图32～图39是图31所示的PMOSTFT部分、NMOSTFT部分、保持电容Cst部分的制造工序图。另外，在图32～图39中，图的左侧表示NMOSTFT部分，中央表示PMOSTFT部分，右侧表示电容Cst部分，仅在图32中标明了这些的区别。

作为薄膜晶体管，使用顶栅型低温多晶硅TFT。栅极电极由1种不透明的金属膜形成，PMOSTFT、NMOSTFT、保持电容Cst的上部电极都是同样的厚度。

像素部PXL包括：TFT(NMOSTFT)、保持电容Cst、以及液晶LC，由数据线驱动电路DDR和栅极线驱动电路GDR通过数据线DL、栅极线GL、电容线CL施加的信号所驱动。保持电容将高浓度n型多晶硅层和栅极电极层用作下部电极和上部电极。外围电路由NMOSTET和PMOSTFT构成。

该液晶显示装置的制造方法如下。在优选使用玻璃基板的绝缘性基板SUB上，作为缓冲层(底膜)淀积100nm的氮化硅和氧化硅的层叠膜BUF，再利用等离子CVD法淀积50nm的非晶硅层。接着，照射XeCl准分子激光(excimer laser)使非晶硅层结晶化，将利用公知的光学蚀刻工序(光刻工序1)进行了图形化的抗蚀剂作为掩模进行干蚀刻，获得岛状的多晶硅层PSI。之后，利用等离子CVD法淀积100nm的栅极绝缘膜GI(栅极绝缘膜的成膜)。...图32。

全面进行用于NMOSTFT的阈值调整注入，形成低浓度p型区域LDP。进行第2次光刻工序，仅在形成PMOSTFT的区域进行用于PMOSTFT的阈值调整注入(低浓度n型注入LDN)。...图33。

进行第3次光刻工序，进行保持电容Cst的下部电极注入。该注入是高浓度n型注入(HDN)。...图34。

淀积栅极金属膜，进行第4次光刻工序，利用湿蚀刻形成栅极电极GT。此时，施以过蚀刻(overetching)使得栅极电极的金属膜的轮廓相对于抗蚀剂RST的轮廓向内侧后退1μm左右。...图35。

将图35中的抗蚀剂RST用作掩模进行高浓度n型源极·漏极注入(HDN)。接着，除去抗蚀剂RST进行低浓度n型LDD(Lightly DopedDrain)注入(LDN)。NMOSTFT一般漏电流较大，所以设置LDD区域利用电场减弱来抑制漏电流。可以利用电场减弱来提高抗热载流子特性。...图36。

进行第5次光刻，仅对PMOSTFT进行高浓度p型的高浓度注入(HDP)。...图37。

淀积层间绝缘膜INS1，进行第6次光刻，利用干蚀刻或湿蚀刻形成接触孔。淀积布线用金属，进行第7次光刻，利用干蚀刻或湿蚀刻形成源极/漏极电极SD。...图38。

淀积层间绝缘膜INS2和保护绝缘膜PAS，进行第8次光刻，形成接触孔。淀积像素电极用透明导电膜，进行第9次光刻，形成像素电极PX。...图39。

作为公开了这种现有技术的文献，可以举出非专利文献1。