[发明专利]薄膜晶体管及显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管及显示装置。

背景技术

近年来，由具有绝缘表面的衬底(例如，玻璃衬底)上的半导体 薄膜(厚度是几nm至几百nm左右)构成的薄膜晶体管受到注目。 薄膜晶体管已被广泛地应用于如IC(集成电路；Integrated Circuit) 及电光装置那样的电子设备。尤其，目前正在加快开发作为以液晶显 示装置等为代表的显示装置的开关元件的薄膜晶体管。在液晶显示装 置等的显示装置中，作为开关元件，主要使用利用非晶半导体膜或多 晶半导体膜的薄膜晶体管。进而，使用微晶半导体膜制造的薄膜晶体 管已被广泛地周知(例如，参照专利文献1)。

在机能优异的薄膜晶体管中，当使栅极电压变化时流在源极和漏 极之间的电流的变化量大。作为表示当使栅极电压变化时流在源极和 漏极之间的电流的变化量的值，亚阈值已被广泛地周知。

另外，薄膜晶体管需要光漏电流的减少。光漏电流是指：因对薄 膜晶体管的半导体层照射光来在半导体层中产生光伏效应且电流流 在源极和漏极之间，而产生的电流。因此，关于对薄膜晶体管的半导 体层进行遮光的研究开发多(例如，参照专利文献2及专利文献3)。

[专利文献1]美国专利第4409134号说明书

[专利文献2]日本专利申请特开平10-20298号公报

[专利文献3]日本专利申请特开平7-122754号公报

例如，在应用于显示装置的薄膜晶体管中，因光照射到半导体层， 而产生光漏电流。当产生光漏电流时，例如因显示装置的对比度降低 等而显示品质降低。为了抑制上述光漏电流，对半导体层进行遮光即 可。例如，在光入射的一侧重叠于半导体层地设置栅电极，即可。

但是，例如，在将非晶半导体层层叠于微晶半导体层上的薄膜晶 体管中，当使半导体层重叠于栅电极时，有截止电流增大的趋势。特 别地，当V_gs＜0时将栅极电压设定得越低，而截止电流就显著地越增 大。换言之，截止电流的上升率大。

发明内容

于是，鉴于上述问题，本发明的目的之一在于提供在使用栅电极 对半导体层进行遮光的情况下，截止电流的上升率也小的薄膜晶体 管。

本发明的一个方式是一种底栅型薄膜晶体管，包括：在载流子迁 移率高的半导体层上层叠有载流子迁移率低的半导体层的半导体层， 其中，使用栅电极对这些半导体层的整个面进行遮光，并且，在载流 子迁移率高的半导体层和漏电极之间设置有杂质半导体层。

本发明的一个方式是一种薄膜晶体管，包括：栅电极层；第一半 导体层；设置在所述第一半导体层上且与其接触的其载流子迁移率低 于所述第一半导体层的载流子迁移率的第二半导体层；设置在所述栅 电极层和所述第一半导体层之间且与其接触的栅极绝缘层；接触于所 述第一半导体层的侧面及所述第二半导体层地设置的杂质半导体层； 以及设置在所述杂质半导体层上且与其接触的源电极及漏电极层，其 中，所述第一半导体层的栅电极层一侧的整个面重叠于所述栅电极 层。

本发明的一个方式是一种薄膜晶体管，包括：栅电极层；第一半 导体层；设置在所述第一半导体层上且与其接触的其载流子迁移率低 于所述第一半导体层的载流子迁移率的第二半导体层；设置在所述栅 电极层和所述第一半导体层之间且与其接触的栅极绝缘层；设置在所 述第二半导体层上且与其接触的第一杂质半导体层；接触于所述第一 杂质半导体层、所述第一半导体层的侧面和所述第二半导体层的侧面 地设置的第二杂质半导体层；以及设置在所述第二杂质半导体层上且 与其接触的源电极及漏电极层，其中，所述第一半导体层的栅电极层 一侧的整个面重叠于所述栅电极层。

在具有上述结构的薄膜晶体管中，优选利用所述栅电极层对所述 第一半导体层进行遮光。从而，栅电极层优选由遮光材料形成。

通过采用所述第一半导体层具有结晶半导体，并且所述第二半导 体层具有非晶半导体的结构，可以得到具有上述结构的薄膜晶体管。