[发明专利]半导体层及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体层及其形成方法。

背景技术

半导体层能控制导电性，被作为薄膜晶体管(Thin Film Transistor：TFT)的活性层使用。TFT设于例如有源矩阵型的液晶显示装置，这样的液晶显示装置被利用于电视机、计算机、便携终端等的显示器。

半导体层利用薄膜的形成、光刻等与半导体集成电路制造技术同样的制造技术与绝缘膜、电极以及配线等一起形成于支撑基板上。在例如顶栅结构的TFT中，半导体层设于绝缘性表面上，另外，在半导体层上隔着栅极绝缘膜设有栅极电极。

已知如下情况：在顶栅结构的TFT中，半导体层的边缘部上的栅极绝缘膜比其它区域的栅极绝缘膜薄，半导体层的边缘部与栅极电极之间的距离变短(参照专利文献1)。这样，栅极绝缘膜越薄，栅极绝缘膜的厚度变得不均匀的倾向越显著。

在专利文献1中记载了如下情况：在栅极绝缘膜的厚度不均匀的情况下，由于边缘效应，在半导体层的边缘部形成强电场而产生侧电流，作为开关元件的特性降低。另外，半导体的边缘部与栅极电极之间的距离越短，由于在半导体配线的边缘部的电场集中，TFT的绝对耐压越低，容易引起绝缘破坏。因此，在专利文献1中公开了对半导体膜的边缘部上的绝缘膜的厚度变化进行抑制的结构。

在图8中示出专利文献1所公开的TFT500。TFT500具备半导体层600、覆盖半导体层600的栅极绝缘膜510、隔着栅极绝缘膜510设于半导体层600上的栅极电极520、与半导体层600接触的源极电极530和漏极电极540。半导体层600在其边缘部具有锥形形状，抑制栅极绝缘膜510的厚度的变动，并抑制了作为开关元件的特性的降低。

在专利文献1中说明了半导体层600的形成方法。下面，参照图9说明半导体层600的形成方法，

首先，图9(a)所示，沉积半导体膜S，然后，在半导体膜S上形成光致抗蚀剂层R。

接着，利用光致抗蚀剂层R作为掩模进行半导体膜S的蚀刻。如图9(b)所示，利用蚀刻，半导体膜S中未用光致抗蚀剂层R覆盖的部分被除去，形成岛状的半导体层。另外，在该蚀刻时，光致抗蚀剂层R的一部分也从侧面被除去。此时，当光致抗蚀剂层R的侧面被除去时，由于岛状半导体层中的光致抗蚀剂层R的除去而露出的部分从表面朝向底面渐渐地被蚀刻。因此，如图9(c)所示，在蚀刻后，半导体层600的边缘部成为锥形形状。然后，通过除去光致抗蚀剂层R，形成锥形形状的半导体层600。

另外，在专利文献1中也公开了具有台阶形状的半导体层的其它TFT。在图10中示出专利文献1所公开的TFT700。TFT700具备半导体层800、覆盖半导体层800的栅极绝缘膜710、隔着栅极绝缘膜710设于半导体层800上的栅极电极720、与半导体层800接触的源极电极730和漏极电极740。半导体层800在其边缘部具有台阶形状，抑制栅极绝缘膜710的厚度的变动，并抑制了作为开关元件的特性的降低。

在专利文献1中说明了半导体层800的形成方法。下面，参照图11说明半导体层800的形成方法。

首先，如图11(a)所示，沉积半导体膜S，然后，在半导体膜S上形成光致抗蚀剂层R。

接着，利用光致抗蚀剂层R作为掩模进行半导体膜S的干式蚀刻。如图11(b)所示，利用蚀刻，半导体膜S中未用光致抗蚀剂层R覆盖的部分被除去，形成岛状半导体层S’。此外，该蚀刻使用除去半导体膜S但不除去光致抗蚀剂层R的气体来进行。

接着，如图11(c)所示，通过使光致抗蚀剂层R灰化，除去光致抗蚀剂层R的一部分。由此，岛状半导体层S’的一部分露出。灰化在将装置内的气体变更为除去光致抗蚀剂层R但不除去岛状半导体层S’的气体后进行。

接着，如图11(d)所示，利用灰化的光致抗蚀剂层R作为掩模进行岛状半导体层S’的蚀刻。在该蚀刻后，半导体层800的边缘部成为台阶形状。该蚀刻在将装置内的气体变更为除去半导体膜S但不除去光致抗蚀剂层R的气体后进行。

然后，如图11(e)所示，除去光致抗蚀剂层R。如上所述，形成具有台阶形状的半导体层800。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-298647号公报

发明内容

发明要解决的问题

在参照图9的上述形成方法中，蚀刻偏移量大，不能充分进行半导体层的微细化。下面，参照图12说明该情况。