專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法、半導(dǎo)體裝置及其制造方法以及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管及其制造方法、半導(dǎo)體裝置及其制造方法以及顯示裝置， 更詳細而言，涉及底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管及其制造方法、半導(dǎo)體裝置及其制造方法以及顯示裝置。
背景技術(shù)：
在底柵結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管(Thin Film Transistor,以下稱“TFT”)的制造工藝中， 在源極區(qū)域和漏極區(qū)域開設(shè)用于分別與源極電極和漏極電極電連接的接觸孔的情況下，必須對被稱作間隙膜的絕緣膜和形成在間隙膜的表面的層間絕緣膜進行蝕刻。另一方面，在沒有被溝道層覆蓋的柵極電極的表面，依次層疊有柵極絕緣膜、間隙膜和層間絕緣層。因此，為了經(jīng)由接觸孔將配線層與柵極電極電連接，不僅要蝕刻間隙膜和層間絕緣層，還需要蝕刻柵極絕緣膜。這樣，在底柵結(jié)構(gòu)的TFT中，沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上的絕緣膜的膜厚，比源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的絕緣膜的膜厚會厚上柵極絕緣膜的膜厚。因此，源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的接觸孔，難以與柵極電極上的接觸孔在同一工序中同時開設(shè)，現(xiàn)有技術(shù)中這些接觸孔是在不同的工序中分別開設(shè)的。日本特開2001-320056號公報中記載的底柵結(jié)構(gòu)的TFT中，沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上的絕緣膜的膜厚，與源極區(qū)域和柵極區(qū)域上的絕緣膜的膜厚應(yīng)當也是不同的。 因此，推測柵極電極上的接觸孔，與源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的接觸孔，分別是在不同的工序中開設(shè)的。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2001-320056號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，若使在源極區(qū)域和漏極區(qū)域上開設(shè)接觸孔的工序與在柵極電極上開設(shè)接觸孔的工序為不同的工序，則TFT的制造工藝將變得復(fù)雜。其結(jié)果，不僅會因TAT (Turn Around Time，周轉(zhuǎn)周期)變長而導(dǎo)致成品率降低，還會產(chǎn)生因使用的光掩模的片數(shù)增多而導(dǎo)致制造成本升高的問題。此外，若在同一工序中進行在源極區(qū)域和漏極區(qū)域上開設(shè)接觸孔的工序與在沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上開設(shè)接觸孔的工序，則雖然能夠簡化制造工藝，但會產(chǎn)生如下問題。圖16 (a)是表示現(xiàn)有的TFT600的源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b上的接觸孔63fe、 635b的形狀的截面圖，圖16(b)是表示現(xiàn)有的TFT600的沒有被溝道層620覆蓋的柵極電極 610上的接觸孔655的形狀的截面圖。如圖16(a)所示，在TFT600中，在玻璃基板601上依次形成有柵極電極610、柵極絕緣膜615和溝道層620。在溝道層620的左右的端部，分別形成有源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b，而在其中央部形成有溝道區(qū)域620c。溝道層620的表面依次層疊有間隙膜625 ； 以及第一和第二層間絕緣層630、631。另一方面，如圖16(b)所示，在沒有被溝道層620覆蓋的柵極電極610上的接觸孔655所開設(shè)的區(qū)域(以下稱為“柵極接觸區(qū)域”)，在間隙膜 625和柵極電極610之間還層疊有柵極絕緣膜615。其結(jié)果，柵極電極610上的絕緣膜的膜厚d2變得比源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b上的絕緣膜的膜厚dl厚。在這樣的源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b上，以及柵極電極610上分別同時開設(shè)接觸孔635a、63 和655的情況下，在接觸孔635a、63 分別到達源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b的表面時，接觸孔655只開設(shè)到柵極絕緣膜615的表面附近。進一步，當蝕刻至接觸孔655到達柵極電極610的表面時，該期間中，接觸孔63fe、635b內(nèi)源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b的蝕刻進一步進展，接觸孔63fe、635b內(nèi)的源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b的膜厚變薄，甚至可能會出現(xiàn)源極區(qū)域620a和漏極區(qū)域620b消失的情況。這種情況下，會產(chǎn)生源極電極(未圖示)與源極區(qū)域620a間的接觸電阻，和漏極電極(未圖示)與漏極區(qū)域 620b間的接觸電阻分別增大的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，提供簡化了開設(shè)接觸孔的工序的薄膜晶體管的制造方法。此外，本發(fā)明的另一目的在于，提供源極區(qū)域與源極電極間的接觸電阻，和漏極區(qū)域與漏極電極間的接觸電極不會增大的薄膜晶體管。解決問題的手段本發(fā)明的第一方面的特征在于其是形成在絕緣基板上的底柵型薄膜晶體管，上述薄膜晶體管包括形成在上述絕緣基板上的第一柵極電極；以覆蓋上述第一柵極電極的一部分的方式形成的溝道層；形成在上述溝道層的下表面的柵極絕緣膜；形成于上述溝道層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；形成在上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面上的第一絕緣膜；形成在沒有被上述溝道層覆蓋的上述第一柵極電極的表面上的第二絕緣膜；形成于上述第一絕緣膜、且到達上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔；和形成于上述第二絕緣膜、且到達沒有被上述溝道層覆蓋的上述第一柵極電極的表面的第二接觸孔，上述第一絕緣膜的膜厚與上述第二絕緣膜的膜厚相等。本發(fā)明的第二方面的特征在于在本發(fā)明的第一方面中，還具有以夾著上述溝道層與上述第一柵極電極相對的方式形成在上述第一絕緣膜上的第二柵極電極。本發(fā)明的第三方面的特征在于其是形成在絕緣基板上的底柵型薄膜晶體管的制造方法，上述薄膜晶體管的制造方法包括
在上述絕緣基板上形成柵極電極的工序；以覆蓋包含上述柵極電極的上述絕緣基板的方式形成柵極絕緣膜的工序；在上述柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜的工序；通過蝕刻上述半導(dǎo)體膜和上述柵極絕緣膜，來形成覆蓋上述柵極電極的一部分并在上述柵極絕緣膜上延伸的溝道層，與此同時，除去沒有被上述溝道層覆蓋的上述柵極電極上的上述半導(dǎo)體膜和上述柵極絕緣膜的工序；對上述溝道層摻雜雜質(zhì)來形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域的工序；以覆蓋包含上述溝道層和上述柵極電極的上述絕緣基板的方式形成絕緣膜的工序；和通過蝕刻上述絕緣膜，同時開設(shè)到達上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔和到達上述柵極絕緣膜被除去后的上述柵極電極的表面的第二接觸孔的工序。本發(fā)明的第四方面的特征在于在本發(fā)明的第三方面中，形成上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的工序，包括在蝕刻上述半導(dǎo)體膜來形成上述溝道層后，對上述溝道層摻雜上述雜質(zhì)的工序。本發(fā)明的第五方面的特征在于在本發(fā)明的第三方面中，形成上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的工序，包括在蝕刻上述半導(dǎo)體膜來形成上述溝道層前，對上述半導(dǎo)體膜摻雜上述雜質(zhì)的工序。本發(fā)明的第六方面的特征在于上述半導(dǎo)體裝置在同一絕緣基板上形成有薄膜晶體管和具有遮光膜的光電二極管，上述薄膜晶體管包括形成在上述絕緣基板上的柵極電極；以覆蓋上述柵極電極的一部分的方式形成的溝道層；形成在上述溝道層的下表面的柵極絕緣膜；形成于上述溝道層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；形成在上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面上的第一絕緣膜；形成在沒有被上述溝道層覆蓋的上述柵極電極的表面上的第二絕緣膜；形成于上述第一絕緣膜、且到達上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔；和形成于上述第二絕緣膜、且到達沒有被上述溝道層覆蓋的上述柵極電極的表面的第二接觸孔，上述光電二極管包括形成在上述絕緣基板上的遮光膜；以與上述遮光膜之間夾著上述柵極絕緣膜的方式形成在上述遮光膜上的島狀半導(dǎo)體層；形成在上述島狀半導(dǎo)體層的陽極區(qū)域和陰極區(qū)域；和要開設(shè)到達上述陽極區(qū)域和陰極區(qū)域的表面的第三接觸孔的第三絕緣膜，
上述第一絕緣膜的膜厚、上述第二絕緣膜的膜厚和上述第三絕緣膜的膜厚相等。本發(fā)明的第七方面的特征在于其是一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，上述半導(dǎo)體裝置在同一絕緣基板上形成有薄膜晶體管和具有遮光膜的光電二極管，上述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括在上述絕緣基板上形成上述薄膜晶體管的柵極電極和上述遮光膜的工序；以覆蓋包含上述柵極電極和上述遮光膜的上述絕緣基板的方式形成柵極絕緣膜的工序；在上述柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜的工序；通過將上述半導(dǎo)體膜圖案化，來形成覆蓋上述柵極電極的一部分并在上述柵極絕緣膜上延伸的上述薄膜晶體管的溝道層和上述光電二極管的島狀半導(dǎo)體層，與此同時，除去沒有被上述溝道層覆蓋的上述柵極電極上的上述半導(dǎo)體膜和上述柵極絕緣膜的工序；在上述溝道層形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域，在上述島狀半導(dǎo)體層形成陰極區(qū)域和陽極區(qū)域的工序；以覆蓋包含上述溝道層、上述島狀半導(dǎo)體層和上述柵極絕緣膜被除去后的上述柵極電極的上述絕緣基板的方式形成絕緣膜的工序；和通過蝕刻上述絕緣膜，同時開設(shè)到達上述源極區(qū)域和上述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔、到達上述柵極絕緣膜被除去后的上述柵極電極的表面的第二接觸孔、和到達上述陰極電極和上述陽極電極的表面的第三接觸孔的工序。本發(fā)明的第八方面的特征在于其是一種顯示圖像的有源矩陣型的顯示裝置，上述顯示裝置包括顯示部，其具有多個柵極配線、與上述多個柵極配線交叉的多個源極配線、和與上述多個柵極配線和上述多個源極配線的交叉點分別對應(yīng)地呈矩陣狀配置的像素形成部；有選擇地使上述多個柵極配線活化的柵極驅(qū)動器；和對上述源極配線施加表示要顯示的圖像的圖像信號的源極驅(qū)動器，上述像素形成部具有根據(jù)施加到對應(yīng)的柵極配線上的信號而開或關(guān)的開關(guān)元件，上述開關(guān)元件是第一方面所述的薄膜晶體管。本發(fā)明的第九方面的特征在于其是一種具有觸摸面板功能的有源矩陣型的顯示裝置，上述顯示裝置包括顯示部，其具有多個柵極配線、與上述多個柵極配線交叉的多個源極配線、和與上述多個柵極配線和上述多個源極配線的交叉點分別對應(yīng)地呈矩陣狀配置的包含第六方面所述的半導(dǎo)體裝置的像素形成部；有選擇地使上述多個柵極配線活化的柵極驅(qū)動器；對上述源極配線施加表示要顯示的圖像的圖像信號的源極驅(qū)動器；和檢測上述顯示部上的被觸摸的位置的位置檢測電路，上述多個像素形成部中的每個像素形成部包括
根據(jù)施加到對應(yīng)的柵極配線上的信號而開或關(guān)的開關(guān)元件；和對上述位置檢測電路輸出與入射到上述像素形成部內(nèi)的光的強度相應(yīng)的信號的受光部，上述開關(guān)元件是上述半導(dǎo)體裝置中包含的薄膜晶體管，上述受光部是上述半導(dǎo)體裝置中包含的光電二極管。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于在未被溝道層覆蓋的柵極電極上沒有形成柵極絕緣膜，所以形成在薄膜晶體管的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的表面的第一絕緣膜的膜厚，變得與形成在未被溝道層覆蓋的柵極電極的表面的第二絕緣膜的膜厚相等。因此，能夠在開設(shè)到達源極區(qū)域和漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔的同時，開設(shè)到達柵極電極的表面的第二接觸孔。由此，在開設(shè)第二接觸孔時，第一接觸孔內(nèi)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域的膜厚不會變薄或消失，能夠防止源極區(qū)域與源極電極間的接觸電阻，和漏極區(qū)域與漏極電極的接觸電阻增大。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，即使在雙柵極型的薄膜晶體管，也與第一方面同樣地，能夠防止源極區(qū)域與源極電極間的接觸電阻，和漏極區(qū)域與漏極電極的接觸電阻增大。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在通過蝕刻半導(dǎo)體膜而形成溝道層時，進一步除去沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上的半導(dǎo)體膜和柵極絕緣膜。這樣，以覆蓋包含溝道層和柵極電極的絕緣基板的方式形成絕緣膜。其結(jié)果，形成于溝道層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的絕緣膜的膜厚，與沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上的絕緣膜的膜厚變得相等，因此能夠在同一工序中開設(shè)到達源極區(qū)域和漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔，和到達柵極電極的表面的第二接觸孔。由此，能夠簡化薄膜晶體管的開設(shè)接觸孔的工序。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，能夠簡化薄膜晶體管的開設(shè)接觸孔的工序。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，能夠簡化薄膜晶體管的開設(shè)接觸孔的工序。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在薄膜晶體管的未被溝道層覆蓋的柵極電極上沒有形成柵極絕緣膜。因此，薄膜晶體管的源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的第一絕緣膜的膜厚、未被溝道層覆蓋的柵極電極上的絕緣膜的膜厚、和光電二極管的陽極區(qū)域與陰極區(qū)域上的第三絕緣膜的膜厚變得相等。由此，能夠同時開設(shè)到達源極區(qū)域和漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔、到達柵極電極的表面的第二接觸孔、和到達陽極區(qū)域與陰極區(qū)域的表面的第三接觸孔。因此，在開設(shè)第二接觸孔時，第一接觸孔內(nèi)的源極區(qū)域和漏極區(qū)域，和第三接觸孔內(nèi)的陽極區(qū)域和陰極區(qū)域的膜厚不會變薄或消失。其結(jié)果，能夠防止源極區(qū)域與源極電極間的接觸電阻、漏極區(qū)域與漏極電極間的接觸電阻、陽極區(qū)域與陽極電極間的接觸電阻、和陰極區(qū)域與陰極電極間的接觸電阻增大。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在通過蝕刻半導(dǎo)體膜而形成溝道層時，除去未被溝道層覆蓋的柵極電極上的半導(dǎo)體膜和柵極絕緣膜，并以覆蓋包含溝道層和柵極電極的絕緣基板的方式形成絕緣膜。這種情況下，薄膜晶體管的源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的絕緣膜的膜厚、光電二極管的陽極區(qū)域和陰極區(qū)域上的絕緣膜的膜厚、和未被溝道層覆蓋的柵極電極上的絕緣膜的膜厚變得相等。由此，能夠在同一工序中開設(shè)到達源極區(qū)域和漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔、到達柵極電極的表面的第二接觸孔、和到達陽極區(qū)域與陰極區(qū)域的表面的第三接觸孔。因此，能夠簡化半導(dǎo)體裝置的開設(shè)接觸孔的工序。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，通過簡化開設(shè)形成在圖像形成部的薄膜晶體管中包含的接觸孔的工序，能夠縮短顯示裝置的TAT，減少光掩模的使用片數(shù)，降低顯示裝置的制造成本。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，通過簡化開設(shè)形成在圖像形成部的半導(dǎo)體裝置中包含的接觸孔的工序，能夠縮短具有觸摸面板功能的顯示裝置的TAT，減少光掩模的使用片數(shù)，降低顯示裝置的制造成本。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的TFT的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2 (a)是以圖1所示的A-A線切斷的TFT的截面圖，(b)是以圖1所示的B-B線切斷的TFT的截面圖。圖3(a) (e)是表示第一實施方式的TFT的各制造工序的工序截面圖。圖4(f) (i)是表示第一實施方式的TFT的各制造工序的工序截面圖。圖5(a)是表示以與圖1所示的A-A線相同的截面切斷的第二實施方式的TFT的截面圖，(b)是表示以與圖1所示的B-B線相同的截面切斷的第二實施方式的TFT的截面圖。圖6(a) (f)是表示第二實施方式的TFT的制造方法的各工序截面圖。圖7(g) (j)是表示第二實施方式的TFT的制造方法的各工序截面圖。圖8是表示本發(fā)明的第三實施方式的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖9(a)是以圖8所示的C-C線切斷的TFT的截面圖，(b)是以圖8所示的D-D線切斷的TFT的截面圖，(c)是以圖8所示的E-E線切斷的光電二極管的截面圖。圖10(a) (c)是表示第三實施方式的半導(dǎo)體裝置的各制造工序的工序截面圖。圖11(d) (f)是表示第三實施方式的半導(dǎo)體裝置的各制造工序的工序截面圖。圖12(g)和(h)是表示第三實施方式的半導(dǎo)體裝置的各制造工序的工序截面圖。圖13是表示作為第一實施方式的TFT的變形例的雙柵極型TFT的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖14是表示作為第一應(yīng)用例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖15是表示作為第二應(yīng)用例的具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖16(a)是表示現(xiàn)有的TFT的源極區(qū)域和漏極區(qū)域上的接觸孔的形狀的截面圖， (b)是表示現(xiàn)有的TFT的沒有被溝道層覆蓋的柵極電極上的接觸孔的形狀的截面圖。
具體實施例方式<1.第一實施方式〉<1. ITFT 的結(jié)構(gòu)〉圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的TFT100的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖2(a)是以圖1 所示的A-A線切斷的TFT100的截面圖，圖2 (b)是以圖1所示的B-B線切斷的TFT100的截面圖。另外，圖1中為了更容易看懂而省略了柵極絕緣膜、層間絕緣膜和平坦化膜等絕緣膜的圖示。此外，TFT100是設(shè)置在液晶顯示裝置的像素形成部的作為開關(guān)元件使用的TFT。參照圖1和圖2說明TFT100的結(jié)構(gòu)。如圖1和圖2所示，在作為絕緣基板的玻璃基板101上形成有包含金屬的柵極電極110。以覆蓋柵極電極110的表面的一部分和玻璃基板101的表面的一部分的方式，形成有柵極絕緣膜115。更詳細而言，柵極絕緣膜115以夾在后述的溝道層120與柵極電極110之間、和溝道層120與玻璃基板101之間的方式形成。在柵極絕緣膜115的表面，形成有在俯視時跨越柵極電極110在左右方向上延伸的島狀的溝道層120。溝道層120包含多晶硅，位于柵極電極110的上方。溝道層120包括具有未摻雜雜質(zhì)的本征硅的溝道區(qū)域120c ；以夾著溝道區(qū)域120c的方式形成的、包含摻雜有低濃度η型雜質(zhì)的低濃度硅區(qū)域(η區(qū)域)的兩個LDD (Lightly Doped Drain，輕摻雜漏極)區(qū)域120d ；和分別位于各LDD區(qū)域120d的外側(cè)的、包含摻雜有高濃度η型雜質(zhì)的高濃度硅區(qū)域(η.區(qū)域)的源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b。以覆蓋包含溝道層120和柵極電極110的玻璃基板101的整個面的方式形成有作為絕緣膜的間隙膜125，在間隙膜125的表面依次層疊有第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131。其結(jié)果，在源極區(qū)域120a上、漏極區(qū)域120b上和柵極電極110的柵極接觸區(qū)域上，均僅層疊有間隙膜125、第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131，未層疊有柵極絕緣膜115。因而，分別形成在源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b上的接觸孔13fe、135b，以及形成在柵極接觸區(qū)域上的接觸孔155，均是通過對間隙膜125、第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131進行蝕刻而開設(shè)的。進一步，經(jīng)由接觸孔13 與源極區(qū)域120a電連接的源極電極140a，經(jīng)由接觸孔 135b與漏極區(qū)域120b電連接的漏極電極140b，和經(jīng)由接觸孔155與柵極電極110的柵極接觸區(qū)域電連接的配線層150，形成在第二層間絕緣膜131的表面。源極電極140a、漏極電極140b和配線層150由同一金屬構(gòu)成。以覆蓋包含源極電極140a、漏極電極140b和配線層150的第二層間絕緣膜131的整個面的方式形成有平坦化膜160。在平坦化膜160的表面，形成有具有透明金屬的、與漏極電極140b電連接的像素電極170。在像素電極170的表面形成有遮光層175。<1. 2TFT的制造方法〉圖3和圖4是表示第一實施方式的TFT100的各制造工序的工序截面圖。其中，在各圖的左側(cè)記載沿著圖1所示的A-A線的截面的工序截面圖，右側(cè)記載沿著圖1所示的B-B 線的截面的工序截面圖。參照圖3和圖4對TFT100的制造方法進行說明。首先，利用濺射法在玻璃基板 101上形成膜厚50 200nm的以鉬(Mo)為主成分的金屬膜(未圖示)。此外，也可以代替以鉬為主成分的金屬膜，形成以鋁(Al)、鎢(W)、鉭(Ta)、銅(Cu)、鉻(Cr)等為主成分的金屬膜，或包含它們的合金的金屬膜。此外，金屬膜可以是具有上述金屬膜中的任一個的單層膜，也可以是從這些金屬膜中適當選擇而層疊的層疊金屬膜。在金屬膜上，使用光刻法形成抗蝕劑圖案(未圖示)。如圖3(a)所示，以抗蝕劑圖案作為掩模，利用干式蝕刻法來蝕刻金屬膜，形成柵極電極110和柵極配線(未圖示)。此外，也可以使用濕式蝕刻法來蝕刻金屬膜。如圖3(b)所示，以覆蓋包含柵極電極110的玻璃基板101的整個面的方式，使用等離子體化學(xué)氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Method,以下稱“等離子體CVD法”)形成柵極絕緣膜115。進一步切換原料氣體，在柵極絕緣膜115的表面連續(xù)形成非晶硅膜121。柵極絕緣膜115的膜厚為50 300nm，非晶硅膜121的膜厚為50 lOOnm。柵極絕緣膜151例如包含氮化硅(SiNx)，在其成膜中使用甲硅烷(SiH4)氣體、氨氣(NH3)氣體和一氧化二氮(N2O)氣體。此外，柵極絕緣膜151也可以代替氮化硅，使用具有TE0S(Tetra Ethoxy Si lane，四乙氧基硅烷Si (OC2H5) 4)、氧化硅(SiO2)或氮氧化硅 (SiON)中的任一個的絕緣膜，或這些絕緣膜中適當選擇而層疊的層疊絕緣膜。此外，在非晶硅膜121的成膜中，使用甲硅烷氣體和氫氣(H2)氣體。在連續(xù)形成柵極絕緣膜115和非晶硅層121的情況下，在形成柵極絕緣膜115后， 由于不使柵極絕緣膜115的表面暴露在大氣中就形成非晶硅層121，所以能夠防止柵極絕緣膜115與非晶硅膜121的界面的污染。由此，能夠抑制TFTlOO的閾值電壓的變動。接著，為了預(yù)先脫離非晶硅膜121中包含的氫，在400 600°C的氮氣氛中進行約 1 2小時的退火。然后，如圖3(c)所示，對通過退火而使氫脫離后的非晶硅層121照射激光，從而使非晶硅膜121結(jié)晶化而成為多晶硅膜122。為了使非晶硅膜121結(jié)晶化，使用氯化氙(XeCl)準分子激光器或氟化氪(KrF)準分子激光器等準分子激光器。另外，也可以代替準分子激光器使用連續(xù)振蕩激光器。如圖3(d)所示，使用光刻技術(shù)，跨越柵極電極110形成向左右延伸的抗蝕劑圖案 123。此時，抗蝕劑圖案123沒有形成在柵極接觸區(qū)域上。以抗蝕劑圖案123為掩模，利用干式蝕刻法蝕刻多晶硅膜122，形成島狀的溝道層120。進一步，切換蝕刻氣體，以抗蝕劑圖案123為掩模，蝕刻柵極絕緣膜115。由此，柵極絕緣膜115被從柵極電極110的柵極接觸區(qū)域除去，僅殘留在溝道層120的下表面。其結(jié)果，柵極接觸區(qū)域的表面與溝道層120的表面同樣地露出。在通過使用氧氣(O2)氣體進行的灰化(ashing)來將抗蝕劑圖案123剝離后，如圖 3(e)所示，以覆蓋包含柵極電極110和溝道層120的玻璃基板101的整個面的方式，使用等離子體CVD法形成間隙膜125。間隙膜125包含氧化硅等，其膜厚為幾nm lOOnm。接著， 為了控制TFTlOO的閾值電壓，使用離子注入法或離子摻雜法，從間隙膜125之上，對溝道層 120的整個面摻雜(以下稱“溝道摻雜”)作為η型雜質(zhì)的例如磷(P)或作為ρ型雜質(zhì)的例如硼⑶。在間隙膜125上形成抗蝕劑膜(未圖示)。接著，從玻璃基板101的下表面?zhèn)?圖 3(e)的下側(cè))對抗蝕劑膜照射曝光光。由于柵極電極110作為遮擋曝光光的光掩模發(fā)揮功能，所以相對于柵極電極110自定位(Self-alignment)地形成抗蝕劑圖案127。以抗蝕劑圖案127作為掩模，使用離子注入法或離子摻雜法，從間隙膜125之上對溝道層120摻雜低濃度的磷。由此，在溝道層120的注入了磷的區(qū)域，形成η—區(qū)域120f，在夾在兩個η—區(qū)域 120f之間的區(qū)域，形成溝道區(qū)域120c。之后，將抗蝕劑圖案127剝離。如圖4(f)所示，使用光刻技術(shù)，在柵極電極110的上方的間隙膜125上，形成比抗蝕劑圖案127在左右方向上長的抗蝕劑圖案128。接著，以抗蝕劑圖案1 作為掩模，使用離子注入法或離子摻雜法，從間隙膜125之上對溝道層120摻雜高濃度的磷。由此，在n_區(qū)域120f的兩端部分別形成作為源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b的η+區(qū)域。此外，夾在源極區(qū)域120a和溝道區(qū)域120c之間的n_區(qū)域120f，和夾在漏極區(qū)域120b和溝道區(qū)域120c 之間的n_區(qū)域120f，均成為LDD區(qū)域120d。然后，為了使摻雜到源極區(qū)域120a、漏極區(qū)域 120b和LDD區(qū)域120d中的磷活化，進行活化退火。如圖4 (g)所示，利用等離子體CVD法、減壓CVD法等，在間隙膜125的表面依次層疊第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131。第一層間絕緣膜130含有氮化硅，其膜厚為50 400nm。第二層間絕緣膜131含有TE0S、氧化硅、氮氧化硅中的任一種，其膜厚為 100 700nm。進一步，在300 500°C的氮氣氣氛中對玻璃基板101進行1 2小時左右的退火(氫化退火)，使第一層間絕緣膜130中包含的氫擴散到溝道層120內(nèi)。由此，溝道層120中包含的硅原子的懸空鍵(dangling bond)由氫封閉，因此，在溝道層120與柵極絕緣膜115的界面以及溝道層120與第一層間絕緣膜130的界面不容易發(fā)生界面態(tài)，TFT100 的閾值電壓等特征得到改善。另外，若能夠在兼作活化退火的條件下進行氫化退火，則能夠省略活化退火，能夠使TFT100的制造工藝更為簡化。接著，使用光刻技術(shù)在第二層間絕緣膜131上形成抗蝕劑圖案132。然后，以抗蝕劑圖案132作為掩模，使用干式蝕刻法依次蝕刻第二層間絕緣膜131、第一層間絕緣膜130 和間隙膜125，開設(shè)分別到達源極區(qū)域120a、漏極區(qū)域120b和柵極接觸區(qū)域的接觸孔135a、 13 和155。此時，由于柵極接觸區(qū)域上的柵極絕緣膜115已在圖3(d)所示的工序中預(yù)先除去，所以柵極接觸區(qū)域上的絕緣膜的膜厚變得與源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b上的絕緣膜的膜厚相等。因此，通過在源極區(qū)域120a、漏極區(qū)域120b和柵極接觸區(qū)域上依次蝕刻第二層間絕緣膜131、第一層間絕緣膜130和間隙膜125，能夠同時開設(shè)分別到達源極區(qū)域 120a和漏極區(qū)域120b的表面的接觸孔13^1、135b，和到達柵極接觸區(qū)域的表面的接觸孔 155。在第二層間絕緣膜131的表面和接觸孔135a、13^和155內(nèi)，利用濺射法形成鋁膜(未圖示)。接著，如圖4(h)所示，利用光刻法在鋁膜上形成抗蝕劑圖案(未圖示)，以抗蝕劑圖案作為掩模，對鋁膜進行干式蝕刻。其結(jié)果，形成與源極區(qū)域120a電連接的源極電極140a，與漏極區(qū)域120b電連接的漏極電極140b，和與柵極電極110的柵極接觸區(qū)域電連接的配線層150。另外，也可以利用濕式蝕刻法來蝕刻鋁膜。另外，也可以代替鋁膜，使用以鉭或鉬為主成分的金屬膜，或從鋁膜、鉭膜、鉬膜中適當選擇而層疊的層疊金屬膜。由此制造 TFT100。為了將TFT100作為設(shè)置在液晶顯示裝置的像素形成部的開關(guān)元件使用，還需要以下的工序。如圖4(i)所示，在第二層間絕緣膜131的表面形成包含感光性丙烯酸樹脂的平坦化膜160，通過對平坦化膜160進行曝光、顯影，而開設(shè)到達漏極電極140b的接觸孔。 接著，在平坦化膜160和表面和接觸孔內(nèi)，利用濺射法形成ITOandium TinOxide，氧化銦錫)等的透明金屬膜(未圖示)。通過將透明金屬膜圖案化，來形成經(jīng)由接觸孔與漏極電極 140b電連接的像素電極170。另外，在TFT100上的像素電極170的表面，形成包含鉻等的遮光層175。<1.3 效果〉根據(jù)以上說明能夠明確，在源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b上，以及柵極電極110 的柵極接觸區(qū)域上，均形成間隙膜125、第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131。由此， 源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b上的絕緣膜的膜厚dl，變得與未被溝道層120覆蓋的柵極電極110上的絕緣膜的膜厚d2相等。因此，到達源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b的表面的接觸孔13fe、135b，與到達柵極電極110的表面的接觸孔155，能夠在相同工序中同時開設(shè)， 能夠簡化TFT100的開設(shè)接觸孔的工序。其結(jié)果，TFT100的TAT (Turn Around Time，周轉(zhuǎn)周期)縮短，因此成品率提高，并且光掩模的片數(shù)減小，因此能夠降低制造成本。
此外，開設(shè)于源極區(qū)域120a的接觸孔13 的深度，開設(shè)于漏極區(qū)域120b的接觸孔13 的深度，與開設(shè)于未被溝道層120覆蓋的柵極電極110上的接觸孔155的深度變得相等。由此，在開設(shè)接觸孔155時，不會發(fā)生接觸孔135a內(nèi)的源極區(qū)域120a或接觸孔13 內(nèi)的漏極區(qū)域120b的膜厚變薄或消失的情況。其結(jié)果，能夠防止源極區(qū)域120a與源極電極140a間的接觸電阻，和漏極區(qū)域120b與漏極電極140b間的接觸電極增大。<2.第二實施方式〉<2. 1 TFT 的結(jié)構(gòu) >第二實施方式的TFT200的俯視圖與圖1所示的第一實施方式的TFT100的俯視圖相同，因此省略其記載。圖5(a)是以與圖1所示的A-A線相同的截面切斷的TFT200的截面圖，圖5(b)是以與圖1所示的B-B線相同的截面切斷的TFT200的截面圖。另外，在圖 5(a)和圖5(b)中，對于與圖2(a)和圖2(b)所示的TFT100的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標注同一參照標記并省略其說明。如圖5(a)和圖5(b)所示，與TFT100的情況不同，TFT200中，在形成于源極區(qū)域 120a和漏極區(qū)域120b上的間隙膜125的表面，還形成有保護膜226。不過，如圖5(b)所示， 在沒有被溝道層120覆蓋的柵極電極110的柵極接觸區(qū)域上，沒有形成間隙膜125而僅形成了保護膜226。間隙膜125的膜厚如后所述，與第一和第二層間絕緣膜130、131的膜厚相比非常得薄。因此，源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b上的絕緣膜的膜厚dl，實質(zhì)上與柵極電極110的柵極接觸區(qū)域上的絕緣膜的膜厚d2相等。其結(jié)果，分別開設(shè)于源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b的接觸孔23 和23 的深度，大致等于開設(shè)于柵極接觸區(qū)域的接觸孔255 的深度。<2. 2 TFT的制造方法〉圖6和圖7是表示第二實施方式的TFT200的制造方法的各工序截面圖。其中，在各圖的左側(cè)記載沿著與圖1所示的A-A線相同的截面切斷的工序截面圖，在右側(cè)記載沿著與圖1所示的B-B線相同的截面切斷的工序截面圖。此外，本實施方式的制造方法與第一實施方式的制造方法的不同之處僅在于除去柵極接觸區(qū)域上的柵極絕緣膜115的工序的順序。因此，本實施方式的制造方法中，包含很多與第一實施方式的制造方法中包含的工序相同的工序。因而，以下對與第一實施方式的工序相同的工序進行簡單說明，而對于不同的工序進行詳細說明。如圖6(a)所示，在玻璃基板101上形成柵極電極110。接著，如圖6(b)所示，以覆蓋包含柵極電極110的玻璃基板101的整個面的方式，連續(xù)形成柵極絕緣膜115和非晶硅膜 121。如圖6(c)所示，為了使非晶硅膜121結(jié)晶化，從非晶硅膜121的上方照射激光，使之成為多晶硅膜122。接著，在多晶硅膜122的表面，形成包含氧化硅的膜厚為幾nm的非常薄的間隙膜125。接著，為了調(diào)整TFT200的閾值電壓，對多晶硅膜122的整個面進行溝道摻
ο如圖6(d)所示，以柵極電極110作為掩模，從玻璃基板101的下表面?zhèn)葘π纬捎陂g隙膜125的表面的抗蝕劑膜(未圖示)照射曝光光，形成相對于柵極電極110自定位 (Self-alignment)地形成的抗蝕劑圖案223。以抗蝕劑圖案223作為掩模，對多晶硅膜122 摻雜低濃度的磷，形成η—區(qū)域122f，之后剝離抗蝕劑圖案223。
如圖6(e)所示，使用光刻法，在柵極電極110的上方的間隙膜125的表面，形成比抗蝕劑圖案223向左右伸長的抗蝕劑圖案227。接著，以抗蝕劑圖案227為掩模，從間隙膜 125之上對多晶硅膜122的兩端部分別摻雜高濃度的磷而形成η+區(qū)域12h、122b。此時， 未摻雜磷的n_區(qū)域122f成為n_區(qū)域122d。之后剝離抗蝕劑圖案227。進一步，為了使摻雜到n_區(qū)域122d和η.區(qū)域12h、122b中的磷活化，進行活化退火。如圖6(f)所示，使用光刻法，在柵極電極110的上方的間隙膜125的表面，跨越柵極電極110形成比抗蝕劑圖案227向左右較長地延伸的抗蝕劑圖案228。以抗蝕劑圖案228 作為掩模，利用干式蝕刻法來蝕刻間隙膜125，并接著蝕刻多晶硅膜122，形成溝道層120。 進一步，以抗蝕劑圖案2 作為掩模來蝕刻柵極絕緣膜115。另一方面，抗蝕劑圖案2 沒有形成在柵極電極110的柵極接觸區(qū)域上，所以柵極接觸區(qū)域上的間隙膜125、多晶硅膜122 和柵極絕緣膜115全部被除去，柵極接觸區(qū)域的表面露出。其結(jié)果，柵極絕緣膜115僅殘留在溝道層120的下表面。像這樣，本實施方式與第一實施方式的情況不同，在多晶硅膜122中形成n_區(qū)域 122d和η+區(qū)域12h、122b，之后將多晶硅膜122圖案化而形成溝道層120。其結(jié)果，n+區(qū)域12 成為源極區(qū)域120a，n+區(qū)域122b成為漏極區(qū)域120b，ιΓ區(qū)域122d成為LDD區(qū)域 120d。如圖7(g)所示，在間隙膜125的表面形成包含氧化硅的膜厚為50 IOOnm的保護膜226。此時，由于柵極接觸區(qū)域上的間隙膜125已被除去，所以在柵極接觸區(qū)域上，保護膜2 形成在柵極電極110的表面。在溝道層120的表面雖然已經(jīng)形成有間隙膜125，但其膜厚為非常薄的幾nm，因此溝道層120上的間隙膜125和保護膜225的總膜厚，與柵極接觸區(qū)域上的保護膜226的膜厚實質(zhì)上相等。如圖7(h)所示，在包含溝道層120和柵極接觸區(qū)域的保護膜226的整個面上，連續(xù)形成第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131，并為了封閉溝道層120包含的硅原子的懸空鍵而進行氫退火。進一步，以抗蝕劑圖案232為掩模，依次蝕刻第二層間絕緣膜131、第一層間絕緣膜130和保護膜226。其結(jié)果，到達源極區(qū)域120a的表面的接觸孔23 ，到達漏極區(qū)域120b的表面的接觸孔23 ，和到達柵極接觸區(qū)域的表面的接觸孔255被同時開設(shè)。之后，將抗蝕劑圖案232剝離。另外，在源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b的表面雖然形成有間隙膜125，但其膜厚為非常薄的幾nm。因此，間隙膜125在蝕刻保護膜2 時與保護膜2 —起被除去。如圖7(i)所示，利用濺射法在第二層間絕緣膜131上和接觸孔23如、23恥和255 內(nèi)形成包含鋁等的金屬膜(未圖示)，并對金屬膜進行圖案化，形成源極電極140a、漏極電極140b和配線層150。如圖7(j)所示，在包含源極電極140a、漏極電極140b和配線層150的第二層間絕緣膜131的表面形成平坦化膜160。然后在平坦化膜160上形成與漏極電極140b電連接的像素電極170，并在像素電極170的表面形成遮光層175。由此制造TFT200。<2. 3 效果〉根據(jù)以上說明能夠明確，本實施方式的TFT200及其制造方法的效果，與第一實施方式的TFT100及其制造方法的效果相同，因此省略其說明。<3.第三實施方式〉
<3. 1半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)〉本實施方式中，對在同一玻璃基板101上形成有底柵結(jié)構(gòu)的TFT301和具有遮光膜的光電二極管302的半導(dǎo)體裝置300進行說明。圖8是表示本發(fā)明的第三實施方式的半導(dǎo)體裝置300的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖9(a)是以圖8所示的C-C線切斷的TFT301的截面圖，圖 9(b)是以圖8所示的D-D線切斷的TFT301的截面圖，圖9(c)是以圖8所示的E-E線切斷的光電二極管302的截面圖。另外，在圖8中，為了便于看懂，省略了柵極絕緣膜、層間絕緣膜和平坦化膜等絕緣膜的圖示。半導(dǎo)體裝置300包含的底柵結(jié)構(gòu)的TFT301，與圖1和圖2所示的TFT100的結(jié)構(gòu)相同，因此對圖8和圖9所示的TFT301的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素標注同一參照標記并省略其說明，對光電二極管302的結(jié)構(gòu)進行說明。在玻璃基板101上形成有遮光膜310。遮光膜 310是為了使來自背光源(未圖示)的光不入射到光電二極管302而形成在玻璃基板101 上的，其材料和膜厚分別與TFT301的柵極電極110的材料和膜厚相同。在遮光膜310的上方，島狀硅層320以與遮光膜310之間夾著柵極絕緣膜115且不從遮光膜310伸出的方式形成。島狀硅層320與TFT301的溝道層120同樣地包含使非晶硅結(jié)晶化而得的多晶硅。島狀硅層320包括分別形成在其左右的端部的包含摻雜有高濃度的磷的n+區(qū)域的陰極區(qū)域320a ；包含摻雜有高濃度的硼的ρ+區(qū)域的陽極區(qū)域320b ；和被陰極區(qū)域320a 和陰極區(qū)域320b夾在中間的不包含雜質(zhì)的本征區(qū)域320c。光電二極管302是在陰極區(qū)域 320b與陰極區(qū)域320a之間具有本征區(qū)域320c的橫向(IateraDpin結(jié)構(gòu)的、量子效率高、 能夠高速響應(yīng)的二極管。有時將這種橫向pin結(jié)構(gòu)的光電二極管302的陰極區(qū)域320a、本征區(qū)域302c和陰極區(qū)域320b統(tǒng)稱島狀半導(dǎo)體層。另外，也可以代替光電二極管302，使用 P型區(qū)域與η型區(qū)域直接結(jié)合的ρη結(jié)二極管。在島狀硅層320的表面，形成有包含氧化硅的間隙膜125，進一步，在間隙膜125上還依次層疊有包含氮化硅的第一層間絕緣膜130和包含氧化硅的第二層間絕緣膜131。貫通第一和第二層間絕緣膜130、131與間隙膜125，開設(shè)有到達陰極區(qū)域320a的表面的接觸孔33 和到達陽極區(qū)域320b的表面的接觸孔33恥。在第二層間絕緣膜131的表面形成有陰極電極:340a和陽極電極340b。陰極電極340a經(jīng)由接觸孔33 與陰極區(qū)域 320a電連接，陽極電極340b經(jīng)由接觸孔33 與陽極區(qū)域320b電連接。在包含陰極電極340a和陽極電極340b的第二層間絕緣膜131的表面，形成有包含感光性丙烯酸樹脂的平坦化膜160。為了可靠地檢測由手指等反射的反射光，在島狀硅層320的本征區(qū)域320c的上方的平坦化膜160，形成有到達第二層間絕緣膜131的表面的凹部372。在平坦化膜160上，形成有包含ITO等透明金屬的像素電極370。像素電極370 從陰極電極340a的上方的平坦化膜160的表面覆蓋凹部372的內(nèi)表面，并進一步形成至陽極電極:340b的上方的平坦化膜160的表面。另外，在陰極電極340a和陽極電極340b的上方的像素電極370的表面，形成有遮光層375。<3. 2半導(dǎo)體裝置的制造方法>圖10至圖12是表示第三實施方式的半導(dǎo)體裝置300的各制造工序的工序截面圖。其中，在圖10至圖12的各圖的左側(cè)表示沿著圖8所示的C-C線的TFT301的工序截面圖，中央表示沿著圖8所示的D-D線的TFT301的工序截面圖，右側(cè)表示沿著E-E線的光電二極管302的工序截面圖。另外，TFT301的制造方法與第一實施方式中說明的TFT100的制造方法相同，對于TFT301，標注與TFT100的結(jié)構(gòu)要素相同的參照標記進行簡單說明，以光電二極管302的制造方法為中心進行說明。另外，構(gòu)成光電二極管302的各結(jié)構(gòu)要素的材料和膜厚，與對應(yīng)于TFT301的結(jié)構(gòu)要素的材料和膜厚相同，這些均已在第一實施方式的制造方法中進行了詳細說明，故省略它們的說明。如圖10(a)所示，對使用濺射法形成在玻璃基板101上的金屬膜(未圖示)進行蝕刻，形成TFT301的柵極電極110和光電二極管302的遮光膜310。如圖10(b)所示，以覆蓋包含TFT301的柵極電極110和光電二極管302的遮光層 310的玻璃基板101的整個面的方式，利用等離子體CVD法連續(xù)形成柵極絕緣膜115和非晶硅膜(未圖示)。接著，在約400°C的氮氣氣氛中進行約1 2小時的退火，使非晶硅膜中包含的氫預(yù)先脫離。然后，對使氫脫離后的非晶硅膜照射來自準分子激光器或連續(xù)振蕩激光器的激光，從而使非晶硅膜結(jié)晶化而成為多晶硅膜122。如圖10(c)所示，使用光刻法，在多晶硅膜122上形成抗蝕劑圖案323。以抗蝕劑圖案323作為掩模，利用干式蝕刻法蝕刻多晶硅膜122，并進一步以抗蝕劑圖案323作為掩模來蝕刻柵極絕緣膜115。其結(jié)果，在TFT301上，以跨越柵極電極110向左右延伸的方式形成包含多晶硅的溝道層120，柵極絕緣膜115僅殘留在溝道層120的下表面。在柵極電極 110的柵極接觸區(qū)域中，多晶硅膜122和柵極絕緣膜115被除去，柵極接觸區(qū)域露出。另一方面，光電二極管302中，在遮光膜310的上方，以與遮光膜310之間夾著柵極絕緣膜115 的方式形成有島狀硅層320，柵極絕緣膜115僅殘留在島狀硅層320的下表面。如圖11(d)所示，以覆蓋包含溝道層120和島狀硅層320的玻璃基板101的整個面的方式，使用等離子體CVD法形成間隙膜125，并為了控制TFT301的閾值電壓，從間隙膜 125之上對溝道層120進行溝道摻雜。接著，在間隙膜125上形成抗蝕劑膜(未圖示)，從玻璃基板101的下表面?zhèn)葘刮g劑膜照射曝光光。由于柵極電極110和遮光膜310作為遮擋曝光光的光掩模發(fā)揮功能，因此相對于柵極電極110和遮光膜310自定位地形成抗蝕劑圖案327。以抗蝕劑圖案327作為掩模，利用離子注入法或離子摻雜法，從間隙膜125之上對溝道層120摻雜低濃度的磷，在溝道層120形成n_區(qū)域120f。此時，柵極電極110上的柵極接觸區(qū)域和光電二極管302的島狀硅層320被抗蝕劑圖案覆蓋。因此島狀硅層320中沒有摻雜磷。之后，將抗蝕劑圖案327剝離。如圖11(e)所示，使用光刻技術(shù)，在間隙膜125上形成抗蝕劑圖案328?？刮g劑圖案3 比抗蝕劑圖案327向左右伸長，并且還形成在光電二極管302的島狀硅層320的應(yīng)成為本征區(qū)域320c的區(qū)域和應(yīng)成為陽極區(qū)域320b的區(qū)域的上方。接著，以抗蝕劑圖案3 作為掩模，使用離子注入法或離子摻雜法，對溝道層120和島狀硅層320摻雜高濃度的磷，分別形成n+區(qū)域。形成于TFT301的兩個η+區(qū)域，分別成為源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b， 夾在源極區(qū)域120a和漏極區(qū)域120b間的兩個η—區(qū)域120f均成為LDD區(qū)域120d，夾在兩個LDD區(qū)域120d間的本征區(qū)域成為溝道區(qū)域120c。另一方面，形成于光電二極管302的島狀硅層320的η+區(qū)域成為陰極區(qū)域320a。進一步，與圖11(d)和圖11(e)所示的情況同樣地，在光電二極管302的島狀硅層 320形成摻雜有高濃度的硼的ρ+區(qū)域。P+區(qū)域成為陽極區(qū)域320b，夾在陰極區(qū)域320a和陽極區(qū)域320b間的區(qū)域成為本征區(qū)域320c。之后，為了使摻雜到TFT301和光電二極管302的雜質(zhì)活化而進行活化退火。利用等離子體CVD法、減壓CVD法等，在間隙膜125的表面依次層疊第一層間絕緣膜130和第二層間絕緣膜131。接著，通過進行氫退火來使包含于第一層間絕緣膜130內(nèi)的氫擴散到溝道層120內(nèi)和島狀硅層320內(nèi)，從而使溝道層120和島狀硅層320包含的硅原子的懸空鍵封閉。如圖11(f)所示，使用光刻法形成抗蝕劑圖案332，以抗蝕劑圖案332作為掩模，利用干式蝕刻法依次蝕刻第二層間絕緣膜131、第一層間絕緣膜130和間隙膜125。其結(jié)果， 到達TFT301的源極區(qū)域120a的表面的接觸孔135a、到達漏極區(qū)域120b的表面的接觸孔 135b、到達柵極接觸區(qū)域的表面的接觸孔155、到達光電二極管302的陰極區(qū)域320a的表面的接觸孔33 、和到達陽極區(qū)域320b的表面的接觸孔33 同時開設(shè)。接著，利用濺射法，在第二層間絕緣膜131的表面和各接觸孔13fe、135b、155、 335a和33 的內(nèi)部形成金屬膜(未圖示)。如圖12 (g)所示，對金屬膜進行蝕刻，形成 TFT301的源極電極140a、漏極電極140b和配線層150，與此同時，形成光電二極管302的陰極電極:340a和陽極電極340b。如圖12(h)所示，形成到達漏極電極140b的接觸孔，和島狀硅層320的本征區(qū)域 320c的上方的凹部372，并在平坦化膜160上形成透明金屬膜。將透明金屬膜圖案化，形成與漏極電極140b連接，并且覆蓋形成于光電二極管302的凹部372的內(nèi)表面的像素電極 370。進一步，在TFT301的像素電極370上和光電二極管302的陰極電極340a和陽極電極 340b的上方的像素電極370的表面，形成遮光層375。由此，制造具有TFT301和光電二極管302的半導(dǎo)體裝置300。<3. 3 效果〉根據(jù)以上說明能夠明確，形成在溝道層120的源極區(qū)域120a上和漏極區(qū)域120b 上的絕緣膜的膜厚dl，柵極電極110上的絕緣膜的膜厚d2，和島狀硅層320的陰極區(qū)域 320a上和陽極區(qū)域320b上的絕緣膜的膜厚d3相等。因而，這些接觸孔13fe、135b、155、 33 和33 能夠在同一工序中同時開設(shè)，所以能夠簡化半導(dǎo)體裝置300的開設(shè)接觸孔的工序。另外，由于接觸孔135a、135bU55,335a和33 的深度全部變得相等，所以在開設(shè)接觸孔155時，接觸孔13 內(nèi)的源極區(qū)域120a、接觸孔13 內(nèi)的漏極區(qū)域120b、接觸孔 35 內(nèi)的陰極區(qū)域320a和接觸孔35 內(nèi)的陽極區(qū)域320b的膜厚不會變薄或消失。因此， 能夠防止源極區(qū)域120a與源極電極140a間的接觸電阻、漏極區(qū)域120b與漏極電極140b 間的接觸電阻、陰極區(qū)域320a與漏極電極340a間的接觸電阻和陽極區(qū)域320b與陽極電極 340b間的接觸電阻分別增大。<4.變形例〉圖2所示的TFT100中，柵極電極僅為形成在玻璃基板101上的柵極電極110。但也可以代替TFT100，是具有兩個柵極電極的雙柵極型TFT400。圖13表示圖2所示的第一實施方式的TFT100的變形例，是表示雙柵極型TFT400的結(jié)構(gòu)的截面圖。對于圖13所示的雙柵極型TFT400的結(jié)構(gòu)要素中與圖2所示的TFT100的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素，標注相同的參照標記并省略其說明。如圖13所示，在雙柵極型TFT400中，具有形成在玻璃基板101上的柵極電極410，和以夾著溝道層120與柵極電極410相對的方式形成在第二層間絕緣膜131上的第二柵極電極411。雙柵極型TFT400除了發(fā)揮與第一實施方式的TFT100相同的效果外，還發(fā)揮以下效果。通過將施加到第二柵極電極411的電壓固定為規(guī)定的電壓而產(chǎn)生背柵效應(yīng)，因此能夠穩(wěn)定閾值電壓。另外，無需改變雙柵極型TFT400的制造工藝，僅通過改變施加到第二柵極電極411上的電壓，就能夠容易地改變閾值電壓。進一步，雙柵極型TFT400的第二柵極電極411，在為了形成源極電極140a或漏極電極140b而對形成的包含鋁等的金屬膜進行圖案化時同時形成。因此，只要代替在第一實施方式的制造方法中形成源極電極140a、漏極電極140b等時使用的掩模，使用也形成有第二柵極電極411的圖案的掩模即可，無需新追加工序。<5.液晶顯示裝置中的應(yīng)用〉<5.1第一應(yīng)用例〉圖14是表示液晶顯示裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。圖14所示的液晶顯示裝置10包括液晶面板20、顯示控制電路30、柵極驅(qū)動器40和源極區(qū)域器50。液晶面板20中，形成有在水平方向上延伸的多個柵極配線GL和在與柵極配線GL交叉的方向上延伸的多個源極配線 SL。在柵極配線GL和源極配線SL的交點附近，配置有像素形成部21，像素形成部21包括作為開關(guān)元件發(fā)揮功能的TFT22，和將與圖像信號DT相應(yīng)的電壓保持規(guī)定時間的液晶電容 23。TFT22的柵極電極與柵極配線GL連接，源極電極與源極配線SL連接，漏極電極與作為液晶電容23的一個電極的像素電極連接。顯示控制電路30被從液晶顯示裝置10的外部供給水平同步信號、垂直同步信號等控制信號SC和圖像信號DT。顯示控制電路30基于這些信號對柵極驅(qū)動器40輸出控制信號SC1，對源極驅(qū)動器50輸出控制信號SC2和圖像信號DT。柵極驅(qū)動器40與各柵極配線GL連接，源極驅(qū)動器50與各源極配線SL連接。柵極驅(qū)動器40對柵極配線GL供給表示選擇狀態(tài)的高電平的信號。由此，柵極配線GL被一根根依次選擇，一行份的像素形成部21被整體選擇。源極驅(qū)動器50對源極配線SL供給與圖像信號DT相應(yīng)的電壓。由此，對選擇的一行份的像素形成部21寫入與圖像信號DT相應(yīng)的電壓。這樣，液晶顯示裝置10在液晶面板20上顯示圖像。另外，液晶面板20有時稱作為顯示部。作為設(shè)置于這種液晶顯示裝置10的像素形成部21中的開關(guān)元件，若使用第一實施方式的TFT100、第二實施方式的TFT200和變形例的TFT400中的任一個，能夠簡化TFT的開設(shè)接觸孔的工序，所以能夠簡化液晶顯示裝置10的制造工序。其結(jié)果，能夠縮短液晶顯示裝置10的TAT，減少光掩模的使用片數(shù)，降低液晶顯示裝置10的制造成本。<5. 2第二應(yīng)用例〉圖15是表示具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的結(jié)構(gòu)的框圖。具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60，對圖14所示的液晶顯示裝置10還追加了位置檢測電路80。對具備觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的結(jié)構(gòu)要素中與圖14所示的液晶顯示裝置10的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素，標注相同的參照標記進行簡單說明，以不同的結(jié)構(gòu)要素為中心進行說明。在液晶面板70，形成有在水平方向上延伸的多個柵極配線GL，和在與柵極配線GL交叉的方向上相互平行地延伸的多個源極配線SL和多個傳感器配線FL。在柵極配線GL與源極配線SL的交點附近，配置有像素形成部71。像素形成部71與圖14所示的像素形成部 21不同，不僅包括作為開關(guān)元件發(fā)揮功能的TFT72和將圖像信號保持規(guī)定時間的液晶電容 73，還包括光電二極管74。光電二極管74，接受從背光源(未圖示)發(fā)出、被液晶面板70上的手指等反射而入射到像素形成部71的光。光電二極管74的陽極電極與柵極配線GL連接，陰極電極與傳感器配線FL連接。當對柵極配線GL施加了規(guī)定的電壓時，與入射到光電二極管74的光的強度相應(yīng)的大小的電流，從柵極配線GL經(jīng)由光電二極管74流到傳感器配線FL。位置檢測電路80， 能夠通過檢測流到傳感器配線FL的電流，來檢測光電二極管74接收到的光的強度，確定液晶面板70上被觸摸的位置。另外，液晶面板70也稱為顯示部。作為設(shè)置于這種具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的像素形成部71中的開關(guān)元件和光電二極管，通過使用第三實施方式的半導(dǎo)體裝置300，能夠簡化TFT72和光電二極管74的開設(shè)接觸孔的工序。由此，也能夠簡化具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的制造工藝。其結(jié)果，能夠縮短具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的TAT，減少光掩模的使用片數(shù)，降低具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置60的制造成本。<5. 3 其它 >上述各實施方式的TFT均為η溝道型TFT，但也可以為ρ溝道型TFT。此外，在上述說明中，說明了將TFT100、200、400應(yīng)用于液晶顯示裝置10的情況，但也能夠應(yīng)用于有機 EL (Electro Luminescence，電致發(fā)光)顯示裝置。另外，說明了將半導(dǎo)體裝置300應(yīng)用于帶接觸面板的液晶顯示裝置60的情況，但也能夠應(yīng)用于帶接觸面板的有機EL顯示裝置。工業(yè)利用性本發(fā)明適用于有源矩陣型液晶顯示裝置、具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置等顯示裝置。特別適用于以底柵型TFT作為像素形成部的開關(guān)元件的顯示裝置。附圖標記說明10……液晶顯示裝置20,70……液晶面板(顯示部)21、71……像素形成部22、72......TFT (開關(guān)元件)60……具有觸摸面板功能的液晶顯示裝置74……光電二極管(受光部)80……位置檢測電路100、200、400......TFT (薄膜晶體管)101……絕緣基板(玻璃基板)110……柵極電極115……柵極絕緣膜120......溝道層120a……源極區(qū)域(n+區(qū)域)120b……漏極區(qū)域(n+區(qū)域)135a、135b、155、235a、235b、255......接觸孔
140a……源極電極140b……漏極電極300……半導(dǎo)體裝置301……TFT (薄膜晶體管)302......光電二極管320……島狀硅層(島狀半導(dǎo)體層)320a……陰極區(qū)域320b……陽極區(qū)域335a,335b......接觸孔340a……陰極電極340b……陽極電極
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，其特征在于所述薄膜晶體管是形成在絕緣基板上的底柵型薄膜晶體管，所述薄膜晶體管包括形成在所述絕緣基板上的第一柵極電極；以覆蓋所述第一柵極電極的一部分的方式形成的溝道層；形成在所述溝道層的下表面的柵極絕緣膜；形成在所述溝道層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；形成在所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面上的第一絕緣膜；形成在沒有被所述溝道層覆蓋的所述第一柵極電極的表面上的第二絕緣膜；形成在所述第一絕緣膜、且到達所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔；和形成在所述第二絕緣膜、且到達沒有被所述溝道層覆蓋的所述第一柵極電極的表面的第二接觸孔，所述第一絕緣膜的膜厚與所述第二絕緣膜的膜厚相等。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其特征在于還具有以夾著所述溝道層與所述第一柵極電極相對的方式形成在所述第一絕緣膜上的第二柵極電極。
3.一種薄膜晶體管的制造方法，其特征在于所述薄膜晶體管的制造方法是形成在絕緣基板上的底柵型薄膜晶體管的制造方法， 所述薄膜晶體管的制造方法包括 在所述絕緣基板上形成柵極電極的工序；以覆蓋包含所述柵極電極的所述絕緣基板的方式形成柵極絕緣膜的工序； 在所述柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜的工序；通過蝕刻所述半導(dǎo)體膜和所述柵極絕緣膜，來形成覆蓋所述柵極電極的一部分并在所述柵極絕緣膜上延伸的溝道層，與此同時，除去沒有被所述溝道層覆蓋的所述柵極電極上的所述半導(dǎo)體膜和所述柵極絕緣膜的工序；對所述溝道層摻雜雜質(zhì)來形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域的工序；以覆蓋包含所述溝道層和所述柵極電極的所述絕緣基板的方式形成絕緣膜的工序；和通過蝕刻所述絕緣膜，同時開設(shè)到達所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔和到達所述柵極絕緣膜被除去后的所述柵極電極的表面的第二接觸孔的工序。
4.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于形成所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的工序，包括在蝕刻所述半導(dǎo)體膜來形成所述溝道層后，對所述溝道層摻雜所述雜質(zhì)的工序。
5.如權(quán)利要求3所述的薄膜晶體管的制造方法，其特征在于形成所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的工序，包括在蝕刻所述半導(dǎo)體膜來形成所述溝道層前，對所述半導(dǎo)體膜摻雜所述雜質(zhì)的工序。
6.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體裝置在同一絕緣基板上形成有薄膜晶體管和具有遮光膜的光電二極管， 所述薄膜晶體管包括形成在所述絕緣基板上的柵極電極；以覆蓋所述柵極電極的一部分的方式形成的溝道層；形成在所述溝道層的下表面的柵極絕緣膜；形成在所述溝道層的源極區(qū)域和漏極區(qū)域；形成在所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面上的第一絕緣膜；形成在沒有被所述溝道層覆蓋的所述柵極電極的表面上的第二絕緣膜；形成在所述第一絕緣膜、且到達所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔；和形成在所述第二絕緣膜、且到達沒有被所述溝道層覆蓋的所述柵極電極的表面的第二接觸孔，所述光電二極管包括 形成在所述絕緣基板上的遮光膜；以與所述遮光膜之間夾著所述柵極絕緣膜的方式形成在所述遮光膜上的島狀半導(dǎo)體層；形成在所述島狀半導(dǎo)體層的陽極區(qū)域和陰極區(qū)域；和要開設(shè)到達所述陽極區(qū)域和陰極區(qū)域的表面的第三接觸孔的第三絕緣膜，所述第一絕緣膜的膜厚、所述第二絕緣膜的膜厚和所述第三絕緣膜的膜厚相等。
7.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于所述半導(dǎo)體裝置在同一絕緣基板上形成有薄膜晶體管和具有遮光膜的光電二極管， 所述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括在所述絕緣基板上形成所述薄膜晶體管的柵極電極和所述遮光膜的工序；以覆蓋包含所述柵極電極和所述遮光膜的所述絕緣基板的方式形成柵極絕緣膜的工序；在所述柵極絕緣膜上形成半導(dǎo)體膜的工序；通過將所述半導(dǎo)體膜圖案化，來形成覆蓋所述柵極電極的一部分并在所述柵極絕緣膜上延伸的所述薄膜晶體管的溝道層和所述光電二極管的島狀半導(dǎo)體層，與此同時，除去沒有被所述溝道層覆蓋的所述柵極電極上的所述半導(dǎo)體膜和所述柵極絕緣膜的工序；在所述溝道層形成源極區(qū)域和漏極區(qū)域，在所述島狀半導(dǎo)體層形成陰極區(qū)域和陽極區(qū)域的工序；以覆蓋包含所述溝道層、所述島狀半導(dǎo)體層和所述柵極絕緣膜被除去后的所述柵極電極的所述絕緣基板的方式形成絕緣膜的工序；和通過蝕刻所述絕緣膜，同時開設(shè)到達所述源極區(qū)域和所述漏極區(qū)域的表面的第一接觸孔、到達所述柵極絕緣膜被除去后的所述柵極電極的表面的第二接觸孔、和到達所述陰極電極和所述陽極電極的表面的第三接觸孔的工序。
8.—種顯示裝置，其特征在于所述顯示裝置是顯示圖像的有源矩陣型的顯示裝置， 所述顯示裝置包括顯示部，其具有多個柵極配線、與所述多個柵極配線交叉的多個源極配線、和與所述多個柵極配線和所述多個源極配線的交叉點分別對應(yīng)地呈矩陣狀配置的像素形成部；有選擇地使所述多個柵極配線活化的柵極驅(qū)動器；和對所述源極配線施加表示要顯示的圖像的圖像信號的源極驅(qū)動器，所述像素形成部具有根據(jù)施加到對應(yīng)的柵極配線上的信號而開或關(guān)的開關(guān)元件，所述開關(guān)元件是權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管。
9. 一種顯示裝置，其特征在于所述顯示裝置是具有觸摸面板功能的有源矩陣型的顯示裝置， 所述顯示裝置包括顯示部，其具有多個柵極配線、與所述多個柵極配線交叉的多個源極配線、和與所述多個柵極配線和所述多個源極配線的交叉點分別對應(yīng)地呈矩陣狀配置的包含權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置的像素形成部；有選擇地使所述多個柵極配線活化的柵極驅(qū)動器；對所述源極配線施加表示要顯示的圖像的圖像信號的源極驅(qū)動器；和檢測所述顯示部上的被觸摸的位置的位置檢測電路，所述多個像素形成部中的每個像素形成部包括根據(jù)施加到對應(yīng)的柵極配線上的信號而開或關(guān)的開關(guān)元件；和對所述位置檢測電路輸出與入射到所述像素形成部內(nèi)的光的強度相應(yīng)的信號的受光部，所述開關(guān)元件是所述半導(dǎo)體裝置中包含的薄膜晶體管，所述受光部是所述半導(dǎo)體裝置中包含的光電二極管。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，提供簡化了開設(shè)接觸孔的工序的薄膜晶體管的制造方法。由于預(yù)先除去了沒有被TFT(100)的溝道層(120)覆蓋的柵極電極(110)上的柵極絕緣膜(115)，所以形成在沒有被溝道層(120)覆蓋的柵極電極(110)上的絕緣膜的膜厚，變得與形成在源極區(qū)域(120a)和漏極區(qū)域(120b)上的絕緣膜的膜厚相等。因此，能夠同時開設(shè)到達柵極電極(110)的表面的接觸孔(155)、到達源極區(qū)域(120a)的表面的接觸孔(135a)、和到達漏極區(qū)域(120b)的表面的接觸孔(135b)。
文檔編號G02F1/136GK102576739SQ20108004778
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者北角英人, 宮本忠芳, 富安一秀 申請人:夏普株式會社