專利名稱：薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及薄膜晶體管器件以及薄膜晶體管的制造方法。
背景技術(shù)：
以往在液晶顯示裝置等有源矩陣方式的顯示裝置中，使用被稱作薄膜晶體管(TFT Thin Film Transistor)的薄膜晶體管器件。在顯示裝置中，TFT作為選擇像素的開關(guān)元件來使用，或作為驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)晶體管等來使用。近年來，作為替代液晶顯示器的下一代平板顯示器之一的利用了有機(jī)材料的電致發(fā)光(EL Electro Luminescence)的有機(jī)EL顯示器受到注目。有機(jī)EL顯示器與電壓驅(qū)動(dòng)型的液晶顯示器不同，是電流驅(qū)動(dòng)型的顯示設(shè)備，急待 開發(fā)作為有源矩陣方式的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路而具有優(yōu)異的特性的薄膜晶體管。薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)為在基板上形成有柵電極、半導(dǎo)體層(溝道層)、源電極以及漏電極，溝道層通常使用硅薄膜。另外，顯示設(shè)備也要求大畫面化以及低成本化。作為能夠易于低成本化的薄膜晶體管，通常使用底柵型薄膜晶體管，該底柵型薄膜晶體管是柵電極相對(duì)于溝道層形成于更靠基板一側(cè)的晶體管。底柵型薄膜晶體管大致分為溝道層被蝕刻的溝道蝕刻型的薄膜晶體管、和保護(hù)溝道層免受蝕刻處理的溝道保護(hù)型(蝕刻阻止型)的薄膜晶體管這兩類。與溝道保護(hù)型的薄膜晶體管相比，溝道蝕刻型的薄膜晶體管具有能夠削減光刻工序數(shù)、抑制制造成本的優(yōu)點(diǎn)。例如專利文獻(xiàn)I中公開了能夠增加導(dǎo)通電流并抑制截止電流的溝道蝕刻型的薄膜晶體管。專利文獻(xiàn)I所公開的薄膜晶體管具有形成于基板上的柵電極；形成于柵電極上的柵極絕緣膜；形成于柵極絕緣膜上的由多晶硅膜構(gòu)成的活性層；形成在活性層與源電極及漏電極之間的接觸層；和形成在接觸層與活性層之間的由無定形硅膜構(gòu)成的電場(chǎng)緩和層。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-217424號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在以往的溝道蝕刻型的薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)中，具有在漏極電流-漏極源極間電壓(Id-Vds)特性中產(chǎn)生漏極電流(Id)急劇增加的現(xiàn)象即突增(kink，翹曲)現(xiàn)象的問題。特別是，該突增現(xiàn)象在漏極源極間電壓(Vds)高的情況下尤為顯著。因此，特別是在利用薄膜晶體管的飽和區(qū)域的有機(jī)EL顯示裝置或模擬電路中，無法使用以往的溝道蝕刻型的薄膜晶體管。這樣，在以往的薄膜晶體管中，存在產(chǎn)生突增現(xiàn)象而導(dǎo)致TFT特性劣化的問題。
本發(fā)明是鑒于上述的問題而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種能夠抑制突增現(xiàn)象并具有優(yōu)異的TFT特性的薄膜晶體管器件及其制造方法。用于解決問題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式具備柵電極，其形成于基板上；柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上；結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上；第I半導(dǎo)體膜，其形成于所述結(jié)晶硅薄膜上；一對(duì)第2半導(dǎo)體膜，其形成于所述第I半導(dǎo)體膜上；源電極，其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的一方的上方；以及漏電極，其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的另一方的上方，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為EeP、Ea，則EeP〈Ecl。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)槟軌蛞种仆辉霈F(xiàn)象，所以能夠?qū)崿F(xiàn)TFT特性優(yōu)異的薄膜晶體管器件。


圖1是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是示意表示比較例涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3A是表示作為半導(dǎo)體層使用了多晶硅薄膜和無定形硅膜(電子親合力=3. 7eV)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電子濃度以及電場(chǎng)分布的圖。圖3B是表示作為半導(dǎo)體層使用了多晶硅薄膜和無定形硅膜(電子親合力=4. OeV)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電子濃度以及電場(chǎng)分布的圖。圖4A是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電荷量的圖。圖4B是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電場(chǎng)的圖。圖5是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的漏極電流與漏極源極間電壓之間的關(guān)系的圖。圖6是表示圖1所示的本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件(本發(fā)明)中的半導(dǎo)體膜的能帶(a)和圖2所示的比較例涉及的薄膜晶體管器件(比較例)中的半導(dǎo)體膜的能帶(b)的圖。圖7A是表示比較例涉及的薄膜晶體管器件中的漏極電壓(Vds)與漏極電流(Id)的關(guān)系的圖。圖7B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件中的漏極電壓(Vds)與漏極電流(I d )的關(guān)系的圖。圖8A是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的基板準(zhǔn)備工序的剖視圖。圖SB是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的柵電極形成工序的剖視圖。圖SC示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的柵極絕緣膜形成工序的剖視圖。圖8D是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的結(jié)晶硅薄膜形成工序的剖視圖。圖SE是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的第I半導(dǎo)體膜以及第2半導(dǎo)體膜形成工序的剖視圖。圖8F是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的接觸層用膜形成工序的剖視圖。圖SG是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的半導(dǎo)體層疊構(gòu)造體島化工序的剖視圖。圖8H是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的源極漏極金屬膜形成工序的剖視圖。
圖81是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的源電極以及漏電極圖案化工序的剖視圖。圖8J是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的接觸層以及第2半導(dǎo)體膜圖案化工序的剖視圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施方式涉及的有機(jī)EL顯示裝置的局部剖切立體圖。圖10是表示使用了本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的像素的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖11是示意表示本發(fā)明的其他實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。標(biāo)號(hào)說明I基板；2、31G、32G柵電極；3柵極絕緣膜；4、4M結(jié)晶硅薄膜；5、5M第I半導(dǎo)體膜；6、6M、6M1第2半導(dǎo)體膜；6A半導(dǎo)體膜；7接觸層；7M、7M1接觸層用膜；8S、31S、32S源電極；8D、31D、32D漏電極；8M源極漏極金屬膜；10、10A、11薄膜晶體管器件；20有機(jī)EL顯示裝置；21有源矩陣基板；22像素；23有機(jī)EL元件；24陽極；25有機(jī)EL層；26陰極；27柵極線；28源極線；29電源線；31驅(qū)動(dòng)晶體管；32開關(guān)晶體管；33電容器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式具備柵電極，其形成于基板上；柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上；結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上；第I半導(dǎo)體膜，其形成于所述結(jié)晶硅薄膜上；一對(duì)第2半導(dǎo)體膜，其形成于所述第I半導(dǎo)體膜上；源電極，其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的一方的上方；以及漏電極,其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的另一方的上方，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為Ecp、Eci,則 ECP<EC1 ο根據(jù)本方式，結(jié)晶硅薄膜與第I半導(dǎo)體膜的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)。由此，能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰，因此能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生。另外，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，可以構(gòu)成為所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力與所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力不同。在該情況下，所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力優(yōu)選比所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力大。根據(jù)本方式，通過調(diào)整電子親合力，能夠容易地使EaXEci。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，可以構(gòu)成為
所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙與所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙不同。在該情況下，所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙優(yōu)選比所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙更接近所述結(jié)晶硅薄膜的帶隙。根據(jù)本方式，通過調(diào)整帶隙，能夠容易地使EaXEa。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，所述第I半導(dǎo)體膜以及所述第2半導(dǎo)體膜可以是無定形硅膜。根據(jù)本方式，能夠通過第2半導(dǎo)體膜抑制截止電流，能夠提高截止特性。另外，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，可以構(gòu)成為所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率與所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率不同。在該情況下，所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率優(yōu)選比所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。根據(jù)本方式，在結(jié)晶硅薄膜與第I半導(dǎo)體膜的接合部分，因?yàn)槟軌蚴箤?dǎo)帶下端的 能級(jí)連續(xù)，所以能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，所述第I半導(dǎo)體膜優(yōu)選與所述結(jié)晶硅薄膜接觸。根據(jù)本方式，因?yàn)樵诮Y(jié)晶硅薄膜的表面附近成膜的無定形硅膜接著(繼承)結(jié)晶硅薄膜的結(jié)晶性而結(jié)晶化，所以能夠容易地使下層的第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率比上層的第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。在此，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，所述結(jié)晶硅薄膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ect和所述第I半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea優(yōu)選被調(diào)整成在所述結(jié)晶硅薄膜與所述第I半導(dǎo)體膜的接合部分不產(chǎn)生尖峰。在該情況下，優(yōu)選從所述第I半導(dǎo)體膜到所述結(jié)晶硅薄膜，在所述第I半導(dǎo)體膜和所述結(jié)晶硅薄膜的導(dǎo)帶沒有勢(shì)壘。根據(jù)本方式，因?yàn)槟軌蛞种仆辉霈F(xiàn)象的產(chǎn)生，所以能夠?qū)崿F(xiàn)TFT特性優(yōu)異的薄膜晶體管器件。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，所述第I半導(dǎo)體膜優(yōu)選包含碳和鍺的任一方。根據(jù)本方式，通過使第I半導(dǎo)體膜含有碳，能夠?qū)?dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整?；蛘?，通過使第I半導(dǎo)體膜含有鍺，能夠?qū)r(jià)帶上端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整。由此，能夠容易地使
Ecp^Eci。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的一種方式中，與所述源電極和所述漏電極之間對(duì)應(yīng)的所述第I半導(dǎo)體膜的區(qū)域優(yōu)選為凹形狀。根據(jù)本方式，能夠使源電極與漏電極之間的第I半導(dǎo)體膜為凹形狀。另外，本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式包括第I工序，準(zhǔn)備基板;第2工序，在所述基板上形成柵電極;第3工序，在所述柵電極上形成柵極絕緣膜；第4工序，在所述柵極絕緣膜上形成結(jié)晶硅薄膜；第5工序，在所述結(jié)晶硅薄膜上形成包括第I半導(dǎo)體膜、第2半導(dǎo)體膜和接觸層的層疊膜；第6工序，將所述結(jié)晶硅薄膜、所述第I半導(dǎo)體膜、所述第2半導(dǎo)體膜以及所述接觸層圖案化成預(yù)定形狀；以及第7工序，在所述第2半導(dǎo)體膜上形成源電極以及漏電極，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜及所述第2半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為ECT、Ea，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為EeP〈Ea。根據(jù)本方式，能夠形成包括結(jié)晶硅薄膜、第I半導(dǎo)體膜以及第2半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體層，以使得結(jié)晶硅薄膜與第I半導(dǎo)體膜的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)。由此，能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰，因此能夠制造突增現(xiàn)象的產(chǎn)生得到了抑制的薄膜晶體管器件。另外，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，可以構(gòu)成為在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力與所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力不同。在該情況下，在所述第5工序中，優(yōu)選將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力比所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力大。根據(jù)本方式，能夠容易地形成滿足EaXEa的關(guān)系的半導(dǎo)體層。 進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，可以構(gòu)成為所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為帶隙不同。在該情況下，在所述第5工序中，優(yōu)選將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙比所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙更接近所述結(jié)晶硅薄膜的帶隙。根據(jù)本方式，能夠容易地形成滿足EeP〈Eei的關(guān)系的半導(dǎo)體層。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜以及所述第2半導(dǎo)體膜可以由無定形硅膜形成。根據(jù)本方式，能夠制造能抑制截止電流而提高截止特性、并能抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生的薄膜晶體管。另外，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，可以構(gòu)成為所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為結(jié)晶率不同。在該情況下，在所述第5工序中，優(yōu)選將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率比所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。根據(jù)本方式，能夠形成使結(jié)晶硅薄膜與第I半導(dǎo)體膜的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)的半導(dǎo)體層。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜可以形成為與所述結(jié)晶硅薄膜接觸。根據(jù)本方式，因?yàn)樵诮Y(jié)晶硅薄膜的表面附近成膜的無定形硅膜以結(jié)晶硅薄膜為基地層而進(jìn)行結(jié)晶化，所以能夠容易地使下層的第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率比上層的第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，在所述第5工序中，優(yōu)選使所述第I半導(dǎo)體膜含有碳和鍺的任一方。根據(jù)本方式，通過使第I半導(dǎo)體膜含有碳，能夠?qū)?dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整?；蛘撸ㄟ^使第I半導(dǎo)體膜含有鍺，能夠?qū)r(jià)帶上端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整。由此，能夠容易地形成滿足EaXEei的關(guān)系的半導(dǎo)體層。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，在所述第5工序中，可以在同一真空裝置內(nèi)連續(xù)地成膜所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜。
由此，能夠同時(shí)形成滿足EaXEa的關(guān)系的第I半導(dǎo)體膜和第2半導(dǎo)體膜。特別是，能夠容易地連續(xù)成膜結(jié)晶率不同的第I半導(dǎo)體膜和第2半導(dǎo)體膜。進(jìn)一步，在本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的一種方式中，所述第7工序之后，可以包括將與所述源電極和所述漏電極之間對(duì)應(yīng)的所述接觸層以及所述第I半導(dǎo)體膜的上層的一部分除去的工序。由此，能夠?qū)⒌贗半導(dǎo)體膜的上層的一部分蝕刻除去，使與源電極和漏電極之間對(duì)應(yīng)的第I半導(dǎo)體膜為凹形狀。
另外，本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件的制造方法的另一種方式包括第I工序，準(zhǔn)備基板;第2工序，在所述基板上形成柵電極；第3工序，在所述柵電極上形成柵極絕緣膜；第4工序，在所述柵極絕緣膜上形成結(jié)晶硅薄膜；第5工序，在所述結(jié)晶硅薄膜上形成包括第I半導(dǎo)體膜、第2半導(dǎo)體膜和接觸層的層疊膜；第6工序，在所述接觸層上形成源極漏極金屬膜；以及第7工序，在將所述第I半導(dǎo)體膜、所述第2半導(dǎo)體膜、所述接觸層以及所述源極漏極金屬膜圖案化成預(yù)定形狀之后，將所述源極漏極金屬膜分離成源電極和漏電極，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜及所述第2半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為ECP、Ea，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為EaXEatl在本方式中，也能夠形成包括結(jié)晶硅薄膜、第I半導(dǎo)體膜以及第2半導(dǎo)體膜的半導(dǎo)體層，以使得結(jié)晶硅薄膜與第I半導(dǎo)體膜的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)。由此，能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰，所以能夠制造突增現(xiàn)象的產(chǎn)生得到了抑制的薄膜晶體管器件。(實(shí)施方式)下面，基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件及其制造方法進(jìn)行說明，但本發(fā)明根據(jù)權(quán)利要求書的記載來確定。因此，下面的實(shí)施方式的構(gòu)成要素中，沒有記載于權(quán)利要求的構(gòu)成要素對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的課題來說不一定是必需的，而是作為構(gòu)成更優(yōu)選的方式的要素來說明的。各圖為示意圖，不一定是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D示。(薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu))首先，使用圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10為底柵型薄膜晶體管器件，具有基板1、在基板I的上方依次形成的柵電極2、柵極絕緣膜3、結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5、一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6、一對(duì)接觸層7、和一對(duì)源電極8S以及漏電極8D。以下,對(duì)本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10的各構(gòu)成要素進(jìn)行詳細(xì)描述。基板I例如為由石英玻璃、無堿玻璃、高耐熱性玻璃等的玻璃材料形成的玻璃基板。為了防止玻璃基板中包含的鈉、磷等雜質(zhì)侵入結(jié)晶硅薄膜4，也可以在基板I上形成由氮化娃膜(SiNx)、氧化娃(SiOy)或氮氧化娃膜(SiOyNx)等形成的底涂層。另外，底涂層在激光退火等高溫?zé)崽幚砉ば蛑杏袝r(shí)也起到緩和熱對(duì)基板I的影響的作用。底涂層的膜厚例如可以為IOOnm 2000nm左右。柵電極2在基板I上圖案形成為預(yù)定形狀。柵電極2可以為導(dǎo)電性材料及其合金等的單層構(gòu)造或多層構(gòu)造，例如可以由鑰(Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉻(Cr)以及鑰鎢(MoW)等構(gòu)成。柵電極2的膜厚例如可以為20nm 500nm左右。柵極絕緣膜3形成在柵電極2上，本實(shí)施方式中，形成于基板I上的整個(gè)面以覆蓋柵電極2。柵極絕緣膜3例如可以由氧化娃(SiOy)、氮化娃(SiNx)、氮氧化娃(SiOyNx)、氧化鋁(AlOz)或氧化鉭(TaOw)的單層膜或者它們的層疊膜構(gòu)成。柵極絕緣膜3的膜厚例如可以為50nm 300nm。此外，在本實(shí)施方式中，作為成為TFT的溝道區(qū)域的半導(dǎo)體層包括結(jié)晶硅薄膜4，因此優(yōu)選使用氧化硅作為柵極絕緣膜3。這是因?yàn)橐S持TFT的良好的閾值電壓特性，優(yōu)選使結(jié)晶硅薄膜4與柵極絕緣膜3的界面狀態(tài)為良好的狀態(tài)，氧化硅對(duì)此是合適的。結(jié)晶硅薄膜4為形成在柵極絕緣膜3上的半導(dǎo)體膜，具有載流子的移動(dòng)受柵電極2的電壓控制的區(qū)域即預(yù)定的溝道區(qū)域。本實(shí)施方式中的結(jié)晶硅薄膜4是具有結(jié)晶性的組織構(gòu)造的結(jié)晶硅薄膜，由微晶硅薄膜或多晶硅薄膜構(gòu)成。結(jié)晶硅薄膜4例如可以通過使非結(jié)晶性的非晶硅(無定形硅)結(jié)晶化來形成。另外，結(jié)晶硅薄膜4也可以為具有無定形硅(非晶硅)和結(jié)晶硅的混晶構(gòu)造的硅薄膜。在該情況下，為了得到優(yōu)異的導(dǎo)通特性，至少對(duì)于結(jié)晶硅薄膜4的預(yù)定的溝道區(qū)域， 優(yōu)選由結(jié)晶硅的比例多的膜來構(gòu)成。結(jié)晶硅薄膜4的膜厚例如可以為20nm IOOnm左右。此外，結(jié)晶硅薄膜4所包含的硅結(jié)晶的主面方位優(yōu)選為[100]。由此，能夠形成結(jié)晶性優(yōu)異的結(jié)晶硅薄膜4。此外，結(jié)晶硅薄膜4中的結(jié)晶硅的平均結(jié)晶粒徑為5nm IOOOnm左右，結(jié)晶硅薄膜4中也包含如上所述的平均結(jié)晶粒徑為IOOnm以上的多結(jié)晶、或平均結(jié)晶粒徑為IOnm IOOnm的被稱為微晶(μ c)的微結(jié)晶。第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6與結(jié)晶硅薄膜4 一起是形成于結(jié)晶硅薄膜4上的半導(dǎo)體層。該半導(dǎo)體層是由多個(gè)半導(dǎo)體膜構(gòu)成的層疊膜，在本實(shí)施方式中，由第I半導(dǎo)體膜5和第2半導(dǎo)體膜6這兩層構(gòu)成。第I半導(dǎo)體膜5與結(jié)晶硅薄膜4的上面接觸而形成于結(jié)晶硅薄膜4上。另外，第I半導(dǎo)體膜5的與源電極8S和漏電極8D之間對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)榘夹螤睢５贗半導(dǎo)體膜5的膜厚的優(yōu)選范圍為IOnm lOOnm。第2半導(dǎo)體膜6與第I半導(dǎo)體膜5連續(xù)地形成于第I半導(dǎo)體膜5上，在第I半導(dǎo)體膜5上分離形成而構(gòu)成為一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6。一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6隔開預(yù)定的間隔而對(duì)向配置。第2半導(dǎo)體膜6的膜厚的優(yōu)選范圍為IOnm 40nm。在此，當(dāng)將結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的導(dǎo)帶(傳導(dǎo)帶)下端的能級(jí)分別設(shè)為ECT、Ea，則結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6構(gòu)成為滿足EaXEa的關(guān)系。另外，在本實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5和第2半導(dǎo)體膜6構(gòu)成為電子親合力不同。在該情況下，優(yōu)選構(gòu)成為第I半導(dǎo)體膜5的電子親合力比第2半導(dǎo)體膜6的電子親合力大。半導(dǎo)體膜中的電子親合力是指真空能級(jí)與導(dǎo)帶下端的能級(jí)之差。也即是，能夠通過電子親合力，對(duì)半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整。另外，在本實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5和第2半導(dǎo)體膜6構(gòu)成為結(jié)晶率不同。在該情況下，優(yōu)選構(gòu)成為第I半導(dǎo)體膜5的結(jié)晶率比第2半導(dǎo)體膜6的結(jié)晶率大。通過這樣設(shè)定結(jié)晶率，能夠容易實(shí)現(xiàn)ECT〈Ea。本實(shí)施方式中的第I半導(dǎo)體膜5包含結(jié)晶粒徑為5nm以上且IOOnm以下的結(jié)晶硅粒。另外，第I半導(dǎo)體膜5的厚度方向的結(jié)晶率隨著接近結(jié)晶硅薄膜4而逐漸變高，在本實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5的結(jié)晶硅粒的結(jié)晶粒徑隨著接近結(jié)晶硅薄膜而逐漸增大。另一方面，本實(shí)施方式中的第2半導(dǎo)體膜6不結(jié)晶化，結(jié)晶率為零。此外，結(jié)晶率意味著例如在半導(dǎo)體膜以硅為主成分的情況下硅半導(dǎo)體膜的組織結(jié)晶化的程度，例如，可以如上所述以結(jié)晶粒徑的大小來表示，也可以通過同一結(jié)晶粒徑中的密度的大小等來表示。另外，結(jié)晶率可以作為僅基于結(jié)晶成分的結(jié)晶率來表示、或作為基于結(jié)晶成分和非結(jié)晶成分(無定形成分)的結(jié)晶率來表示。在本實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6都由沒有有意地?fù)诫s雜質(zhì)的無定形娃膜(本征無定形娃)形成。例如，在制造后的TFT中，可以構(gòu)成為第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6都保持為無定形硅膜(非結(jié)晶硅膜)、各半導(dǎo)體膜中的導(dǎo)帶下端的能級(jí)不同?；蛘?，也可以構(gòu)成為第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的一方為無定形硅膜，另一方為包含結(jié)晶硅的結(jié)晶硅薄膜，且各半導(dǎo)體膜中的導(dǎo)帶下端的能級(jí)不同。此外，一般而言，無定形娃膜的組織僅由非結(jié)晶的無定形成分構(gòu)成，但本實(shí)施方式中的無定形娃膜的組織也包含微晶的結(jié)晶成分。
一對(duì)接觸層7形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6上，隔著預(yù)定的間隔而對(duì)向配置。一對(duì)接觸層7中的一方形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6中的一方上。另外，一對(duì)接觸層7中的另一方形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6中的另一方上。在本實(shí)施中，一對(duì)接觸層7的俯視形狀與一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6的俯視形狀相同。另外，一對(duì)接觸層7由含有高濃度的雜質(zhì)的非晶半導(dǎo)體膜形成，例如可以由在無定形娃中摻雜磷(P)作為雜質(zhì)的η型半導(dǎo)體層構(gòu)成,為含有I X 1019atm/cm3以上的高濃度雜質(zhì)的η+層。另外,接觸層7的膜厚例如可以為5nm lOOnm。此外，一對(duì)接觸層7也可以由下層低濃度的電場(chǎng)緩和層(η-層)和上層高濃度的接觸層(η+層)這兩層構(gòu)成。在低濃度的電場(chǎng)緩和層中摻雜了 lX1017atm/cm3左右的磷。上述兩層能夠在CVD (Chemical Vapor Deposition :化學(xué)氣相沉積)裝置中連續(xù)地形成。—對(duì)源電極8S和漏電極8D形成在一對(duì)接觸層7上，隔著預(yù)定的間隔而對(duì)向配置。源電極8S形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6的一方的上方、且一對(duì)接觸層7中的一方上。另外，漏電極8D形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6的另一方的上方、且一對(duì)接觸層7中的另一方上。另夕卜，在本實(shí)施方式中，源電極8S以及漏電極8D形成為覆蓋接觸層7、第2半導(dǎo)體膜6、第I半導(dǎo)體膜5以及結(jié)晶硅薄膜4，源電極8S以及漏電極8D不僅形成在接觸層7的上面，還形成在接觸層7的側(cè)面、第2半導(dǎo)體膜6的側(cè)面、第I半導(dǎo)體膜5的側(cè)面以及結(jié)晶硅薄膜4的側(cè)面。在本實(shí)施方式中，源電極8S和漏電極8D可以為導(dǎo)電性材料或它們的合金等的單層構(gòu)造或多層構(gòu)造，例如可以由鋁(Al)、鑰(Mo)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)或鉻(Cr)等材料構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，源電極8S和漏電極8D由MoW/Al/MoW三層構(gòu)造形成。源電極8S和漏電極8D的膜厚例如可以為IOOnm 500nm左右。接著，與得到本發(fā)明的經(jīng)過一并地對(duì)本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10的作用效果進(jìn)行說明。在溝道蝕刻型的薄膜晶體管器件中，為了兼顧導(dǎo)通特性以及截止特性，如圖2所示，考慮在溝道層(結(jié)晶硅薄膜)上設(shè)置由無定形硅膜形成的半導(dǎo)體膜。圖2是示意表示比較例涉及的薄膜晶體管器件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖2中，對(duì)與圖1所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素標(biāo)記相同的標(biāo)號(hào)。
如圖2所示，在比較例涉及的薄膜晶體管器件IOA中，在由多晶硅薄膜構(gòu)成的結(jié)晶娃薄膜與接觸層7之間，形成有由無定形娃膜構(gòu)成的半導(dǎo)體膜6A。通過這樣構(gòu)成,能夠在確保導(dǎo)通電流的同時(shí)抑制截止電流(截止時(shí)的泄漏電流)，能夠提高截止特性。然而，對(duì)圖2所示的比較例涉及的薄膜晶體管器件IOA而言，可知在漏極電流-漏極源極間電壓(Id-Vds )特性中產(chǎn)生了突增現(xiàn)象。于是，本申請(qǐng)發(fā)明人對(duì)該突增現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)突增現(xiàn)象是由于為抑制泄漏電流而導(dǎo)入的無定形硅膜產(chǎn)生的。以下，使用圖3A、圖3B、圖4A、圖4B以及圖5對(duì)該研究結(jié)果進(jìn)行說明。在此，圖3A以及圖3B是表示作為半導(dǎo)體層使用了多晶硅薄膜(Poly-Si)和無定形硅膜(a-Si)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電子濃度以及電場(chǎng)分布的圖。另外，圖4A是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電荷量的圖，圖4B是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層的電場(chǎng)的圖。另外，圖5是表示與圖3A以及圖3B對(duì)應(yīng)的薄膜晶體管器件中的漏極電流與源極漏極間電壓之間的關(guān)系的圖。如圖3A以及圖3B所示，可知在多晶硅薄膜和無定形硅膜的兩層構(gòu)造的薄膜晶體管器件中，在無定形硅膜的電子親合力為3. 7eV的情況(圖3A)下，與無定形硅膜的電子親合力為4. OeV的情況(圖3B)相比，在漏電極的下部，電子密度變高且電場(chǎng)集中。此外，多晶硅薄膜的電子親合力為4. 12eV。另外，如圖4A所示，可知在無定形硅膜的電子親合力為3. 7eV的情況(圖3A)下，與無定形硅膜的電子親合力為4. OeV的情況(圖3B)相比，在多晶硅薄膜與無定形硅膜的界面，蓄積有更多的電荷。進(jìn)而，如圖4B所示，也可知在無定形硅膜的電子親合力為3. 7eV的情況(圖3A)下，與無定形硅膜的電子親合力為4. OeV的情況(圖3B)相比，在無定形硅膜產(chǎn)生了數(shù)倍程度的強(qiáng)電場(chǎng)。而且，如圖5所示，可知在無定形硅膜的電子親合力為3.7eV的情況(圖3A)下、特別是在Vds高的情況下產(chǎn)生突增現(xiàn)象。另一方面，可知在無定形硅膜的電子親合力為 4. OeV的情況(圖3B)下，與無定形硅膜的電子親合力為3. 7eV的情況(圖3A)相比，突增得以抑制。這樣，可知在薄膜晶體管器件中的半導(dǎo)體層是多晶硅薄膜與無定形硅膜的層疊構(gòu)造的情況下，根據(jù)無定形硅膜的電子親合力，突增現(xiàn)象會(huì)變動(dòng)。特別是，可知當(dāng)減小無定形硅膜的電子親合力時(shí)，即當(dāng)使無定形硅膜的電子親合力遠(yuǎn)離多晶硅薄膜的電子親合力時(shí)，即使在漏極源極間電壓(Vds)低的情況下也會(huì)產(chǎn)生突增現(xiàn)象。從以上的研究結(jié)果可知通過調(diào)整無定形硅膜的電子親合力，能夠抑制突增現(xiàn)象。另外，也可知通過使無定形硅膜的電子親合力接近多晶硅薄膜的電子親合力，能夠抑制突增現(xiàn)象。此外，因?yàn)殡娮佑H合力如上所述是真空能級(jí)與導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ec之差，所以能夠通過調(diào)整無定形硅膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)來抑制突增現(xiàn)象。另一方面，如上所述，在多晶硅薄膜與接觸層之間形成的無定形硅膜具有抑制泄漏電流的產(chǎn)生的功能。因此，為了抑制突增現(xiàn)象，僅僅調(diào)整無定形硅膜的電子親合力和/或?qū)露说哪芗?jí)的話，由無定形硅膜實(shí)現(xiàn)的泄漏電流的抑制效果會(huì)降低，有時(shí)TFT的特性反而會(huì)劣化。
于是，如圖1所示，本申請(qǐng)發(fā)明人將晶體管器件構(gòu)成為作為源電極8S以及漏電極8D (接觸層7)與柵極絕緣膜3之間的半導(dǎo)體層而包括結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6，并且使各半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)滿足EaXEa的關(guān)系。由此，能夠抑制突增現(xiàn)象。接著，使用圖6、圖7A以及圖7B，一邊與比較例涉及的薄膜晶體管器件IOA進(jìn)行比較，一邊說明抑制該突增現(xiàn)象的效果。圖6是表示圖1所示的本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件(本發(fā)明)中的半導(dǎo)體膜的能帶(a)和圖2所示的比較例涉及的薄膜晶體管器件(比較例)中的半導(dǎo)體膜的能帶(b)的圖。此外，在圖6中，EpEf以及Ev分別表示導(dǎo)帶(傳導(dǎo)帶)下端的能級(jí)、費(fèi)米能級(jí)、價(jià)帶(valence band,價(jià)電子帶)上端的能級(jí)。另外，圖7A是表示圖2所示的比較例涉及的薄膜晶體管器件中的漏極電壓(Vds)與漏極電流(Id)的關(guān)系的圖，圖7B是表示圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件中的漏極電壓(Vds)與漏極電流(Id)的關(guān)系的圖。此外，圖7A中，使半導(dǎo)體膜6A的膜厚為75nm，圖7B中，使第1半導(dǎo)體膜5的膜厚為35nm，使第2半導(dǎo)體膜6的膜厚為20nm，關(guān)于以外的其他結(jié)構(gòu)的膜厚等，在圖7A和圖7B中是相同的。如圖6的(a)所示，在比較例涉及的薄膜晶體管器件IOA中，半導(dǎo)體膜6A的帶隙比結(jié)晶硅薄膜4的帶隙大。另外，關(guān)于導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ec，半導(dǎo)體膜6A比結(jié)晶硅薄膜4高，關(guān)于電子親合力，結(jié)晶硅薄膜4比半導(dǎo)體膜6A大。因此，在比較例涉及的薄膜晶體管器件IOA中，在結(jié)晶硅薄膜4與半導(dǎo)體膜6A的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)E。產(chǎn)生較大的差，在該接合部分產(chǎn)生尖細(xì)的不連續(xù)的部分(尖峰(spike))。其結(jié)果，如上所述，在結(jié)晶硅薄膜4與半導(dǎo)體膜6A的接合部分蓄積電荷，在半導(dǎo)體膜6A產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，如圖7A所示，產(chǎn)生突增現(xiàn)象。特別是，柵極電壓(Vgs)越高，越從漏極電壓(Vds)低的部位開始產(chǎn)生突增現(xiàn)象。與此相對(duì)，如圖6的(b)，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，在結(jié)晶硅薄膜4與第2半導(dǎo)體膜6之間形成的第I半導(dǎo)體膜5的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea被設(shè)定成比結(jié)晶娃薄膜4的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Eep大。由此，結(jié)晶硅薄膜4與第I半導(dǎo)體膜5的接合部分的導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)，從第1半導(dǎo)體膜5到結(jié)晶硅薄膜4，在第I半導(dǎo)體膜5和結(jié)晶硅薄膜4的導(dǎo)帶沒有勢(shì)壘。其結(jié)果，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，在結(jié)晶硅薄膜4與第I半導(dǎo)體膜5的接合部分不產(chǎn)生尖峰，因此如圖7B所示，能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生。而且，在圖7B的情況下，第1半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的總計(jì)膜厚為55nm，與半導(dǎo)體膜6A的膜厚為75nm的圖7A的情況相比，盡管是因總膜厚薄而電場(chǎng)強(qiáng)且容易產(chǎn)生突增的構(gòu)造，但如圖7B所示，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生。即，根據(jù)本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10，即使減薄半導(dǎo)體膜的總膜厚，也能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生。這樣，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，第I半導(dǎo)體膜5作為用于對(duì)結(jié)晶硅薄膜4與第2半導(dǎo)體膜6之間的導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整的導(dǎo)帶調(diào)整層發(fā)揮功能，通過將第I半導(dǎo)體膜5的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea調(diào)整成所希望的能級(jí)，能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生。另外，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，結(jié)晶硅薄膜4上的半導(dǎo)體膜不是由如比較例的本征無定形硅膜構(gòu)成，而是由一部分結(jié)晶化的無定形硅膜構(gòu)成。因此，與圖2所示的比較例相比，能夠降低導(dǎo)通電阻，能夠提高導(dǎo)通特性。進(jìn)而，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，在源電極8S以及漏電極8D(接觸層7)與結(jié)晶硅薄膜4之間形成的第2半導(dǎo)體膜6由帶隙較大的無定形硅膜構(gòu)成。由此，能夠抑制截止時(shí)的泄漏電流的產(chǎn)生，因此也能夠提高截止特性。這樣，在本實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10中，因?yàn)槟軌蛱岣邔?dǎo)通特性以及截止特性、并且能夠抑制突增現(xiàn)象的產(chǎn)生，所以能夠?qū)崿F(xiàn)TFT特性優(yōu)異的薄膜晶體管。此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于第I半導(dǎo)體膜5等的半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)，能夠通過改變電子親合力或帶隙來進(jìn)行調(diào)整。并且，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成為通過調(diào)整第I半導(dǎo)體膜5中的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea，使各半導(dǎo)體膜的能級(jí)滿足EaXEa的關(guān)系。例如，通過構(gòu)成為使以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5的帶隙和第2半導(dǎo)體膜6的 帶隙不同，能夠?qū)Φ贗半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6中的導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整。在該情況下，優(yōu)選構(gòu)成為第I半導(dǎo)體膜5的帶隙比第2半導(dǎo)體膜6的帶隙更接近結(jié)晶硅薄膜4的帶隙。通過該結(jié)構(gòu)，在結(jié)晶硅薄膜4與第I半導(dǎo)體膜5的接合部分，使導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)，能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰。另外，如上所述，第I半導(dǎo)體膜5的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea也可以通過改變以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5等半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率來進(jìn)行調(diào)整。在本實(shí)施中，由無定形硅膜構(gòu)成的第I半導(dǎo)體膜5的結(jié)晶率構(gòu)成為比由無定形硅膜構(gòu)成的第2半導(dǎo)體膜6的結(jié)晶率大。通過該結(jié)構(gòu)，在結(jié)晶硅薄膜4與第I半導(dǎo)體膜5的接合部分，使導(dǎo)帶下端的能級(jí)連續(xù)，能夠抑制在該接合部分產(chǎn)生尖峰。另外，在本實(shí)施方式中，作為調(diào)整第I半導(dǎo)體膜5等半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)的方法，例示了改變電子親合力、結(jié)晶率或帶隙的方法，但不限于此。例如，也可以通過使以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5等含有作為雜質(zhì)的碳(C)等，由此調(diào)整第I半導(dǎo)體膜5等半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)。通過這樣含有碳等雜質(zhì)，能夠在導(dǎo)帶側(cè)產(chǎn)生能帶偏移(band offset)部，能夠使第I半導(dǎo)體膜5等各半導(dǎo)體膜中的導(dǎo)帶下端的能級(jí)變化。另外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)樵诼╇姌O側(cè)蓄積的電子而在導(dǎo)帶產(chǎn)生尖峰，所以對(duì)導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整來抑制了尖峰，但也考慮由于在源電極側(cè)蓄積的空穴而在價(jià)帶產(chǎn)生尖峰這一情況。在該情況下，通過對(duì)結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的各半導(dǎo)體膜中的價(jià)帶上端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整，能夠抑制價(jià)帶的尖峰。在該情況下，如上所述，通過改變結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的各半導(dǎo)體膜中的電子親合力、結(jié)晶率或帶隙，能夠調(diào)整各半導(dǎo)體膜中的價(jià)帶上端的能級(jí)?；蛘?，通過使以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5等各半導(dǎo)體膜含有鍺(Ge)等雜質(zhì)，也能夠調(diào)整第I半導(dǎo)體膜5等半導(dǎo)體膜中的價(jià)帶上端的能級(jí)。通過這樣含有鍺等，能夠在價(jià)帶側(cè)產(chǎn)生能帶偏移部，因此能夠使第I半導(dǎo)體膜5等各半導(dǎo)體膜中的價(jià)帶上端的能級(jí)變化。接著，使用圖8A 圖8J對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10的制造方法進(jìn)行說明。圖8A 圖8J是示意表示本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的制造方法中的各工序的結(jié)構(gòu)的剖視圖。首先，如圖8A所示，作為基板I準(zhǔn)備玻璃基板。此外，在形成柵電極2之前，也可以通過等離子體CVD等在基板I上形成由氮化硅膜、氧化硅膜以及氮氧化硅膜等形成的底涂層。
接著，如圖SB所示，在基板I上形成預(yù)定形狀的柵電極2。例如，在基板I上通過濺射來成膜由鑰鎢(MoW)構(gòu)成的柵極金屬膜，通過使用光刻法以及濕式蝕刻法使柵極金屬膜圖案化，從而形成預(yù)定形狀的柵電極2。對(duì)于MoW的濕式蝕刻，例如可以使用以預(yù)定的配比混合磷酸(HPO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)以及水而得到的藥液來進(jìn)行。接著，如圖SC所示，覆蓋形成有柵電極2的基板I而形成柵極絕緣膜3。例如，通過等離子體CVD等成膜由氧化硅構(gòu)成的柵極絕緣膜3以覆蓋柵電極2。例如可以通過以預(yù)定的濃度比導(dǎo)入娃燒氣體(SiH4)和一氧化二氮?dú)怏w(N2O)來成膜氧化娃。接著，如圖8D所示，在柵極絕緣膜3上形成具有溝道區(qū)域的結(jié)晶硅薄膜4M。例如能夠通過等離子體CVD等來成膜由無定形硅(非晶硅)構(gòu)成的非晶硅薄膜，在進(jìn)行了脫氫退火處理之后，使非晶硅薄膜退火而結(jié)晶化，從而形成結(jié)晶硅薄膜4M。此外，例如可以通過以預(yù)定的濃度比導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2)來成膜非晶硅薄膜。此外，在本實(shí)施方式中，通過使用了準(zhǔn)分子激光的激光退火，使非晶硅薄膜結(jié)晶化，但作為結(jié)晶化的方法也可以使用使用了波長(zhǎng)370 900nm左右的脈沖激光的激光退火法；使用了波長(zhǎng)370 900nm左右的連續(xù)振蕩激光的激光退火法；或通過急速熱處理(RTP)實(shí)現(xiàn)的退火法。另外，也可以不是使非晶硅薄膜結(jié)晶化，而是通過由CVD進(jìn)行的直接生長(zhǎng)等的方法來成膜結(jié)晶硅薄膜4M。然后，通過對(duì)結(jié)晶硅薄膜4M進(jìn)行氫等離子體處理，對(duì)結(jié)晶硅薄膜4M的硅原子進(jìn)行氫化處理。氫等離子體處理例如通過如下方法進(jìn)行將含有H2、H2/氬(Ar)等的氫氣體的氣體作為原料，通過高頻(RF)電力(功率)使其產(chǎn)生氫等離子體，對(duì)結(jié)晶硅薄膜4M照射該氫等離子體。通過該氫等離子體處理，硅原子的懸空鍵(缺陷)以氫封端，結(jié)晶硅薄膜4M的結(jié)晶缺陷密度降低，結(jié)晶性提高。接著，如圖SE所示，在結(jié)晶硅薄膜4M的溝道區(qū)域上，形成由包括第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M的多個(gè)半導(dǎo)體膜構(gòu)成的層疊膜。另外，在該工序中，形成第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M，以使結(jié)晶硅薄膜4M、第I半導(dǎo)體膜5M以及第2半導(dǎo)體膜6M的導(dǎo)帶下端的能級(jí) 兩足EeiXEei的關(guān)系。在本實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5Μ和第2半導(dǎo)體膜6Μ在同一真空裝置內(nèi)連續(xù)地成膜。即，第I半導(dǎo)體膜5Μ和第2半導(dǎo)體膜6Μ不打破真空地進(jìn)行成膜。例如，在形成結(jié)晶硅薄膜4Μ之后，使用等離子體CVD等，通過預(yù)定的成膜條件在結(jié)晶硅薄膜4Μ上成膜無定形硅膜，從而能夠使第I半導(dǎo)體膜5Μ和第2半導(dǎo)體膜6Μ連續(xù)成膜。作為成膜條件，例如，可以為如下條件與形成結(jié)晶硅薄膜4Μ時(shí)的無定形硅膜的成膜條件相比，增大RF功率密度和/或減慢成膜速率。具體而言，可以使用平行平板型RF等離子體CVD裝置，以預(yù)定的濃度比導(dǎo)入硅烷氣體(SiH4)和氫氣(H2),使硅烷氣體的流量為5 15SCCm、使氫氣的流量為40 75sCCm、使壓力為I 3Torr、使RF功率為I O. 4kw/cm2且使電極基板間距離為200 600mm,從而成膜第I半導(dǎo)體膜5M以及第2半導(dǎo)體膜6M的層疊膜。在本實(shí)施方式中，使娃燒氣體的流量為lOsccm、使氫氣的流量為60sccm、使壓力為1. 5Torr、使RF功率為O. 25kw/cm2且使電極基板間距離為300mm來成膜。通過這樣的成膜條件，使無定形硅膜成膜為與結(jié)晶硅薄膜4接觸，從而使得在結(jié)晶硅薄膜4M的表面附近成膜的無定形硅膜能夠接著(繼承)結(jié)晶硅薄膜4M的結(jié)晶性而自然地進(jìn)行結(jié)晶化，隨著進(jìn)行成膜而遠(yuǎn)離結(jié)晶硅薄膜4M，膜中的結(jié)晶率變小，在結(jié)晶率成為零之后，作為結(jié)晶率為零的僅為無定形成分的無定形硅膜而成膜第2半導(dǎo)體膜6M。也即是，對(duì)于在結(jié)晶硅薄膜4M的表面附近成膜的無定形硅膜，結(jié)晶硅薄膜4M成為基底層而進(jìn)行結(jié)晶化，由此，自然地形成第I半導(dǎo)體膜5M和第2半 導(dǎo)體膜6M以使得下層(第I半導(dǎo)體膜5M)的結(jié)晶率比上層(第2半導(dǎo)體膜6M)的結(jié)晶率大?；蛘?，通過在無定形硅膜的成膜過程中積極切換成膜條件，也能夠成膜結(jié)晶率不同的第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M。例如，通過改變硅烷氣體(SiH4)以及氫氣(H2)的原料氣體的濃度比和/或流量，和/或改變真空裝置內(nèi)的壓力，能夠成膜結(jié)晶率不同的第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M。由此，能夠同時(shí)形成滿足ECP〈Ea的關(guān)系的第I半導(dǎo)體膜5M以及第2半導(dǎo)體膜6M。此外，這樣在本實(shí)施方式中，因?yàn)榈贗半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M通過連續(xù)成膜來形成，所以也能夠考慮設(shè)為由結(jié)晶率不同的兩層(第I半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層)構(gòu)成的單一膜。另外，通過該工序，能夠形成包含電子親合力不同的第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M的半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施方式中，能夠形成第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M，以使第I半導(dǎo)體膜5M的電子親合力比第2半導(dǎo)體膜6M的電子親合力大。另外，通過該工序，能夠形成包含帶隙不同的第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M的半導(dǎo)體膜。在本實(shí)施方式中，能夠形成第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M，以使第I半導(dǎo)體膜5M的帶隙比第2半導(dǎo)體膜6M的帶隙更接近結(jié)晶硅薄膜4M的帶隙。接著，如圖8F所示，在第2半導(dǎo)體膜6M上形成成為接觸層7的接觸層用膜7M。例如，通過等離子體CVD，成膜由摻雜了磷等5價(jià)元素的雜質(zhì)的無定形硅構(gòu)成的接觸層用膜7M。此外，接觸層用膜7M也可以由下層低濃度的電場(chǎng)緩和層和上層高濃度的接觸層這兩層構(gòu)成。低濃度的電場(chǎng)緩和層可以通過摻雜lX1017atm/cm3左右的磷來形成。上述兩層能夠在例如CVC裝置中連續(xù)地形成。接著，如圖SG所示，通過實(shí)施光刻以及蝕刻，使由結(jié)晶硅薄膜4M、第I半導(dǎo)體膜5M、第2半導(dǎo)體膜6M以及接觸層用膜7M構(gòu)成的層疊構(gòu)造體圖案化，形成由結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5、第2半導(dǎo)體膜6M1以及接觸層用膜7M1構(gòu)成的島狀的層疊構(gòu)造體。例如，通過在接觸層用膜7M上涂覆抗蝕劑，進(jìn)行曝光以及顯影，從而在結(jié)晶硅薄膜4M以及第I半導(dǎo)體膜5M的與預(yù)定的溝道區(qū)域?qū)?yīng)的部分留下該抗蝕劑而選擇性地形成抗蝕劑。然后，通過將該抗蝕劑作為掩模來實(shí)施干式蝕刻，使結(jié)晶硅薄膜4M、第I半導(dǎo)體膜5M、第2半導(dǎo)體膜6M以及接觸層用膜7M圖案化，從而形成預(yù)定形狀的結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5、第2半導(dǎo)體膜6M1以及接觸層用膜7M1。接著，如圖8H所示，成膜由構(gòu)成源電極8S以及漏電極8D的材料構(gòu)成的源極漏極金屬膜8M，以覆蓋島狀的層疊構(gòu)造體。在本實(shí)施方式中，通過濺射法成膜MoW/Al/MoW的三層構(gòu)造的源極漏極金屬膜SM。接著，如圖81所示，通過實(shí)施光刻以及蝕刻，使源極漏極金屬膜SM圖案化，形成預(yù)定形狀的源電極8S以及漏電極8D。例如，通過在源極漏極金屬膜SM上涂覆抗蝕劑，進(jìn)行曝光以及顯影，從而在成為源電極8S以及漏電極8D的部分選擇性地形成預(yù)定形狀的抗蝕劑。接著，通過將該抗蝕劑作為掩模來實(shí)施濕式蝕刻，使源極漏極金屬膜8M圖案化，從而能夠形成預(yù)定形狀的源電極8S以及漏電極8D。此時(shí)，在溝道區(qū)域上，接觸層用膜7M1作為蝕刻阻止層發(fā)揮功能。接著，如圖8J所示，通過將源電極8S以及漏電極8D上的抗蝕劑(未圖示)作為掩模來實(shí)施干式蝕刻，對(duì)露出的接觸層用膜7M1以及第2半導(dǎo)體膜6M1進(jìn)行蝕刻而使其分離，從而形成一對(duì)接觸層7以及一對(duì)第2半導(dǎo)體膜6。通過該蝕刻，除去與源電極8S和漏電極8D之間的區(qū)域?qū)?yīng)的第I半導(dǎo)體膜5的上層的一部分。由此，與源電極8S和漏電極8D之間對(duì)應(yīng)的第I半導(dǎo)體膜5的區(qū)域成為凹形狀。這樣，通過對(duì)第I半導(dǎo)體膜5的上層進(jìn)行蝕亥IJ，能夠形成所希望的膜厚的溝道層(結(jié)晶硅薄膜4以及第I半導(dǎo)體膜5)。然后，雖然沒有圖示，但除去并清洗源電極8S以及漏電極8D上的抗蝕劑。這樣，能夠制造本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10。此外，在本實(shí)施方式涉及的制造方法中，第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M通過在同一真空裝置內(nèi)連續(xù)成膜來形成，但也可以使第I半導(dǎo)體膜5M和第2半導(dǎo)體膜6M在不 同的工序中通過不同的成膜條件來分別成膜。由此，能夠抑制第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的元件間的不均，能夠?qū)崿F(xiàn)適于大型面板的薄膜晶體管器件。另外，在本實(shí)施方式涉及的制造方法中，結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6通過在同一工序中同時(shí)進(jìn)行蝕刻來形成了圖案，但也可以在不同的工序中進(jìn)行結(jié)晶硅薄膜4的圖案化和第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的圖案化。在該情況下，第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6可以是與結(jié)晶硅薄膜4相同的形狀，也可以是與結(jié)晶硅薄膜4不同的形狀。另外，在本實(shí)施方式涉及的制造方法中，在成膜第I半導(dǎo)體膜5M以及第2半導(dǎo)體膜6M的工序中，通過調(diào)整成膜條件，從而改變第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6中的電子親合力、結(jié)晶率或帶隙，對(duì)導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行了調(diào)整，但不限于此。例如，在成膜第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的工序中，也可以通過使以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5含有碳等雜質(zhì)，從而對(duì)導(dǎo)帶下端的能級(jí)進(jìn)行調(diào)整?；蛘?，在調(diào)整價(jià)帶上端的能級(jí)的情況下，在成膜第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的工序中，也可以使以硅為主成分的第I半導(dǎo)體膜5含有鍺等雜質(zhì)。此外，在使第I半導(dǎo)體膜5含有碳、鍺等雜質(zhì)的情況下，優(yōu)選使第I半導(dǎo)體膜5和第2半導(dǎo)體膜6以不同的工序來成膜。接著，使用圖9對(duì)將上述的實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件10應(yīng)用于顯示裝置的例子進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，對(duì)應(yīng)用于有機(jī)EL顯示裝置的例子進(jìn)行說明。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的有機(jī)EL顯示裝置的局部剖切立體圖。上述的薄膜晶體管器件10可以作為有機(jī)EL顯示裝置中的有源矩陣基板的開關(guān)晶體管或驅(qū)動(dòng)晶體管來使用。如圖9所示，有機(jī)EL顯示裝置20具備有源矩陣基板(TFT陣列基板)21 ;多個(gè)像素22，其在有源矩陣基板21中呈矩陣狀配置；有機(jī)EL元件23，其與多個(gè)像素22各自對(duì)應(yīng)而形成；多條柵極線27，其沿像素22的行方向形成；多條源極線28，其沿像素22的列方向形成；以及電源線29 (未圖示)，其與源極線28并行地形成。有機(jī)EL元件23具有在有源矩陣基板21上依次層疊的陽極24、有機(jī)EL層25以及陰極26 (透明電極)。此外，實(shí)際上與像素22對(duì)應(yīng)而形成有多個(gè)陽極24。另外，有機(jī)EL層25構(gòu)成為層疊有電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層等各層。
接著，使用圖10對(duì)上述有機(jī)EL顯示裝置20中的像素22的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖10是表示使用本發(fā)明實(shí)施方式涉及的薄膜晶體管器件的像素的電路結(jié)構(gòu)的圖。如圖10所示，各像素22由正交的柵極線27與源極線28來區(qū)劃，具備驅(qū)動(dòng)晶體管31、開關(guān)晶體管32、電容器33、和有機(jī)EL元件23。驅(qū)動(dòng)晶體管31為驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL元件23的晶體管，另外，開關(guān)晶體管32為用于選擇像素22的晶體管。驅(qū)動(dòng)晶體管31中，柵電極3IG與開關(guān)晶體管32的漏電極32D連接，源電極3IS經(jīng)由中繼電極(未圖示)與有機(jī)EL元件23的陽極連接，漏電極3ID與電源線29連接。另外，開關(guān)晶體管32中，柵電極32G與掃描線27連接，源電極32S與圖像信號(hào)線28連接，漏電極32D與電容器33 和驅(qū)動(dòng)晶體管31的柵電極3IG連接。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)向柵極線27輸入柵極信號(hào)、使開關(guān)晶體管32為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，經(jīng)由源極線28供給的圖像信號(hào)電壓被寫入電容器33。然后，寫入電容器33的圖像信號(hào)電壓被保持I幀期間。根據(jù)該保持的圖像信號(hào)電壓，驅(qū)動(dòng)晶體管31的電導(dǎo)模擬地(連續(xù)性)變化，與發(fā)光色階(灰度等級(jí))對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流從有機(jī)EL元件23的陽極流向陰極，有機(jī)EL元件33發(fā)光。由此，能夠顯示預(yù)定的圖像。此外，在本實(shí)施方式中，對(duì)使用了有機(jī)EL元件的有機(jī)EL顯示裝置進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以適用于液晶顯示裝置等使用有源矩陣基板的其他顯示裝置。另外，關(guān)于這樣構(gòu)成的顯示裝置，可以作為平板顯示器來利用，可以適用于電視機(jī)、個(gè)人電腦、便攜電話等所有的具有顯示面板的電子設(shè)備。以上，基于實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件及其制造方法進(jìn)行了說明，但本發(fā)明涉及的薄膜晶體管器件及其制造方法不限于上述的實(shí)施方式。例如，在上述的實(shí)施方式中，第I半導(dǎo)體膜5構(gòu)成為其結(jié)晶硅粒的結(jié)晶粒徑隨著朝向結(jié)晶硅薄膜4而逐漸增大，但也可以構(gòu)成為使第I半導(dǎo)體膜5所包含的晶粒(結(jié)晶硅粒)的密度隨著朝向結(jié)晶硅薄膜4而逐漸增大。在該情況下，第I半導(dǎo)體膜5的厚度方向的結(jié)晶率也向著結(jié)晶娃薄I吳4而逐漸變聞。另外，在上述的實(shí)施方式中，源電極8S以及漏電極8D是在使包括結(jié)晶硅薄膜4、第I半導(dǎo)體膜5以及第2半導(dǎo)體膜6的層疊膜圖案化之后形成的，但不限于該方法。例如，也可以在成膜第I半導(dǎo)體膜5M、第2半導(dǎo)體膜6M以及接觸層用膜7M之后(圖8F)，接著形成源極漏極金屬膜8M，然后使包括第I半導(dǎo)體膜5、第2半導(dǎo)體膜6、接觸層用膜7M以及源極漏極金屬膜SM的層疊膜圖案化成預(yù)定形狀，然后，使源極漏極金屬膜SM分離形成為源電極8S和漏電極8D。在該情況下，通過作為層疊膜的圖案化掩模而使用半色調(diào)掩?；蚧疑{(diào)掩模，能夠?qū)⑵毓獯螖?shù)減少I次，能夠簡(jiǎn)化工藝。此外，通過這樣形成，能夠得到如圖11所示的結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管器件11。另外，在上述的實(shí)施方式中，對(duì)第I半導(dǎo)體膜5的上部被蝕刻的情況進(jìn)行了說明，但也可以不蝕刻第I半導(dǎo)體膜5的上部而使蝕刻停止在第2半導(dǎo)體膜6的上部。在該情況下，因?yàn)樵诒∧ぞw管器件的背溝道留有高電阻的膜，所以能夠降低截止電流。此外，對(duì)各實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域的技術(shù)人員能想到的各種變形而得到方式、以及在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)通過任意地組合各實(shí)施方式中的構(gòu)成要素及功能而實(shí)現(xiàn)的方式也包含在本發(fā)明中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的薄膜晶體管器件能夠廣泛地利用于電視機(jī)、個(gè)人電腦、便攜電話等的 顯示裝置或其它各種電氣設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管器件，具備柵電極，其形成于基板上；柵極絕緣膜，其形成于所述柵電極上；結(jié)晶硅薄膜，其形成于所述柵極絕緣膜上；第I半導(dǎo)體膜，其形成于所述結(jié)晶硅薄膜上；一對(duì)第2半導(dǎo)體膜，其形成于所述第I半導(dǎo)體膜上；源電極，其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的一方的上方；以及漏電極，其形成于所述一對(duì)第2半導(dǎo)體膜的另一方的上方，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為ECT、Ea，則ECT〈Ea。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力與所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力比所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙與所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙比所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙更接近所述結(jié)晶硅薄膜的帶隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜以及所述第2半導(dǎo)體膜是無定形硅膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率與所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率比所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜與所述結(jié)晶硅薄膜接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的薄膜晶體管器件，所述結(jié)晶硅薄膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ect和所述第I半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)Ea被調(diào)整成在所述結(jié)晶硅薄膜與所述第I半導(dǎo)體膜的接合部分不產(chǎn)生尖峰。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的薄膜晶體管器件，從所述第I半導(dǎo)體膜到所述結(jié)晶硅薄膜，在所述第I半導(dǎo)體膜和所述結(jié)晶硅薄膜的導(dǎo)帶沒有勢(shì)壘。
12.根據(jù)權(quán)利要求9 11中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件，所述第I半導(dǎo)體膜包含碳和鍺的任一方。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 12中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件，與所述源電極和所述漏電極之間對(duì)應(yīng)的所述第I半導(dǎo)體膜的區(qū)域?yàn)榘夹螤睢?br> 14.一種薄膜晶體管器件的制造方法，包括第I工序，準(zhǔn)備基板；第2工序，在所述基板上形成柵電極；第3工序，在所述柵電極上形成柵極絕緣膜；第4工序，在所述柵極絕緣膜上形成結(jié)晶硅薄膜；第5工序，在所述結(jié)晶硅薄膜上形成包括第I半導(dǎo)體膜、第2半導(dǎo)體膜和接觸層的層疊第6工序，將所述結(jié)晶硅薄膜、所述第I半導(dǎo)體膜、所述第2半導(dǎo)體膜以及所述接觸層圖案化成預(yù)定形狀；以及第7工序，在所述第2半導(dǎo)體膜上形成源電極以及漏電極，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜及所述第2半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為Ea，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為EaXEatl
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力與所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力不同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的電子親合力比所述第2半導(dǎo)體膜的電子親合力大。
17.根據(jù)權(quán)利要求14 16中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為帶隙不同。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的帶隙比所述第2半導(dǎo)體膜的帶隙更接近所述結(jié)晶硅薄膜的帶隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求14 18中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜以及所述第2半導(dǎo)體膜由無定形硅膜形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄膜晶體管器件的制造方法，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜是以硅為主成分的半導(dǎo)體膜，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為結(jié)晶率不同。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為所述第I半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率比所述第2半導(dǎo)體膜的結(jié)晶率大。
22.根據(jù)權(quán)利要求14 21中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，所述第I半導(dǎo)體膜形成為與所述結(jié)晶硅薄膜接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，使所述第I半導(dǎo)體膜含有碳和鍺的任一方。
24.根據(jù)權(quán)利要求14 23中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第5工序中，在同一真空裝置內(nèi)連續(xù)地成膜所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜。
25.根據(jù)權(quán)利要求14 24中任一項(xiàng)所述的薄膜晶體管器件的制造方法，在所述第7工序之后，包括將與所述源電極和所述漏電極之間對(duì)應(yīng)的所述接觸層以及所述第I半導(dǎo)體膜的上層的一部分除去的工序。
26.一種薄膜晶體管器件的制造方法，包括第I工序，準(zhǔn)備基板；第2工序，在所述基板上形成柵電極；第3工序，在所述柵電極上形成柵極絕緣膜；第4工序，在所述柵極絕緣膜上形成結(jié)晶硅薄膜；第5工序，在所述結(jié)晶硅薄膜上形成包括第I半導(dǎo)體膜、第2半導(dǎo)體膜和接觸層的層疊第6工序，在所述接觸層上形成源極漏極金屬膜；以及第7工序，在將所述第I半導(dǎo)體膜、所述第2半導(dǎo)體膜、所述接觸層以及所述源極漏極金屬膜圖案化成預(yù)定形狀之后，將所述源極漏極金屬膜分離成源電極和漏電極，將所述結(jié)晶硅薄膜和所述第I半導(dǎo)體膜及所述第2半導(dǎo)體膜的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為Ea，在所述第5工序中，將所述第I半導(dǎo)體膜和所述第2半導(dǎo)體膜形成為EaXEatl
全文摘要
本發(fā)明提供一種能抑制突增現(xiàn)象、且具有優(yōu)異的TFT特性的薄膜晶體管器件及其制造方法。薄膜晶體管器件具備柵電極(2)，其形成于基板(1)上；柵極絕緣膜(3)，其形成于柵電極(2)上；結(jié)晶硅薄膜(4)，其形成于柵極絕緣膜(3)上；第1半導(dǎo)體膜(5)，其形成于結(jié)晶硅薄膜(4)上；一對(duì)第2半導(dǎo)體膜(6)，其形成于第1半導(dǎo)體膜(5)上；源電極(8S)，其形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜(6)的一方的上方；以及漏電極(8D)，其形成于一對(duì)第2半導(dǎo)體膜(6)的另一方的上方，將結(jié)晶硅薄膜(4)和第1半導(dǎo)體膜(5)的導(dǎo)帶下端的能級(jí)分別設(shè)為ECP、EC1，則ECP<EC1。
文檔編號(hào)H01L21/336GK103026492SQ20128000208
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者鐘之江有宣, 川島孝啟, 林宏, 河內(nèi)玄士朗 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社, 松下液晶顯示器株式會(huì)社