專利名稱：薄膜晶體管及其制造方法以及使用該薄膜晶體管的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以及使用該薄膜晶體管的顯示 裝置，更具體地，本發(fā)明涉及一種薄膜晶體管，其具有用在溝道區(qū)域中
的結(jié)晶化半導體層并降低了晶體管特性的不均勻性，本發(fā)明還涉及該薄 膜晶體管的制造方法以及使用該薄膜晶體管的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來作為一種平板顯示裝置而受到關(guān)注的有機電致發(fā)光(EL)顯示 裝置利用了當使電流流過有機材料時出現(xiàn)的發(fā)光現(xiàn)象。因此，有機EL 顯示裝置由于具有自發(fā)光特性，所以在作為具有高色彩再現(xiàn)性、高對比 度、高速響應(yīng)性、薄型結(jié)構(gòu)等的顯示裝置方面具有巨大的潛力。
在用于有機EL顯示裝置的驅(qū)動系統(tǒng)中，各像素中分別具有薄膜晶 體管的有源矩陣系統(tǒng)在高清晰度和大屏幕化方面優(yōu)于無源矩陣系統(tǒng)，并 且是有機EL顯示裝置的必不可少的技術(shù)。
這里，作為構(gòu)成有源矩陣型有機EL顯示裝置的薄膜晶體管，至少 需要用于控制像素的亮和暗的開關(guān)晶體管以及用于控制有機EL元件的 發(fā)光的驅(qū)動晶體管。因為流過驅(qū)動晶體管的電流量直接反映在像素的亮 度中，所以這些晶體管中的驅(qū)動晶體管需要具有令人滿意的導通(ON)特 性。此外，因為在發(fā)光時間段內(nèi)需要將電壓連續(xù)地施加給驅(qū)動晶體管， 所以驅(qū)動晶體管需要具有高可靠性。
為了實現(xiàn)較高的導通(ON)特性和較高的可靠性，已經(jīng)提出了把使用 結(jié)晶化硅的制造過程引入進來的方案。以前被引入到液晶顯示裝置中的利用準分子激光器的多晶硅處理是人們通常知道的一般結(jié)晶硅處理。例
如日本專利特許公開No. Hei 10-242052披露了該技術(shù)。
然而，準分子激光器是使用了氣體激光器的脈沖激光器。因而，準 分子激光器向非晶硅照射線狀激光束，同時該線狀激光束在垂直于長軸 的方向上移動，從而熔化非晶硅。因為準分子激光器是脈沖激光器，所 以脈沖的強度不均會直接關(guān)系到結(jié)晶化的不均，并因此導致特性的不均。 在有機EL顯示裝置的情況下，這種特性上的差異直接導致亮度差異，并 且在視覺上被視為不均勻。關(guān)于這一點，盡管可以根據(jù)照射階段中的重 疊量等的條件來抑制特性的不均，但是也難于對此找出根本的解決方案。
另一方面，開發(fā)了一種通過掃描來自于固體激光器的連續(xù)振蕩的激 光束而進行的非晶硅的結(jié)晶化方法。該方法的優(yōu)點在于，因為可以實現(xiàn) 連續(xù)照射，所以在準分子激光器的情況下不會出現(xiàn)因脈沖不均所致的特 性不均勻的問題。為此，正在對該方法進行開發(fā)。
然而，當激光束以如上所述的掃描方式照射至非晶硅時，掃描速度 比硅或金屬的導熱速度慢很多。因此，當激光束到達柵極電極端時，熱 量突然被柵極電極的金屬吸收，因而在與柵極電極端相距短距離的非晶 硅的部分中不能得到足夠的結(jié)晶性。另一方面，在與柵極電極端相距足 夠距離的非晶硅的區(qū)域中，熱量在柵極電極中充分地累積，可以得到極 好的結(jié)晶性。即使結(jié)晶性不好的區(qū)域不位于溝道區(qū)域上的情形以及結(jié)晶 性不好的區(qū)域位于溝道區(qū)域上的情形下，也會由于與源極電極的接觸的 劣化而引起特性的劣化及特性的差異。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述這些情況提出了本發(fā)明，且本發(fā)明的目的是提供一種薄膜 晶體管，其具有用在溝道區(qū)域中的結(jié)晶化半導體層，并且降低了晶體管 特性的不均勻性，本發(fā)明還提供該薄膜晶體管的制造方法以及使用該薄 膜晶體管的顯示裝置。
為了達到上述的要求，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種薄膜
晶體管，其包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜而形成于柵極電極上的結(jié) 晶化半導體層；以及分別隔著與結(jié)晶化半導體層相接觸的雜質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極電極，其中， 當從結(jié)晶化半導體層中與漏極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導體層中與 柵極電極的漏極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為漏極側(cè)長度， 從結(jié)晶化半導體層中與源極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導體層中與柵 極電極的源極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源極側(cè)長度，漏 極電極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為漏極側(cè) 接觸長度，源極電極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被 定義為源極側(cè)接觸長度時，源極側(cè)長度比漏極側(cè)長度長，并且源極側(cè)接 觸長度比漏極側(cè)接觸長度長。
在上述的本發(fā)明實施例中，在薄膜晶體管中將源極側(cè)長度設(shè)置為比 漏極側(cè)長度長，并將源極側(cè)接觸長度設(shè)置為比漏極側(cè)接觸長度長，這樣 就可以降低在源極側(cè)的柵極電極端中的溝道區(qū)域結(jié)晶性劣化的影響。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供了一種薄膜晶體管制造方法，該方 法包括以下步驟在基板上形成柵極電極；形成至少覆蓋柵極電極的柵 極絕緣膜；在柵極絕緣膜上形成非晶半導體層，并向該非晶半導體層照 射激光束，由此形成結(jié)晶化半導體層；隔著雜質(zhì)摻雜層分別在結(jié)晶化半 導體層的兩端側(cè)上形成漏極電極和源極電極；其中，當從結(jié)晶化半導體 層中與漏極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導體層中與柵極電極的漏極電 極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為漏極側(cè)長度，從結(jié)晶化半導體層 中與源極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導體層中與柵極電極的源極電極 側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的雜質(zhì)摻 雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為漏極側(cè)接觸長度，源極電 極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為源極側(cè)接觸 長度時，將源極側(cè)長度形成為比漏極側(cè)長度長，并且將源極側(cè)接觸長度 形成為比漏極側(cè)接觸長度長。
在上述的本發(fā)明另一實施例中，在將非晶半導體層重新形成為結(jié)晶 化半導體層的薄膜晶體管制造方法中，將源極側(cè)長度形成為比漏極側(cè)長 度長，并且將源極側(cè)接觸長度形成為比漏極側(cè)接觸長度長。因此，可以 降低在源極側(cè)的柵極電極端中的溝道區(qū)域結(jié)晶性劣化的影響。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，提供一種顯示裝置，其包括由多個像素構(gòu)成的顯示區(qū)域和用于驅(qū)動構(gòu)成該顯示區(qū)域的所述多個像素的薄膜晶體 管，各個所述薄膜晶體管包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜而形成于柵 極電極上的結(jié)晶化半導體層；以及分別隔著與結(jié)晶化半導體層相接觸的 雜質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極 電極，其中，當從結(jié)晶化半導體層中與漏極電極相接觸的端部至結(jié)晶化 半導體層中與柵極電極的漏極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為 漏極側(cè)長度，從結(jié)晶化半導體層中與源極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半 導體層中與柵極電極的源極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源 極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被 定義為漏極側(cè)接觸長度，源極電極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相 接觸的長度被定義為源極側(cè)接觸長度時，源極側(cè)長度比漏極側(cè)長度長， 并且源極側(cè)接觸長度比漏極側(cè)接觸長度長。
在上述的本發(fā)明又一實施例中，在各個用于驅(qū)動構(gòu)成顯示區(qū)域的多 個像素的薄膜晶體管中，源極側(cè)長度被設(shè)置為比漏極側(cè)長度長，并且源 極側(cè)接觸長度被設(shè)置為比漏極側(cè)接觸長度長。因此，可以降低在源極側(cè) 的柵極電極端中的溝道區(qū)域結(jié)晶性劣化的影響。
根據(jù)本發(fā)明，由于在進行溝道區(qū)域的結(jié)晶化時可以降低在源極側(cè)的 柵極電極端中的結(jié)晶性劣化的影響，所以可以抑制晶體管特性的不均。


圖1是示出了本發(fā)明實施例薄膜晶體管的示意性剖面圖2A 圖2E分別是說明了本發(fā)明實施例薄膜晶體管制造方法的各 個步驟的示意性剖面圖3是說明了當源極側(cè)長度(AL2)改變時晶體管特性變化的圖表；
圖4是說明了由于漏極側(cè)接觸長度的變化和源極側(cè)接觸長度的變化 所致的薄膜晶體管導通(ON)特性變化的圖表；
圖5是說明了由于漏極側(cè)接觸長度的變化所致的導通(ON)特性變化 與由于源極側(cè)接觸長度的變化所致的導通(ON)特性變化之間的差的圖 表；圖6是示出了用于有機EL顯示裝置的像素電路的等效電路圖7是示出了作為本發(fā)明實施例顯示裝置的示例的平板型模塊形狀 顯示裝置的示意圖8是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的一個應(yīng)用例的電視機的 立體圖9A和圖9B分別是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的另一應(yīng)用 例的數(shù)碼相機從前側(cè)和后側(cè)所視的立體圖10是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的又一應(yīng)用例的筆記本 電腦的立體圖11是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的再一應(yīng)用例的攝像機 的立體圖12A 圖12G分別是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的另外一 個應(yīng)用例的諸如手機等移動終端設(shè)備在打開狀態(tài)下的前視圖和側(cè)視圖以 及在閉合狀態(tài)下的前視圖、左視圖、右視圖、俯視圖和仰視圖13是示出了顯示攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖14是示出了圖13所示的I/0(輸入/輸出)顯示面板的結(jié)構(gòu)的框以及
圖15是說明了像素與用于傳感器讀取的H驅(qū)動器之間的連接關(guān)系 的電路圖，其中一部分以框圖示出。
具體實施例方式
下面參照附圖，詳細說明本發(fā)明的各優(yōu)選實施例。
薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)
圖1是示出了本發(fā)明實施例薄膜晶體管的示意性剖面圖。本發(fā)明實 施例的薄膜晶體管1的特征在于，當通過采用激光掃描系統(tǒng)來將用于溝 道區(qū)域的非晶半導體層結(jié)晶化時，使得會影響晶體管特性的源極接觸和 漏極接觸之間的差異最小化，從而抑制了晶體管特性的不均。
如圖1所示，本實施例的薄膜晶體管1包括柵極電極11、結(jié)晶化半導體層13以及漏極電極15a和源極電極15b。在此情況下，柵極電極11 形成于絕緣基板10上。結(jié)晶化半導體層13隔著柵極絕緣膜12形成于柵 極電極11上。此外，漏極電極15a和源極電極15b分別隔著各自與結(jié)晶 化半導體層13相接觸的雜質(zhì)摻雜層14a和14b而分別設(shè)置在結(jié)晶化半導 體層13的兩端側(cè)上。
在本實施例的薄膜晶體管1中，從結(jié)晶化半導體層13中與漏極電極 15a接觸的端部至結(jié)晶化半導體層13中與柵極電極11的在漏極電極15a 側(cè)的端部相對應(yīng)的位置的距離被設(shè)為AL1。從結(jié)晶化半導體層13中與源 極電極15b接觸的端部至結(jié)晶化半導體層13中與柵極電極11的在源極 電極15b側(cè)的端部相對應(yīng)的位置的距離被設(shè)為AL2。在漏極電極15a側(cè)的 雜質(zhì)摻雜層14a與結(jié)晶化半導體層13相接觸的長度被設(shè)為漏極側(cè)接觸長 度CT1。此外，在源極電極15b側(cè)的雜質(zhì)摻雜層14b與結(jié)晶化半導體層 13相接觸的長度被設(shè)為源極側(cè)接觸長度CT2。在此例中，源極側(cè)長度AL2 被設(shè)置為比漏極側(cè)長度AL1長，并且源極側(cè)接觸長度CT2被設(shè)置為比漏 極側(cè)接觸長度CT1長。
這里，如后文將述及的，源極側(cè)長度AL2優(yōu)選設(shè)為2nm以上。此外， 如后文將述及的，源極側(cè)接觸長度CT2優(yōu)選設(shè)為5 |im以上。
在本實施例的薄膜晶體管1中，源極側(cè)長度AL2被設(shè)置為比漏極側(cè) 長度AL1長，并且源極側(cè)接觸長度CT2被設(shè)置為比漏極側(cè)接觸長度CT1 長，這樣就可以減輕結(jié)晶化半導體層13在源極側(cè)的柵極電極端處的結(jié)晶 性劣化，即，可以降低由激光束的照射所導致的對結(jié)晶化半導體層13的 結(jié)晶性的影響。因此，可以構(gòu)成具有穩(wěn)定特性的薄膜晶體管。
具體地，在本實施例的薄膜晶體管1的制造過程中，通過激光束的 照射，非晶半導體層被結(jié)晶化為結(jié)晶化半導體層13。在激光束的照射過 程中，當激光束到達柵極電極端時，熱量從通過激光束的照射而被加熱 的硅經(jīng)過柵極絕緣膜12擴散至柵極電極11。因此，應(yīng)當用來使硅結(jié)晶化 的熱量受到了損失，由此導致結(jié)晶性的劣化。
另外，當激光束的照射繼續(xù)進行時，因為柵極電極11已被充分地加 熱并且熱量達到飽和，所以防止了熱量擴散至柵極電極11。因此，可以獲得穩(wěn)定的結(jié)晶性。由于這些現(xiàn)象，導致了一個問題，目卩在柵極電極 端和任何其它部分之間出現(xiàn)了的結(jié)晶性差異，于是薄膜晶體管的特性不 均。
這里，只有源極側(cè)會對薄膜晶體管的導通(ON)特性產(chǎn)生很大的影響。
因此，應(yīng)充分確保從結(jié)晶化半導體層13中的在源極電極15b側(cè)的柵極電 極11端部處的位置至結(jié)晶化半導體層13中與源極電極15b接觸的端部 的距離AL2。此外，應(yīng)充分確保作為結(jié)晶化半導體層13與源極電極15b 側(cè)的雜質(zhì)摻雜層14b之間的接觸長度的源極側(cè)接觸長度CT2。此外，應(yīng) 充分確保結(jié)晶化半導體層13與源極電極15b側(cè)的雜質(zhì)摻雜層14b之間的 接觸面積。這樣，就能在沒有限制的情況下，降低具有劣化的結(jié)晶性的 柵極電極端所帶來的影響。因此，可以獲得具有較小不均性的晶體管特 性。
應(yīng)當指出，增大長度AL (漏極側(cè)長度AL1或源極側(cè)長度AL2)會導致 柵極電極11和源極電極15b之間寄生電容Cgs的增大以及柵極電極11 和漏極電極15a之間寄生電容Cgd的增大。在此情況下，寄生電容的增 大會導致驅(qū)動電壓發(fā)生變化，并且該變化會引起亮度差異并因此在視覺 上被視為不均勻。然而，如后文將述及的，由于沒有找出薄膜晶體管1 中導通(0N)特性對漏極側(cè)長度AL1的依賴關(guān)系，所以通過將漏極側(cè)長度 AL1的尺寸設(shè)為根據(jù)制造工藝能夠加工出來的大約1 Mm,來降低寄生電 容。此外，在寄生電容方面會成為問題的部分與該漏極部分相連接，從 而可以改善特性的不均，同時抑制了關(guān)于寄生電容的問題。
薄膜晶體管的制造方法
圖2A 圖2E分別是說明了本發(fā)明實施例薄膜晶體管制造方法的各 個步驟的示意性剖面圖。首先，如圖2A所示，利用濺射方法等方法在絕 緣基板10的表面上沉積鉬膜，并且對該鉬膜進行例如光刻處理和適當?shù)?蝕刻處理，從而形成柵極電極ll。
隨后，例如利用等離子體化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition, CVD)方法來形成由層疊膜制成的柵極絕緣膜12，該層疊膜由氮化硅和氧 化硅構(gòu)成。另外，在柵極絕緣膜12上連續(xù)地沉積非晶硅層13'以及氧化硅膜21，該氧化硅膜21作為用于防止金屬擴散到非晶硅層13'中的緩沖 層。然后，利用濺射方法在氧化硅膜21上沉積鉬膜22，該鉬膜22作為 用于吸收激光束的能量并將激光束的能量轉(zhuǎn)化成熱量的金屬層(熱轉(zhuǎn)化 層)。
然后，如圖2B所示，利用固體激光器等器件將連續(xù)的激光束例如從 薄膜晶體管的源極區(qū)域側(cè)開始照射，并最終以掃描的方式實現(xiàn)照射，從 而使非晶硅層13'結(jié)晶化。在該結(jié)晶化過程中形成了結(jié)晶化半導體層13。
在完成了非晶硅層13'的結(jié)晶化之后，依次蝕刻掉不再需要的鉬膜 22和氧化硅膜21。接下來，如圖2C所示，例如利用等離子體CVD方法 在結(jié)晶化半導體層13上形成作為蝕刻阻擋層16的氮化硅膜。
蝕刻阻擋層16被形成為如前文所述使得源極側(cè)長度AL2和漏極側(cè)長 度AL1呈現(xiàn)出AL2〉A(chǔ)L1的關(guān)系。在結(jié)晶化半導體層13中，在蝕刻阻擋 層16的正下方形成溝道區(qū)域，并且分別在該溝道區(qū)域的兩側(cè)形成源極區(qū) 域和漏極區(qū)域。
隨后，如圖2D所示，形成由n+型非晶硅膜制成的雜質(zhì)摻雜層14， 該雜質(zhì)摻雜層14覆蓋住蝕刻阻擋層16以及在結(jié)晶化半導體層13周邊上 的露出部分。另外，形成覆蓋住雜質(zhì)摻雜層14的金屬層15。
之后，如圖2E所示，當選擇性地蝕刻掉位于蝕刻阻擋層16上方的 金屬層15和雜質(zhì)摻雜層14時，由雜質(zhì)摻雜層14和金屬層15構(gòu)成的堆 疊層被分成兩部分。也就是說，在漏極側(cè)形成了雜質(zhì)摻雜層14a和漏極 電極15a，在源極側(cè)形成了雜質(zhì)摻雜層14b和源極電極15b。然后，在其 整個表面上形成作為鈍化膜的氮化硅膜(未示出)等，從而完成了逆交錯型 薄膜晶體管(inversely-staggered thin film transistor)。
通過實施按上述的制造方法，可以得到這樣的薄膜晶體管1，其中 源極側(cè)長度AL2被設(shè)置為比漏極側(cè)長度AL1長，并且源極側(cè)接觸長度CT2 被設(shè)置為比漏極側(cè)接觸長度CT1長。
薄膜晶體管的特性
圖3是說明了當源極側(cè)長度AL2改變時晶體管特性變化的圖表。在 圖3中，橫坐標軸表示源極側(cè)長度AL2，縱坐標軸表示作為薄膜晶體管1的特性之一的導通(ON)特性。在此情況下，漏極側(cè)長度AL1在該圖表中 用作參數(shù)。
從圖3可以看出，沒有找出薄膜晶體管1的導通(ON)特性對漏極側(cè) 長度AL1的依賴關(guān)系。另一方面，可以看出當源極側(cè)長度AL2增大時， 導通(ON)特性得到改善。具體地，當確保源極側(cè)長度AL2為2 nm以上時， 導通(ON)特性具有呈飽和的趨勢。因此可以說，該趨勢足以抑制晶體管 特性的不均。
圖4是說明了由于漏極側(cè)接觸長度CT1的變化和源極側(cè)接觸長度 CT2的變化所致的薄膜晶體管1的導通(ON)特性變化的圖表。該圖中的 一條特性曲線對應(yīng)于漏極側(cè)接觸長度CT1的變化，該圖中的另一條特性 曲線對應(yīng)于源極側(cè)接觸長度CT2的變化。應(yīng)當指出，關(guān)于該漏極側(cè)接觸 長度CT1和該源極側(cè)接觸長度CT2的特性曲線，是在另一側(cè)接觸長度被 設(shè)為3pm的情況下測得的。盡管可以看出，只要是任何一側(cè)接觸長度變 長的情況下那么導通(ON)特性就會得到改善，但是由源極側(cè)接觸長度 CT2的變化所帶來的導通(ON)特性的改善比由漏極側(cè)接觸長度CT1的變 化所帶來的導通(ON)特性的改善更明顯。
圖5是示出了由于漏極側(cè)接觸長度CT1的變化所致的導通(ON)特性 變化和由于源極側(cè)接觸長度CT2的變化所致的導通(ON)特性變化之間的 差的圖表。從圖4和圖5可以看出，當接觸長度變長時，可以抑制由于 結(jié)晶性劣化所致的特性不均，并且可以說，將AL設(shè)為5 pm以上是足夠 的。
圖6是示出了用于有機EL顯示裝置的像素電路的等效電路圖。從 電源將適當?shù)碾妷禾峁┙o驅(qū)動晶體管的漏極端子，從驅(qū)動晶體管的源極 端子側(cè)將適當?shù)碾妷禾峁┙o有機EL元件。此外，從寫晶體管將信號提供 給驅(qū)動晶體管的柵極端子。將圖像信號提供給寫晶體管，并且通過根據(jù) 掃描信號來控制寫晶體管的柵極而將該圖像信號從寫晶體管寫入到存儲 電容器中，由此控制驅(qū)動晶體管的柵極。因此，驅(qū)動晶體管將與圖像信 號相對應(yīng)的電壓提供給有機EL元件。
本實施例的薄膜晶體管應(yīng)用于圖6所示的像素電路中的驅(qū)動晶體管。具體地，該薄膜晶體管以這樣的方式設(shè)計而成，B卩，與有機EL元件 的陽極以及存儲電容器的一個電極相連接的源極側(cè)的長度AL2被設(shè)為 2nm以上(AL2 > 2 pm)，源極側(cè)接觸長度CT2被設(shè)為5 pm以上(CT2 > 5 pm)，同時保證漏極側(cè)長度AL1 = 1 nm和漏極側(cè)接觸長度CT1 = 3 pm。 因此，不取決于激光束的掃描方向以及像素的排列，也可以得到令人滿 意的晶體管特性。
本實施例的效果
在基于利用激光以掃描的方式使非晶半導體層結(jié)晶化的過程而制造 出來的薄膜晶體管中，源極側(cè)長度AL2被設(shè)為比漏極側(cè)長度AL1長，并 且源極側(cè)接觸長度CT2被設(shè)為比漏極側(cè)接觸長度CT1長。因此，降低了 柵極電極端的結(jié)晶性劣化的影響，從而可以獲得具有較小不均性的晶體 管特性。因而，例如，與有機EL顯示裝置的像素電路中的閾值改變電路 有關(guān)的電容器被設(shè)在漏極側(cè)，由此可以在不依賴激光束掃描方向和像素 排列的情況下實現(xiàn)高質(zhì)量的顯示面板，同時可以排除寄生電容對有機EL 顯示裝置的顯示特性的不良影響。
顯示裝置
以下，對本發(fā)明實施例的顯示裝置進行說明。
本發(fā)明實施例的顯示裝置包括由多個像素構(gòu)成的顯示區(qū)域，以及用 于驅(qū)動構(gòu)成該顯示區(qū)域的多個像素的薄膜晶體管。在此情況下，各個薄 膜晶體管被構(gòu)造為如上文參照圖1的實施例中所述的薄膜晶體管。
艮P，各個薄膜晶體管包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜形成于柵極 電極上的結(jié)晶化半導體層；以及分別隔著與結(jié)晶化半導體層相接觸的雜 質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極電 極。
此外，從結(jié)晶化半導體層中與漏極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導 體層中與柵極電極的漏極電極側(cè)端部對應(yīng)的位置的距離被設(shè)為AL1。從結(jié)
晶化半導體層中與源極電極相接觸的端部至結(jié)晶化半導體層中與柵極電 極的源極電極側(cè)端部對應(yīng)的位置的距離被設(shè)為AL2。漏極電極側(cè)的雜質(zhì)摻
雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被設(shè)為漏極側(cè)接觸長度CT1。此外，源極電極側(cè)的雜質(zhì)摻雜層與結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被設(shè)為源極側(cè)
接觸長度CT2。在此情況下，源極側(cè)長度AL2被設(shè)為比漏極側(cè)長度AL1 長，并且源極側(cè)接觸長度CT2被設(shè)為比漏極側(cè)接觸長度CT1長。
這里，源極側(cè)長度AL2優(yōu)選被設(shè)為2pm以上。此外，源極側(cè)接觸長 度CT2優(yōu)選被設(shè)為5 pm以上。
本發(fā)明實施例的顯示裝置包括如圖7所示的平板型模塊形狀的顯示 裝置。例如，可以按如下方式得到該顯示模塊。也就是說，設(shè)置有像素 陣列部2002a，在該像素陣列部中，用于構(gòu)成顯示區(qū)域的各像素以及上文 參照圖1的實施例所述的薄膜晶體管等以矩陣的形式彼此集成地形成于 絕緣基板2002上。粘合劑層2021被設(shè)置為圍繞著像素陣列部(像素矩陣 部)2002a。此外，由玻璃等制成的對向基板2006粘附在絕緣基板2002 上，從而實現(xiàn)該顯示模塊。透明的對向基板2006可以按需要設(shè)有濾色器、 保護膜、遮光膜等。該顯示模塊可設(shè)有作為連接器的柔性印制電路板(FPC) 2003，信號等通過該柔性印制電路板從外部輸入至像素陣列部2002a或 者從像素陣列部2002a輸出至外部。
本發(fā)明實施例的顯示裝置除了可以是在顯示區(qū)域中使用液晶的液晶 顯示裝置和在顯示區(qū)域中使用有機EL元件的有機EL顯示裝置之外，還 可以是用于將所顯示的圖像進行放大和投影的投影型顯示裝置等。
在電子設(shè)備中的應(yīng)用示例
如上所述的本發(fā)明實施例顯示裝置可以應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電子設(shè)備 中的顯示裝置，在各個顯示裝置中，輸入至電子設(shè)備的視頻信號或在電 子設(shè)備中產(chǎn)生的視頻信號以圖像或視頻圖像的形式被顯示出來。這些電 子設(shè)備通常由圖8 圖12G所示的各種電子設(shè)備來代表，例如電視機、 投影儀、數(shù)碼相機、筆記本電腦、諸如手機等移動終端設(shè)備和攝像機。 以下，說明采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的各個電子設(shè)備的示例。
圖8是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的一個應(yīng)用例的電視機的 立體圖。本應(yīng)用例的電視機包括由前板102、濾色玻璃103等構(gòu)成的圖像 顯示屏部101。此外，該電視機是通過利用本發(fā)明實施例的顯示裝置作為 圖像顯示屏部IOI而制成的。圖9A和圖9B分別是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的另一應(yīng)用 例的數(shù)碼相機的立體圖。圖9A是該數(shù)碼相機從前側(cè)所視的立體圖，圖 9B是該數(shù)碼相機從后側(cè)所視的立體圖。該另一應(yīng)用例的數(shù)碼相機包括用 于閃光的發(fā)光部111、顯示部112、菜單開關(guān)113、快門按鈕114等。該 數(shù)碼相機是通過利用本發(fā)明實施例的顯示裝置作為顯示部112而制成的。
圖10是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的又一應(yīng)用例的筆記本 電腦的立體圖。該又一應(yīng)用例的筆記本電腦包括主體121、當輸入字符等 時要進行操作的鍵盤122、用于顯示圖像的顯示部123等。該筆記本電腦 是通過利用本發(fā)明實施例的顯示裝置作為顯示部123而制成的。
圖11是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的再一應(yīng)用例的攝像機 的立體圖。該再一應(yīng)用例的攝像機包括主體部131、用于攝取物體的圖像 并被設(shè)置在朝前的側(cè)面上的鏡頭132、當攝取物體的圖像時要進行操作的 開始/停止開關(guān)133、顯示部134等。該攝像機是通過利用本發(fā)明實施例 的顯示裝置作為顯示部134而制成的。
圖12A 圖12G分別是作為采用了本發(fā)明實施例顯示裝置的另外一 個應(yīng)用例的諸如手機等移動終端設(shè)備的視圖。圖12A是該手機在打開狀 態(tài)的前視圖，圖12B是該手機在打開狀態(tài)的側(cè)視圖，圖12C是該手機在 閉合狀態(tài)的前視圖，圖12D是該手機的左視圖，圖12E是該手機的右視 圖，圖12F是該手機的俯視圖，圖12G是該手機的仰視圖。該另外一個 應(yīng)用例的手機包括上部殼體141、下部殼體142、連接部(在本例中為鉸 鏈部)143、顯示部144、副顯示部145、圖片燈146、照相機147等。該 手機是通過利用本發(fā)明實施例的顯示裝置作為顯示部144或副顯示部 145而制成的。
顯示攝像裝置
本發(fā)明實施例的顯示裝置可以應(yīng)用于下文將要述及的顯示攝像裝 置。此外，該顯示攝像裝置可以應(yīng)用于前文所述的各種電子設(shè)備。圖13 示出了該顯示攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)。該顯示攝像裝置包括I/O顯示面板 2000、背光源1500、顯示驅(qū)動電路1200、所接收光的驅(qū)動電路1300、圖 像處理部1400和應(yīng)用程序執(zhí)行部1100。I/O顯示面板2000由其中有多個像素以矩陣的形式設(shè)在整個表面上 的液晶顯示面板構(gòu)成。I/O顯示面板2000具有顯示功能和攝像功能。利 用該顯示功能，顯示出基于顯示數(shù)據(jù)的諸如預定圖形或符號的圖像，同 時進行線序操作。此外，利用該攝像功能，攝取到后文將要述及的接觸 或接近I/O顯示面板2000的物體的圖像。此外，背光源1500是用于I/O 顯示面板2000的光源，在該背光源1500中例如設(shè)有多個發(fā)光二極管。 背光源1500以與I/O顯示面板2000的操作時序同步的預定時序高速地 進行開/關(guān)操作。
顯示驅(qū)動電路1200是用于驅(qū)動I/O顯示面板2000 (用于以線序的方 式驅(qū)動I/O顯示面板2000)的電路，以便在I/O顯示面板2000上顯示出 基于顯示數(shù)據(jù)的圖像(從而進行顯示操作)。
所接收光的驅(qū)動電路1300是用于驅(qū)動I/O顯示面板2000 (用于以線 序的方式驅(qū)動I/O顯示面板2000)的電路，以便在I/O顯示面板2000中 得到關(guān)于所接收光的數(shù)據(jù)(從而攝取物體的圖像)。應(yīng)當指出，各個像素中 關(guān)于所接收光的數(shù)據(jù)例如以幀的形式累積在幀存儲器B00A中，然后被 輸出到圖像處理部1400以得到所攝取的圖像。
圖像處理部1400基于所攝取的圖像來執(zhí)行預定的圖像處理(算法操 作處理)，關(guān)于所攝取的圖像的數(shù)據(jù)是從所接收光的驅(qū)動電路1300輸出 過來的，由此檢測和攝取關(guān)于接觸或接近I/O顯示面板2000的物體的信 息(例如位置坐標數(shù)據(jù)、關(guān)于形狀的數(shù)據(jù)和物體的尺寸)。應(yīng)當指出，稍后 將說明檢測處理的細節(jié)。
應(yīng)用程序執(zhí)行部1100基于從圖像處理部1400得到的檢測結(jié)果，執(zhí) 行對應(yīng)于預定的應(yīng)用程序軟件的處理。例如，上述處理可以是如下處理 用于將所檢測物體的位置坐標包含在顯示數(shù)據(jù)中的處理，用于將該顯示 數(shù)據(jù)顯示在I/O顯示面板2000上的處理，等等。應(yīng)當指出，由應(yīng)用程序 執(zhí)行部1100生成的顯示數(shù)據(jù)被提供給顯示驅(qū)動電路1200。
以下，參照圖14說明I/O顯示面板2000的詳細結(jié)構(gòu)。I/O顯示面板 2000包括顯示區(qū)域(傳感器區(qū)域)2100、用于顯示的H (水平)驅(qū)動器2200、 用于顯示的V (垂直)驅(qū)動器2300、用于傳感器讀取的H (水平)驅(qū)動器2500和用于傳感器的V (垂直)驅(qū)動器2400。
顯示區(qū)域(傳感器區(qū)域)2100是這樣一個區(qū)域，即，來自于有機電致 發(fā)光元件的光通過該區(qū)域而被調(diào)節(jié)從而照射出顯示光，并且接觸或接近 該區(qū)域的物體的圖像被攝取到。此外，作為發(fā)光元件(顯示元件)的有機電 致發(fā)光元件以及后文將要述及的光接收元件(攝像元件)分別以矩陣的形 式設(shè)置著。
根據(jù)從顯示驅(qū)動電路1200提供來的用于顯示驅(qū)動的顯示信號以及 控制時鐘，用于顯示的H驅(qū)動器2200與用于顯示的V驅(qū)動器2300 —起 驅(qū)動顯示區(qū)域2100中的各像素的有機電致發(fā)光元件。
用于傳感器讀取的H驅(qū)動器2500與用于傳感器的V驅(qū)動器2400 — 起以線序的方式來驅(qū)動傳感器區(qū)域2100中的各像素的光接收元件，從而 獲取所接收光的信號。
以下，對顯示區(qū)域2100中的像素和用于傳感器讀取的H驅(qū)動器2500 之間的連接關(guān)系進行說明。用于紅色(R)的像素3100、用于綠色(G)的像 素3200和用于藍色(B)的像素3300在顯示區(qū)域2100中并排陳列著。
分別與像素3100、 3200和3300中的光接收傳感器3100c、 3200c和 3300c連接的電容器中所累積的電荷分別在緩沖放大器3100f、 3200f和 3300f中被放大，然后通過如下電極被提供給用于傳感器讀取的H驅(qū)動 器2500，這些電極用于當各個讀取開關(guān)3100g、 3200g和3300g被接通時 的信號輸出。應(yīng)當指出，恒流源4100a、 4100b和4100c分別連接至用于 信號輸出的這些電極，因此，通過用于傳感器讀取的H驅(qū)動器2500以高 靈敏度來檢測與所接收光的量對應(yīng)的信號。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)， 可根據(jù)設(shè)計需要和其它因素進行各種修改、組合、次組合和改變。
權(quán)利要求
1.一種薄膜晶體管，其包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜而形成于所述柵極電極上的結(jié)晶化半導體層；以及分別隔著與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的雜質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在所述結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極電極，其中，當從所述結(jié)晶化半導體層中與所述漏極電極相接觸的端部至所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的漏極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為漏極側(cè)長度，從所述結(jié)晶化半導體層中與所述源極電極相接觸的端部至所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的源極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為漏極側(cè)接觸長度，源極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為源極側(cè)接觸長度時，所述源極側(cè)長度比所述漏極側(cè)長度長，并且所述源極側(cè)接觸長度比所述漏極側(cè)接觸長度長。
2. 如權(quán)利要求l所述的薄膜晶體管，其中，所述源極側(cè)長度被設(shè)為 2 (am以上。
3. 如權(quán)利要求l所述的薄膜晶體管，其中，所述源極側(cè)接觸長度被 設(shè)為5pm以上。
4. 一種薄膜晶體管制造方法，其包括以下步驟 在基板上形成柵極電極； 形成至少覆蓋所述柵極電極的柵極絕緣膜；在所述柵極絕緣膜上形成非晶半導體層，并向所述非晶半導體層照 射激光束，由此形成結(jié)晶化半導體層；并且隔著雜質(zhì)摻雜層分別在所述結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上形成漏極電 極和源極電極；其中，當從所述結(jié)晶化半導體層中與所述漏極電極相接觸的端部至所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的漏極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置 的距離被定義為漏極側(cè)長度，從所述結(jié)晶化半導體層中與所述源極電極 相接觸的端部至所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的源極電極側(cè)端 部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻 雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為漏極側(cè)接觸長度，源 極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義 為源極側(cè)接觸長度時，將所述源極側(cè)長度形成為比所述漏極側(cè)長度長， 并且將所述源極側(cè)接觸長度形成為比所述漏極側(cè)接觸長度長。
5. 如權(quán)利要求4所述的薄膜晶體管制造方法，其中，向所述非晶半 導體層照射連續(xù)的激光束，由此形成所述結(jié)晶化半導體層。
6. —種顯示裝置，其包括由多個像素構(gòu)成的顯示區(qū)域和用于驅(qū)動構(gòu)成所述顯示區(qū)域的所述多個像素的薄膜晶體管，各個所述薄膜晶體管包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜而形成于所述柵極電極上的結(jié)晶化半導體層；以及 分別隔著與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的雜質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在 所述結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極電極，其中，當從所述結(jié)晶化半導體層中與所述漏極電極相接觸的端部至 所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的漏極電極側(cè)端部相對應(yīng)的位置 的距離被定義為漏極側(cè)長度，從所述結(jié)晶化半導體層中與所述源極電極 相接觸的端部至所述結(jié)晶化半導體層中與所述柵極電極的源極電極側(cè)端 部相對應(yīng)的位置的距離被定義為源極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的所述雜質(zhì)慘 雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義為漏極側(cè)接觸長度，源 極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的長度被定義 為源極側(cè)接觸長度時，所述源極側(cè)長度比所述漏極側(cè)長度長，并且所述 源極側(cè)接觸長度比所述漏極側(cè)接觸長度長。
7. 如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，所述源極側(cè)長度被設(shè)為2 pm以上。
8.如權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，所述源極側(cè)接觸長度被設(shè)為5 jim以上c
全文摘要
本發(fā)明公開了薄膜晶體管及其制造方法以及使用該薄膜晶體管的顯示裝置。該薄膜晶體管包括柵極電極；隔著柵極絕緣膜而形成于所述柵極電極上的結(jié)晶化半導體層；以及分別隔著與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的雜質(zhì)摻雜層而分別設(shè)置在所述結(jié)晶化半導體層的兩端側(cè)上的漏極電極和源極電極。所述結(jié)晶化半導體層中的漏極側(cè)長度小于所述結(jié)晶化半導體層中的源極側(cè)長度，漏極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的漏極側(cè)接觸長度小于源極電極側(cè)的所述雜質(zhì)摻雜層與所述結(jié)晶化半導體層相接觸的源極側(cè)接觸長度。因此，可以降低在源極側(cè)的柵極電極端中的溝道區(qū)域結(jié)晶性劣化的影響，并可以抑制晶體管特性的不均。
文檔編號G02F1/1368GK101582452SQ200910137529
公開日2009年11月18日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者吉村裕介 申請人:索尼株式會社