专利名称：薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及显示装置。
背景技术：
例如存在一种液晶面板或者有机EL (电致发光)面板所使用的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)阵列。构成薄膜晶体管阵列的各个薄膜晶体管的沟道部由作为非晶硅的a-Si或者作为结晶的多晶硅的Poly-Si形成。通常，在形成非晶硅层(a_Si层)之后，对该非晶硅层例如照射准分子等激光来瞬间使其温度上升而使之结晶化，由此形成薄膜晶体管的沟道部的结晶硅层(Poly-Si层)。另外，作为薄膜晶体管的构造，存在底栅构造和顶栅构造，所述底栅构造是栅极金属从沟道部的x-Si (X是a或者Poly)来看配置在基板侧的构造，所述顶栅构造是栅极金属从沟道部的X-Si来看配置在与基板相反的方向上的构造。底栅构造主要使用于具有由非晶硅层形成的沟道部的a-Si TFT，顶栅构造主要使用于具有由结晶硅层形成的沟道部的Poly-SiTFT0作为构成大面积的显示装置所使用的液晶面板或者有机EL面板的薄膜晶体管的构造，通常为底栅构造。进一步，有时也在底栅构造使用Poly-Si TFT，在该情况下具有能抑制制作成本的优点。在这样的底栅构造的Poly-Si TFT中，通过对非晶硅层照射激光而使其结晶化，从而形成结晶硅层。在该方法(激光退火结晶化法)中，通过由照射激光产生的热，使非晶硅层结晶化。另外，对构成例如使用于有机EL面板的薄膜晶体管阵列的各个薄膜晶体管要求特别均匀的特性。为了应对该要求，开发出了在基板整个面形成具有均匀的结晶性的结晶硅层的技术。但是，在使用所开发的形成技术而通过激光退火结晶化法制造底栅构造的薄膜晶体管的情况下，会产生不良情况(问题)。下面，说明其理由。在制造底栅构造的薄膜晶体管的情况下，当通过激光退火使非晶硅层结晶化时，通常存在栅电极的区域(称为“第一区域”)的非晶硅层和不存在栅电极的区域(称为“第二区域”)的非晶硅层对激光退火所使用的激光的光吸收率不同。这是因为:根据栅电极的有无，由非晶硅层和栅极绝缘层构成的多层薄膜的激光多重干涉效果会发生变化。并且，当上述两个区域的非晶硅层的光吸收率产生差异时，在紧接着激光照射之后，在上述两个区域的非晶硅层会产生发热温度差，温度分布变得不均。由激光退火结晶化得到的结晶硅层的结晶性非常依赖于由激光照射产生的非晶硅层的发热温度。因此，在上述两个区域的非晶硅层，发热温度变得不均，产生了所得到的结晶硅层的结晶性不均的问题。例如在专利文献I中公开了用于解决该问题的技术。在专利文献I中公开了以下技术:调节栅极绝缘层和非晶硅层的膜厚，使膜厚构成为使得第一区域的非晶硅层的光吸收率与第二区域的非晶硅层的光吸收率相等。由此，尽可能降低紧接着激光照射之后的、两个区域之间的非晶硅层的发热温度的不均匀性，在基板整个面形成具有均匀的结晶性的结
晶硅薄膜。但是，在专利文献I所公开的技术中，在以下的情况下，存在无法在基板整个面形成具有均匀的结晶性的结晶硅薄膜的问题。下面，说明其理由。通常，在显示装置所使用的薄膜晶体管阵列的制造工序中，非晶硅层、栅极绝缘层通过等离子体增强化学气相沉积法(PECVD:Plasma-enhanced Chemical VaporDeposition)等工艺来形成。虽然通过这样的工艺形成的薄膜在基板面内也依赖于成膜条件，但是具有某种程度的膜厚不匀。在该情况下，即在基板面内在非晶硅层、栅极绝缘层产生膜厚不匀的情况下，虽然也依赖于激光退火所使用的激光的波长，但无法避免会与其膜厚不匀量(膜厚从目标膜厚的偏离量)对应地产生光吸收率的不匀。即使是假设以使第一区域与第二区域的非晶硅层的光吸收率相同的膜厚为目标来形成了非晶硅层和栅极绝缘层，在基板面内也会产生膜厚的不匀。由此，无法在基板整个面使第一区域与第二区域的非晶硅层的光吸收率相等。也即是，存在以下问题:在通过等离子体增强化学气相沉积法等工艺来形成了非晶硅层、栅极绝缘层的情况下，在激光退火的工艺中，无法在基板整个面实现第一区域与第二区域的非晶硅层的发热温度的均匀化，所得到的结晶硅层的结晶性也会在基板面内变得不均匀。因此，根据这样的理由，至少仅着眼于形成薄膜晶体管的沟道的区域(第一区域)，公开了用于使在此形成的结晶硅层的结晶性在基板整个面内均匀的技术(例如，专利文献2)。在专利文献2中，对于非晶硅层和栅极绝缘层的膜厚变动，采用使第一区域上的非晶硅层的光吸收率的变动最小的膜厚条件，以使得形成于第一区域上的结晶硅层的结晶性在基板整体上变得均匀。通过采用这样的膜厚条件，能够使非晶硅层的膜厚不匀以及栅极绝缘层的膜厚不匀对第一区域上的非晶硅层在激光退火中的发热以及所得到结晶硅层的结晶性的影响最小。在先技术文献专利文献1:日本特开2007-220918号公报专利文献2:日本特开2011-066243号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，即使使用上述专利文献2所公开的技术，也存在如下所述的问题。即，即使是能遍及基板整个面实现形成于第一区域上的结晶硅层的结晶性的均匀化，也无法实现将该结晶硅层作为沟道的薄膜晶体管的特性的均匀化、尤其是导通特性的均匀化。这是因为:薄膜晶体管的导通特性不仅依赖于薄膜晶体管的成为沟道的结晶硅层的结晶性，还依赖于栅极绝缘层的栅极电容。也即是，基板面内的栅极绝缘层的膜厚变动会导致产生栅极绝缘层的栅极电容的不匀，因此即使成为沟道的结晶硅层的结晶性在各个薄膜晶体管中是均匀的，当栅极电容变动时，各个薄膜晶体管的导通特性也会产生不匀。
图1是表示薄膜晶体管阵列中的各薄膜晶体管的导通电流在基板面内的分布的示例的图。在此，图1示出的薄膜晶体管阵列由底栅型TFT构成，该底栅型TFT利用了通过激光退火结晶化法形成的结晶硅层，该薄膜晶体管阵列的基板面(图中)由224个X224个薄膜晶体管构成。在图1中，通过浓淡来表示薄膜晶体管阵列中的各薄膜晶体管的导通电流的大小，由此使导通电流在基板面内的分布可视化。另外，导通电流的单位被标准化而以任意单位进行表示。根据图1可知，薄膜晶体管的导通电流在基板面内不均匀，具有特性不均。如上所述，在薄膜晶体管阵列的基板面内，栅极绝缘层的膜厚根据位置不同而不同，与此相应地栅极电极上的栅极绝缘层电容会发生变化，由此会引起该导通特性的不均。在图1中，薄膜晶体管阵列的基板面内的中央部的栅极绝缘层的膜厚大于周边部的栅极绝缘层的膜厚，因此栅极绝缘层的电容降低。因此，在该中央部的区域内，导通特性降低。也即是，在图1中，导通特性降低的中央部的区域呈现为不均(斑块)。另外，随着面板制作中所使用的基板的大型化，薄膜晶体管的沟道构成层的膜厚变动会越来越难以进行控制。因此，随着显示装置的大型化，显示装置所使用的薄膜晶体管阵列中的各薄膜晶体管的栅极绝缘电容的不匀会变大。即使是假设能够遍及基板整个面而形成结晶性均匀的结晶硅层，由栅极电容的变动引起的薄膜晶体管的导通特性的不匀也会随着显示装置的大型化而变得显著。也即是，在制作更大面积的显示装置的情况下，由薄膜晶体管的导通特性的不匀引起的画质的不均会成为更严重的问题。本发明是鉴于上述问题而完成的发明，目的在于供给一种能够由具有均匀的导通特性的薄膜晶体管构成的薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及使用了该薄膜晶体管阵列的显示装置。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本发明的一种方式所涉及的薄膜晶体管阵列的制造方法包括:第一工序，准备基板；第二工序，在所述基板上形成多个栅电极；第三工序，在所述多个栅电极上形成栅极绝缘层；第四工序，在所述栅极绝缘层上形成非晶硅层；第五工序，使用从激光器照射的激光使所述非晶硅层结晶化而生成结晶硅层；以及第六工序，在所述多个栅电极各自的所述结晶硅层上的区域形成源电极和漏电极，在所述第三工序中，将所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的膜厚形成在使得所述栅电极上的所述非晶硅层对所述激光的光吸收率和所述栅极绝缘层的等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内，在所述第四工序中，将所述多个栅电极上的所述非晶硅层的膜厚形成在使得相对于所述非晶硅层的膜厚变化的、所述光吸收率的变动处于与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围内。发明的效果根据本发明，能够实现能由具有均匀的导通特性的薄膜晶体管构成的薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及使用了该薄膜晶体管阵列的显示装置。具体而言，通过将与构成基板上的阵列的各个薄膜晶体管对应的栅电极区域上的非晶硅层以及栅极绝缘层形成为各自的膜厚满足预定的条件，能够使用可见光区域波长的激光，与第一区域上的栅极绝缘层的栅极电容的增减对应地形成结晶性变动以使抵消该栅极电容的增减的影响的结晶硅层，能够实现形成于基板整个面的薄膜晶体管阵列的各个薄 膜晶体管的导通特性均匀的薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及使用该薄膜
晶体管阵列的显示装置。
图1是表示薄膜晶体管阵列中的各薄膜晶体管的导通电流在基板面内的分布的示例的图。图2是表示构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的构造的剖视图。图3是表示本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的单位单元的等效电路的图。图4是表示构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造工序的流程图。图5A是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5B是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5C是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5E是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5F是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5G是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5H是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图51是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图5J是用于说明构成本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造方法的剖视图。图6是示意表示图4的S14中的激光退火的图。图7是表示本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的单位重复单元的等效电路剖面的一例的图。图8是用于说明振幅透射率以及振幅透射率的计算方法的图。图9是用于说明通过激光退火结晶化法形成结晶硅层的情况下的非晶硅层的膜厚具有合适的膜厚范围的状况的图。图1OA是用于表示通过激光退火结晶化法形成结晶硅层的情况下的构成栅极绝缘层的绝缘膜的膜厚具有合适的膜厚范围的状况的图。
图1OB是用于表示通过激光退火结晶化法形成结晶硅层的情况下的构成栅极绝缘层的绝缘膜的膜厚具有合适的膜厚范围的状况的图。图11是表示通过激光退火结晶化法形成结晶硅层的情况下的构成栅极绝缘层的绝缘膜的膜厚具有合适的膜厚范围的具体例的图。图12A是表示按条件I构成栅极绝缘层的情况下的不匀的栅极绝缘层的膜厚所形成的电容与非晶硅层的吸收率之间的关系的图。图12B是表示按条件2构成栅极绝缘层的情况下的不匀的栅极绝缘层的膜厚所形成的电容与非晶硅层的吸收率之间的关系的图。图12C是表示按条件3构成栅极绝缘层的情况下的不匀的栅极绝缘层的膜厚所形成的电容与非晶硅层的吸收率之间的关系的图。图13A是表示按条件I构成栅极绝缘层的情况下不匀的膜厚所形成的电容与非晶硅层的结晶性之间的关系的图。图13B是表示按条件2构成栅极绝缘层的情况下的不匀的膜厚所形成的电容与非晶硅层的结晶性之间的关系的图。图13C是表示按条件3构成栅极绝缘层的情况下的不匀的膜厚所形成的电容与非晶硅层的结晶性之间的关系的图。图14A是表示按条件I构成栅极绝缘层的情况下的不匀的膜厚所形成的电容与将结晶硅层作为沟道的薄膜晶体管的导通电流之间的关系的图。图14B是表示按条件2构成栅极绝缘层的情况下的不匀的膜厚所形成的电容与将结晶硅层作为沟道的薄膜晶体管的导通电流之间的关系的图。图14C是表示按条件3构成栅极绝缘层的情况下的不匀的膜厚所形成的电容与将结晶硅层作为沟道的薄膜晶体管的导通电流之间的关系的图。图15是表示具备本发明的薄膜晶体管阵列的显示装置的一例的图。标号说明1:开关晶体管；2:驱动晶体管；3:数据线；4:扫描线；5:电流供给线；6:电容；7:发光兀件；10:基板；11:底涂层；12:棚电极；13:棚极绝缘层;14、16:非晶娃层；15:结晶硅层；17:n+硅层；18:源、漏电极；100:薄膜晶体管；401、402、403、404:层；405:基板层；1301、1302:绝缘膜。
具体实施例方式第一方式的薄膜晶体管阵列的制造方法包括:第一工序，准备基板；第二工序，在所述基板上形成多个栅电极；第三工序，在所述多个栅电极上形成栅极绝缘层；第四工序，在所述栅极绝缘层上形成非晶硅层；第五工序，使用从激光器照射的激光使所述非晶硅层结晶化而生成结晶硅层；以及第六工序，在所述多个栅电极各自的所述结晶硅层上的区域形成源电极和漏电极，在所述第三工序中，将所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的膜厚形成在使得所述栅电极上的所述非晶硅层对所述激光的光吸收率和所述栅极绝缘层的等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内，在所述第四工序中，将所述多个栅电极上的所述非晶硅层的膜厚形成在使得相对于所述非晶硅层的膜厚变化的、所述光吸收率的变动处于与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围内。
在此，等效氧化膜厚是指将栅极绝缘层的物理厚度转换为与SiO2膜等效的电膜厚的值。根据本方式，即使在非晶硅层的膜厚相对于某目标膜厚发生变动，与构成薄膜晶体管阵列的各个薄膜晶体管的栅电极上的区域对应的非晶硅层对激光退火中使用的激光的光吸收率、和同样地与各个栅电极上的区域对应的栅极绝缘层电容也为负相关的关系。根据该关系，即使构成薄膜晶体管阵列的栅极绝缘层的膜厚对于目标膜厚发生变动，也能够形成如下的结晶硅层:对应于与基板面内的各个栅电极上对应的栅极绝缘层电容的分布，具体具有随着栅极绝缘层电容的增加而通过激光退火结晶化形成于栅电极上的结晶硅层的结晶性降低的分布。另外，在该基板面内，使用与栅极绝缘层电容具有某一定关系而使结晶性的分布变化的结晶硅层来形成薄膜晶体管阵列。由此，能够实现以下效果:各个薄膜晶体管的由栅极绝缘层膜厚的变动导致的栅极绝缘层电量的不匀所引起的薄膜晶体管的导通特性的不匀被结晶性得到控制的薄膜晶体管的沟道层的结晶硅层抵消。作为第二方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述激光器由固体激光装置构成。作为第三方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述激光器由使用了半导体激光元件的激光装置构成。作为第四方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第五工序中，所述激光在所述非晶硅层上的照射能量密度的变动小于5 %左右。作为第五方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述激光的波长范围为400nm 600nmo作为第六方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在在所述第四工序中，作为所述与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围，将所述非晶硅层的膜厚形成在使微分系数为-5 +5的膜厚范围内，所述微分系数是以所述非晶硅层的光学膜厚对所述非晶硅层的激光波长λ的吸收率进 行微分时的微分系数，所述非晶硅层的光学膜厚是以所述激光的波长λ进行标准化而得到的光学膜厚，所述非晶硅层的激光波长λ的吸收率是以所述栅极绝缘层的光学膜厚进行标准化而得到的吸收率，所述栅极绝缘层的光学膜厚是以所述激光的波长λ进行标准化而得到的光学膜厚。作为第七方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第四工序中，所述非晶硅层形成为所述多个栅电极上的所述非晶硅层的平均膜厚包含在由以下式I所表示的范围内，(式I) 0.426 彡 na_Si X da_Si/ λ Si ^ 0.641在此，da_Si表示所述非晶硅层的平均膜厚，λ Si表示所述激光波长，na_Si表示所述非晶硅层对波长λ的激光的折射率。作为第八方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述栅极绝缘层相对于所述激光波长的消光系数为0.01以下。作为第九方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述栅极绝缘层为氧化硅膜。作为第十方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述栅极绝缘层为氮化硅膜。作为第十一方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述栅极绝缘层由氧化硅膜与氮化娃膜的层叠膜构成。作为第十二方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的平均膜厚包含在由以下式2表示的范围或者由以下式3表示的范围内，(式2) 0.44 ≤ nGI X dGI/ λ ≤ 0.74(式3) 0.96 ≤ nGI X dGI/ λ ≤ 1.20在此，dGI表示所述栅极绝缘层的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nGI表示所述栅极绝缘层对波长λ的激光的折射率。作为第十三方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的平均膜厚包含在由以下式4表示的范围或者由以下式5表示的范围内，(式4) 0.47 ≤ nGI X dGI/ λ ≤ 0.62(式5) 1.04 ≤ nGI X dGI/ λ ≤ 1.13在此，dGI表示所述栅极绝缘层的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nGI表示所述栅极绝缘层对波长λ的激光的折射率。作为第十四方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述氧化硅膜的平均膜厚和所述多个栅电极上的所述氮化硅膜的平均膜厚包含在由以下式6和式7表示的区域或者由以下式8和式9表示的区域内，(式 6) Y ≥-1070Χ6+1400Χ5-688Χ4+153Χ3-12.90Χ2_1.02Χ+0.439(式 7) Y ≤ 49.9Χ6-131Χ5+127Χ4-56.8Χ3+11.8Χ2_2.01Χ+0.736(式 8) Y ≥-7.34X6+8.48X5+8.65Χ4_16.0X3+7.SAX2-2.04X+0.961(式 9)Y ≤ -3.75Χ6+11.8Χ5_13.1Χ4+6.09Χ3_1.12Χ2_0.87Χ+1.20在此，X = dSi0Xnsi0/ λ , Y = dSiNXnSiN/ λ , dSiQ表示所述氧化娃膜的平均膜厚，dSiN表示所述氮化硅膜的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nSi()表示所述氧化硅膜对波长λ的激光的折射率，nSiN表示所述氮化硅膜对波长λ的激光的折射率。作为第十五方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述氧化硅膜的平均膜厚和所述多个栅电极上的所述氮化硅膜的平均膜厚包含在由以下式10和式11表示的区域或者由以下式12和式13表示的区域内，(式 10) Y ≥-132.6Χ6+181Χ5_93.8Χ4+21.3Χ3_1.33Χ2_1.04Χ+0.473(式 11) Y ≤ 23.7Χ6-4.56Χ5_35.4Χ4+27.axis.75Χ2_0.973Χ+0.619(式 12) Y ≥ 7.46Χ6-32.4Χ5+50.8Χ4_35.7Χ3+11.ΟΧ2-2.20Χ+1.04(式 13) Y ≤ -5.34Χ6+16.7Χ5_18.7Χ4+9.18Χ3_1.96Χ2_0.821Χ+1.13在此，X = dSi0Xnsi0/ λ，Y = dSiNXnsffl/ λ，dSi0表示所述氧化娃膜的平均膜厚，dSiN表示所述氮化硅膜的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nSi()表示所述氧化硅膜对波长λ的激光的折射率，nSiN表示所述氮化硅膜对波长λ的激光的折射率。作为第十六方式的薄膜晶体管阵列的制造方法，所述第二工序包括:在所述基板上形成由透明绝缘膜形成的底涂层的工序；以及在所述底涂层上形成多个栅电极的工序。第十七方式的薄膜晶体管阵列具备:基板；多个栅电极，其形成于所述基板上；栅极绝缘层，其共用地形成于所述多个栅电极上；结晶硅层，其形成于所述栅极绝缘层上；以及源电极和漏电极，其形成于所述多个栅电极各自的所述结晶硅层上的区域，使用从激光器照射的激光使形成于所述栅极绝缘层上的非晶硅层结晶化而形成所述结晶硅层，所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的膜厚形成在使得所述栅电极上的所述非晶硅层对所述激光的光吸收率和所述等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内，所述多个栅电极上的所述非晶硅层的膜厚形成在使得相对于所述非晶硅层的膜厚变化的、所述光吸收率的变动处于与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围内。在第十八方式的薄膜晶体管阵列中，所述栅电极上的所述结晶硅层的平均结晶粒径相对于所述栅电极上的所述栅极绝缘层的栅极电容具有负相关。在第十九方式的薄膜晶体管阵列中，所述栅电极上的所述结晶硅层的520CHT1附近的拉曼散射光谱峰的半值宽度相对于所述栅电极上的所述栅极绝缘层的栅极电容具有正相关。第二十方式的显示装置包括液晶面板或者EL面板，具备权利要求17 19中的任一项所述的薄膜晶体管阵列，所述薄膜晶体管阵列驱动所述液晶面板或者所述EL面板。下面，参照附图来说明本发明的实施方式。图2是表示构成本发明实施方式的显示装置所使用的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的剖视图。图2所示的薄膜晶体管100是底栅构造的薄膜晶体管，薄膜晶体管100具备基板
10、底涂层11、栅电极12、栅极绝缘层13、结晶硅层15、非晶硅层16、η+硅层17以及源、漏电极18。基板10例如为由透明的玻璃或者石英形成的绝缘基板。底涂层11形成于基板10上，例如由氧化硅(SiOx)层、氮化硅(SiNx)层及其层叠体等构成。在此，优选底涂层11由1.5<χ<2.0的氮化娃(SiNx)构成为300nm 1500nm的膜厚。更优选的底涂层11的膜厚范围为500nm lOOOnm。这是由于，虽然增加底涂层11的厚度时能够降低对基板10的热负载，但当底涂层11过厚时会发生膜剥离、裂纹。栅电极12形成于底涂层11上，栅电极12典型地由钥(Mo)等金属、Mo合金等(例如MoW(钥、钨合金))金属形成。栅电极12为能耐受硅的熔点温度的金属即可，因此也可以由包括W(钨)、Ta(钽)、Nb(铌)、Ni(镍)、Cr(铬)以及Mo的它们的合金形成。栅电极12的膜厚优选为30nm 300nm,更优选为50nm lOOnm。这是由于，当栅电极12的膜厚薄时，栅电极12的透射率会增加，以下所述的激光的反射容易降低。另外，当栅电极12的膜厚厚时，以下所述的栅极绝缘层13的覆盖性(coverage)会降低，特别是在栅电极的端部由于栅极绝缘膜发生层断而栅电极12与η+硅层17会电导通等，薄膜晶体管100的特性容易劣化。栅极绝缘膜13形成为覆盖栅电极12，例如由氧化硅层、或者氧化硅层或者氧化硅层与氮化硅层的层叠构造形成。栅极绝缘层典型地由CVD装置形成。根据CVD装置的特性，与基板10上的各个栅电极12对应的栅极绝缘层13的膜厚在基板面内的分布相对于目标膜厚会有±15%左右的变动。不管栅极绝缘层13由哪种结构形成，各个栅电极12上的栅极绝缘层13的等效氧化膜厚都形成为相对于栅电极12上的非晶硅层14对激光的光吸收率具有正相关的膜厚范围内的膜厚。在此，等效氧化膜厚是指将栅极绝缘层的物理厚度换算为与SiO2膜等效的电膜厚而得到的值。进而换言之，栅极绝缘层13形成如下膜厚范围内的膜厚，该膜厚范围中，各个栅电极12上的栅极绝缘层13的栅极电容相对于栅电极12上的非晶硅层14对激光的光吸收率具有负相关。也即是，栅极绝缘层13的膜厚分布(或者膜厚分布的中心值)具有对通过激光退火结晶化法形成结晶硅层15的情况合适的范围。后面将详细说明该合适的范围，该合适的范围根据栅极绝缘层13的构造、构成层的种类而表现为一定的关系式。结晶硅层15形成于栅极绝缘层13上，由多晶硅层(Poly-Si层)形成。在栅极绝缘层13上形成由a-Si形成的非晶硅层14 (未图示)之后，对该非晶硅层14照射激光来使其多晶化(也包括微结晶化)，由此形成该结晶硅层15。在此，多晶是指包括由50nm以下的结晶形成的狭义的微结晶的广义的结晶而不是只包括由50nm以上的结晶形成的狭义的多结晶。下面，将多晶作为广义的含义来记载。用于照射激光的激光源是可见光区域波长的激光器。该可见光区域波长的激光器是大约380nm 780nm波长的激光器，优选为400nm 600nm波长的激光器。优选处于该范围的理由在于，当为激光的波长小于400nm的紫外光时，多重干涉的效果变弱，相对于栅极绝缘层13的膜厚变化的、非晶硅层的激光吸收率的变化几乎消失，无法得到本发明所期望的效果。另一方面，当激光的波长大于600nm时，非晶硅层14对激光的吸收显著下降，在激光结晶化中结晶化的效率会降低，因此从生产的观点来看不太理想。另外，该可见光区域波长的激光器为脉冲振荡、连续振荡或者模拟连续振荡模式中的任一模式即可。非晶硅层14由非晶硅即a-Si形成，形成于栅极绝缘层13上。非晶硅层14形成为如下膜厚范围内的膜厚，该膜厚范围中，栅电极12上的非晶硅层对激光的光吸收率相对于非晶硅层14的膜厚变动的变化较小。也即是，非晶硅层14的膜厚分布(膜厚分布的中心值)具有对通过激光退火结晶化法形成结晶硅层15的情况合适的范围。后面将详细说明该合适的范围，该合适的范围根据非晶硅层14的折射率、激光结晶化所使用的激光波长而表现为用一定的关系式。非晶硅层16形成于结晶硅层15上。这样，薄膜晶体管100具有在结晶硅层15层叠了非晶硅层16的构造的沟道层。η+硅层17形成为将非晶硅层16、结晶硅层15的侧面以及栅极绝缘层13覆盖。源、漏电极18形成于η+硅层17上，例如由Mo或者Mo合金等金属、钛(Ti)、铝(Al)或者Al合金等金属、铜(Cu)或者Cu合金等金属、或者银(Ag)、铬(Cr)、钽(Ta)或者钨(W)等金属材料形成。如上所述，构成薄膜晶体管100。图3是表示本发明实施方式的显示装置所使用的薄膜晶体管阵列的单位重复单元的等效电路的一例的图。图3示出的等效电路具备开关晶体管1、驱动晶体管2、数据线
3、扫描线4、电流供给线5、电容6以及发光元件7。开关晶体管I与数据线3、扫描线4以及电容6连接。驱动晶体管2例如相当于图2示出的薄膜晶体管100，与电流供给线5、电容6以及发光元件7连接。数据线3是向发光元件7的像素传送确定发光元件7的像素明暗的数据(电压值的大小)的布线。扫描线4是向发光元件7的像素传送确定发光元件7的像素开关(0N/0FF)的数据的布线。电流供给线5是用于对驱动晶体管2供给大电流的布线。电容6将电压值(电荷)保持一定时间。如上所述，构成显示装置。接着，说明构成上述的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管100的制造方法。图4是表示构成本发明实施方式的显示装置所使用的薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管的制造工序的流程图。在基板上同时制造多个该薄膜晶体管100，但下面为了简化说明，作为制造一个薄膜晶体管的方法进行说明。图5A 图5J是用于说明本发明实施方式的显示装置所使用的薄膜晶体管阵列的制造方法的图。图6是示意表示图4的S14中的激光退火的图。首先，准备基板10，在基板10上形成底涂层11 (SlO)，接着，在底涂层11上形成栅电极(Sll)。具体而言，通过等离子体CVD (化学气相沉积)法在基板10上成膜底涂层11，接着，通过溅射法来堆积成为栅电极的金属膜，通过光刻以及蚀刻来形成薄膜晶体管100中的栅电极12(图5A)。在此，栅电极12典型地由Mo等或者Mo合金等(例如MoW (钥、钨合金))金属材料形成。接着，在栅电极12上形成栅极绝缘层13(S12)。并且，在栅极绝缘层13上形成非晶硅层14(S13)。具体而言，通过等离子体CVD法在栅电极12上即覆盖底涂层11和栅电极12而形成氧化硅膜或者氮化硅膜、或者氧化硅膜与氮化硅膜的层叠膜，由此成膜栅极绝缘层13 (图5B)，在成膜的栅极绝缘层13上连续地成膜非晶硅层14 (图5C)。接着，通过激光退火法使非晶硅层14成为结晶硅层15(S14)。具体而言，使用从某预定的激光器照射的激光使非晶硅层14结晶化而生成结晶硅层15。更具体而言，首先，对所形成的非晶硅层14实施脱氢处理。作为脱氢处理，通常为在氮气氛中通过退火炉以450°C以上的温度进行加热的方法。之后，通过激光退火法使非晶硅层14成为多结晶(包括微结晶)，由此形成结晶硅层15 (图OT)。在此，如上所述，在该激光退火法中，激光照射所使用的激光源是可见光区域波长的激光器。该可见光区域波长的激光器是大约380nm 780nm波长的激光器，优选为400nm 600nm波长的激光器。另外，该可见光区域波长的激光器为脉冲振荡、连续振荡或者模拟连续振荡模式中的任一模式即可。另外，该可见光区域波长的激光器可以由固体激光装置构成，也可以由使用了半导体激光元件的激光装置构成。进一步，可见光区域波长的激光器照射到非晶硅层14上时的照射能量密度的变动小于5%左右。另外，如图6所示，在S14的工序即图5C至图的工序中，聚光为线状的激光照射到非晶硅层14，从而生成结晶硅层15。具体而言，激光的照射方法存在两种方法。即一种方法是:聚光为线状的激光的照射位置是固定的，将形成有非晶硅层14的基板10载置于载置台而使载置台进行移动。另一种方法是:载置台是固定的，激光的照射位置进行移动。无论在哪一种方法中，都是激光一边相对移动一边对非晶娃层14进行照射。这样，被照射激光的非晶硅层14吸收激光的能量，温度上升而结晶化，成为结晶硅层15。除了聚光为线状的激光以外，也可以使用光斑状(也包括圆形、椭圆形或者其它形状)的激光。在该情况下，优选通过适于结晶化的扫描方法来实施激光的照射。接着，形成第二层的非晶硅层16(S15)，对薄膜晶体管100的沟道区域的硅层进行图案形成(S16)。具体而言，通过等离子体CVD法在栅极绝缘层13上形成第二层的非晶硅层16 (图5E)。并且，对硅层膜层(结晶硅层15和非晶硅层16的层)进行图案形成，使得留下薄膜晶体管100的沟道区域，通过蚀刻除去应该除去的非晶硅层16和结晶硅层15(图5F)。由此，能够在薄膜晶体管100中形成所期望的沟道层。接着，成膜η+硅层17和源、漏电极18(S17)。具体而言，通过等离子体CVD法，成膜η+硅层17使得将非晶硅层16、结晶硅层15的侧面以及栅极绝缘层13覆盖(图5G)。并且，通过溅射法在成膜的η+硅层17上堆积成为源、漏电极18的金属(图5Η)。在此，源、漏电极由Mo或者Mo合金等金属、钛(Ti)、铝(Al)或者Al合金等金属、铜(Cu)或者Cu合金等金属、或者银(Ag)、铬(Cr)、钽(Ta)或者钨(W)等金属材料形成。接着，进行源、漏电极18的图案形成(S18)。并且，对η+硅层17进行蚀刻，在此过程中，对第二层的非晶硅层16的一部分进行蚀刻(S19)。具体而言，通过光刻以及蚀刻来形成源、漏电极18(图51)。另外，对η+硅层17进行蚀刻，对薄膜晶体管100的沟道区域的非晶硅层16的一部分进行蚀刻(图5J)。换言之，对非晶硅层16进行沟道蚀刻，使得留下薄膜晶体管100的沟道区域的非晶硅层16的一部分。这样，制造出薄膜晶体管100。最后，简单说明使构成薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管100相互电连接的工序。在此，图7是表示本发明实施方式的薄膜晶体管阵列的单位重复单元的等效电路剖面的一例的图。对与图3以及图5Α 图5J同样的要素标记相同的标号，省略详细说明。如图7所示，在基板10的整个面，为了保护和钝化薄膜晶体管100，通过等离子体CVD形成氮化硅膜来作为层间绝缘膜。接着，在源、漏电极18上开接触孔。通过光刻和干式蚀刻来开接触孔。之后，在基板10的整个面，通过溅射法形成主要由Al或者Cu形成的金属薄膜，通过光刻、湿式蚀刻来形成数据线3和电流供给线5。如上所述，本实施方式中的薄膜晶体管100形成为具有底栅构造的Poly-Si TFT。在制造该薄膜晶体管100时，在使上述关系式成立的膜厚范围内成膜栅极绝缘层13和非晶硅层14。并且，使用可见光区域波长、更优选400nm 600nm波长的激光对非晶硅层14进行激光退火而使其结晶化，由此使非晶硅层14成为结晶硅层15。此时，能够使形成薄膜晶体管的沟道区域的结晶硅层15的结晶性根据栅极绝缘层13的栅极电容而变化。具体而言，能够在基板整个面形成结晶硅层15，使得结晶硅层15的结晶性相对于栅极绝缘层13的栅极电容具有负相关。换言之，能够在基板整个面形成结晶硅层15，使得栅电极上的结晶硅层15的平均结晶粒径相对于栅极绝缘层13的栅极电容具有负相关。进而换言之，能够在基板整个面形成结晶硅层15，使得栅电极上的结晶硅层15的拉曼散射光谱中的520CHT1附近的峰的半值宽度相对于栅极绝缘层13的栅极电容具有正相关。在沟道具备这样形成的结晶硅层15的薄膜晶体管100中，能够以结晶硅层15的结晶性、即导电能力来抵消与栅极绝缘层13的膜厚所对应的栅极电容相应的驱动能力，因此能够减少具备因不同的膜厚而具有不同的电容的栅极绝缘层13的薄膜晶体管之间的导通特性的不匀。因此，由这样的薄膜晶体管100构成的薄膜晶体管阵列的导通特性在面内的分布变得均匀。如上所述，将栅极绝缘层13与非晶硅层14的膜厚形成为满足上述的条件，将使用上述激光使非晶硅层14结晶化而形成的结晶硅层15作为薄膜晶体管的沟道层来加以使用。由此，能实现以下效果:即使具备由该薄膜晶体管构成的薄膜晶体管阵列的显示装置的大型化发展下去，也不会产生由薄膜晶体管的构成层膜厚不匀引起的导通特性不均所导致的显示不均，能够提高其显示质量。在以下实施例中，具体说明能得到本发明的效果的栅极绝缘层13和非晶硅层14的膜厚范围的导出过程。(实施例)首先，在形成栅极绝缘层和非晶硅层的情况下，各个膜厚会从作为目标的膜厚(目标膜厚)变动。具体而言，例如在形成于基板10上的多个栅电极12上连续地形成栅极绝缘层13和非晶硅层14。在此，将栅极绝缘层13的目标膜厚设为dH，将非晶硅层14的目标膜厚设为da_Si。换言之，例如通过CVD装置在基板10上以目标膜厚形成栅极绝缘层13和非晶硅层14。在该情况下，栅极绝缘层13和非晶硅层14在其面内会从目标膜厚发生变动。该变动依赖于CVD装置的成膜室内的气体气流的波动和/或等离子体驻波的形成方式，因此通常不会是0，但能够根据CVD装置的成膜条件来进行优化。在本实施例中，假设相对于目标膜厚最大产生±15%的膜厚偏差来进行说明。当假设为基板面内的膜厚变动相对于目标膜厚形成正态分布时，能够认为栅极绝缘层13的目标膜厚以及非晶硅层14的目标膜厚为面内的平均膜厚。在此，将dei的15 %的变动量设为Λ dGI,将da_Si的15 %的变动量设为Λ da_Si。于是，能够认为在栅极绝缘层13和非晶硅层14中，与目标膜厚的组(de1、da_Si)对应地，变动最大的变动膜厚的组(dH土 Λ dH、da_Si± Δ da_Si)(符号任意)以非零的概率形成于基板上。接着，考虑与包括目标膜厚的组(dH、da_Si)的变动膜厚的组对应的、非晶硅层14的吸收率A。在此，吸收率A是栅电极12上的非晶硅层14对波长λ的激光的吸收率。吸收率A为栅极绝缘层13的膜厚以及非晶硅层14的膜厚的函数，因此能够针对目标膜厚的各个组(变动膜厚的组)唯一地计算吸收率Α。例如在栅极绝缘层13由多种膜构成的情况下(例如膜131和膜132)，将膜131的膜厚设为den，将膜132的膜厚设为dei2，考虑相对于各个膜的15%的变动Aden、Adei2即可。在膜的种类为这以上的情况下，也可以同样地进行考虑。然后，在计算出了与目标膜厚的组(de1、da_Si)对应的变动膜厚的组(也包括目标膜厚的组)的、栅电极12上的非晶硅层的吸收率A的情况下，能够定义吸收率A与变动膜厚(dei土 Ade1、da_Si± Ada_Si)的相关。在此，可以将栅极绝缘层13的变动的组替换为栅极绝缘层13的栅极电容的变动的组(定义为Cci± ACci)。即能够考虑将(dCI土 AdC1、da_Si土 Ada_Si)替换为(CH± Λ CH、da_Si± Λ da_Si)，因此能够同样地定义吸收率A与栅极电容的变动的组的相关。换言之，I)与多个栅电极12上各自对应的栅极绝缘层13的膜厚(具体而言为栅极绝缘层13的等效氧化膜厚)和栅电极12上的非晶硅层14对激光的吸收率为正相关的区域的膜厚范围与由激光波长入、变动膜厚的组(dei土 Ade1、da_Si± Ada_Si)定义的吸收率A和栅极电容(C^iACei)为负相关(例如，在引出近似直线时，其倾斜度取负值)的栅极绝缘层13的目标膜厚的可取范围等价。进一步，2)与多个栅电极12上各自对应的非晶硅层14的膜厚形成在其光吸收率相对于非晶硅层14的膜厚变化小的区域的膜厚范围内。该膜厚范围与提供此时定义的吸收率A与栅极电容(Q^iACei)的相关性良好(例如，在引出近似直线时，R平方值大于O且最低也为0.3以上)的状态的、非晶硅层14的目标膜厚的可取范围等价。基于上述的想法，能够如以下那样计算能得到本发明的效果的栅极绝缘层13和非晶硅层14的膜厚范围。S卩，首先计算与目标膜厚(de1、da_Si)对应的假想变动膜厚的组以及与该变动膜厚的组各自对应的栅电极上的非晶硅层14对波长λ的激光的吸收率Α。然后，可以调查该吸收率A与由假想变动膜厚得到的变动电容的相关，计算该相关的近似直线为负倾斜度且作为其R平方值为大于O的值的膜厚来作为膜厚的范围(目标膜厚的可取值的范围)。下面，作为一例，作为栅极绝缘层13由绝缘膜1301与绝缘膜1302的层叠膜构成来进行说明。具体而言，作为在栅电极12上形成绝缘膜1301、在绝缘膜1301上形成绝缘膜1302而构成栅极绝缘层13来进行说明。下面，对该构造中的栅电极12上的非晶硅层14对波长λ的激光的吸收率的计算过程进行说明。通过计算对于各个构成膜的振幅反射率以及振幅透射率来求出构成薄膜晶体管100的多层薄膜的光吸收率。图8是用于说明振幅透射率以及振幅透射率的计算方法的图。图8是表示使图2所示的薄膜晶体管100的构造模型化而得到的多层构造的模型构造的图。在图8所示的模型构造中，具备由复折射率NI形成的层401、由复折射率Ν2形成的层402、由复折射率Ν3形成的层40`3、由复折射率Ν4形成的层404以及由复折射率Ν5形成的基板层405 (未图示)。在该模型构造中，示出层404、层403、层402以及层401按该顺序层叠在基板层405上的构造。另外，图中示出的复折射率NO的区域为模型构造的外部，表示激光向模型构造入射的一侧。该区域例如为空气或者N2气体。基板层405例如为由透明的玻璃或者石英形成的绝缘基板，与图5Α所示的基板10对应。层404由对激光的透射率为I %以下的膜厚的金属薄膜构成，例如由Mo、Cr、W等高熔点金属构成，与图5Α示出的栅电极12对应。层403由绝缘膜1301构成，层402由绝缘膜1302构成。在此，绝缘膜1301和绝缘膜1302例如为氮化硅和氧化硅等电介质的薄膜。这两层(层403和层404)的层叠膜与图5Α示出的栅极绝缘层13对应。层401与非晶硅层14对应。忽视栅电极12的光透射加以考虑，因此在图8示出的模型构造中，省略了与底涂层11对应的层。在此，如图8所示，将对于从外部向层401入射的光的振幅反射系数设为A1，将对于从层401向层402入射的光的振幅反射系数设为r12,将对于从层402向层403入射的光的振幅反射系数设为r23，将对于从层403向层404入射的光的振幅反射系数设为r34。另夕卜，将从外部向层401入射的光的振幅透射系数设为tQ1，将从层401向层402入射的光的振幅透射系数设为t12，将从层402向层403入射的光的振幅透射系数设为t23，将从层403向层404入射的光的振幅透射系数设为t34。进一步，将形成有与栅电极12对应的层404的区域上方的各层整体的振幅反射系数分别设为rQ1234 (Rl)、r1234 (R2)、r234 (R3)。具体而言，将层404和层403视作一层时的振幅反射系数设为r234 (R3)。同样地，将层404、层403以及层402视作一层时的振幅反射系数设为r1234 (R2)，将层404、层403、层402以及层401视作一层时的振幅反射系数设为rQ1234 (Rl)。另外，将图8示出的各层整体的振幅透射系数分别设为^1234 (Tl)、t1234 (T2)、t234 (T3)。具体而言，将层404和层403视作一层时的振幅透射系数设为t234 (T3)。同样地，将层404、层403以及层402视作一层时的振幅透射系数设为t1234 (T2)，将层404、层403、层402以及层401视作一层时的振幅透射系数设为^234 (Tl)。并且，能够使用以下的(式I) (式6)表示形成有与栅电极12对应的层404的区域上方的各层整体的振幅反射系数、振幅透射系数。
权利要求
1.一种薄膜晶体管阵列的制造方法，包括: 第一工序，准备基板； 第二工序，在所述基板上形成多个栅电极； 第三工序，在所述多个栅电极上形成栅极绝缘层； 第四工序，在所述栅极绝缘层上形成非晶硅层；第五工序，使用从激光器照射的激光使所述非晶硅层结晶化而生成结晶硅层；以及第六工序，在所述多个栅电极各自的所述结晶硅层上的区域形成源电极和漏电极，在所述第三工序中，将所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的膜厚形成在使得所述栅电极上的所述非晶硅层对所述激光的光吸收率和所述栅极绝缘层的等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内， 在所述第四工序中，将所述多个栅电极上的所述非晶硅层的膜厚形成在使得相对于所述非晶硅层的膜厚变化的、 所述光吸收率的变动处于与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围内。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述激光器由固体激光装置构成。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述激光器由使用了半导体激光元件的激光装置构成。
4.根据权利要求1 3中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第五工序中，所述激光在所述非晶硅层上的照射能量密度的变动小于5%左右。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述激光的波长范围为400nm 600nm。
6.根据权利要求1 5中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第四工序中，作为所述与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围，将所述非晶硅层的膜厚形成在使微分系数为-5 +5的膜厚范围内，所述微分系数是以所述非晶硅层的光学膜厚对所述非晶硅层的激光波长λ的吸收率进行微分时的微分系数，所述非晶硅层的光学膜厚是以所述激光的波长λ进行标准化而得到的光学膜厚，所述非晶硅层的激光波长λ的吸收率是以所述栅极绝缘层的光学膜厚进行标准化而得到的吸收率，所述栅极绝缘层的光学膜厚是以所述激光的波长λ进行标准化而得到的光学膜厚。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第四工序中，所述非晶硅层形成为所述多个栅电极上的所述非晶硅层的平均膜厚包含在由以下式I所表示的范围内， (式 I) 0.426 ( na_Si X da_Si/ 入 Si 彡 0.641 在此，da_Si表示所述非晶硅层的平均膜厚，λ Si表示所述激光波长，na_Si表示所述非晶娃层对波长λ的激光的折射率。
8.根据权利要求1 7中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述栅极绝缘层相对于所述激光波长的消光系数为0.01以下。
9.根据权利要求1 8中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述栅极绝缘层为氧化硅膜。
10.根据权利要求1 8中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述栅极绝缘层为氮化硅膜。
11.根据权利要求1 8中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述栅极绝缘层由氧化硅膜和氮化硅膜的层叠膜构成。
12.根据权利要求1 10中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的平均膜厚包含在由以下式2表示的范围或者由以下式3表示的范围内，(式 2)0.44 彡 nCI Xdci/λ 彡 0.74(式 3)0.96 彡 nGIXdGI/A ( 1.20 在此，dH表示所述栅极绝缘层的平均膜厚，λ表示所述激光波长，ηα表示所述栅极绝缘层对波长λ的激光的折射率。
13.根据权利要求1 12中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的平均膜厚包含在由以下式4表示的范围或者由以下式5表示的范围内，(式 4)0.47 彡 nCI Xdci/λ 彡 0.62(式 5) 1.04 彡 nGIXdGI/A ( 1.13 在此，dH表示所述栅极绝缘层的平均膜厚，λ表示所述激光波长，ηα表示所述栅极绝缘层对波长λ的激光的折射率。`
14.根据权利要求1 11中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述氧化硅膜的平均膜厚和所述多个栅电极上的所述氮化硅膜的平均膜厚包含在由以下式6和式7表示的区域或者由以下式8和式9表示的区域内，(式 6) Y 彡-1070Χ6+1400Χ5-688Χ4+153Χ3-12.90Χ2_1.02Χ+0.439(式 7) Y 彡 49.9Χ6-131Χ5+127Χ4-56.8Χ3+11.8Χ2_2.01Χ+0.736(式 8) Y 彡-7.34X6+8.48X5+8.65Χ4_16.0X3+7.SAX2-〗.04X+0.961(式 9)Y 彡-3.75Χ6+11.8Χ5-13.1Χ4+6.09Χ3_1.12Χ2_0.87Χ+1.20在此,X = dSi0 Xnsi0/ λ，Υ = dSiN Xnsffl/ λ , dSi0表示所述氧化娃膜的平均膜厚,dSiN表示所述氮化硅膜的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nSi()表示所述氧化硅膜对波长λ的激光的折射率，nSiN表示所述氮化硅膜对波长λ的激光的折射率。
15.根据权利要求1 14中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 在所述第三工序中，所述栅极绝缘层形成为所述多个栅电极上的所述氧化硅膜的平均膜厚和所述多个栅电极上的所述氮化硅膜的平均膜厚包含在由以下式10和式11表示的区域或者由以下式12和式13表示的区域内，(式 10) Y 彡-132.6Χ6+181Χ5-93.8Χ4+21.ax3-!.33Χ2_1.04Χ+0.473(式 11) Y 彡 23.7Χ6-4.56Χ5-35.4Χ4+27.axis.75Χ2_0.973Χ+0.619(式 12) Y 彡 7.46Χ6-32.4Χ5+50.8Χ4_35.7Χ3+11.ΟΧ2-〗.20Χ+1.04(式 13) Y 彡-5.34Χ6+16.7Χ5_18.7Χ4+9.18Χ3_1.96Χ2_0.821Χ+1.13在此,X = dSi0 Xnsi0/ λ，Υ = dSiN Xnsffl/ λ , dSi0表示所述氧化娃膜的平均膜厚,dSiN表示所述氮化硅膜的平均膜厚，λ表示所述激光波长，nSi()表示所述氧化硅膜对波长λ的激光的折射率，nSiN表示所述氮化硅膜对波长λ的激光的折射率。
16.根据权利要求1 15中的任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法， 所述第二工序包括:在所述基板上形成由透明绝缘膜形成的底涂层的工序；以及在所述底涂层上形成多个栅电极的工序。
17.一种薄膜晶体管阵列，具备: 基板； 多个栅电极，其形成于所述基板上； 栅极绝缘层，其共用地形成于所述多个栅电极上； 结晶硅层，其形成于所述栅极绝缘层上；以及 源电极和漏电极，其形成于所述多个栅电极各自的所述结晶硅层上的区域， 使用从激光器照射的激光使形成于所述栅极绝缘层上的非晶硅层结晶化而形成所述结晶硅层， 所述多个栅电极上的所述栅极绝缘层的膜厚形成在使得所述栅电极上的所述非晶硅层对所述激光的光吸收率和所述等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内， 所述多个栅电极上的所述非晶硅层的膜厚形成在使得相对于所述非晶硅层的膜厚变化的、所述光吸收率的变动处于与第一基准相比为预定范围内的区域的膜厚范围内。
18.根据权利要求17所述的薄膜晶体管阵列， 所述栅电极上的所述结晶硅层的平均结晶粒径相对于所述栅电极上的所述栅极绝缘层的栅极电容具有负相关。
19.根据权利要求17所述的薄膜晶体管阵列， 所述栅电极上的所述结晶硅层的520CHT1附近的拉曼散射光谱峰的半值宽度相对于所述栅电极上的所述栅极绝缘层的栅极电容具有正相关。
20.一种显示装置,包括液晶面板或者EL面板， 具备权利要求17 19中的任一项所述的薄膜晶体管阵列， 所述薄膜晶体管阵列驱动所述液晶面板或者所述EL面板。
全文摘要
本发明供给一种薄膜晶体管阵列的制造方法、薄膜晶体管阵列以及显示装置。该制造方法包括第三工序，在多个栅电极(12)上形成栅极绝缘层(13)；第四工序，在栅极绝缘层(13)上形成非晶硅层(14)；第五工序，使非晶硅层(14)结晶化而生成结晶硅层(15)；以及第六工序，形成源电极和漏电极(18)，在第三工序中，将多个栅电极(12)上的栅极绝缘层(13)的膜厚形成在使得栅电极(12)上的非晶硅层(14)对激光的光吸收率和栅极绝缘层(13)的等效氧化膜厚为正相关的区域的膜厚范围内，在第四工序中，将多个栅电极(12)上的非晶硅层(14)的膜厚形成在使得相对于非晶硅层(14)的膜厚变化的、光吸收率的变动从第一基准起处于预定范围内的区域的膜厚范围内。
文档编号H01L29/786GK103109360SQ201180004138
公开日2013年5月15日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者菅原祐太 申请人:松下电器产业株式会社