ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО

1. Полупроводниковое устройство, содержащее:
тонкопленочный транзистор, который включает в себя полупроводниковый слой, который имеет область канала, область истока и область стока, электрод затвора, который выполнен с возможностью регулирования проводимости области канала, и изолирующую пленку затвора, расположенную между данным полупроводниковым слоем и электродом затвора,
и тонкопленочный диод, который включает в себя полупроводниковый слой, который имеет, по меньшей мере, область n-типа и область p-типа,
при этом соответствующие полупроводниковые слои тонкопленочного транзистора и тонкопленочного диода представляют собой кристаллические полупроводниковые слои, которые были сформированы путем кристаллизации одной аморфной полупроводниковой пленки, и
при этом выступы образованы на поверхности полупроводникового слоя тонкопленочного диода, и
при этом полупроводниковый слой тонкопленочного диода имеет большую шероховатость поверхности, чем полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора.
2. Полупроводниковое устройство по п.1, в котором соответствующие полупроводниковые слои тонкопленочного транзистора и тонкопленочного диода имеют, по существу, равные степени кристалличности.
3. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором соответствующие полупроводниковые слои тонкопленочного транзистора и тонкопленочного диода имеют, по существу, одинаковый средний размер кристаллических зерен.
4. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором полупроводниковый слой тонкопленочного диода имеет большую среднюю арифметическую поверхностную шероховатость Ra, чем полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора.
5. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором полупроводниковый слой тонкопленочного диода имеет большую максимальную высоту Rz поверхности, чем полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора.
6. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором выступы также образованы на поверхности полупроводникового слоя тонкопленочного транзистора, и
при этом выступы на поверхности полупроводникового слоя тонкопленочного транзистора имеют меньшую среднюю высоту, чем выступы на поверхности полупроводникового слоя тонкопленочного диода.
7. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора имеет, по существу, плоскую поверхность.
8. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором выступы расположены по границе кристаллических зерен, которые включены в полупроводниковый слой.
9. Полупроводниковое устройство по п.8, в котором каждый выступ имеет острую и приподнятую часть, которая расположена на границе между тремя или более кристаллическими зернами в полупроводниковом слое.
10. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора имеет однородную поверхностную шероховатость по всей его поверхности.
11. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором, по меньшей мере, часть соответствующих полупроводниковых слоев тонкопленочного транзистора и тонкопленочного диода включает в себя каталитический элемент, который имеет функцию содействия кристаллизации аморфной полупроводниковой пленки.
12. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором тонкопленочный диод дополнительно имеет внутреннюю область, которая расположена между областями n-типа и p-типа в полупроводниковом слое тонкопленочного диода, и
при этом, по меньшей мере, внутренняя область полупроводникового слоя тонкопленочного диода может иметь большую поверхностную шероховатость, чем полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора.
13. Полупроводниковое устройство по п.1 или 2, в котором тонкопленочный транзистор содержит ряд тонкопленочных транзисторов, включая n-канальный тонкопленочный транзистор и p-канальный тонкопленочный транзистор.
14. Способ изготовления полупроводникового устройства, содержащий этапы, на которых:
(а1) обеспечивают подложку, поверхность которой уже покрыта аморфной полупроводниковой пленкой;
(b) формируют оксидный слой на части данной аморфной полупроводниковой пленки;
(с) облучают и кристаллизуют данную аморфную полупроводниковую пленку посредством лазерного луча, который выполнен с возможностью поступления из-за оксидного слоя, таким образом получая кристаллическую полупроводниковую пленку, включающую в себя первую кристаллизованную область, в которой остаток аморфной полупроводниковой пленки, который не покрыт оксидным слоем, кристаллизован, и вторую кристаллизованную область, в которой часть аморфной полупроводниковой пленки, которая покрыта оксидным слоем, кристаллизована, и которая имеет большую поверхностную шероховатость, чем первая кристаллизованная область; и
(d) структурируют данную кристаллическую полупроводниковую пленку на первый полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного транзистора, и второй полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного диода, где первый полупроводниковый островок имеет первую кристаллизованную область, а второй полупроводниковый островок имеет вторую кристаллизованную область.
15. Способ изготовления полупроводникового устройства, содержащий этапы, на которых:
(а1) обеспечивают подложку, поверхность которой уже покрыта аморфной полупроводниковой пленкой;
(а2) облучают аморфную полупроводниковую пленку посредством лазерного луча, таким образом кристаллизуя и превращая аморфную полупроводниковую пленку в кристаллическую полупроводниковую пленку;
(b) формируют оксидный слой локально на данной кристаллической полупроводниковой пленке;
(c) облучают кристаллическую полупроводниковую пленку посредством лазерного луча, который поступает из-за оксидного слоя, и снижают поверхностную шероховатость части кристаллической полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, таким образом превращая эту часть кристаллической полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, в первую кристаллизованную область, а остальную кристаллическую полупроводниковую пленку, которая покрыта оксидным слоем, во вторую кристаллизованную область с большей поверхностной шероховатостью, чем первая кристаллизованная область; и
(d) структурируют данную кристаллическую полупроводниковую пленку на первый полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного транзистора, и второй полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного диода, причем первый полупроводниковый островок имеет первую кристаллизованную область, а второй полупроводниковый островок имеет вторую кристаллизованную область.
16. Способ изготовления полупроводникового устройства, содержащий этапы, на которых:
(а1) обеспечивают подложку, поверхность которой уже покрыта аморфной полупроводниковой пленкой;
(а2') добавляют каталитический элемент, который способствует кристаллизации, в, по меньшей мере, часть аморфной полупроводниковой пленки, и затем нагревают аморфную полупроводниковую пленку, таким образом кристаллизуя и превращая аморфную полупроводниковую пленку в кристаллическую полупроводниковую пленку;
(b) формируют оксидный слой локально на кристаллической полупроводниковой пленке;
(c) облучают кристаллическую полупроводниковую пленку посредством лазерного луча, который поступает из-за оксидного слоя, таким образом дополнительно кристаллизуя или рекристаллизуя и превращая часть кристаллической полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, в первую кристаллизованную область, а остальную кристаллическую полупроводниковую пленку, которая покрыта оксидным слоем, во вторую кристаллизованную область с большей поверхностной шероховатостью, чем первая кристаллизованная область; и
(d) структурируют данную кристаллическую полупроводниковую пленку на первый полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного транзистора, и второй полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного диода, причем первый полупроводниковый островок имеет первую кристаллизованную область, а второй полупроводниковый островок имеет вторую кристаллизованную область.
17. Способ изготовления полупроводникового устройства, содержащий этапы, на которых:
(а1) обеспечивают подложку, поверхность которой уже покрыта аморфной полупроводниковой пленкой;
(а2') добавляют каталитический элемент, который способствует кристаллизации, в, по меньшей мере, часть аморфной полупроводниковой пленки, и затем нагревают аморфную полупроводниковую пленку, таким образом кристаллизуя и превращая аморфную полупроводниковую пленку в кристаллическую полупроводниковую пленку;
(а3') облучают и дополнительно кристаллизуют или рекристаллизуют кристаллическую полупроводниковую пленку посредством лазерного луча;
(b) формируют оксидный слой локально на кристаллической полупроводниковой пленке;
(c) облучают кристаллическую полупроводниковую пленку посредством лазерного луча, который поступает из-за оксидного слоя, и снижают поверхностную шероховатость части кристаллической полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, таким образом превращая эту часть кристаллической полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, в первую кристаллизованную область, а остальную кристаллическую полупроводниковую пленку, которая покрыта оксидным слоем, во вторую кристаллизованную область с большей поверхностной шероховатостью, чем первая кристаллизованная область; и
(d) структурируют данную кристаллическую полупроводниковую пленку на первый полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного транзистора, и второй полупроводниковый островок, задающий активную область тонкопленочного диода, причем первый полупроводниковый островок имеет первую кристаллизованную область, а второй полупроводниковый островок имеет вторую кристаллизованную область.
18. Способ по п.14, дополнительно содержащий этап, на котором удаляют естественную оксидную пленку с той части аморфной полупроводниковой пленки, которая не покрыта оксидным слоем, перед этапом (с).
19. Способ по п.14, в котором этап (с) выполняют в атмосфере инертного газа, такого как окружающий газообразный азот.
20. Способ по п.14, в котором подложка является светопропускающей и
при этом этап (а) включает в себя этапы, на которых:
формируют непрозрачный слой для отсечения света, который поступает из-под противоположной поверхности подложки, на области подложки, которая будет расположена под вторым полупроводниковым островком, задающим активную область тонкопленочного диода; и
осаждают аморфную полупроводниковую пленку на подложку, на которой образован непрозрачный слой, и
при этом этап (b) включает в себя этапы, на которых:
(b1) осаждают оксидную пленку на аморфную полупроводниковую пленку или кристаллическую полупроводниковую пленку;
(b2) осаждают пленку из фоторезиста на оксидную пленку и подвергают данную пленку из фоторезиста процессам экспозиции и развития, таким образом формируя структуру из фоторезиста; и
(b3) травят оксидную пленку с использованием структуры из фоторезиста в качестве маски, таким образом формируя оксидный слой, и
при этом на этапе (b2) вызывают экспозицию пленки из фоторезиста свету, который поступает из-под противоположной поверхности подложки, с использованием непрозрачного слоя в качестве маски.
21. Способ по п.14, в котором на этапе (b) устанавливают такую толщину D (нм) оксидного слоя, что толщина D и показатель n преломления оксидного слоя, и длина волны А (нм) лазерного луча на этапе (с) удовлетворяют неравенству: D≤λ/(4×n)×0,5.
22. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап, на котором тонко окисляют поверхность аморфной полупроводниковой пленки перед этапом (а2).
23. Способ по п.15 или 22, в котором этап (а2) выполняют в атмосфере, содержащей кислород.
24. Способ по любому из пп.15 или 22, в котором на этапе (с) облучают посредством лазерного луча с такой плотностью энергии облучения, которая не является слишком высокой, чтобы избежать полного восстановления кристаллического состояния кристаллической полупроводниковой пленки, которая была получена на этапе (а2).
25. Способ по п.16, в котором на этапе (с) облучают посредством лазерного луча с такой плотностью энергии облучения, которая не является слишком высокой, чтобы избежать полного восстановления кристаллического состояния кристаллической полупроводниковой пленки, которая получена на этапе (а2').
26. Способ по п.17, дополнительно содержащий этап, на котором тонко окисляют поверхность аморфной полупроводниковой пленки перед этапом (а3').
27. Способ по п.17 или 26, в котором этап (а3') выполняют в атмосфере, содержащей кислород.
28. Способ по любому из пп.17 или 26, в котором на этапе (с) облучают посредством лазерного луча с такой плотностью энергии облучения, которая не является слишком высокой, чтобы избежать полного восстановления кристаллического состояния кристаллической полупроводниковой пленки, которая была получена на этапе (а3').
29. Способ по любому из пп.17 или 26, в котором на этапе (а3') облучают посредством лазерного луча с такой плотностью энергии облучения, которая не является слишком высокой, чтобы избежать полного восстановления кристаллического состояния кристаллической полупроводниковой пленки, которая получена на этапе (а2').
30. Способ по п.16, в котором никель используют в качестве каталитического элемента на этапе (а2').
31. Дисплейное устройство, содержащее:
дисплейную область, включающую в себя множество дисплейных элементов; и
рамочную область, которая окружает дисплейную область,
при этом данное устройство дополнительно включает в себя фотосенсорный элемент с тонкопленочным диодом, и
при этом каждый упомянутый дисплейный элемент включает в себя электрод и тонкопленочный транзистор, который присоединен к электроду, и
при этом тонкопленочный транзистор и тонкопленочный диод сформированы на одной подложке, и
при этом тонкопленочный транзистор включает в себя кристаллический полупроводниковый слой с областью канала и областями истока и стока, изолирующую пленку затвора, которая расположена так, чтобы покрывать данный кристаллический полупроводниковый слой, и электрод затвора, который расположен на изолирующей пленке затвора, с возможностью регулирования проводимости области канала, и
при этом тонкопленочный диод включает в себя кристаллический полупроводниковый слой, который имеет, по меньшей мере, область n-типа и область p-типа, и
при этом соответствующие полупроводниковые слои тонкопленочного транзистора и тонкопленочного диода представляют собой кристаллические полупроводниковые слои, которые сформированы путем кристаллизации одной аморфной полупроводниковой пленки, и
при этом выступы сформированы на поверхности полупроводникового слоя тонкопленочного диода, и
при этом полупроводниковый слой тонкопленочного диода имеет большую поверхностную шероховатость, чем полупроводниковый слой тонкопленочного транзистора.
32. Дисплейное устройство по п.31, в котором данный дисплейный элемент дополнительно включает в себя заднюю подсветку и контроллер задней подсветки для регулирования яркости света, испускаемого от задней подсветки, и
при этом фотосенсорный элемент выполнен с возможностью генерирования сигнала освещенности, соответствующей освещенности внешним светом, и выдачи данного сигнала освещенности на контроллер задней подсветки.
33. Дисплейное устройство по п.31, дополнительно содержащее множество оптических датчиков сенсорного экрана, каждый из которых включает в себя фотосенсорный элемент и расположен в дисплейной области для связи с одним, двумя или более из дисплейных элементов.