本发明涉及薄膜晶体管和有源矩阵液晶显示器件，更具体地说，涉及防止因入射光而在TFT的源极和漏极之间产生光电子漏电流的技术。 通常，具有一个薄膜晶体管的有源矩阵液晶显示器件包括分别水平设置和垂直设置的多根扫描线（栅极线）和多根信号线（数据线）、在上述扫描线和信号线的各交叉点上作为非线性元件的薄膜晶体管（TFT）、一个具有与所述各薄膜晶体管相连的透明显示电极的透明绝缘衬底、具有一滤色器、一公用电极和一反射金属黑色矩阵的另一透明绝缘衬底、一个将光线从一个透明绝缘衬底向另一透明绝缘衬底照射的光源、一个向所述扫描线加扫描电压的装置和一个向信号线加信号电压的装置。液晶材料放在这两个透明绝缘衬底之间。对于各个构成一象素元件的液晶显示单元形成透明显示电极和TFT，而根据所述扫描和信号电压的幅值来调制各象素的光学特性。
最近已提出一种TFT，其中，一沟道防护绝缘层在作为沟道（channel）的半导体层上，以便防止该半导体层受到腐蚀。图7为本发明的发明者制造的TFT结构的放大的平面图和截面图。薄膜晶体管1包括一光屏蔽栅电极3、一栅绝缘膜4、一半导体层5、一沟道防护绝缘膜6和源电极7以及漏电极8。电极3形成在玻璃衬底之类的绝缘衬底2上与所述扫描线相连接，绝缘膜4用于覆盖栅电极3，半导体层5形成在栅极绝缘膜4上起到沟道的作用，沟道防护绝缘膜6形成在半导体层5的一部分上，源电极7和漏电极8与所述信号线相连、并和所述半导体层5电接触。源电极7和漏电极8为铝之类的光屏蔽金属层，并可以有一N+非晶硅层9，以便与半导体层5保持良好的欧姆接触。用作半导体层5地材料是本征非晶硅（a-Si）、多晶硅（p-Si）以及类似的材料。为了防止薄的半导体层5受到腐蚀，需要有限定沟道长度的沟道保护绝缘膜6，它是由氮化膜和类似的东西形成的。现在，已知漏电流是由于从表面射入的入射光于本征非晶硅半导体层5产生的，此入射光从光源射入穿过液晶材料，在另一透明绝缘衬底的内表面上反射，并穿过一透明氮化膜。这是因为当光射入本征非晶硅层时产生出空穴和电子。当TFT导通时，此漏电流不会产生什么问题。但是当此漏电流在TFT的截止周期内在源电极和漏电极之间流过时，就改变了加在液晶上的电压，继而显著降低了显示质量。
因此，本发明的发明者做了下列实验以寻找TFT中漏电流流经的通路。首先，将TFT放在一黑盒子内，测量TFT截止期间的电流（Ioff）。在一个标准尺寸的TFT中，OFF态电流约为10-12A。然后，通过把一窄光带按图8所示的顺序从位置P1移到位置P10，来测量源电极和漏电极之间的OFF态电流。图8示出实验的结果。横座标表示位置，纵座标表示OFF态电流。OFF态电流Ioff的值用对数值表示。由于OFF态电流的值取决于射入光线的强度，所以它由任选的尺度来表示。Ioff＝0为10-12A左右，Ioff＝1为10-11A左右。在位置P6，OFF态电流增加了一位数左右，而OFF态电流在位置P1和P9表示为小的数值。
在位置P1，由于制造工艺中需要形成源和栅电极的掩膜的重叠边缘，源电极7和漏电极8延伸覆盖住沟道防护绝缘膜6约2至3微米，这大于空穴-电子复合距离，即约1微米。因此，若将光带置于位置P1，在光线被所述源电极7和漏电极8所屏蔽的半导体区域中不产生空穴和电子，而在光线未被所述源电极7和漏电极8屏蔽的半导体区域中产生空穴和电子。由于这些空穴和电子在到达源电极7或漏电极8前就复合和消失了，源电极7和漏电极8之间的漏电流非常低。这一很低的电流是暗电流，对TFT的工作没有影响。
在位置P9，由于光带离开源电极7和漏电极8的边缘的距离大于空穴和电子的复合距离，即使在光带照射到的半导体区域产生空穴和电子，这些电子和空穴也在到达源电极7和漏电极8之前复合和消失了，结果是源电极7和漏电极8之间的漏电流变得很低。在位置P6，源电极7和漏电极8的边缘与半导体层5的边缘相重叠。如果将光带置于位置P6，离源电极7和漏电极8的距离在空穴-电子复合距离之内，在Y1和Y2之间的半导体区域内的垂直壁以及Y3和Y4之间的半导体区域内的垂直壁上产生的空穴和电子立即到达源电极7和漏电极8，在这两个垂直壁上光线没有受到源电极7和漏电极8的屏蔽，而且也没有形成沟道防护绝缘膜6来覆盖它们。此外，因为在Y2和Y3之间存在着由入射光产生的空穴和电子，所以在漏电极8和源电极7之间形成了漏电流的通路。
因此，本发明的发明者发现，在半导体层5中分别离源电极和漏电极重叠住半导体层5的边缘的距离在空穴-电子复合距离之内的区域中产生并到达源电极和漏电极的电子和空穴成为TFT的截止周期内造成高漏电流的原因之一。
第一种防止漏电流的现有技术是阻断光射入整个半导体层。例如，日本未审查专利公开（PUPA）59-117267公开的一种方案是在TFT的源电极和漏电极之间的沟道区域上形成一附加的光屏蔽膜，此膜的面积大于该区域。然而，这一技术的缺点是减少了产量，因为形成该光屏蔽层需要增加许多道工序。
第二种现有技术公开在PUPA3-85767上，该方案是在用作TFT的沟道的半导体层和源、漏电极之间提供一附加的厚半导体层来复合和减少由入射光产生的空穴和电子。当TFT导通时，大量电子从源电极注入所述附加半导体层形成一导电通路。这种技术也导致增加工序的数量、使产量下降。
本发明的目的是提供一种具有高显示质量的TFT有源矩阵液晶显示器件。
本发明的另一个目的是提供一种通过截断由入射光进入半导体层所引起的漏电流通路来防止漏电流的方法。
本发明的又一个目的是提供一种仅改变元件的常规结构而不增加新工序即可降低漏电流的方法。
根据本发明的薄膜晶体管包括一形成在一透明绝缘衬底上的光屏蔽栅电极、形成在该栅电极上的栅绝缘层、形成在该栅绝缘层上的半导体层，和与该半导体层相连以限定出一沟道区的光屏蔽源电极和光屏蔽漏电极;在该源电极和漏电极之一和该半导体层之间形成一绝缘层，该绝缘层超出覆盖住半导体层的源电极和漏电极中至少一个的所有边缘一段距离，此距离大于空穴-电子复合距离。且该绝缘层延伸到半导体的沟道区域。
下面结合附图描述本发明的实施例。
图1为根据本发明的TFT的第一实施例的平面和截面图。
图2为一液晶显示单元的电路示意图。
图3表示根据本发明的TFT的制造工序。
图4为根据本发明的TFT的第二实施例的平面和截面图。
图5为说明图3所示用于制造第一实施例的TFT的工序（e）中所用的掩模的图。
图6为说明图3所示用于制造第二实施例的TFT的工序（e）中所用的掩模的图。
图7为常规TFT的平面图和截面图。
图8为说明测量图7所示的TFT的漏电流的示意图。
一个有源液晶显示器件有两片透明绝缘衬底和保留在两衬底之间的液晶材料。一个透明绝缘衬底有多根水平方向设置的栅极线、多根垂直方向设置的信号线，以及在栅极和信号线的交叉点上形成的液晶显示单元。公用电极形成在另一透明绝缘衬底上。一栅极信号源与这些栅极相连，以向其提供栅极信号，一数据信号源与信号线相连以向其提供数据信号。
图1为根据本发明第一实施例的一个完成的液晶显示单元结构的平面图和截面图。其中未示出上述另一透明绝缘衬底，因为这在本领域是众所周知的。液晶显示单元形成在栅极线和信号线的各交叉点上，并具有一个薄膜晶体管（TFT）1和一显示电极10。图2是此液晶显示单元的等效电路图。当将栅极脉冲加到栅极线和将一数据信号，例如+V加到信号线上时，TFT1导通，该数据信号+V被加到显示电极10上，执行一个显示。该数据信号+V被存储在一帧的存储电容CS中，结果，显示就保持一帧。图1中未示出此存储电容CS。现在参照图1中的截面结构，TFT1包括一形成在玻璃基片2这样的透明绝缘衬底的表面上的光屏蔽栅电极3、一层二氧化硅或氮化硅之类的栅绝缘层4、一层形成TFT的沟道区的本征非晶硅和多晶硅之类的半导体层5、一形成在沟道上的沟道防护绝缘层6、与半导体层5的两端连接的源电极7和漏电极8、形成在源电极7、漏电极8和半导体层5之间的N+非晶硅层9，和一保护层11。图1中玻璃基片2的背面有一光源，光向上照射。图中没有画出该光源，因为这是本领域所熟知的。
在该第一实施例中，绝缘层6形成在源电极7和半导体层5之间以及漏电极8和半导体层5之间，该绝缘层超出TFT1的源电极7和漏电极8覆盖住半导体层5的所有边缘的距离为D，D大于空穴-电子复合距离。更具体地说，源电极7覆盖住半导体层5的所有边缘是71、72和73，漏电极8覆盖住半导体层5的所有边缘为81、82和83。图1中A-A截面图中画出了边缘82和72。当光在TFT1截止期间沿箭头15的方向照射时，在半导体层5的区域12内产生出空穴和电子，区域12没有被光屏蔽的源和漏电极7和8覆盖。这些电子和空穴向源电极7和半导体层5之间的连接区域以及漏电极8和半导体层5之间的连接区域移动。但是，由于在源电极7和半导体层5之间以及半导体层5和漏电极8之间的连接区域的一段距离D上和区域12上形成了绝缘层6，空穴和电子在这一段距离D内就被复合掉了，到达不了源电极7和漏电极8。
图1的B-B截面图中示出了漏电极8的边缘81和83。当光在TFT1截止期间内沿箭头15的方向照射时，在半导体层5中未被光屏蔽漏电极8覆盖住的区域13和14内产生了空穴和电子，它们向漏电极8和半导体层5之间的连接区域移动。但是，由于在半导体层5和漏电极8之间的连接区域的一段距离D和区域13及14上形成了绝缘层6，空穴和电子在距离D以内就被复合掉了，到达不了漏电极8。源电极7也有一个类似的横截面，并达到相同的效果。
因此，由于绝缘层6形成在源电极7和半导体层5之间以及漏电极8和半导体层5之间，离TFT1的源电极7和漏电极8覆盖住半导体层5的所有边缘，即71、72和73，以及81、82和83的距离为D（D大于空穴-电子复合距离），所以防止了TFT1截止期间源电极7和漏电极8之间的漏电流。如果在源电极7和漏电极8上加10-15V的电压，由于空穴-电子复合距离小于1微米，则选择距离D大于这一距离。
参照图3，图中表示出制造第1实施例的结构的工序过程。图3所示为沿图1的A-A线所取的截面图。
将钼/钽（Mo/Ta）合金淀积在玻璃基片2上，用一掩模按图1的栅极线和栅电极的形状进行腐蚀，从而在玻璃基片上形成栅极线和栅电极3（图3（a）），然后，在此整个表面上淀积一栅绝缘膜（氧化膜）4、一本征非晶硅（i/a-Si）半导体层5和一沟道防护绝缘膜（氮化膜）6（图3（b））。沟道防护绝缘层6是通过使用一掩模按图1所示的沟道防护绝缘膜6的形状腐蚀形成的（图3（c））。将N+非晶硅膜9淀积在基片的形成有所述沟道防护绝缘膜6的整个表面上（图3（d））。在图3的工序（e）中，利用图5的粗线所示的掩模50腐蚀形成N+非晶硅层9和半导体层5。
N+非晶硅层9是按掩模50的形状腐蚀的。不过，由于半导体层5上有沟道防护绝缘层6，它起着掩模的作用，所以半导体层5腐蚀成图5所示的样子。掩模50的边缘51必须不超过沟道防护绝缘层6的边缘52。如果边缘51超过边缘52，在电极的边缘就形成了从半导体层5通过N+非晶硅层9到这些电极的通路，这样就产生了漏电流的通路。在整个表面上淀积ITO（氧化铟锡），一种透明显示电极材料（图3（f）），并用一掩模进行腐蚀而形成该显示电极10（图3（g））。
然后，在整个表面上淀积铝（图3（h））。利用一掩模腐蚀所述铝，形成源电极7和漏电极8（图3（i））。所述显示电极10经源电极7与TFT相连。最后，利用所述源电极7和漏电极8作为掩模腐蚀未被其覆盖住的N+非晶硅层9（图3（j）），再在整个表面上淀积氮化硅之类的保护膜11，之后淀积一层定向层（图中未示出）。在图3（j）的工序中，由于半导体层5上有沟道防护绝缘层6，所以半导体层5不受腐蚀。图4为本发明已完成的液晶显示单元的第二实施例的结构的平面图和截面图。由于为了防止在TFT1截止期间于源电极7和漏电极8之间产生漏电流必须至少在一个地方切断漏电流的通路，在第二实施例中，绝缘层6形成在漏电极8和半导体层5之间，并盖住TFT1的一个电极（例如覆盖住半导体层5的漏电极8）的所有边缘81、82和83一段距离D，此距离大于空穴-电子复合距离。图4使用了和图1相同的参考标号。当光在TFT1截止期间沿箭头15的方向照射时，在靠近漏电极8的半导体层5的区域12、13和14中产生空穴和电子，这些区域未被光屏蔽漏电极8所覆盖。空穴和电子向漏电极8和半导体层5之间的连接区域移动。
然而，由于在半导体层5和漏电极8之间形成了绝缘层6，该绝缘层覆盖住连接区域和区域12、13和14之间的一段距离D，所以空穴和电子在距离D内被复合而到达不了漏电极8，因此不产生漏电流。
下面，结合图3叙述制造第二实施例的结构的工序过程。
在图3的工序（a）中，在玻璃基片2上淀积钼/钽（Mo/Ta），并利用一掩模按图4所示的栅极线和栅电极3的形状形成栅极线和栅极3。在图3的工序（b）中，在整个表面上淀积一栅绝缘层（氧化物膜）4、一本征非晶硅（i/a-Si）半导体层5和一沟道防护绝缘层（氮化物膜）6。在工序（c），用掩模按图4所示的绝缘层6的形状腐蚀该绝缘层，从而形成图4所示的沟道防护绝缘层6。在该绝缘层6上形成一开孔用于电连接漏电极8和半导体层5。沿图4的A-A线和B-B线所取的截面图中表示出了这个开孔的横截面。在工序（d），淀积一层N+非晶硅层9。
在工序（e），用图6中粗线所示的掩模60腐蚀形成N+非晶硅层9和半导体层5。非晶硅层9按掩模60的形状腐蚀。不过，由于在半导体层5上有沟道防护绝缘层6起作掩模的作用，半导体层5被腐蚀成图6所示的形状。掩模60的边缘61必须不超过沟道防护绝缘层6的边缘62。如果边缘61超过62，就会在漏电极8的边缘形成从半导体层5经N+非晶硅层9到漏电极8的导电通路，这样就造成了漏电流的通路。
在工序（f），在整个表面淀积ITO（氧化铟锡），一种透明显示电极材料，在工序（g），利用一掩模进行腐蚀来形成显示电极10。在工序（h），淀积铝。在工序（i），用一掩模按图4所示的漏电极8和源电极7的形状腐蚀铝，从而形成源电极7和漏电极8。在工序（j），利用漏电极8和源电极7作为掩模腐蚀未被其覆盖住的N+非晶硅层9和半导体层5。然后，淀积一层氮化物膜之类的保护膜11，并淀积一定向层（图中未示出）。
第二实施例的源电极可以用透明材料（例如ITO等）形成。这种情况下，源电极7在工序（g）中与显示电极10一起形成。这种结构的优点是由于增加了显示区域的大小而改善了开孔比（aperture ratio）。
可以理解，本发明的结构可以应用于具有一反射板（而不是光源）的反射型有源矩阵液晶显示器件。
在图3的工序（j）中，从TFT的沟道区域除去N+非晶硅层后，本发明的绝缘层6不仅使起沟道作用的半导体层5不受腐蚀，还防止了由于入射光产生的空穴和电子所造成的漏电流。