[發明專利]顯示裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201010263823.5
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN102005449A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 山崎舜平;坂田淳一郎;津吹將志;秋元健吾;細羽幸;坂倉真之;及川欣聰
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L27/02
• 分類號: H01L27/02;H01L29/786;H01L29/12;H01L29/49;H01L21/77;H01L21/34
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

技術領域

本發明涉及一種使用氧化物半導體的顯示裝置。

背景技術

近年來，通過利用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導體薄膜來構成晶體管的技術引人注目。晶體管廣泛地應用于電子裝置如IC或電光裝置，尤其是作為圖像顯示裝置的開關元件，正在積極地進行研究開發。存在有多種多樣的金屬氧化物，并且，用于各種各樣的用途。氧化銦是公知的材料，并且，它用于液晶顯示器等所需要的透明電極材料。

在金屬氧化物中存在有呈現半導體特性的金屬氧化物。作為呈現半導體特性的金屬氧化物，例如有氧化鎢、氧化錫、氧化銦、氧化鋅等。將這些呈現半導體特性的金屬氧化物用于溝道形成區的晶體管已經是眾所周知的(參照專利文獻1及2)。

此外，應用氧化物半導體的晶體管的場效應遷移率較高。因此，還可以使用該晶體管構成顯示裝置等的驅動電路。

[專利文獻1]日本專利申請公開2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報

在顯示裝置等中，當將像素部(也稱為像素電路)和驅動電路形成在同一襯底上時，用于像素部的晶體管需要優越的開關特性，例如開關比大，而用于驅動電路的晶體管需要進行高速工作。

特別是，因為顯示裝置的像素密度越高，顯示圖像的寫入時間越短，所以用于驅動電路的晶體管優選高速地工作。此外，在像素部中發生像素密度越高，開口率越低的問題。

發明內容

由此，本說明書所公開的本發明的一個方式涉及解決上述課題的顯示裝置及其制造方法。

本說明書所公開的本發明的一個方式是一種顯示裝置，在同一襯底上包括：像素部；以及驅動電路部，其中，像素部包括：第一晶體管，該第一晶體管包括：第一柵電極層；第一柵電極層上的柵極絕緣層；柵極絕緣層上的其一部分與第一柵電極層重疊的第一源電極層及第一漏電極層；以及柵極絕緣層上的其一部分與第一源電極層及第一漏電極層重疊的第一氧化物半導體層，第一源電極層、第一漏電極層及第一氧化物半導體層上的第一氧化物絕緣層；第一氧化物絕緣層上的與第一漏電極層電連接的連接電極層；第一氧化物絕緣層及連接電極層上的第二氧化物絕緣層；第二氧化物絕緣層上的保護絕緣層；以及保護絕緣層上的與連接電極層電連接的像素電極層，驅動電路部包括：第二晶體管，該第二晶體管包括：第二柵電極層；第二柵電極層上的柵極絕緣層；柵極絕緣層上的第二氧化物半導體層；以及第二氧化物半導體層上的其一部分與該第二氧化物半導體層重疊的第二源電極層及第二漏電極層；第二源電極層、第二漏電極層及第二氧化物半導體層上的第二氧化物絕緣層；以及第二氧化物絕緣層上的保護絕緣層，并且，第一柵電極層、柵極絕緣層、第一氧化物半導體層、第一源電極層、第一漏電極層、第一氧化物絕緣層、第二氧化物絕緣層、保護絕緣層及像素電極層具有透光性。

注意，本說明書中的作為“第一”及“第二”等附加的序數詞是為了方便起見使用的，而不表示步驟順序及層疊的順序。另外，本說明書中的該序數詞不是特定發明的固有的名稱。

上述第一晶體管的第一柵電極層、第一源電極層及第一漏電極層由金屬氧化物形成，并且第二晶體管的第二柵電極層、第二源電極層及第二漏電極層由金屬形成。

作為上述金屬氧化物，可以使用氧化銦、氧化銦氧化錫合金、氧化銦氧化鋅合金或氧化鋅。

此外，也可以在像素部的第二氧化物絕緣層和保護絕緣層之間形成有具有透光性的平坦化絕緣層。

此外，也可以在驅動電路部的與第二氧化物半導體層重疊的保護絕緣層上形成有導電層。

此外，作為第一氧化物絕緣層及第二氧化物絕緣層，優選使用通過濺射法形成的無機絕緣膜。例如，可以使用氧化硅、氮氧化硅、氧化鋁或氧氮化鋁等。

此外，還可以采用在第二晶體管的第二氧化物半導體層和第二源電極層之間及在第二氧化物半導體層和第二漏電極層之間分別形成有氧化物導電層的結構。通過采用這種結構，可以減少接觸電阻來實現能夠進行高速工作的晶體管。另外，作為氧化物導電層，優選采用包含氧化鋅成分而不包含氧化銦的氧化物導電層。作為這種氧化物導電層，可舉出氧化鋅、氧化鋅鋁、氧氮化鋅鋁、氧化鋅鎵等。