[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201380014079.7
• 申請日: 2013-03-04
• 公開（公告）號: CN104170069A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 宮本忠芳;伊東一篤;宮本光伸;高丸泰
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;G02F1/1368;H01L29/786
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及使用氧化物半導體形成的半導體器件及其制造方法，特別涉及液晶顯示裝置和有機EL顯示裝置的有源矩陣基板及其制造方法。此處，半導體器件包括有源矩陣基板和具備該有源矩陣基板的顯示裝置。

背景技術

液晶顯示裝置等所使用的有源矩陣基板中，按每個像素具備薄膜晶體管(Thin?Film?Transistor：以下稱為“TFT”)等開關元件。具備TFT作為開關元件的有源矩陣基板被稱為TFT基板。

作為TFT，歷來廣泛使用將非晶硅膜作為活性層的TFT(以下稱為“非晶硅TFT”)和將多晶硅膜作為活性層的TFT(以下稱為“多晶硅TFT”)。

近年來，提出了使用氧化物半導體代替非晶硅和多晶硅來作為TFT的活性層的材料的方案。將這種TFT稱為“氧化物半導體TFT”。氧化物半導體具有比非晶硅高的遷移率。因此，與非晶硅TFT相比，氧化物半導體TFT能夠高速地進行動作。此外，氧化物半導體膜能夠通過比多晶硅膜簡便的工藝形成。

專利文獻1中公開了具備氧化物半導體TFT的TFT基板的制造方法。根據專利文獻1中記載的制造方法，使氧化物半導體膜的一部分低電阻化而形成像素電極，由此能夠削減TFT基板的制造工序數。

近年來，隨著液晶顯示裝置等的高分辨率化不斷發展，像素開口率的降低成為問題。其中，像素開口率是指像素(例如，在透射型液晶顯示裝置中，使有助于顯示的光透射的區域)占顯示區域的面積比率，以下簡稱為“開口率”。

特別是便攜式用途的中小型的透射型液晶顯示裝置中，顯示區域的面積小，所以自然各個像素的面積也小，由高分辨率化引起的開口率的下降變得顯著。此外，當便攜式用途的液晶顯示裝置的開口率下降時，為了得到所希望的亮度，需要使背光源的亮度增大，又產生導致耗電增大這樣的問題。

為了得到高開口率，只要減小按每個像素設置的TFT和輔助電容等由不透明的材料形成的元件所占的面積即可，但TFT和輔助電容當然存在為了實現其功能所需的最低限度的尺寸。作為TFT，當使用氧化物半導體TFT時，與使用非晶硅TFT的情況相比，能得到能夠使TFT小型化的優點。其中，輔助電容是為了保持施加到像素的液晶層(電學上也稱為“液晶電容”)上的電壓而與液晶電容在電學上并聯地設置的電容，通常，輔助電容的至少一部分以與像素重疊的方式形成。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2011-91279號公報

發明內容

發明要解決的技術問題

但是，對于高開口率化的需求強烈，僅使用氧化物半導體TFT，并不能滿足這種需求。此外，顯示裝置的低價格化也在升溫，也需要開發能夠廉價地制造出高分辨率化且高開口率的顯示裝置的技術。

此外，本發明的發明人進行了研究，發現當使用專利文獻1中記載的方法時，由于氧化物半導體膜與源極配線層的密合性低，有可能導致可靠性下降。針對這一點將在后面進行詳細敘述。

于是，本發明的實施方式的主要目的在于，提供能夠實現能以簡便的工藝來制造，并且與以往相比高分辨率、高開口率且具有充分的可靠性的顯示裝置的半導體器件及其制造方法。

解決技術問題的技術手段

本發明的某實施方式的半導體器件具備：基板；在上述基板之上形成的柵極電極；在上述柵極電極之上形成的柵極絕緣層；氧化物層，其形成在上述柵極絕緣層之上，包含半導體區域和與上述半導體區域接觸的第一導電體區域，上述半導體區域的至少一部分隔著上述柵極絕緣層與上述柵極電極重疊；覆蓋上述半導體區域的上表面的保護層；與上述半導體區域電連接的源極電極和漏極電極；和以隔著電介質層與上述第一導電體區域的至少一部分重疊的方式配置的透明電極，上述漏極電極與上述第一導電體區域接觸，在從上述基板的法線方向看時，上述保護層的端部與上述漏極電極的端部、上述源極電極的端部或上述柵極電極的端部大致對齊，上述半導體區域與上述第一導電體區域的邊界的至少一部分與上述保護層的端部大致對齊。

在某優選實施方式中，在從上述基板的法線方向看時，上述半導體區域配置在上述柵極電極的輪廓的內部。