半导体装置和半导体装置的制造方法制造方法及图纸

半导体装置(100)具备基板(1)和薄膜晶体管(10)。薄膜晶体管具有：氧化物半导体层(11)，其包含沟道区域(11a)以及第1、第2接触区域(11b、11c)；栅极绝缘层(12)，其设置为覆盖氧化物半导体层；栅极电极(13)，其设置在栅极绝缘层上，隔着栅极绝缘层与沟道区域重叠；源极电极(14)，其与第1接触区域电连接；以及漏极电极(15)，其与第2接触区域电连接。半导体装置还具备配置在氧化物半导体层与基板之间的遮光层(2)，沟道区域是与遮光层中的与氧化物半导体层重叠的部分对齐的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置和半导体装置的制造方法
本专利技术涉及半导体装置，特别是涉及具备氧化物半导体TFT的半导体装置。另外，本专利技术也涉及这种半导体装置的制造方法。
技术介绍
现在，广泛使用具备按每个像素设置有开关元件的有源矩阵基板的显示装置(例如液晶显示装置)。具备薄膜晶体管(ThinFilmTransistor：以下称为“TFT”)作为开关元件的有源矩阵基板被称为TFT基板。此外，在本说明书中，有时也将TFT基板的与显示装置的像素对应的部分称为像素。近年来，提出了使用氧化物半导体代替非晶硅、多晶硅来作为TFT的活性层的材料。将这种TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体具有比非晶硅高的迁移率。因此，与非晶硅TFT相比，氧化物半导体TFT能更高速地进行动作。另外，氧化物半导体膜以比多晶硅膜简便的工艺形成，因此，也能够应用于需要大面积的装置。作为氧化物半导体TFT的制造工艺，能够采用与非晶硅TFT的制造工艺大致同样的工艺。因此，现在实际上制造的氧化物半导体TFT大多与非晶硅TFT同样地具有底栅结构。当然，并不是氧化物半导体TFT中不能够采用顶栅结构。若是采用顶栅结构，则易于降低由于栅极电极与源极电极和漏极电极的交叠而引起的寄生电容，因此，有利于高速动作的电路的设计。具备顶栅结构的氧化物半导体TFT的半导体装置例如公开在专利文献1中。在图16示出专利文献1中公开的半导体装置800。如图16所示，半导体装置800具备基板801和支撑于基板801的氧化物半导体TFT810。氧化物半导体TFT810具有：氧化物半导体层811、栅极绝缘层812、栅极电极813、源极电极814以及漏极电极815。在基板801上按顺序形成有基底绝缘层803a和803b，在上侧的基底绝缘层803b上形成有氧化物半导体层811。氧化物半导体层811包含沟道区域811a以及位于沟道区域811a的两侧的低电阻区域811b和811c。在氧化物半导体层811的沟道区域811a上按顺序形成有栅极绝缘层812和栅极电极813。以覆盖氧化物半导体层811、栅极绝缘层812以及栅极电极813的的方式形成有氮化硅膜816。在氮化硅膜816上形成有层间绝缘层806。在氮化硅膜816和层间绝缘层806中形成有使氧化物半导体层811的低电阻区域811b和811c的一部分露出的接触孔，源极电极814和漏极电极815在接触孔内连接于低电阻区域811b和811c。在制造半导体装置800时，在以覆盖氧化物半导体层811的方式沉积成为栅极绝缘层812的氧化物绝缘膜(例如氧化硅膜)后，形成栅极电极813。并且，之后，将栅极电极813作为掩模对氧化物绝缘膜进行蚀刻，从而形成栅极绝缘层812。通过此时的蚀刻，使氧化物半导体层811中未被栅极电极813覆盖的部分露出。接着，形成氮化硅膜816，因此，氧化物半导体层811中的与氮化硅膜816接触的部分被添加氮而低电阻化，成为低电阻化区域811b和811c。另外，除此以外的部分成为沟道区域811a。在专利文献1的半导体装置800中，是这样来形成低电阻化区域811b和811c的，因此，被认为能以比较简单的工序来得到导通特性良好的氧化物半导体TFT810。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2014-30000号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在一般的透射型的液晶显示装置中，TFT基板配置在背光源侧(背面侧)，与TFT基板相对的彩色滤光片基板配置在观察者侧(前面侧)。因此，若氧化物半导体TFT如专利文献1那样具有顶栅结构，则从背光源出射并从背面侧入射至TFT基板的光会直接照射到作为TFT的活性层的氧化物半导体层。氧化物半导体具有因光的照射而劣化(以下称为“光劣化”)的特性，因此，要想确保可靠性，需要将背光源的亮度抑制地较低。因此，包含顶栅结构的氧化物半导体TFT的液晶显示装置在室外使用时的视觉识别性会变差。另外，在专利文献1的半导体装置800中，在沉积氮化硅膜816时，使用硅烷和氮的混合气体或是硅烷、氮以及氨的混合气体作为材料气体。硅烷和氨在等离子体中分解，产生氢自由基。氢自由基对氧化物半导体发生作用，将氧化物半导体还原并使其载流子浓度变高。因此，在专利文献1的半导体装置800中，氢自由基可能也会扩散到氧化物半导体层811的位于栅极绝缘层812下的部分，而使该部分低电阻化。栅极绝缘层812下的被低电阻化的部分与栅极电极813之间形成寄生电容，因而会成为驱动上的负荷。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在具备顶栅结构的氧化物半导体TFT的半导体装置中，抑制由于来自背面侧的入射光而引起的氧化物半导体层的光劣化和伴随于栅极电极的寄生电容的形成。用于解决问题的方案本专利技术的实施方式的半导体装置具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；扫描配线，其向上述薄膜晶体管提供扫描信号；以及信号配线，其向上述薄膜晶体管提供显示信号，在上述半导体装置中，上述薄膜晶体管具有：氧化物半导体层，其包含沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的第1接触区域和第2接触区域；栅极绝缘层，其设置为覆盖上述氧化物半导体层；栅极电极，其设置在上述栅极绝缘层上，隔着上述栅极绝缘层与上述氧化物半导体层的上述沟道区域重叠；源极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第1接触区域电连接；以及漏极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第2接触区域电连接，上述半导体装置还具备遮光层，上述遮光层配置在上述氧化物半导体层与上述基板之间，上述沟道区域是与上述遮光层中的与上述氧化物半导体层重叠的部分对齐的。在一个实施方式中，上述栅极电极与上述源极电极由同一导电膜形成。在一个实施方式中，上述漏极电极由与上述栅极电极和上述源极电极相同的上述导电膜形成。在一个实施方式中，上述半导体装置还具备：像素电极，其与上述漏极电极电连接；以及共用电极，其配置在上述像素电极的上方或下方，上述信号配线由与上述栅极电极和上述源极电极相同的上述导电膜形成，上述扫描配线包含：第1部分，其由与上述信号配线相同的上述导电膜形成；以及第2部分，其与上述像素电极或上述共用电极由同一透明导电膜形成，并且与上述第1部分电连接。在一个实施方式中，上述栅极电极是与上述源极电极及上述漏极电极由不同的导电膜形成的。在一个实施方式中，上述半导体装置还具备：像素电极，其由透明导电材料形成；以及透明连接电极，其从上述像素电极延伸设置，与上述氧化物半导体层的上述第2接触区域接触，上述透明连接电极作为上述漏极电极发挥功能。在一个实施方式中，上述遮光层由导电材料形成，与上述扫描配线电连接。在一个实施方式中，上述遮光层没有与上述扫描配线电连接，处于电浮动状态。在一个实施方式中，上述栅极绝缘层具有：下层绝缘层，其覆盖上述氧化物半导体层的一部分；以及上层绝缘层，其由与上述下层绝缘层不同的绝缘材料形成，覆盖上述下层绝缘层和上述氧化物半导体层，上述下层绝缘层是与上述遮光层对齐的。在一个实施方式中，上述上层绝缘层是具有将上述氧化物半导体层中包含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层。在一个实施方式中，上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系氧化物。在一个实施方式中，上述In-Ga-Zn-O系氧化物包含结晶质部分。本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法所涉及的半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；扫描配线，其向上述薄膜晶体管提供扫描信号；以及信号配线，其向上述薄膜晶体管提供显示信号，上述半导体装置的特征在于，上述薄膜晶体管具有：氧化物半导体层，其包含沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的第1接触区域和第2接触区域；栅极绝缘层，其设置为覆盖上述氧化物半导体层；栅极电极，其设置在上述栅极绝缘层上，隔着上述栅极绝缘层与上述氧化物半导体层的上述沟道区域重叠；源极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第1接触区域电连接；以及漏极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第2接触区域电连接，上述半导体装置还具备遮光层，上述遮光层配置在上述氧化物半导体层与上述基板之间，上述沟道区域是与上述遮光层中的与上述氧化物半导体层重叠的部分对齐的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.14 JP 2016-0496921.一种半导体装置，具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；扫描配线，其向上述薄膜晶体管提供扫描信号；以及信号配线，其向上述薄膜晶体管提供显示信号，上述半导体装置的特征在于，上述薄膜晶体管具有：氧化物半导体层，其包含沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的第1接触区域和第2接触区域；栅极绝缘层，其设置为覆盖上述氧化物半导体层；栅极电极，其设置在上述栅极绝缘层上，隔着上述栅极绝缘层与上述氧化物半导体层的上述沟道区域重叠；源极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第1接触区域电连接；以及漏极电极，其与上述氧化物半导体层的上述第2接触区域电连接，上述半导体装置还具备遮光层，上述遮光层配置在上述氧化物半导体层与上述基板之间，上述沟道区域是与上述遮光层中的与上述氧化物半导体层重叠的部分对齐的。2.根据权利要求1所述的半导体装置，上述栅极电极与上述源极电极由同一导电膜形成。3.根据权利要求2所述的半导体装置，上述漏极电极由与上述栅极电极和上述源极电极相同的上述导电膜形成。4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，还具备：像素电极，其与上述漏极电极电连接；以及共用电极，其配置在上述像素电极的上方或下方，上述信号配线由与上述栅极电极和上述源极电极相同的上述导电膜形成，上述扫描配线包含：第1部分，其由与上述信号配线相同的上述导电膜形成；以及第2部分，其与上述像素电极或上述共用电极由同一透明导电膜形成，并且与上述第1部分电连接。5.根据权利要求1所述的半导体装置，上述栅极电极是与上述源极电极及上述漏极电极由不同的导电膜形成的。6.根据权利要求1、2以及5中的任一项所述的半导体装置，还具备：像素电极，其由透明导电材料形成；以及透明连接电极，其从上述像素电极延伸设置，与上述氧化物半导体层的上述第2接触区域接触，上述透明连接电极作为上述漏极电极发挥功能。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的半导体装置，上述遮光层由导电材料形成，与上述扫描配线电连接。8.根据权利要求1至6中的任一项所述的半导体装置，上述遮光层没有与上述扫描配线电连接，处于电浮动状态。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的半导体装置，上述栅极绝缘层具有：下层绝缘层，其覆盖上述氧化物半导体层的一部分；以及上层绝缘层，其由与上述下层绝缘层不同的绝缘材料形成，覆盖上...

【专利技术属性】
技术研发人员：松木园广志，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP