薄膜晶体管、薄膜晶体管基板、液晶显示装置以及薄膜晶体管基板的制造方法制造方法及图纸

其目的在于提供一种能够降低源电极以及漏电极与沟道区域之间的接触电阻的技术。薄膜晶体管具备：第1半导体层，配设于栅电极上的第1绝缘膜上，在俯视时与作为栅电极上的第1绝缘膜的一部分的部分区域邻接；源电极及漏电极，在俯视时隔着部分区域；第2绝缘膜，在部分区域上方设置有开口部；以及第2半导体层，配设于第2绝缘膜上。第2半导体层与源电极以及漏电极接触并且经由第2绝缘膜的开口部与部分区域以及第1半导体层接触。

Manufacturing method of thin film transistor, thin film transistor substrate, liquid crystal display device and thin film transistor substrate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】薄膜晶体管、薄膜晶体管基板、液晶显示装置以及薄膜晶体管基板的制造方法
本专利技术涉及薄膜晶体管、具备其的薄膜晶体管基板以及液晶显示装置和薄膜晶体管的制造方法。
技术介绍
作为一般的薄型面板之一的液晶显示装置(LiquidCrystalDisplay：LCD)活用低功耗、小型轻量这样的优点，广泛使用于个人计算机、便携信息终端的监视器等。近年来，液晶显示装置还被广泛使用于TV的监视器等。特别地，众所周知将薄膜晶体管(ThinFilmTransistor：TFT)用作开关元件的有源矩阵基板(以下称为“TFT基板”)被利用于LCD等电光学装置。在使用TFT基板的LCD(以下称为“TFT-LCD”)中，不仅要求如广视场角化、高精细化、高品位化等那样的显示性能的提高化，而且还要求简化制造工序而高效地进行制造所达成的低成本化。一般的TFT-LCD由将具备像素电极以及与其连接的TFT的像素矩阵状地配设多个的作为元件基板的TFT基板和具备与像素电极相向地配置的相向电极以及彩色滤光片(CF)等的作为相向基板的CF基板构成。而且，用这些基板夹持液晶层而成的液晶单元被用作基本构造，在该液晶单元安装偏振板等。例如，在全透射型LCD中，在液晶单元的背面侧设置背光源(BL)。作为这样以夹持液晶层的方式配置用于发生驱动液晶的电场的像素电极和相向电极的液晶单元，有以TN(TwistedNematic，扭曲向列)方式为代表的纵电场驱动方式的液晶单元。通常，关于TN方式的TFT基板，例如如下述的专利文献1公开的制造方法那样，经由5次的照相制版工序(光刻工艺)制造的情形多。在这些构造中，以背沟道蚀刻(BCE)构造为基本的TFT(BCE型TFT)成为基础。另一方面，根据TFT-LCD的广视场角化的观点，提出了将像素电极和相向电极这两方配设到TFT基板的横电场驱动方式的IPS(注册商标)(InPlaneSwitching，平面转换)方式。在IPS方式中，得到比纵电场驱动方式宽的视场角，但存在图像显示部的开口率和透射率比纵电场驱动方式低这样的问题，所以难以得到明亮的显示特性。该问题起因于使液晶驱动的电场未有效地作用于梳齿形状的像素电极的正上的区域的液晶。因此，作为能够改善该问题的横电场驱动方式，提出了例如如专利文献2公开的边缘电场驱动方式(FringeFieldSwitching(边缘场开关)：FFS)方式。在FFS方式中，在TFT基板上隔着层间绝缘膜配设相向电极和像素电极。而且，在相向电极以及像素电极中的上层中设置的一方的电极，形成液晶控制用的狭缝(或者梳齿形状)，该一方的电极被用作狭缝电极(或者梳齿电极)。在这样的FFS方式中，通过产生倾斜电场(边缘电场)，针对像素部的正上的液晶分子也能够施加横向的电场，所以能够充分地驱动该液晶分子。因此，能够得到广视场角并且比IPS方式高的透射率。进而，在该FFS方式的结构中，通过用透明导电膜形成像素电极以及相向电极、甚至液晶控制用的狭缝电极，能够使得像素开口率不降低。另外，由于用像素电极和相向电极形成存储电容，所以与TN方式的LCD不同，无需一定在像素内另外设置存储电容的图案。根据这些观点，在FFS方式的结构中，也能够实现像素开口率高的液晶显示装置。另外，在以往的LCD用的TFT基板的开关元件的半导体沟道层中，一般使用非晶硅(a-Si)。作为其主要的理由，可以举出如下理由：由于是非晶质，所以即便在大面积的基板上，也能够形成特性的均匀性良好的膜，并且，能够在比较低温下成膜，所以在耐热性差的廉价的玻璃基板上也能够制造，作为其结果，与一般的TV用的液晶显示装置用显示器的匹配性良好等。另一方面，近年来，在沟道层中使用氧化物半导体的TFT(氧化物半导体TFT)的开发盛行(例如专利文献3以及4、非专利文献1)。作为氧化物半导体，有氧化锌(ZnO)系的例子、对氧化锌(ZnO)添加氧化镓(Ga2O3)以及氧化铟(In2O3)而成的InGaZnO系的例子等。另外，这样的氧化物半导体膜具有比Si半导体膜高的透光性，在例如专利文献5中，公开了针对从400nm至800nm的可见光具有70％以上的透射率的氧化物半导体膜。氧化物半导体不仅通过使组成适当化而稳定地得到均匀性良好的非晶质状态的膜，而且由于具有比以往的a-Si高的迁移率，所以还具有能够实现小型且高性能的TFT这样的优点。因此，通过将这样的氧化物半导体膜应用于像素的TFT，具有能够实现像素开口率高的TFT基板这样的优点。因此，通过在FFS方式的TFT基板中使用氧化物半导体TFT，能够实现兼具更宽的视场角和明亮的显示特性的LCD。进而，在a-Si中迁移率比较低，所以作为对像素TFT施加驱动电压的驱动电路，需要将比较大的面积的电路安装到TFT基板。但是，在使用迁移率高的氧化物半导体TFT的驱动电路中，能够用比较小的面积的电路实现，所以能够在与像素TFT相同的基板上制作驱动电路。由此，无需个别地安装驱动电路，所以具有能够以低成本制作LCD并且能够使在驱动电路的安装空间中所需的LCD的框架区域变窄这样的优点。但是，氧化物半导体一般具有药液耐性差、而即便是如草酸(羧酸)系那样的弱酸系的药液也容易溶解这样的性质。因此，在a-Si中成为主流的BCE构造的TFT中使用氧化物半导体的情况下，如果通过进行使用酸药液的湿蚀刻形成沟道层的正上的源电极以及漏电极，则存在沟道层的氧化物半导体也被蚀刻的问题。其结果，存在无法形成可靠性高的沟道区域这样的问题。针对该问题，提出了例如如专利文献6公开那样在氧化物半导体的沟道区域上形成有保护用绝缘膜的蚀刻阻挡(ES)构造的TFT或者专利文献7、8以及9公开的逆共面构造的TFT等。在ES构造中，在源电极以及漏电极的湿蚀刻处理时，由于保护用绝缘膜，沟道区域不暴露于药液。另外，在逆共面构造中，在形成源电极、漏电极之后，形成具有沟道区域的氧化物半导体，所以沟道区域不会暴露于药液。因此，能够制作可靠性高的氧化物半导体TFT。此外，专利文献7、8以及9公开的逆共面构造在半导体沟道层中使用有机化合物的有机半导体TFT中，也被用作防止工艺损害的构造(例如专利文献10)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-268353号公报专利文献2：日本特开2001-56474号公报专利文献3：日本特开2004-103957号公报专利文献4：日本特开2005-77822号公报专利文献5：日本特开2007-115902号公报专利文献6：日本特开昭62-235784号公报专利文献7：日本特开2010-93238号公报专利文献8：日本特开2014-116617号公报专利文献9：日本特开2014-222342号公报专利文献10：日本特开2003-92410号公报非专利文献非专利文献1：KenjiNomurana，etal、“Room-temperaturefabricationoftransparentflexiblethin-filmtransistorsusingamorphousoxidesemiconductors”、Nature、2004年、第432卷、p.488～492
技术实现思路
如上所述，FFS方式的LCD由于视场角特性以及面板透射率良好，所以其需求不断增加。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管，具备：栅电极，配设于基板上；第1绝缘膜，覆盖所述栅电极；第1半导体层，配设于所述栅电极上的所述第1绝缘膜上，在俯视时与作为所述栅电极上的所述第1绝缘膜的一部分的部分区域邻接；源电极及漏电极，至少一方配设于所述第1绝缘膜及所述第1半导体层上，在俯视时隔着所述部分区域；第2绝缘膜，除了所述源电极的一部分及所述漏电极的一部分以外配设于所述源电极及所述漏电极上，在所述部分区域上方设置有开口部；以及第2半导体层，配设于所述第2绝缘膜上，与所述源电极的所述一部分及所述漏电极的所述一部分接触，并且经由所述开口部与所述部分区域及所述第1半导体层接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.16 JP 2017-0266511.一种薄膜晶体管，具备：栅电极，配设于基板上；第1绝缘膜，覆盖所述栅电极；第1半导体层，配设于所述栅电极上的所述第1绝缘膜上，在俯视时与作为所述栅电极上的所述第1绝缘膜的一部分的部分区域邻接；源电极及漏电极，至少一方配设于所述第1绝缘膜及所述第1半导体层上，在俯视时隔着所述部分区域；第2绝缘膜，除了所述源电极的一部分及所述漏电极的一部分以外配设于所述源电极及所述漏电极上，在所述部分区域上方设置有开口部；以及第2半导体层，配设于所述第2绝缘膜上，与所述源电极的所述一部分及所述漏电极的所述一部分接触，并且经由所述开口部与所述部分区域及所述第1半导体层接触。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，所述第1半导体层以及所述第2半导体层包含氧化物半导体。3.根据权利要求1或者2所述的薄膜晶体管，其中，所述第1半导体层的载流子密度高于所述第2半导体层的载流子密度。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的薄膜晶体管，其中，还具备配设于所述第2半导体层上的第3绝缘膜。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的薄膜晶体管，其中，在所述第1半导体层配设于所述源电极下的情况下，所述第1半导体层在俯视时从所述源电极向所述部分区域侧露出地配设，在所述第1半导体层配设于所述漏电极下的情况下，所述第1半导体层在俯视时从所述漏电极向所述部分区域侧露出地配设。6.一种薄膜晶体管基板，具备：权利要求1至4中的任意一项所述的薄膜晶体管；所述基板；栅布线及源布线，在所述基板上交叉，与所述薄膜晶体管连接；像素电极，配设于由所述栅布线和所述源布线规定的区域，与所述漏电极接触，包括第3半导体层；以及相向电极，在所述像素电极上方以与所述像素电极绝缘的状态配设，包括第4半导体层，所述像素电极的所述第3半导体层与所述第1半导体层同层，所述相向电极的所述第4半导体层与所述第2半导体层同层。7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管基板，其中，还具备配设于所述源布线下且与所述第3半导体层同样的半导体层。8.根据权利要求6或者7所述的薄膜晶体管基板，其中，所述相向电极具有多个狭缝开口部或者具有梳齿形状。9.一种液晶显示装置，具备：权利要求6至8中的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上和式，平野梨伊，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP