半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体装置(100A)包括：基板(2)；在基板(2)上形成的氧化物半导体层(5)；与氧化物半导体层(5)电连接的源极电极(6s)和漏极电极(6d)；与漏极电极(6d)电连接的第一透明电极(7)；在源极电极(6s)和漏极电极(6d)上形成的电介质层(8)；和在电介质层(8)上形成的第二透明电极(9)。第一透明电极(7)的上表面和下表面中的至少一个与具有将氧化物半导体层(5)所含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层(8a)接触。第二透明电极(9)的至少一部分隔着电介质层(8)与第一透明电极(7)重叠，氧化物半导体层(5)和第一透明电极(7)由相同的氧化物膜形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及使用氧化物半导体形成的半导体装置及其制造方法，特别涉及液晶显示装置和有机EL显示装置的有源矩阵基板及其制造方法。此处，半导体装置包括有源矩阵基板和具备它的显示装置。
技术介绍
液晶显示装置中使用的有源矩阵基板按每像素形成有薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，以下，“TFT”)等开关元件。作为开关元件具备TFT的有源矩阵基板被称为TFT基板。作为TFT，历来广泛使用以非晶硅膜为活性层的TFT(以下，称为“非晶硅TFT”)、以多晶硅膜为活性层的TFT(以下，称为“多晶硅TFT”)。近年来，作为TFT的活性层的材料，提案有代替非晶硅和多晶硅而使用氧化物半导体的技术。将这样的TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体与非晶硅相比具有更高的移动度。因此，氧化物半导体TFT与非晶硅TFT相比能够以更高速度动作(工作)。此外，氧化物半导体膜能够利用比多晶硅膜更简便的工艺形成。在专利文献1中，公开有具备氧化物半导体TFT的TFT基板的制造方法。根据专利文献1中记载的制造方法，使氧化物半导体层的一部分低电阻化而形成像素电极，由此能够削减TFT基板的制造工序数。近年来，随着液晶显示装置等的高精细化的进展，像素开口率的降低成为问题。其中，像素开口率是指占据显示区域的像素(例如，在透射型液晶显示装置，使有助于显示的光透射的区域)的面积比率，以下仅称为“开口率”。特别是移动用途的中小型的透射型液晶显示装置，因为显示区域的面积小，所以各个像素的面积当然也小，高精细化导致的开口率的降低显著。此外，当移动用途的液晶显示装置的开口率降低时，为了达到所期望的亮度，需要使背光源的亮度增大，还会引起导致消耗电力的增大的问题。为了得到高的开口率，减小按每像素设置的TFT和辅助电容等由不透明的材料形成的元件所占的面积即可，但是TFT和辅助电容当然为了发挥其作用也具有所必需的最低限度的尺寸。当作为TFT使用氧化物半导体TFT时，与使用非晶硅TFT的情况相比，具有能够将TFT小型化的优势。另外，辅助电容是为了保持被施加至像素的液晶层(在电学上被称为“液晶电容”)的电压而成为相对于液晶电容电并联地设置的电容，一般以辅助电容的至少一部分与像素重叠的方式形成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-91279号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，对于高开口率化的要求在变强，仅使用氧化物半导体TFT，不能应对该要求。此外，显示装置的低价格化也在进行，还要求廉价地制造高精细化且高开口率的显示装置的技术的开发。因此，本专利技术的一个实施方式的主要目的在于，提供能够以简便的工艺制造且能够实现与现有技术相比高精细且高开口率的显示装置的、TFT基板及其制造方法。用于解决问题的方式本专利技术的实施方式的半导体装置包括：基板；在上述基板上形成的栅极电极；在上述栅极电极上形成的栅极绝缘层；在上述栅极绝缘层上形成的氧化物半导体层；与上述氧化物半导体层电连接的源极电极和漏极电极；与上述漏极电极电连接的第一透明电极；在上述源极电极和上述漏极电极上形成的电介质层；和在上述电介质层上形成的第二透明电极，上述第二透明电极的至少一部分隔着上述电介质层与上述第一透明电极重叠，上述第一透明电极的上表面和下表面中的至少一个与具有将上述氧化物半导体层所含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层接触，上述还原绝缘层不与上述氧化物半导体层的沟道区域接触，上述氧化物半导体层和上述第一透明电极由相同的氧化物膜形成。在一个实施方式中，上述电介质层具有上述还原绝缘层和与上述氧化物半导体层的沟道区域接触的氧化物绝缘层。在一个实施方式中，上述栅极绝缘层具有上述还原绝缘层和与上述氧化物半导体层的下表面接触的上述氧化物绝缘层。在一个实施方式中，上述漏极电极形成在上述第一透明电极上，上述第一透明电极与上述漏极电极直接接触。在一个实施方式中，从上述基板的法线方向看时，上述还原绝缘层的端部与上述漏极电极重叠。在一个实施方式中，上述氧化物膜包含In、Ga和Zn。在一个实施方式中，上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O类的半导体。本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法包括：准备基板的工序(a)；在基板上形成栅极电极和栅极绝缘层的工序(b)；在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜的工序(c)；在上述氧化物半导体膜上形成源极电极和漏极电极的工序(d)；在上述源极电极和上述漏极电极上形成电介质层的工序(e)；工序(f)，在上述工序(c)之前或之后形成与上述氧化物半导体膜的一部分接触、且具有将上述氧化物半导体膜的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层，由此在上述氧化物半导体膜中与上述还原绝缘层接触的部分形成第一透明电极、在未被还原的部分形成氧化物半导体层；和工序(g)，在上述电介质层上形成第二透明电极，上述第二透明电极的至少一部分隔着上述电介质层与上述第一透明电极重叠。在一个实施方式中，上述工序(f)包括在上述工序(b)中。在一个实施方式中，上述工序(f)包括在上述工序(e)中。在一个实施方式中，上述电介质层和上述栅极绝缘层中的至少一个包括氧化物绝缘层，上述氧化物绝缘层与上述氧化物半导体层接触。在一个实施方式中，从上述基板的法线方向看时，上述还原绝缘层的端部与上述漏极电极重叠。在一个实施方式中，上述氧化物半导体膜包含In-Ga-Zn-O类的半导体。专利技术的效果根据本专利技术的实施方式，提供能够以简便的工艺制造且能够实现与现有技术相比高精细且高开口率的显示装置的、TFT基板及其制造方法。附图说明图1(a)是本专利技术的实施方式中的TFT基板100A的示意性平面图，(b)是沿(a)的A1-A1’线的TFT基板100A的示意性截面图，(c)是具有TFT基板100A的液晶显示装置500的示意性截面图。图2(a)是表示氧化物绝缘层与氧化物半导体层直接接触的氧化物半导体TFT的栅极电压(Vg)-漏极电流(Id)曲线的图表，(b)是表示还原绝缘层8a与氧化物半导体层直接接触的氧化物半导体TFT的栅极电压(Vg)-漏极电流(Id)曲线的图表。图3(a)是改变例的TFT基板100A’的示意性平面图，(b)是沿(a)的A2-A2’线的TFT基板100A’的示意性截面图。图4(a)～(e)是说明本专利技术的实施方式中的TFT基板100A的制造工序的一个例子的示意性工序截面图。图5是本专利技术的另一实施方式中的TFT基板100B的示意性截面图。图6(a)和(b)是说明本专利技术的实施方式中的TFT基板100B的制造工序的示意性工序截面图。图7是本专利技术的又一实施方式中的TFT基板100C的示意性截面图。图8说明是本专利技术的又一实施方式中的TFT基板100C的制造工序的示意性工序截面图。图9是本专利技术的又一实施方式中的TFT基板100D的示意性截面图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式的半导体装置。本实施方式的半导体装置包括具有由氧化物半导体构成的活性层的薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)。另外，本实施方式的半导体装置只要具备氧化物半导体TFT即可，广泛地包括有源矩阵基板、各种显示装置、电子设备等。此处，以液晶显示装置中使用的氧化物半导体TFT为例说明本专利技术的实施方式的半导体装置。图1(a)是本实施方式的TF本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：基板；在所述基板上形成的栅极电极；在所述栅极电极上形成的栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成的氧化物半导体层；与所述氧化物半导体层电连接的源极电极和漏极电极；与所述漏极电极电连接的第一透明电极；在所述源极电极和所述漏极电极上形成的电介质层；和在所述电介质层上形成的第二透明电极，所述第二透明电极的至少一部分隔着所述电介质层与所述第一透明电极重叠，所述第一透明电极的上表面和下表面中的至少一个与具有将所述氧化物半导体层所含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层接触，所述还原绝缘层不与所述氧化物半导体层的沟道区域接触，所述氧化物半导体层和所述第一透明电极由相同的氧化物膜形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.31 JP 2012-0187521.一种半导体装置，其特征在于，包括：基板；在所述基板上形成的栅极电极；在所述栅极电极上形成的栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成的氧化物半导体层；与所述氧化物半导体层电连接的源极电极和漏极电极；与所述漏极电极电连接的第一透明电极；在所述源极电极和所述漏极电极上形成的电介质层；和在所述电介质层上形成的第二透明电极，所述第二透明电极的至少一部分隔着所述电介质层与所述第一透明电极重叠，所述第一透明电极的下表面与具有将所述氧化物半导体层所含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层接触，所述还原绝缘层不与所述氧化物半导体层的沟道区域接触，所述氧化物半导体层和所述第一透明电极由相同的氧化物膜形成，所述第一透明电极的电阻比所述氧化物半导体层的电阻小，所述栅极绝缘层具有所述还原绝缘层和与所述氧化物半导体层的下表面接触的氧化物绝缘层。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述漏极电极形成在所述第一透明电极上，所述第一透明电极与所述漏极电极直接接触。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：从所述基板的法线方向看时，所述还原绝缘层的端部与所述漏极电极重叠。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述氧化物膜包含In、Ga和Zn。5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于：所述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O类的半导体。6.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：准备基板的工序(a)；在基板上形成栅极电极和栅极绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本忠芳，伊东一笃，森重恭，宫本光伸，小川康行，中泽淳，内田诚一，松尾拓哉，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP