半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体装置(100A)具有：在基板(2)之上形成的栅极电极(3)；在栅极电极之上形成的栅极绝缘层(4)；氧化物层(50)，该氧化物层(50)形成在栅极绝缘层之上，包含半导体区域(51)和导电体区域(55)；与半导体区域电连接的源极电极(6s)和漏极电极(6d)；在源极电极和漏极电极之上形成的保护层(11)；和在保护层之上形成的透明电极(9)。透明电极的至少一部分隔着保护层与导电体区域重叠，导电体区域的上表面与具有使氧化物层中包含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘层(61)接触。还原绝缘层不与半导体区域的沟道区域接触。

【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。在此，半导体装置包括有源矩阵基板和具备该有源矩阵基板的显示装置。
技术介绍
液晶显示装置等中使用的有源矩阵基板，按每个像素具备薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，以下称为“TFT”)等开关元件。具备TFT作为开关元件的有源矩阵基板被称为TFT基板。作为TFT，一直以来广泛使用将非晶硅膜作为有源层(活性层)的TFT(以下称为“非晶硅TFT”)和将多晶硅膜作为有源层的TFT(以下称为“多晶硅TFT”)。近年来，提出了使用氧化物半导体代替非晶硅和多晶硅作为TFT的有源层的材料。将这样的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，氧化物半导体TFT能够比非晶硅TFT更高速地进行动作。另外，氧化物半导体膜与多晶硅膜相比能够通过更简便的工艺形成。专利文献1中公开了具备氧化物半导体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，通过使氧化物半导体层的一部分低电阻化来形成像素电极，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不断发展，像素开口率的降低成为问题。其中，像素开口率是指像素(例如，在透射型液晶显示装置中，为使有助于显示的光透射的区域)占显示区域的面积比率，以下简称为“开口率”。特别地，便携式用途的中小型的透射型液晶显示装置，显示区域的面积小，因此，当然各个像素的面积也小，由高精细化引起的开口率的降低变得显著。另外，当便携式用途的液晶显示装置的开口率降低时，为了得到期望的亮度，需要使背光源的亮度增大，还会产生导致耗电增大的问题。为了得到高开口率，只要使按每个像素设置的TFT和辅助电容等由不透明材料形成的元件所占的面积减小即可，但是，TFT和辅助电容当然存在为了实现其功能所需要的最低限度的尺寸。作为TFT，当使用氧化物半导体TFT时，与使用非晶硅TFT的情况相比，能得到能够使TFT小型化的优点。此外，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”)的电压而与液晶电容电并联地设置的电容，通常，辅助电容的至少一部分以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
专利技术要解决的技术问题但是，对高开口率化的要求强烈，仅通过使用氧化物半导体TFT，不能满足该要求。另外，显示装置的低价格化也在不断发展，也要求开发廉价地制造高精细并且高开口率的显示装置的技术。因此，本专利技术的主要目的是，提供能够通过简便的工艺来制造，并且能够实现与以往相比高精细并且高开口率的显示装置的TFT基板及其制造方法。用于解决技术问题的手段本专利技术的实施方式的半导体装置具有：基板；在上述基板之上形成的栅极电极；在上述栅极电极之上形成的栅极绝缘层；氧化物层，该氧化物层形成在上述栅极绝缘层之上，包含半导体区域和导电体区域，上述半导体区域的至少一部分隔着上述栅极绝缘层与上述栅极电极重叠；与上述半导体区域电连接的源极电极和漏极电极；在上述源极电极和上述漏极电极之上形成的保护层；和在上述保护层之上形成的透明电极，上述透明电极的至少一部分隔着上述保护层与上述导电体区域重叠，上述导电体区域的上表面与具有使上述氧化物层中包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半导体区域的沟道区域接触。在一个实施方式中，上述源极电极和上述漏极电极形成在上述半导体区域之上，上述漏极电极的一部分形成在上述还原绝缘层之上。在一个实施方式中，上述源极电极和上述漏极电极形成在上述半导体区域之下。在一个实施方式中，上述半导体装置还具备源极-栅极连接部，上述源极-栅极连接部具备：与上述栅极电极由相同的导电膜形成的栅极连接层；与上述源极电极由相同的导电膜形成的源极连接层；和与上述透明电极由相同的透明导电膜形成的透明连接层，上述源极连接层与上述栅极连接层通过上述透明连接层电连接。在一个实施方式中，上述氧化物层包含In、Ga和Zn。本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法包括：工序(A)，准备基板；工序(B)，在上述基板之上形成栅极电极和上述栅极绝缘层；工序(C)，在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜，在上述氧化物半导体膜之上，形成具有使上述氧化物半导体膜中包含的氧化物半导体还原的性质的还原绝缘膜，利用1块光掩模对上述氧化物半导体膜和上述还原绝缘膜进行图案化，由此形成氧化物半导体层和与上述氧化物半导体层的上表面的一部分接触的还原绝缘层，上述氧化物半导体层中，与上述还原绝缘层接触的部分被低电阻化而成为导电体区域，没有被低电阻化的部分成为半导体区域；和工序(D)，在上述工序(C)之前或之后，形成与上述半导体区域电连接的源极电极和漏极电极。在一个实施方式中，上述工序(D)在上述工序(C)之后进行，上述源极电极和漏极电极形成在上述半导体区域之上，上述漏极电极的一部分形成在上述还原绝缘层之上。在一个实施方式中，上述工序(D)在上述工序(C)之前进行，上述氧化物半导体层形成在上述源极电极和上述漏极电极之上。专利技术效果根据本专利技术的实施方式，能够提供能够通过简便的工艺制造，并且能够实现与以往相比高精细并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的(a)是本专利技术的实施方式的TFT基板100A的示意性俯视图，(b)是沿着(a)的A-A’线的TFT基板100A的示意性剖面图，(c)是沿着(a)的B-B’线的TFT基板100A的示意性剖面图。图2的(a)是表示氧化物绝缘层与氧化物半导体层接触的氧化物半导体TFT的栅极电压(Vg)-漏极电流(Id)曲线的曲线图，(b)是表示还原绝缘层61与氧化物半导体层接触的氧化物半导体TFT的栅极电压(Vg)-漏极电流(Id)曲线的曲线图。图3是本专利技术的实施方式的液晶显示装置500的示意性剖面图。图4的(a)～(h)是对本专利技术的实施方式的TFT基板100A的制造工序的一个例子进行说明的示意性剖面图。图5的(a)是本专利技术的另一个实施方式的TFT基板100B的示意性俯视图，(b)是沿着(a)的A-A’线的TFT基板100B的示意性剖面图，(c)是沿着(a)的B-B’线的TFT基板100B的示意性剖面图。图6的(a)～(f)是对本专利技术的另一个实施方式的TFT基板100B的制造工序的一个例子进行说明的示意性剖面图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式的半导体装置进行说明。本实施方式的半导体装置具备具有由氧化物半导体构成的有源层的薄膜晶体管(氧化物半导体TFT)。此外，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。在此，以液晶显示装置中使用的氧化物半导体TFT为例对本专利技术的实施方式的半导体装置进行说明。图1的(a)是本实施方式的TFT基板100A的示意性俯视图。图1的(b)是沿着图1的(a)的A-A’线的半导体装置(TFT基板)100A的示意性剖面图。图1的(c)是沿着图1的(a)的B-B’线的半导体装置(TFT基板)100A的示意性剖面图。TFT基板100A具有：基板2；在基板2之上形成的栅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：基板；在所述基板之上形成的栅极电极；在所述栅极电极之上形成的栅极绝缘层；氧化物层，该氧化物层形成在所述栅极绝缘层之上，包含半导体区域和导电体区域，所述半导体区域的至少一部分隔着所述栅极绝缘层与所述栅极电极重叠；与所述半导体区域电连接的源极电极和漏极电极；在所述源极电极和所述漏极电极之上形成的保护层；和在所述保护层之上形成的透明电极，所述透明电极的至少一部分隔着所述保护层与所述导电体区域重叠，所述导电体区域的上表面与具有使所述氧化物层中包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半导体区域的沟道区域接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.06 JP 2012-0870231.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板；在所述基板之上形成的栅极电极；在所述栅极电极之上形成的栅极绝缘层；氧化物层，该氧化物层形成在所述栅极绝缘层之上，包含半导体区域和导电体区域，所述半导体区域的至少一部分隔着所述栅极绝缘层与所述栅极电极重叠；与所述半导体区域电连接的源极电极和漏极电极；在所述源极电极和所述漏极电极之上形成的保护层；和在所述保护层之上形成的透明电极，所述透明电极的至少一部分隔着所述保护层与所述导电体区域重叠，所述导电体区域的上表面与具有使所述氧化物层中包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半导体区域的沟道区域接触。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述源极电极和所述漏极电极形成在所述半导体区域之上，所述漏极电极的一部分形成在所述还原绝缘层之上。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述源极电极和所述漏极电极形成在所述半导体区域之下。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：还具备源极-栅极连接部，所述源极-栅极连接部具备：与所述栅极电极由相同的导电膜形成的栅极连接层；与所述源极电极由相同的导电膜形成的源极连接层；和与所述透明电极由相同的透...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本忠芳，伊东一笃，宫本光伸，高丸泰，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP