半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体装置具备TFT(101)，该TFT(101)具有：栅极电极(12)；栅极绝缘层(14)，其覆盖栅极电极；金属氧化物层(16A)，其包括沟道区域(16c)、源极接触区域(16s)以及漏极接触区域(16d)；第1电极(18A)，其与源极接触区域接触；绝缘层(22)，其形成在金属氧化物层和第1电极上，具有使金属氧化物层的一部分露出的第1开口部(22p)；以及第2电极(24)，其形成在绝缘层上及包括第1开口部的接触孔内，具有透光性，第2电极(24)在接触孔内与漏极接触区域(16d)接触，漏极接触区域(16d)是金属氧化物层(16A)中的通过接触孔露出的区域(17)的一部分，从基板(11)的法线方向观看时，第2电极(24)不与沟道区域(16c)重叠。

【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
本专利技术涉及具有薄膜晶体管的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
具有按每个像素设有开关元件的有源矩阵基板的显示装置已被广泛使用。具有作为开关元件的薄膜晶体管(ThinFilmTransistor：以下称为“TFT”)的有源矩阵基板被称为TFT基板。此外，在本说明书中，与显示装置的像素对应的TFT基板的部分有时也称为像素。近年来，作为TFT的活性层的材料，提出了使用氧化物半导体代替非晶硅或多晶硅的方案。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能比非晶硅TFT更高速地动作。另外，氧化物半导体膜以比多晶硅膜更简便的工艺形成，因此也能应用于需要大面积的装置。使用了氧化物半导体TFT的TFT基板一般具备氧化物半导体TFT(以下简称为“TFT”)、覆盖TFT的层间绝缘膜以及与TFT的漏极电极电连接的像素电极。TFT的源极和漏极电极由例如金属膜形成。像素电极通常设置在层间绝缘层上，在形成于层间绝缘层的接触孔内与TFT的漏极电极连接。另一方面，在专利文献1中提出了以与TFT的氧化物半导体层直接接触的方式配置像素电极的构成。图23是用于说明专利文献1所公开的TFT基板2000的截面图。TFT基板2000具备基板921、支撑于基板921的TFT、覆盖TFT的层间绝缘层(平坦化膜)926以及像素电极928。TFT具有栅极电极922、栅极绝缘层923、氧化物半导体层924以及源极电极925s。源极电极925s由具有层叠结构的金属膜形成，以与氧化物半导体层924的上表面接触的方式配置。像素电极928设置在层间绝缘层926上以及形成于层间绝缘层926的接触孔927内，在接触孔927内与氧化物半导体层924直接接触。即，像素电极928的一部分作为漏极电极发挥功能。在本说明书中，将氧化物半导体层924中的与像素电极928接触的部分称为漏极接触区域924ad，与源极电极925s接触的部分称为源极接触区域，位于源极接触区域与漏极接触区域924ad之间的部分称为沟道区域924ac。另外，将直接连接像素电极928和氧化物半导体层924的连接部分称为“像素接触部”，将形成于层间绝缘层926并用于连接像素电极928和氧化物半导体层924的接触孔927称为“像素接触孔”。现有技术文献专利文献专利文献1：特许第5330603号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的专利技术人进行了研究，发现在专利文献1中提出的构成中，施加到像素电极928的电压有时会对沟道区域924ac产生影响，致使TFT的阈值电压Vth根据像素电极928的电压而变化。本专利技术的一个实施方式是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在具备氧化物半导体TFT的半导体装置中使TFT特性更稳定。用于解决问题的方案本专利技术的一个实施方式的半导体装置具备基板和支撑于上述基板的薄膜晶体管，上述薄膜晶体管具有：栅极电极；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；金属氧化物层，其配置在上述栅极绝缘层上，包括沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的源极接触区域和漏极接触区域；第1电极，其以与上述金属氧化物层的上述源极接触区域接触的方式配置；绝缘层，其形成在上述金属氧化物层和上述第1电极上，具有使上述金属氧化物层的一部分露出的第1开口部；以及第2电极，其形成在上述绝缘层上以及包括上述第1开口部的接触孔内，具有透光性，上述第2电极在上述接触孔内与上述漏极接触区域接触，上述漏极接触区域是上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域的一部分，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2电极不与上述金属氧化物层的上述沟道区域重叠。在某个实施方式中，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2电极的上述沟道区域侧的端部横穿上述金属氧化物层的通过上述接触孔露出的区域而延伸。在某个实施方式中，上述半导体装置还具备：形成在上述绝缘层和上述第2电极上的其它绝缘层；以及形成在上述其它绝缘层上的具有透光性的第3电极，上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域中的不与上述第2电极接触的部分与上述其它绝缘层接触。在某个实施方式中，上述其它绝缘层具有能对上述金属氧化物层进行还原的性质，上述金属氧化物层的与上述其它绝缘层接触的部分是电阻比上述沟道区域低的低电阻区域。在某个实施方式中，上述半导体装置在上述绝缘层与上述第2电极之间，还具备形成在上述绝缘层上的具有透光性的第3电极和覆盖上述第3电极的其它绝缘层，上述其它绝缘层具有第2开口部，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2开口部的至少一部分与上述第1开口部重叠，上述接触孔包括上述第1开口部和上述第2开口部，上述第2电极形成在上述其它绝缘层上和上述接触孔内。在某个实施方式中，在上述接触孔的侧壁处，上述第2开口部的侧面与上述第1开口部的侧面是对齐的。在某个实施方式中，上述第2电极是像素电极。在某个实施方式中，上述第3电极的一部分通过上述第2开口部露出，上述第2电极在上述接触孔内与上述金属氧化物层的上述漏极接触区域和上述第3电极的一部分接触，由此，上述第3电极通过上述第2电极连接到上述漏极接触区域。在某个实施方式中，第3电极是像素电极。上述薄膜晶体管也可以具有沟道蚀刻结构。上述半导体装置也可以还具备配置在上述金属氧化物层与上述第1电极之间的、至少覆盖上述沟道区域的保护层。也可以是上述金属氧化物层含有锡，上述第2电极不含锡。上述金属氧化物层也可以含有In-Sn-Zn-O系氧化物。上述第2电极也可以含有铟-锌氧化物。上述绝缘层也可以不包括有机绝缘层。本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法，包括：工序(A)，在基板上形成栅极电极和栅极配线；工序(B)，形成覆盖上述栅极电极和上述栅极配线的栅极绝缘层；工序(C)，在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜，对上述氧化物半导体膜进行图案化，由此得到金属氧化物层；工序(D)，形成与上述金属氧化物层的上表面的一部分接触的第1电极；工序(E)，形成覆盖上述金属氧化物层和上述第1电极的绝缘层；工序(F)，在上述绝缘层形成使上述金属氧化物层的上表面的一部分露出的接触孔；工序(G)，在上述绝缘层上和上述接触孔内形成具有透光性的第2电极，上述第2电极在上述接触孔内与上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域的一部分接触；工序(H)，形成覆盖上述绝缘层和上述第2电极并且在上述接触孔内与上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域的另一部分接触的其它绝缘层；以及工序(I)，在上述其它绝缘层上形成第3电极。本专利技术的另一实施方式的半导体装置的制造方法，包括：工序(A)，在基板上形成栅极电极和栅极配线；工序(B)，形成覆盖上述栅极电极和上述栅极配线的栅极绝缘层；工序(C1)，在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜，对上述氧化物半导体膜进行图案化，由此得到金属氧化物层；工序(C2)，形成覆盖上述金属氧化物层的蚀刻阻挡层，在上述蚀刻阻挡层形成使上述金属氧化物层的一部分露出的开口；工序(D)，在上述蚀刻阻挡层上和上述开口内形成在上述开口内与上述金属氧化物层接触的第1电极；工序(E)，形成覆盖上述蚀刻阻挡层和上述第1电极的绝缘层；工序(F)，在上述绝缘层和上述蚀刻阻挡层形成使上述金属氧化物层的上表面的一部分露出的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，具备基板和支撑于上述基板的薄膜晶体管，其特征在于，上述薄膜晶体管具有：栅极电极；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；金属氧化物层，其配置在上述栅极绝缘层上，包括沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的源极接触区域和漏极接触区域；第1电极，其以与上述金属氧化物层的上述源极接触区域接触的方式配置；绝缘层，其形成在上述金属氧化物层和上述第1电极上，具有使上述金属氧化物层的一部分露出的第1开口部；以及第2电极，其形成在上述绝缘层上以及包括上述第1开口部的接触孔内，具有透光性，上述第2电极在上述接触孔内与上述漏极接触区域接触，上述漏极接触区域是上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域的一部分，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2电极不与上述金属氧化物层的上述沟道区域重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.27 JP 2015-1477101.一种半导体装置，具备基板和支撑于上述基板的薄膜晶体管，其特征在于，上述薄膜晶体管具有：栅极电极；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；金属氧化物层，其配置在上述栅极绝缘层上，包括沟道区域以及分别配置在上述沟道区域的两侧的源极接触区域和漏极接触区域；第1电极，其以与上述金属氧化物层的上述源极接触区域接触的方式配置；绝缘层，其形成在上述金属氧化物层和上述第1电极上，具有使上述金属氧化物层的一部分露出的第1开口部；以及第2电极，其形成在上述绝缘层上以及包括上述第1开口部的接触孔内，具有透光性，上述第2电极在上述接触孔内与上述漏极接触区域接触，上述漏极接触区域是上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域的一部分，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2电极不与上述金属氧化物层的上述沟道区域重叠。2.根据权利要求1所述的半导体装置，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2电极的上述沟道区域侧的端部横穿上述金属氧化物层的通过上述接触孔露出的区域而延伸。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，还具备：形成在上述绝缘层和上述第2电极上的其它绝缘层；以及形成在上述其它绝缘层上的具有透光性的第3电极，上述金属氧化物层中的通过上述接触孔露出的区域中的不与上述第2电极接触的部分与上述其它绝缘层接触。4.根据权利要求3所述的半导体装置，上述其它绝缘层具有能对上述金属氧化物层进行还原的性质，上述金属氧化物层的与上述其它绝缘层接触的部分是电阻比上述沟道区域低的低电阻区域。5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，在上述绝缘层与上述第2电极之间，还具备形成在上述绝缘层上的具有透光性的第3电极和覆盖上述第3电极的其它绝缘层，上述其它绝缘层具有第2开口部，在从上述基板的法线方向观看时，上述第2开口部的至少一部分与上述第1开口部重叠，上述接触孔包括上述第1开口部和上述第2开口部，上述第2电极形成在上述其它绝缘层上和上述接触孔内。6.根据权利要求5所述的半导体装置，在上述接触孔的侧壁处，上述第2开口部的侧面与上述第1开口部的侧面是对齐的。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的半导体装置，上述第2电极是像素电极。8.根据权利要求5或6所述的半导体装置，上述第3电极的一部分通过上述第2开口部露出，上述第2电极在上述接触孔内与上述金属氧化物层的上述漏极接触区域和上述第3电极的一部分接触，由此，上述第3电极通过上述第2电极连接到上述漏极接触区域。9.根据权利要求8所述的半导体装置，上述第3电极是像素电极。10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的半导体装置，上述薄膜晶体管具有沟道蚀刻结构。11.根据权利要求1所述的半导体装置，还具备配置在上述金属氧化物层与上述第1电极之间的、至少覆盖上述沟道区域的保护层。12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的半导体装置，上述金属氧化物层含有锡，上述第2电极不含锡。13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的半导体装置，上述金属氧化物层含有In-Sn-Zn-O系氧化物。14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的半导体装置，上述第2电极含有铟-锌氧化物。15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的半导体装置，上述绝缘层不包括有机绝缘层。16.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包含：工序(A)，在基板上形成栅极电极和栅极配线；工序(B)，形成覆盖上述栅极电极和上述栅极配线的栅极绝缘层；工序(C)，在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜，对上述氧化物半导体膜进行图案化，由此得到金属氧化物层；工序(D)，形成与上述金属氧化物层的上表面的一部分接触的第1电极；工序(E)，形成覆盖上述金属氧化物层和上述第1电极的绝缘层；工序(F)，在上述绝缘层形...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野文树，加藤纯男，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP