有源矩阵基板、液晶显示装置、有机EL显示装置制造方法及图纸

实现适合于具备氧化物半导体TFT和结晶质硅TFT这两者的有源矩阵基板的结构。本发明专利技术的实施方式的有源矩阵基板(100)具有：显示区域(DR)，其由按矩阵状排列的多个像素区域(P)规定；以及周边区域(FR)，其位于显示区域的周边。有源矩阵基板具备：基板(1)；第1TFT(10)，其支撑于基板，包括结晶质硅半导体层(11)；以及第2TFT(20)，其支撑于基板，包括氧化物半导体层(21)。第1TFT和第2TFT分别具有顶栅结构。氧化物半导体层位于比结晶质硅半导体层靠下层的位置。

Active Matrix Substrate, Liquid Crystal Display Device, Organic EL Display Device

The structure of active matrix substrate with oxide semiconductor TFT and crystalline silicon TFT is realized. The active matrix substrate (100) according to the embodiment of the present invention has a display area (DR), which is specified by a plurality of pixel areas (P) arranged in a matrix form, and a peripheral area (FR), which is located at the periphery of the display area. The active matrix substrate has: a substrate (1); a first TFT (10), which is supported on the substrate, including a crystalline silicon semiconductor layer (11); and a second TFT (20), which is supported on the substrate, including an oxide semiconductor layer (21). The first TFT and the second TFT have the top gate structure respectively. The oxide semiconductor layer is located lower than the crystalline silicon semiconductor layer.

【技术实现步骤摘要】
有源矩阵基板、液晶显示装置、有机EL显示装置
本专利技术涉及有源矩阵基板，特别是涉及具备氧化物半导体TFT和结晶质硅TFT这两者的有源矩阵基板。另外，本专利技术还涉及具备这种有源矩阵基板的液晶显示装置和有机EL显示装置、这种有源矩阵基板的制造方法。
技术介绍
液晶显示装置等所使用的有源矩阵基板按每一像素具备薄膜晶体管(ThinFilmTransistor；以下为“TFT”)等开关元件。作为这种开关元件，广泛地使用以非晶硅膜为活性层的TFT(以下为“非晶硅TFT”)、以多晶硅膜为活性层的TFT(以下为“多晶硅TFT”)。近年来，作为TFT的活性层的材料，提出了使用氧化物半导体来代替非晶硅或多晶硅。将具有氧化物半导体膜作为活性层的TFT称为“氧化物半导体TFT”。在专利文献1中公开了将In-Ga-Zn-O系半导体膜用于TFT的活性层的有源矩阵基板。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能以比非晶硅TFT快的速度动作。另外，氧化物半导体膜与多晶硅膜相比由更简单的工艺形成，因此还能应用于需要大面积的装置。有源矩阵基板一般具有显示区域和周边区域。显示区域包括按矩阵状排列的多个像素(像素区域)，也被称为有源区域。周边区域位于显示区域的周边，也被称为边框区域。在显示区域中设置有：TFT，其形成于每一像素；以及栅极总线、源极总线和像素电极，其分别电连接到TFT的栅极电极、源极电极和漏极电极。在周边区域中配置用于驱动栅极总线(扫描配线)和源极总线(信号配线)的驱动电路。具体地说，配置用于对栅极总线供给栅极信号(扫描信号)的栅极驱动器、用于对源极总线供给源极信号(显示信号)的源极驱动器。栅极驱动器、源极驱动器等驱动电路有时也作为半导体芯片搭载(COG(ChipOnGlass：玻璃上芯片)安装)，有时也单片(一体)地形成于有源矩阵基板。将以单片形成的驱动电路称为“驱动器单片电路”。驱动器单片电路通常使用TFT来构成。在本申请说明书中，将作为开关元件而配置于显示区域的各像素的TFT称为“像素TFT”，将构成驱动电路等周边电路的TFT称为“电路TFT”。在使用了氧化物半导体TFT作为像素TFT的有源矩阵基板中，从制造工艺的观点来看，可以说优选形成使用了与像素TFT相同的氧化物半导体膜的氧化物半导体TFT作为电路TFT。然而，氧化物半导体的迁移率虽然如已经说明的那样比非晶硅的迁移率高，但是比多晶硅的迁移率低约1个数量级。因而，氧化物半导体TFT与多晶硅TFT相比，电流驱动力较小。因此，当使用氧化物半导体TFT构成驱动器单片电路时，驱动能力有可能不足。若为了弥补电流驱动力的不足而增大TFT的尺寸(增大沟道宽度)，则会妨碍周边区域的窄小化。在专利文献2中，公开了使用氧化物半导体TFT作为像素TFT并且周边电路包括多晶硅TFT作为电路TFT的构成。在专利文献2公开的构成中，氧化物半导体TFT具有底栅结构，多晶硅TFT具有顶栅结构。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2012-134475号公报专利文献2：特开2010-3910号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，专利文献1的构成有以下问题。首先，在底栅结构的氧化物半导体TFT中，为了充分地覆盖栅极电极而不得不使栅极绝缘层比较厚，因此电流驱动力会下降。TFT的导通电流Ion用下式(1)表示。Ion＝(1/2)·(W/L)·Cox·(Vg-Vth)2…(1)在式(1)中，W是沟道宽度，L是沟道长度、Vg是栅极电压，Vth是阈值电压。另外，Cox用下式(2)表示。在式(2)中，ε0是真空的介电常数，εr是栅极绝缘层的相对介电常数，d是栅极绝缘层的厚度。Cox＝ε0·εr/d…(2)根据式(1)和(2)可知，当栅极绝缘层的厚度d变大时，导通电流Ion变小。另外，在底栅结构的氧化物半导体TFT中，通常考虑到对位精度等而设计成从基板法线方向观看时源极电极及漏极电极与栅极电极重叠，因此寄生电容大。所以，在用于大型且像素数多的显示装置的情况下，电容负荷变大，不利于高速驱动。如上所述，仍未发现对具备氧化物半导体TFT和结晶质硅TFT这两者的有源矩阵基板最适合的结构。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于实现对具备氧化物半导体TFT和结晶质硅TFT这两者的有源矩阵基板最适合的结构。用于解决问题的方案本专利技术的实施方式的有源矩阵基板是具有由按矩阵状排列的多个像素区域规定的显示区域、和位于上述显示区域周边的周边区域的有源矩阵基板，具备：基板；第1TFT，其支撑于上述基板，包括结晶质硅半导体层；以及第2TFT，其支撑于上述基板，包括氧化物半导体层，上述第1TFT和上述第2TFT分别具有顶栅结构，上述氧化物半导体层位于比上述结晶质硅半导体层靠下层的位置。在某实施方式中，上述第1TFT具有：上述结晶质硅半导体层；第1栅极绝缘层，其设置于上述结晶质硅半导体层上；第1栅极电极，其设置于上述第1栅极绝缘层上，隔着上述第1栅极绝缘层与上述结晶质硅半导体层相对；以及第1源极电极和第1漏极电极，其电连接到上述结晶质硅半导体层，上述第2TFT具有：上述氧化物半导体层；第2栅极绝缘层，其设置于上述氧化物半导体层上；第2栅极电极，其设置于上述第2栅极绝缘层上，隔着上述第2栅极绝缘层与上述氧化物半导体层相对；以及第2源极电极和第2漏极电极，其电连接到上述氧化物半导体层。在某实施方式中，上述第2TFT的上述第2栅极绝缘层包括下层栅极绝缘层和位于上述下层栅极绝缘层上的上层栅极绝缘层。在某实施方式中，上述第1TFT的上述第1栅极绝缘层与上述第2TFT的上述上层栅极绝缘层由同一绝缘膜形成。在某实施方式中，上述结晶质硅半导体层设置于由与上述第2TFT的上述下层栅极绝缘层同一绝缘膜形成的绝缘层上。在某实施方式中，上述第1TFT的上述第1栅极电极与上述第2TFT的上述第2栅极电极由同一导电膜形成。在某实施方式中，上述第1TFT配置于上述周边区域内，上述第2TFT配置于上述显示区域内。在某实施方式中，上述第1TFT配置于上述显示区域内，上述第2TFT配置于上述周边区域内。在某实施方式中，上述氧化物半导体层包括In-Ga-Zn-O系半导体。在某实施方式中，上述In-Ga-Zn-O系半导体包括结晶质部分。本专利技术的实施方式的液晶显示装置具备具有上述的任意一种构成的有源矩阵基板。本专利技术的实施方式的有机EL显示装置具备具有上述的任意一种构成的有源矩阵基板。本专利技术的实施方式的有源矩阵基板的制造方法是具备包括结晶质硅半导体层的第1TFT和包括氧化物半导体层的第2TFT的有源矩阵基板的制造方法，有源矩阵基板的制造方法包含：工序(A)，在基板上形成上述第2TFT的上述氧化物半导体层；工序(B)，在上述基板和上述氧化物半导体层上形成第1绝缘层；工序(C)，在上述第1绝缘层上形成上述第1TFT的上述结晶质硅半导体层；工序(D)，在上述结晶质硅半导体层和上述第1绝缘层上形成第2绝缘层；以及工序(E)，在上述第2绝缘层上形成上述第1TFT的栅极电极和上述第2TFT的栅极电极，上述工序(C)包括：工序(c-1)，在上述第1绝缘层上形成非晶质硅膜；以及工序(c-2)，通过对上述非晶质硅膜进行激光退火处理而使上述非晶质硅膜结晶化，并且利用上述激光退火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源矩阵基板，具有由按矩阵状排列的多个像素区域规定的显示区域、和位于上述显示区域周边的周边区域，上述有源矩阵基板的特征在于，具备：基板；第1TFT，其支撑于上述基板，包括结晶质硅半导体层；以及第2TFT，其支撑于上述基板，包括氧化物半导体层，上述第1TFT和上述第2TFT分别具有顶栅结构，上述氧化物半导体层位于比上述结晶质硅半导体层靠下层的位置。

【技术特征摘要】
2017.09.28 JP 2017-1875741.一种有源矩阵基板，具有由按矩阵状排列的多个像素区域规定的显示区域、和位于上述显示区域周边的周边区域，上述有源矩阵基板的特征在于，具备：基板；第1TFT，其支撑于上述基板，包括结晶质硅半导体层；以及第2TFT，其支撑于上述基板，包括氧化物半导体层，上述第1TFT和上述第2TFT分别具有顶栅结构，上述氧化物半导体层位于比上述结晶质硅半导体层靠下层的位置。2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板，上述第1TFT具有：上述结晶质硅半导体层；第1栅极绝缘层，其设置于上述结晶质硅半导体层上；第1栅极电极，其设置于上述第1栅极绝缘层上，隔着上述第1栅极绝缘层与上述结晶质硅半导体层相对；以及第1源极电极和第1漏极电极，其电连接到上述结晶质硅半导体层，上述第2TFT具有：上述氧化物半导体层；第2栅极绝缘层，其设置于上述氧化物半导体层上；第2栅极电极，其设置于上述第2栅极绝缘层上，隔着上述第2栅极绝缘层与上述氧化物半导体层相对；以及第2源极电极和第2漏极电极，其电连接到上述氧化物半导体层。3.根据权利要求2所述的有源矩阵基板，上述第2TFT的上述第2栅极绝缘层包括下层栅极绝缘层和位于上述下层栅极绝缘层上的上层栅极绝缘层。4.根据权利要求3所述的有源矩阵基板，上述第1TFT的上述第1栅极绝缘层与上述第2TFT的上述上层栅极绝缘层由同一绝缘膜形成。5.根据权利要求3或4所述的有源矩阵基板，上述结晶质硅半导体层设置于由与上述第2TFT的上述下层栅极绝缘层同一绝缘膜形成的绝缘层上。6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的有源矩阵基板，上述第1TFT的上述第1栅极电极与上述第2TFT的上述第2栅极电极由同一导电膜形成。7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的有源矩阵基板，上述第1TFT配置于上述周边区域内，上述第2TFT配置于上述显示区域内。8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的有源矩阵基板，上述第1TFT配置于上述显示区域内，上述第2TFT配置于上述周边区域内。9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的有源矩阵基板，上述氧化物半导体层包括In-Ga-Zn-O系半导体。10.根据权利要求9所述的有源矩阵基板，上述In-Ga-Zn-O系半导体包括结晶质部分。11.一种液晶显示装置，其特征在于，具备权利要求1至10中的任意一项所述的有源矩阵基板。12.一种有机EL显示装置，其特征在于，具备权利要求1至10中的任意一项所述的有源矩阵基板。13.一种有源矩阵基板的...

【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