薄膜晶体管基板及其制造方法以及液晶显示装置制造方法及图纸

提供能使TFT特性稳定化的薄膜晶体管基板和具备其的液晶显示装置以及薄膜晶体管基板的制造方法。一种具备底栅结构的薄膜晶体管的薄膜晶体管基板，是薄膜晶体管的半导体层具有In‑Ga‑Zn‑O系的第1氧化物半导体层和In‑Ga‑Zn‑O系的第2氧化物半导体层的薄膜晶体管基板，在第1氧化物半导体层中，铟的组成比大于镓和锌的各组成比，第2氧化物半导体层以覆盖第1氧化物半导体层的方式设置，其中镓的组成比大于铟和锌的各组成比。

Thin Film Transistor Substrate and Its Manufacturing Method and Liquid Crystal Display Device

【技术实现步骤摘要】
薄膜晶体管基板及其制造方法以及液晶显示装置
本专利技术涉及薄膜晶体管(ThinFilmTransistor，以下也称为TFT)基板和具备其的液晶显示装置以及TFT基板的制造方法，特别是涉及具有使用了包括氧化物半导体的半导体层的TFT的TFT基板和液晶显示装置以及TFT基板的制造方法。
技术介绍
近年来，在构成液晶显示装置的TFT基板中，作为图像的最小单位即各像素的开关元件，已提出了使用包括氧化物半导体的半导体层(以下也称为氧化物半导体层)并具有高迁移率、高可靠性以及低截止电流等良好的特性的TFT，来代替使用了包括非晶硅的半导体层的现有的TFT。一般的底栅结构的TFT例如具备：栅极电极，其设置在玻璃基板上；栅极绝缘膜，其以覆盖该栅极电极的方式设置；半导体层，其以与栅极电极重叠的方式设置在该栅极绝缘膜上；以及源极电极和漏极电极，其以与该半导体层相互分离并重叠的方式设置在栅极绝缘膜上，在这些源极电极与漏极电极之间露出的半导体层部分中构成有沟道区域。作为使用了上述的氧化物半导体层的底栅结构的TFT，例如在专利文献1中公开了氧化物半导体层是具有包括In、Ga、Zn、Sn以及O的第1氧化物半导体层和包括In、Ga、Zn以及O的第2氧化物半导体层的层叠体的TFT。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2014-13892号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在对源极电极和漏极电极进行湿式蚀刻的情况下，上述氧化物半导体层容易溶解于通常使用的酸系的蚀刻液。因此，在使用了氧化物半导体层的沟道蚀刻型的TFT中，会通过干式蚀刻将源极电极和漏极电极图案化。然而，在氧化物半导体层应用2层以上的层叠结构并在氧化物半导体层的图案化后对源极电极和漏极电极进行干式蚀刻的情况下，有时会发生TFT特性的耗尽，阈值向负侧大幅偏移，或者氧化物半导体层导电化而在源极电极和漏极电极间产生漏电。另外，即使在氧化物半导体层的图案化后通过CVD(ChemicalVaporDeposition：化学气相沉积)装置、特别是等离子体CVD装置形成例如保护膜(沟道蚀刻型的TFT中的保护绝缘膜、蚀刻阻挡型的TFT中的蚀刻阻挡层(沟道保护膜)等)，有时也会发生同样的问题。关于该问题，使用图23～图26更详细地进行说明。如图23和图24所示，比较方式1的TFT基板具备作为基底基板的绝缘性基板112，并在绝缘性基板112上具备：多个栅极配线114gl，其以相互平行地延伸的方式设置；多个源极配线124sl，其以隔着栅极绝缘膜116在与各栅极配线114gl交叉的方向上相互平行地延伸的方式设置。比较方式1的TFT基板还具备：沟道蚀刻型的TFT126，其具有设置在绝缘性基板112上的栅极电极114gd、以与栅极电极114gd重叠的方式设置在栅极绝缘膜116上的氧化物半导体层118sl、以及以各自一部分连接到氧化物半导体层118sl的方式并且以在氧化物半导体层118sl上相互相对的方式设置的源极电极124sd和漏极电极124dd；保护绝缘膜128和132，其以覆盖TFT126的方式设置；共用电极130cd和连接电极134，其设置在保护绝缘膜132上；以及保护绝缘膜136，其以覆盖共用电极130cd和连接电极134的方式设置；以及像素电极130pd，其设置在保护绝缘膜136上。源极电极124sd和漏极电极124dd包括将第1导电层121s、121d、第2导电层122s、122d以及第3导电层123s、123d按顺序层叠而成的层叠体。源极电极124sd连接到对应的源极配线124sl的分支部，栅极电极114gd是构成对应的交叉部的栅极配线114gl的一部分。在保护绝缘膜128、132以及136，在与漏极电极124dd对应的部位形成有到达该漏极电极124dd的接触孔120a、120b。并且，像素电极130pd通过这些接触孔120a、120b而经由连接电极134连接到漏极电极124dd。氧化物半导体层118sl包括：将包括第1氧化物半导体的第1半导体层(以下，也称为第1氧化物半导体层)118sl1和包括第2氧化物半导体的第2半导体层(以下，也称为第2氧化物半导体层)118sl2按顺序层叠而成的层叠体。氧化物半导体层118sl例如是通过首先形成包括铟的组成比高于镓和锌的各组成比的第1氧化物半导体的第1半导体膜，接着形成包括镓的组成比高于铟和锌的各组成比的第2氧化物半导体的第2半导体膜，并将该层叠膜一并图案化为相同的图案(岛状)而形成的。在比较方式1中，如上所述，源极电极124sd和漏极电极124dd是通过干式蚀刻形成的，但是在该干式蚀刻时，有如下可能：从上层的第2氧化物半导体层118sl2露出的下层的第1氧化物半导体层118sl1的边缘(端部)、特别是从源极电极124sd和漏极电极124dd露出的边缘部分(图23的粗线部)由于氯系气体的等离子体而进行还原反应，发生TFT特性的耗尽。另外，在通过CVD装置、特别是等离子体CVD装置进行例如保护绝缘膜128的成膜时，有如下可能：从上层的第2氧化物半导体层118sl2露出的下层的第1氧化物半导体层118sl1的边缘(端部)、特别是从源极电极124sd和漏极电极124dd露出的边缘部分(图23的粗线部)由于氢等离子体而进行还原反应，同样地发生TFT特性的耗尽。如图25和图26所示，比较方式2的TFT基板除了TFT126是蚀刻阻挡型这一点以外，与比较方式1实质上相同。如图25所示，比较方式2的TFT基板除了以与源极电极124sd和漏极电极124dd重叠的方式在图26所示的蚀刻阻挡层140设置有接触孔138s、138d以外，具有与比较方式1的TFT基板同样的平面布局。在比较方式2的TFT基板中，如图26所示，将接触孔138s、138d的形成部除外，而以覆盖氧化物半导体层118sl和栅极绝缘膜116的方式形成有蚀刻阻挡层140。在比较方式2中，在通过CVD装置、特别是等离子体CVD装置进行蚀刻阻挡层140的成膜时，有如下可能：从上层的第2氧化物半导体层118sl2露出的下层的第1氧化物半导体层118sl1的整个边缘(端部)由于氢等离子体而进行还原反应，同样地发生TFT特性的耗尽。另外，之后，在源极电极124sd和漏极电极124dd的干式蚀刻时或通过CVD装置、特别是等离子体CVD装置进行例如保护绝缘膜128的成膜时，也有如下可能：未由上层的第2氧化物半导体层118sl2覆盖的下层的第1氧化物半导体层118sl1的边缘(端部)、特别是未由源极电极124sd和漏极电极124dd覆盖的边缘部分(图25的粗线部)由于氯系气体的等离子体、氢等离子体而进行还原反应。虽然利用蚀刻阻挡层140能减轻它们所引起的还原反应，但是即使存在蚀刻阻挡层140，由于等离子体所致的损伤，氯系气体的等离子体、氢等离子体可能穿过蚀刻阻挡层140，而发生第1氧化物半导体层118sl1的边缘的还原反应。另外，在比较方式1和2中，说明了氧化物半导体层118sl包括2层的氧化物半导体层118sl1和118sl2的情况，但是在氧化物半导体层118sl包括3层以上的氧化物半导体层的情况下也可能发生同样的问题。而且，在专利文献1记载的TFT中，下层的氧化物半导体层的边缘(端部)未由上层的氧化物半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜晶体管基板，具备：基底基板；以及薄膜晶体管，其具有：栅极电极，其设置在上述基底基板上；栅极绝缘膜，其以覆盖上述栅极电极的方式设置；半导体层，其以与上述栅极电极重叠的方式设置在上述栅极绝缘膜上；以及源极电极和漏极电极，其以各自一部分连接到上述半导体层的方式并且以在上述半导体层上相互相对的方式设置，上述薄膜晶体管基板的特征在于，上述半导体层具有：第1半导体层，其包括第1氧化物半导体；以及第2半导体层，其以覆盖上述第1半导体层的方式设置，包括第2氧化物半导体。

【技术特征摘要】
2017.12.26 JP 2017-2495711.一种薄膜晶体管基板，具备：基底基板；以及薄膜晶体管，其具有：栅极电极，其设置在上述基底基板上；栅极绝缘膜，其以覆盖上述栅极电极的方式设置；半导体层，其以与上述栅极电极重叠的方式设置在上述栅极绝缘膜上；以及源极电极和漏极电极，其以各自一部分连接到上述半导体层的方式并且以在上述半导体层上相互相对的方式设置，上述薄膜晶体管基板的特征在于，上述半导体层具有：第1半导体层，其包括第1氧化物半导体；以及第2半导体层，其以覆盖上述第1半导体层的方式设置，包括第2氧化物半导体。2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其特征在于，上述第1氧化物半导体和上述第2氧化物半导体各自包括铟、镓、锌以及氧，在上述第1氧化物半导体中，铟的组成比大于镓和锌的各组成比，在上述第2氧化物半导体中，镓的组成比大于铟和锌的各组成比。3.一种液晶显示装置，其特征在于，具备：权利要求1或2所述的薄膜晶体管基板；相对基板，其与上述薄膜晶体管基板相对地配置；以及液晶层，其设置在上...

【专利技术属性】
技术研发人员：美崎克纪，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP