半导体器件及其制造方法技术

一种半导体器件及其制造方法。半导体器件包括具有第一薄膜晶体管的像素部分和具有第二薄膜晶体管的驱动器电路。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管中的每个都包括栅电极层、栅极绝缘层、半导体层、源电极层，及漏电极层。第一薄膜晶体管的每个层都具有光透射性质。第一薄膜晶体管的栅电极层、源电极层及漏电极层的材料不同于第二晶体管的那些，并且第二薄膜晶体管的电阻每个都小于第一薄膜晶体管的电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件、显示器件、它们的制造方法，或者使用半导体器件或显示 器件的方法。特别地，本专利技术涉及包括光透射的半导体层的液晶显示器件、它的制造方法， 或者使用液晶显示器件的方法。
技术介绍
近年来，平板显示(例如液晶显示(IXD))已经得到了广泛使用。特别地，在每个 像素中都含有薄膜晶体管的有源矩阵LCD已经被经常使用了。此外，其中源极驱动器(信 号线驱动电路)和栅极驱动器(扫描线驱动器电路)中的一个或两者被形成于与像素部分 相同的基板上的显示器件已经进行了开发。作为薄膜晶体管，包含作为半导体层的非晶硅 或多晶硅(多晶态硅)的薄膜晶体管已经得到了广泛使用。取代此类硅材料，光透射的金属氧化物已经吸引了注意力。例如，人们已经预期了 将In-Ga-Zn-O基氧化物等用作显示器件(例如液晶显示)中所需要的半导体材料。特别 地，人们已经考虑将In-Ga-Zn-O基氧化物等应用于薄膜晶体管的沟道层。此外，通过将光 透射的电极用作栅电极、源电极或漏电极来提高孔径率(apertureratio)的技术已经得到 了研究(参见参考文献1和2)。参考文献1 日本公开专利申请No. 2007-123700参考文献2 日本公开专利申请No. 2007-08136
技术实现思路
通常，在其中源极驱动器和栅极驱动器中的一个或两者作为用于控制像素部分内 的薄膜晶体管的驱动器电路部分形成于与像素部分相同的基板之上的显示器件中，象从 FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线，或者用于将元件连接到不同元件的布 线(wiring)(例如，用于将薄膜晶体管连接到不同的薄膜晶体管的布线)直接从用于栅电 极和源电极(漏电极)的导电层延伸出并且形成于相同的岛内。因此，用于将薄膜晶体管 的栅极连接到不同的薄膜晶体管的栅极的布线(该布线称为栅极布线)使用与薄膜晶体管 的栅电极相同的层结构和材料来形成；用于将薄膜晶体管的源极连接到不同的薄膜晶体管 的源极的布线(该布线称为源极布线)使用与薄膜晶体管的源电极相同的层结构和材料来 形成；以及在很多情况下，象电源线或信号线那样的引线布线使用与栅极布线或源极布线 相同的层结构和材料来形成。因此，在栅电极和源电极(漏电极)使用光透射材料来形成的 情形中，象电源线或信号线那样的引线布线、在驱动器电路部分中的栅极布线和源极布线， 以及在像素部分中的栅极布线和源极布线往往使用光透射材料以与栅电极和源电极(漏 电极)的形成方式相似的方式来形成。但是，通常，光透射的导电材料(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡 锌(ITZO))具有高于具有光阻挡性质和发射性的导电材料(例如铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、 钨(W)、钕(Nd)、铜(Cu)或银(Ag))的电阻值。因此，当象从FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线或者在驱动器电路部分中的布线使用光透射的导电材料来形成时，布 线电阻则增大。特别地，由于驱动器电路部分需要高速运行，当布线电阻增大时，通过布线 传输的信号的波形失真，这损害了驱动器电路部分的高速运行。因此，要供应精确的电压和 电流是困难，使得像素部分难以执行正常的显示和运行。相反，在驱动器电路部分内的栅电极和源电极(漏电极)使用光阻挡材料来形成 并且栅极布线和源极布线同样使用光阻挡导电材料形成的情形中，布线的电导率得到了提 高。因此，要抑制象从FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线的布线电阻的增 大以及在驱动器电路部分内的信号波形的失真是可能的。此外，通过使用光透射的材料来 形成像素部分中的栅电极和源电极(漏电极)，孔径率能够得以提高并且功率消耗能够得 以降低。另外，就显示性能而言，高存储电容和较高的孔径率是像素所需要的。各自具有高 孔径率的像素提高了光利用效率，以致能够实现电能节约及显示器件的小型化。近年来，已 经使像素的尺寸变得更小了并且更高分辨率的图像已经成了需求。但是，像素尺寸的减小 引起了在一个像素内的形成薄膜晶体管和布线的大区域，以致降低了像素的孔径率。因此， 为了在规定尺寸的每个像素中获得高的孔径率，有必要有效地布置为像素的电路结构所需 的电路元件。此外，含有光透射的半导体层的薄膜晶体管倾向为常态导通的而薄膜晶体管的阈 值电压是不稳定的；因而，要执行高速运行是困难的，特别是在驱动器电路部分中。本专利技术的一个实施例的目的是降低半导体器件的制造成本。本专利技术的一个实施例的目的是提高像素部分的孔径率。本专利技术的一个实施例的目的是使像素部分具有较高的分辨率。本专利技术的一个实施例的目的是提高驱动器电路部分的运行速度。本专利技术的一个实施例的目的是提高半导体器件的可靠性。本专利技术的一个实施例是包含具有第一薄膜晶体管的像素部分和具有第二薄膜晶 体管的驱动器电路部分的半导体器件，或者是该半导体器件的制造方法。第一薄膜晶体管 的栅电极(也称为栅电极层)、源电极(也称为源电极层)和漏电极(也称为漏电极层)具 有光透射性质。第二薄膜晶体管的栅电极层的电阻值比第一薄膜晶体管的栅电极层的电阻 值低。第二薄膜晶体管的源电极层的电阻值比第一薄膜晶体管的源电极层的电阻值低。第 二薄膜晶体管的漏电极层的电阻值比第一薄膜晶体管的漏电极层的电阻值低。将由InMO3(ZnO)m(m> 0)所表示的材料的薄膜形成作为本说明书中所使用的氧化 物半导体，并且形成包含作为氧化物半导体层的薄膜的薄膜晶体管。注意，M表示选自Ga、 Fe、Ni、Mn或Co中的一个或多个金属元素。举例来说，M可以是Ga或者可以是Ga和不同 于Ga的以上金属元素，例如，M可以是Ga和Ni或者Ga和Fe。此外，在氧化物半导体中，在 某些情况下，过渡金属元素(例如Fe或Ni)或者过渡金属的氧化物被包含作为除了作为M 所包含的金属元素之外的杂质元素。在本说明书中，在其组成分子式由InMO3(ZnO)ffl(m>0) 表示的氧化物半导体层当中，包括作为M的Ga的氧化物半导体被称为In-Ga-Zn-O基氧化 物半导体，而In-Ga-Zn-O基氧化物半导体的薄膜则被称为In-Ga-Zn-O基非单晶膜。作为用于氧化物半导体层的金属氧化物，下列金属氧化物中除了以上金属氧化 物之外的任一种都能够被使用=In-Sn-Zn-O基金属氧化物、In-Al-Zn-O基金属氧化物、Sn-Ga-Zn-O基金属氧化物、Al-Ga-Zn-O基金属氧化物、Sn-Al-Zn-O基金属氧化物、In-Zn-O 基金属氧化物、Sn-Zn-O基金属氧化物、Al-Zn-O基金属氧化物、In-O基金属氧化物、Sn-O 基金属氧化物，以及Zn-O基金属氧化物。氧化硅可以包含于使用以上金属氧化物所形成的 氧化物半导体层内。氧化物半导体优选是含有In的氧化物半导体，更优选的是含有In和Ga的氧化物 半导体。脱水或脱氢在获取i型(本征的)氧化物半导体层方面是有效的。注意，在本说明书中，半导体器件涉及能够通过利用半导体的性质来起作用的所 有器件，并且显示器件、半导体电路及电子器件全部都是半导体器件。在本专利技术的一个实施例中，驱动器电路的运行速度以及像素部分的孔径率能够得 以提高。另外，在本专利技术的一个实施例中，能够降低制造步骤数，从而能够降低制造成本。此 外，在本专利技术的一个实施例中，像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：包括在基板之上的第一薄膜晶体管的像素部分；以及包括在所述基板之上的第二薄膜晶体管的驱动器电路部分，所述第一薄膜晶体管包括：第一栅电极层；在所述第一栅电极层之上的第一栅极绝缘层；在所述第一栅极绝缘层之上的第一半导体层；以及在所述第一半导体层之上的第一源电极层和第一漏电极层，所述第二薄膜晶体管包括：第二栅电极层；在所述第二栅电极层之上的第二栅极绝缘层；在所述第二栅极绝缘层之上的第二半导体层；以及在所述第二半导体层之上的第二源电极层和第二漏电极层，其中所述第一栅电极层、所述第一栅极绝缘层、所述第一半导体层、所述第一源电极层，以及所述第一漏电极层中的每个都具有光透射性质，其中所述第一栅电极层的材料不同于所述第二栅电极层的材料，其中所述第二栅电极层的电阻小于所述第一栅电极层的电阻，其中所述第一源电极层和所述第一漏电极层的材料不同于所述第二源电极层和所述第二漏电极层的材料，以及其中所述第二源电极层和所述第二漏电极层的电阻小于所述第一源电极层和所述第一漏电极层的电阻。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：木村肇，大原宏树，鹿山昌代，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]