显示装置用薄膜半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的显示装置用薄膜半导体装置（10）包括：基板（1）；形成于基板上的栅电极（2）；形成于栅电极上的栅极绝缘膜（3）；形成于栅极绝缘膜上，且在表面具有凸形状的沟道层（4）；形成于沟道层的凸形状之上，且包括含有硅、氧及碳的有机材料的沟道保护层（5）；界面层（6），形成于沟道层的凸形状的上面与沟道保护层之间的界面，含有碳作为主要成分，作为其主要成分的碳是来源于所述有机材料的碳；和源电极（8s）及漏电极（8d），沿着沟道保护层的端部的上部及侧部、与沟道保护层的侧部相连的界面层的侧部、与界面层的侧部相连的沟道层的凸形状的侧部、以及与沟道层的凸形状的侧部相连的沟道层的上部而形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及沟道保护型。
技术介绍
近年，作为替代液晶显示器的下一代平板显示器之一的利用有机材料的EL(Electro luminescence)的有机EL显示器受到注目。在有机EL显示器等有源矩阵方式的显示装置中，使用称为薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)的显示装置用薄膜半导体装置(以下也简记作“薄膜半导体装置”)。尤其是，有机EL显示器，与电压驱动型的液晶显示器不同，是电流驱动型的显示器件，加快研发作为有源矩阵方式的显示装置的驱动电路而具有优异的导通截止特性的薄膜半导体装置。此外，要求显示器件的大画面化及低成本化，作为薄膜半导体装置，通常使用能低成本化的、栅电极形成于比沟道层更靠基板侧的底栅型的薄膜半导体装置。该底栅型的薄膜半导体装置大致分为如下两种:对成为电流的传导路径的沟道层进行蚀刻处理的沟道蚀刻型的薄膜半导体装置；和保护沟道层免受蚀刻处理影响的沟道保护型(蚀刻阻挡型)的薄膜半导体装置。与沟道保护型的薄膜半导体装置相比，沟道蚀刻型的薄膜半导体装置能够减少光刻工序数，具有制造成本低的优点。另一方面，沟道保护型的薄膜半导体装置能够防止由于蚀刻处理对沟道层的损伤，能够抑制在基板面内特性偏差的增大。另外，沟道保护型的薄膜半导体装置能够使沟道层更加薄膜化，能够降低寄生电阻成分而使导通特性提高，因此有利于高精细化。因此，沟道保护型的薄膜半导体装置适合例如使用有机EL元件的电流驱动型有机EL显示装置中的薄膜半导体装置，虽然与沟道蚀刻型的薄膜半导体装置相比，即使制造成本增加，但尝试在有机EL显示装置的像素电路中采用(例如非专利文献I)。此外，作为实现优异导通特性的沟道保护型的薄膜半导体装置，提出了将沟道层做成凸形状的构造的薄膜半导体装置(例如专利文献I)。根据专利文献I公开的技术，在成为电流路径的沟道层的凸形状的下部，在电流经由沟道层的凸形状的两侧的下部在源电极漏电极之间流动时，由于沟道层的凸形状的两侧的下部形成为膜厚比沟道层的凸形状的上部薄，因此能够减小沟道层的垂直方向的电阻成分。因此，能够将沟道层的凸形状的下部中的横截电阻抑制得低，能够使导通电流增加。此外，沟道层的凸形状的上部在源电极与漏电极之间成为电阻。由此,抑制在源电极与漏电极之间的背沟道(back channel)中的电荷移动。另一方面，作为实现了成本降低的沟道保护型的薄膜半导体装置，提出了将沟道保护层做成涂敷型绝缘膜的薄膜半导体装置(例如专利文献2)。在专利文献2公开了使用含有所希望的材料的液体通过湿式工艺涂敷、形成构成薄膜半导体装置的功能层的方法。根据该方法，与以往的通过用CVD、溅射在真空下进行的处理来形成功能层的方法相比，生产率变高，能够降低显示装置的制造成本。专利文献1:美国专利第6794682号说明书专利文献2:日本专利第3725169号公报非专利文献1:T.Arai et al., SID 07 Digest, (2007)pl370
技术实现思路
但是，专利文献I公开的技术，只不过是将沟道层的凸形状的上部用作电阻来抑制电荷的移动，因此只不过是在作为电阻来抑制电荷的移动的范围内，抑制在源电极与漏电极之间的在背沟道的电荷移动。即，在作为沟道保护层而使用例如氧化硅膜等无机材料通过CVD、溅射使沟道保护层堆积，使用湿式蚀刻或干式蚀刻形成所希望的图案的情况下，在沟道保护层存在正的固定电荷。因此，由固定电荷对位于沟道保护层的下层的沟道层(沟道保护层与沟道层的界面附近)施加微弱的电压(Vf)。在该情况下，若由固定电荷引起的电压(Vf)成为沟道层的背沟道的阈值电压(Vbc)以上，则在TFT截止时，寄生晶体管工作而经由沟道层的背沟道流过泄漏电流，截止特性恶化。因此，在专利文献I公开的技术中，即使能够通过凸形状使截止电流降低，也存在无法大幅度降低到甚至超越作为电阻的极限的问题。此外，通过本专利技术人的研究发现，如专利文献2公开的技术，在作为沟道保护层而使用例如含有SOG (SPIN ON GLASS)等有机物质的材料形成为所希望的图案的情况下，形成沟道保护层的有机材料也在所希望的图案以外的位置作为残渣而残留。在该情况下，有机材料的残渣作为阻止载流子移动的寄生电阻发挥作用，因此导通电流就会降低。而且，有机材料的残渣的厚度在存在于基板上的各个薄膜半导体装置中未必一定是均匀的，因此存在薄膜半导体装置中的导通特性的偏差显著增大的问题。结果，失去了特性偏差小的沟道保护型薄膜半导体装置的优点。此外，在沟道保护层存在很多来源于有机材料的固定电荷。因此，存在由固定电荷导致经由沟道层的背沟道而泄漏电流流动，截止特性恶化的问题。如此，专利文献I及专利文献2公开的技术虽然分别具有使导通电流增大的作用和使成本降低的作用，但是与此同时，存在使截止电流增大的副作用、和使导通电流降低、使特性偏差增大的副作用。因此，在以往的技术中，在包括涂敷型沟道保护层的沟道保护型的薄膜半导体装置中，存在难以实现既降低制造成本、又具有优异的导通截止特性的薄膜半导体装置的问题。因此，本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种，在沟道保护型的半导体装置构造中，能够使导通截止特性提高。为了达到上述目的，本专利技术的薄膜半导体装置的一方案，包括:基板；栅电极，形成于所述基板上；栅极绝缘膜，形成于所述栅电极上；沟道层，形成于所述栅极绝缘膜上，在表面具有凸形状；沟道保护层，形成于所述沟道层的凸形状之上，包括含有硅、氧及碳的有机材料；界面层，形成于所述沟道层的凸形状的上面与所述沟道保护层之间的界面，包括碳为主要成分，作为其主要成分的碳是来源于所述有机材料的碳；和源电极及漏电极，沿着所述沟道保护层的端部的上部及侧部、与所述沟道保护层的侧部相连的所述界面层的侧部、与所述界面层的侧部相连的所述沟道层的凸形状的侧部、以及与所述沟道层的所述凸形状的侧部相连的所述沟道层的上部而形成。根据本专利技术，能够实现能够作为电阻超过层的极限而使截止电流降低、又能够使导通电流提高的显示装置用薄膜半导体装置。附图说明图1是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的结构的剖面图。图2A是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的基板准备工序的剖面图。图2B是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的栅电极形成工序的剖面图。图2C是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的栅极绝缘膜形成工序的剖面图。图2D是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的沟道层形成工序的剖面图。图2E是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的沟道保护层涂敷工序的剖面图。图2F是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的沟道保护层的预烘烤工序的剖面图。图2G是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的沟道保护层的曝光及显影工序的剖面图。图2H是示意性表示本专利技术的第I实施方式的显示装置用薄膜半导体装置10的制造方法中的沟道保护层的后烘烤工序的剖面图。图21是示意性表示本专利技术的第I实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显示装置用薄膜半导体装置，包括：基板；栅电极，形成于所述基板上；栅极绝缘膜，形成于所述栅电极上；沟道层，形成于所述栅极绝缘膜上，在表面具有凸形状；沟道保护层，形成于所述沟道层的凸形状之上，包括含有硅、氧及碳的有机材料；界面层，形成于所述沟道层的凸形状的上面与所述沟道保护层之间的界面，包括碳为主要成分，作为其主要成分的碳是来源于所述有机材料的碳；和源电极及漏电极，沿着所述沟道保护层的端部的上部及侧部、与所述沟道保护层的侧部相连的所述界面层的侧部、与所述界面层的侧部相连的所述沟道层的凸形状的侧部、以及与所述沟道层的所述凸形状的侧部相连的所述沟道层的上部而形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：林宏，川岛孝启，河内玄士朗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社， 松下液晶显示器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP