[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具备薄膜晶体管的半导体装置及其制造方法。

背景技术

有源矩阵型的液晶显示装置和有机EL显示装置一般包括：按每像素形成有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下，“TFT”)作为开关元件的基板(以下，“TFT基板”)；形成有对置电极和彩色滤光片等的对置基板；和设置在TFT基板与对置基板之间的液晶层等光调制层。

在TFT基板形成有：多个源极配线；多个栅极配线；分别配置在它们的交叉部的多个TFT；用于向液晶层等光调制层施加电压的像素电极；和辅助电容配线和辅助电容电极等。此外，在TFT基板的端部设置有用于将源极配线和栅极配线分别连接至驱动电路的输入端子的端子部。驱动电路既可以在TFT基板上形成，也可以在另外的基板(电路基板)上形成。

TFT基板的结构公开在例如专利文献1中。以下，参照附图说明专利文献1中公开的TFT基板的结构。

图12(a)是表示TFT基板的概略的示意的平面图，图12(b)是表示TFT基板的一个像素的放大平面图。此外，图13是图12所示的半导体装置的TFT和端子部的截面图。

如图12(a)所示，TFT基板具有多个栅极配线2016和多个源极配线2017。由这些配线2016、2017包围而成的各个区域2021成为“像素”。在TFT基板中的形成像素的区域(显示区域)以外的区域2040，配置有用于将多个栅极配线2016和源极配线2017分别与驱动电路连接的多个连接部2041。各连接部2041构成用于与外部配线连接的端子部。另外，在本说明书中，将配置多个端子部的TFT基板的区域2040称为“端子配置区域”。

如图12(b)和图13所示，以覆盖成为像素的各区域2021的方式设置有像素电极2020。此外，在各区域2021形成有TFT。TFT具有：栅极电极G；覆盖栅极电极G的栅极绝缘膜2025、2026；配置在栅极绝缘膜2026上的半导体层2019；和分别与半导体层2019的两个端部连接的源极电极S和漏极电极D。TFT由保护膜2028覆盖。在保护膜2028与像素电极2020之间形成有层间绝缘膜2029。TFT的源极电极S与源极配线2017连接，栅极电极G与栅极配线2016连接。此外，漏极电极D在接触孔2030内与像素电极2020连接。

此外，与栅极配线2016平行地形成有辅助电容配线2018。辅助电容配线2018与辅助电容连接。此处，辅助电容包括：由与漏极电极相同的导电膜形成的辅助电容电极2018b；由与栅极配线相同的导电膜形成的辅助电容电极2018a；和位于它们之间的栅极绝缘膜2026。

在从各栅极配线2016或源极配线2017延伸的连接部2041上，不形成栅极绝缘膜2025、2026和保护膜2028，而以与连接部2041的上表面接触的方式形成有连接配线2044。由此，连接部2041与连接配线2044的电连接被确保。

另外，如图13所示，在液晶显示装置，TFT基板2013配置成：夹着液晶层2015，与形成有对置电极和/或彩色滤光片的基板2014相对。

在制造这样的TFT基板时，优选将成为像素的区域2021(也称为“像素部”)和端子部利用共同的工艺形成，抑制掩模数和工序数的增大。

当要制造上述TFT基板时，需要对栅极绝缘膜2025、2026和保护膜2028中的位于端子配置区域2040的部分、以及栅极绝缘膜2025和保护膜2028中的位于形成辅助电容的区域的部分进行蚀刻。在专利文献1中公开有如下技术：使用有机绝缘膜形成层间绝缘膜2029，以此为掩模，对这些栅极绝缘膜2025、2026和保护膜2028进行蚀刻。

另一方面，近年来，提案有代替硅半导体膜使用氧化锌等氧化物半导体膜形成TFT的活性层的方式。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能够以比非晶硅TFT高的高速进行动作。此外，氧化物半导体膜以比多晶硅膜简单的工艺形成，因此在需要大面积的装置中也能够应用。

但是，在具有底栅结构的氧化物半导体TFT，在TFT的制作工艺中、例如热处理工序等，可能会由于氧缺陷而产生载流子电子从而电阻变低。此外，在源极-漏极电极的蚀刻工序和/或层间绝缘膜的形成工序，存在位于其下方的氧化物半导体膜容易受到损伤的问题。