[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用氧化物半导体的显示装置及其制造方法。

背景技术

在液晶显示装置中典型看到的形成在玻璃衬底等的平板上的薄膜晶体管使用非晶硅或多晶硅制造。使用非晶硅的薄膜晶体管具有低的场效应迁移率，但是可以在大玻璃衬底上形成。另一方面，使用结晶硅的薄膜晶体管具有高的场效应迁移率，但是由于需要进行激光退火等的晶化工序，因此其并不总是能在大玻璃衬底上形成。

根据前述，使用氧化物半导体制造薄膜晶体管并将其应用于电子装置或光学装置的技术受到注目。专利文献1及专利文献2公开这些技术的例子，其中使用氧化锌、或In-Ga-Zn-O类氧化物半导体用于氧化物半导体膜来制造薄膜晶体管，并将其用于图像显示装置的开关元件等。

[专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2007-96055号公报

在沟道形成区中使用氧化物半导体的薄膜晶体管可以实现比使用非晶硅的薄膜晶体管更高的场效应迁移率。作为氧化物半导体膜，可以利用溅射法等在300℃或以下的温度下形成，其制造工序比使用多晶硅的薄膜晶体管简单。

期待使用上述氧化物半导体在玻璃衬底、塑料衬底等上形成薄膜晶体管，并可以期待将其应用于液晶显示器、电致发光显示器或电子纸等。

氧化物半导体薄膜晶体管工作特性优良且可以在低温下制造。然而不为了有效利用这些特征，需要对元件的结构和制造条件进行最优化，还需要顾虑到信号的输入和输出所必要的布线结构和布线的连接结构。虽然氧化物半导体膜可以在低温下形成，但是当形成布线或电极的金属等的薄膜、例如层间绝缘膜等的绝缘膜出现分离现象时，则造成产品缺陷。另外，还存在当设置在显示面板的元件衬底侧的共同连接部的电极的连接电阻高时，显示屏幕出现斑点且亮度降低的问题。

发明内容

本发明的一个实施方式的目的之一在于提供一种适用于设置在显示面板中的共同连接部的结构。

本发明的一个实施方式的另一目的在于：在使用氧化物半导体、绝缘膜及导电膜的叠层而制造的各种显示装置中，防止薄膜的分离所引起的缺陷。

本发明的一个实施方式的显示装置，包括像素部，其中扫描线与信号线交叉且像素电极层以矩阵形状排列，对应于该像素电极层设置具有含氧量不同的至少两种氧化物半导体层的组合和沟道保护层的反交错型薄膜晶体管。在该显示装置中的像素部的外侧区域中，设置焊盘部，其使用与扫描线、信号线相同的材料制成的导电层电连接到相对于像素电极层的共同电极层。

本发明的一个示例方式的显示装置，包括像素部，其具有连接到像素电极的薄膜晶体管，和与相对于像素电极的共同电极电连接的焊盘部，并且显示装置包括以下结构。在像素部中，扫描线和信号线交叉，像素电极层以矩阵形状排列。对应于像素电极层设置薄膜晶体管，其包括：与扫描线连接的栅电极层，覆盖栅电极层的栅极绝缘层，成为沟道形成区的第一氧化物半导体层，覆盖与栅电极层重叠的第一氧化物半导体层的沟道保护层，第一氧化物半导体层和沟道保护层上的成为源区和漏区的第二氧化物半导体层，第一氧化物半导体层、沟道保护层以及第二氧化物半导体层上的源电极层和漏电极层。

焊盘部设置在像素部的外侧区域，焊盘部包括使用与栅极绝缘层相同的层形成的绝缘层、绝缘层上使用与源电极层和漏电极层相同的层形成的导电层，和在导电层上的层间绝缘层。焊盘部通过层间绝缘层中的开口部电连接到相对于像素电极层的共同电极层。

根据本发明的一个示例方式，设置在像素部的外侧区域的焊盘部可具有另一结构：由与栅电极层相同的层形成的第一导电层、由与栅极绝缘层相同的层形成的绝缘层、由与源电极层和漏电极层相同的层形成的第二导电层按此顺序堆叠。该焊盘部可以通过设置在第二导电层上的层间绝缘层的开口部电连接到相对于像素电极层的共同电极层。

在上述结构中，焊盘部可以具有其中在由与栅极绝缘层相同的层形成的绝缘层和第二导电层之间设置由与第二氧化物半导体层相同的层形成的氧化物半导体层的一种结构。

用作半导体层的沟道形成区的氧化物半导体层(第一氧化物半导体层)比用作源区和漏区的氧化物半导体层(第二氧化物半导体层)氧浓度高。可以认为第一氧化物半导体层为氧过剩氧化物半导体层，

而第二氧化物半导体层为氧缺欠氧化物半导体层。

第二氧化物半导体层为n型导电型，并且比第一氧化物半导体层电导率高。所以，使用第二氧化物半导体层的源区和漏区比使用第一氧化物半导体层的半导体层电阻低。