[发明专利]半导体设备及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2009年12月25日、申请号为200910262651.7、发明名称为“半导体设备及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体设备及其制造方法。

背景技术

以液晶显示设备为代表的所谓平板显示器（FPD）具有薄且低功耗的特性。因此，平板显示器被广泛用于各种领域中。其中，由于在每个像素中具有薄膜晶体管（TFT）的有源矩阵液晶显示设备具有高显示性能，因此市场规模正在显著扩大。

在用于有源矩阵显示设备的有源矩阵衬底之上形成多个扫描线和信号线，并且这些布线相互交叉，其之间插入有绝缘层。薄膜晶体管被设置在扫描线与信号线的交叉部分附近，并且每个像素均被切换（例如参见专利文献1）。

【参考文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本公开专利申请No.H04-220627

这里，在扫描线与信号线的交叉部分中由于其结构而形成了静电电容（也称为“寄生电容”）。由于寄生电容引起信号延迟等并使得显示质量下降，因此其电容值优选地是小的。

作为一种用于减小在扫描线与信号线的交叉部分中产生的寄生电容的方法，例如，提出了一种用于形成覆盖扫描线的厚绝缘膜的方法；然而，在底栅晶体管中，在扫描线与信号线之间形成栅极绝缘层，由此，在将栅极绝缘层简单地形成为很厚的情况下降低了晶体管的驱动能力。

发明内容

鉴于前述问题，在诸如有源矩阵显示设备的半导体设备中，目的是在不降低晶体管的驱动能力的情况下减小寄生电容的电容值。此外，另一目的是以低成本提供一种其中寄生电容的电容值被减小的半导体设备。

在所公开的本发明中，在由与晶体管的栅极电极相同的材料层形成的布线与由与源极电极或漏极电极相同的材料层形成的布线之间设置除栅极绝缘层之外的绝缘层。

本说明书中公开的本发明的实施例是一种用于制造半导体设备的方法，该方法包括如下步骤：在衬底之上形成第一导电层；在第一导电层之上选择性地形成具有多个厚度的抗蚀剂掩模；使用该抗蚀剂掩模来刻蚀第一导电层并形成栅极电极和第一布线；使该抗蚀剂掩模缩减（recede）以去除该栅极电极之上的抗蚀剂掩模并留下第一布线之上的一部分抗蚀剂掩模；将栅极绝缘层形成为覆盖该栅极电极、第一布线以及被留下的抗蚀剂掩模；在该栅极绝缘层之上形成第二导电层；选择性地刻蚀第二导电层以形成源极电极和漏极电极并在与被留下的抗蚀剂掩模重叠的区域中形成与第一布线重叠的第二布线；以及形成在与该栅极电极重叠的区域中与该源极电极和漏极电极接触的半导体层。

在以上描述中，可以形成包含铟、镓以及锌的氧化物半导体层作为该半导体层。

在以上描述中，优选地将第一布线形成为使得与被留下的抗蚀剂掩模重叠的区域中的第一布线的宽度小于其它区域中的第一布线的宽度。另外，优选地将第二布线形成为使得与被留下的抗蚀剂掩模重叠的区域中的第二布线的宽度小于其它区域中的第二布线的宽度。

另外，优选地将第一布线形成为使得与被留下的抗蚀剂掩模重叠的区域中的第一布线的厚度大于其它区域中的第一布线的厚度。另外，优选地将第二布线形成为使得与被留下的抗蚀剂掩模重叠的区域中的第二布线的厚度大于其它区域中的第二布线的厚度。例如，优选地在第二布线之上形成另一导电层。请注意，第一布线和第二布线可以具有单层结构或叠层结构。

请注意，在本说明书中，半导体设备指的是可以通过利用半导体特性而工作的任何设备；显示设备、半导体电路、电子装置全部包括在半导体设备的范畴中。

根据所公开的本发明的一个实施例，在形成第一布线中使用的抗蚀剂掩模被部分地留下，由此减小了由第一布线和第二布线形成的寄生电容的电容值。因此，可以在抑制增加制造步骤数量的同时提供在其中减小了寄生电容的电容值的半导体设备。

另外，在第一布线和第二布线相互重叠的区域中第一布线或第二布线的宽度小的情况下，可以进一步减小寄生电容的电容值。

另一方面，在如上所述布线的宽度局部较小的情况下，该区域中的布线电阻增大。为了解决此问题，优选地增大该区域中的布线的厚度。在增大布线厚度的情况下，可以抑制局部布线电阻的增大且可以维持半导体设备的特性。请注意，在所公开的本发明中，在可以抑制步骤数量的同时可以增加布线的厚度。

通过以上步骤，根据所公开的本发明的一个实施例，可以以低成本提供在其中寄生电容的电容值减小的高性能半导体设备。

附图说明

图1A～1D是示出实施例1的用于制造半导体设备的方法的截面图。