[发明专利]半导体装置和半导体装置的制造方法

说明书

半导体装置(1001)具备：薄膜晶体管(101)，其具有氧化物半导体层(16)，氧化物半导体层(16)包含沟道区域和分别配置在沟道区域的两侧的源极接触区域和漏极接触区域；绝缘层，其配置为覆盖氧化物半导体层(16)，具有将漏极接触区域露出的接触孔(CH)；以及透明电极(24)，其在接触孔(CH)内与漏极接触区域接触，当从基板的法线方向观看时，漏极接触区域的至少一部分(R)与栅极电极(12)重叠，在沿沟道宽度方向横切漏极接触区域的至少一部分(R)的任意的截面中，氧化物半导体层(16)的宽度比栅极电极(12)的宽度大，并且栅极电极(12)隔着栅极绝缘层由氧化物半导体层(16)覆盖。

技术领域

本发明涉及具备薄膜晶体管(TFT)的半导体装置、显示装置以及半导体装置的制造方法。

背景技术

具备按每个像素设置有开关元件的有源矩阵基板的显示装置已得到广泛应用。具备薄膜晶体管(Thin Film Transistor：以下，称为“TFT”)作为开关元件的有源矩阵基板称为TFT基板。此外，在本说明书中，有时将与显示装置的像素对应的TFT基板的部分也称为像素。

近年来，已提出使用氧化物半导体代替非晶硅、多晶硅来作为TFT的活性层的材料。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能以比非晶硅TFT高的速度进行动作。另外，氧化物半导体膜以比多晶硅膜简便的工艺形成，因此也能应用于需要大面积的装置。

使用氧化物半导体TFT的TFT基板一般按每个像素具备支撑于基板的氧化物半导体TFT(以下，简称为“TFT”。)以及与TFT的漏极电极(漏极金属)电连接的像素电极。TFT通常被层间绝缘层覆盖。像素电极设置于层间绝缘层上，在形成于层间绝缘层的接触孔内与TFT的漏极电极连接。这样的TFT基板的构成例如公开于专利文献1中。

在专利文献1公开的构成中，在像素内配置有具有比像素接触孔的底面大一圈的图案的漏极电极(典型地为金属电极)。因此，这成为致使光透射区域在像素中所占的比例(以下，称为“像素开口率”)降低的主要原因。另外，源极总线和漏极电极一般是通过将同一金属膜图案化而形成的，但是当显示装置的高清晰化得到进展，单个像素的面积变小时，源极总线与漏极电极的间隔会变小，因此加工变得困难。

另一方面，本申请的申请人在专利文献2中提出了以与TFT的氧化物半导体层直接接触的方式配置像素电极的构成。图13的(a)和(b)是用于说明专利文献2的图3和图4所公开的TFT基板2000的俯视图和截面图。TFT基板2000具备基板921、支撑于基板921的TFT、覆盖TFT的层间绝缘层(平坦化膜)926、以及像素电极928。TFT具有栅极电极922、栅极绝缘层923、氧化物半导体层924以及源极电极925s。源极电极925s由具有层叠结构的金属膜形成，配置为与氧化物半导体层924的上表面接触。像素电极928设置在层间绝缘层926上和形成于层间绝缘层926的接触孔927内，在接触孔927内与氧化物半导体层924直接接触。即，像素电极928的一部分作为漏极电极发挥功能。

在本说明书中，将氧化物半导体层924中的与像素电极928接触的部分称为漏极接触区域924ad，将氧化物半导体层924中的与源极电极925s接触的部分称为源极接触区域。氧化物半导体层924的沟道区域924ac是指位于源极接触区域与漏极接触区域924ad之间并且隔着栅极绝缘层923与栅极电极922重叠的部分。另外，将直接连接像素电极928和氧化物半导体层924的连接部分称为“像素接触部”，将形成于层间绝缘层926并用于连接像素电极928和氧化物半导体层924的接触孔927称为“像素接触孔”。在图13的(a)的俯视图中，图示出像素接触孔927的底面(即，由像素接触孔露出的基底表面)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2013-105136号公报