[发明专利]半导体装置和半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置，特别是涉及薄膜晶体管(TFT)及其制造方法。

背景技术

一般地，液晶显示装置、有机EL装置、无机EL装置等显示装置通过在具有平坦的一个主面的基板上依次成膜并图案化布线图案、电极图案等导电图案而形成。然后在构成电极膜、显示装置的元件上依次成膜并图案化必要的各种膜等，从而制作显示装置。

近年来，对于该种显示装置强烈要求大型化。为了得到大型的显示装置则需要在基板上高精度地形成更多的显示元件，并把这些元件与布线图形电连接。这时，布线图案以及绝缘膜、TFT(薄膜晶体管)元件、发光元件等以多层化的状态形成在衬底上。其结果，通常在基板上得到台阶状的高低差异，布线图案要跨越这些高低差异来布线。进而，在使显示装置大型化时，布线图案自身会变长，因此需要降低该布线图案的电阻。

作为消除布线图案的高低差异并降低电阻的方法，专利文献1和专利文献2所公开了以下方法：为了形成液晶显示器这样的平面显示器用布线，在透明衬底表面形成布线和与布线同等高度的透明绝缘材料，并使它们与布线图案相连接。在专利文献2中还公开了：利用加热冲压和CMP(ChemicalMechanical Polishing化学机械研磨)来使布线平坦化的方法。

此外，在专利文件3中，公开了一种栅极，其包括衬底贴合层、催化剂层、导电金属层以及形成在其上面的扩散抑制层，从而改善了与玻璃衬底之间的贴合性和栅极的平坦性。

专利文献1：WO2004/110117号

专利文献2：特开2005-210081号

专利文献3：特愿2005-173050号

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中公开了：通过在由树脂图案形成的沟道中埋设布线并且以厚膜进行布线，能够提高显示装置的特性。作为布线形成方法公开了喷墨法、网板印刷法等方法。但可以判定其所公开的方法在对基板的贴合性上有问题。另一方面还可以得知，当如专利文献1所记载的那样，由导电性油墨和网板印刷等形成布线时，布线的表面粗糙，且布线上形成的绝缘层等的平坦性不好。在将通过导电性油墨、网板印刷所形成的布线作为栅极使用时，由于布线表面粗糙，因此，观测到使通过通道的载流子传播率恶化，并成为高速运转的障碍的情况。而且还可以判定，在导电性油墨、网板印刷等中，若布线微细，则难于得到希望的形状。例如，即使想用上述方法形成宽度20μm、长度50μm的栅极，发现电极材料也不能遍布整个面，在实际应用中不可能形成所希望的图形。

专利文献2中作为解决布线表面粗糙问题的方法，提出了采用：利用冲压部件来按压绝缘膜和已埋入的布线的加热冲压处理或是CMP处理的步骤。但近年来随着基样玻璃(マザ一ガラス)的衬底尺寸的大型化，特别是第五代1100mm×1300mm以上大小的玻璃衬底中，这些使布线平滑化的方法变得不现实。加热冲压处理的微小玻璃变形都会招致破损，且采用CMP进行的大型玻璃衬底全面均匀研磨非常困难，带来成本的增加。

此外，还发现在镀层与周围树脂膜之间产生间隙的现象。其原因是，镀覆处理时的高温使树脂膨胀，而镀层形成后又发生收缩。若存在这种间隙，则栅极绝缘膜出现电场集中而破坏了绝缘性，使得栅极与通道区域短路。

此外，专利文献3中，为了提高贴合性所提出的制造方法至少包括：对绝缘基板上进行表面改性的步骤、在该绝缘基板上形成树脂膜的步骤、通过把该树脂膜形成图案而形成收容电极或布线的凹部的步骤、向该凹部添加催化剂的步骤、把该树脂膜加热固化的步骤、利用镀覆法在该凹部形成导电性材料的步骤。栅极等的导电金属层例如Cu层由非电解镀覆法形成，在其上利用选择性的化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)法而形成W层作为Cu的扩散抑制层或是利用非电解镀覆法形成Ni层，这样来作为栅极。

根据该方法，栅极对基板的贴合性得以改善，即使是宽度20μm、长度50μm的栅极，不论尺寸大小，都可以形成希望的图形。但是，得知即使是该方法，栅极的表面也粗糙、栅极上形成的栅极绝缘层平坦性也不好。例如由非电解镀覆法形成的Cu层表面的平坦度Ra高达17.74nm，其上形成的Ni层表面的平坦度Ra高达8.58nm。而且得知，由于该表面粗糙，因此，该表面与由化学气相沉积(CVD)法形成的作为栅极绝缘膜的氮化硅表面、即半导体层的沟道区域的界面也粗糙，表面扩散的结果，使得载流子的迁移率发生恶化。

本发明的目的在于提供一种栅极绝缘膜的平坦性优异的薄膜晶体管(TFT)及其制造方法。