[发明专利]半导体装置及其制造方法、显示装置及其制造方法

说明书

技术领域

具体地，本发明涉及配置有精细布置的薄膜半导体层的半导体 装置、用于制造该半导体装置的方法，还涉及包括该半导体装置的 显示装置以及用于制造该显示装置的方法。

背景技术

薄膜晶体管已经广泛地用作电子电路，尤其是，有源矩阵驱动 平板型显示装置的像素晶体管。近年来，人们已经注意到将有机材 料用于这种薄型半导体装置的半导体层。对于薄膜晶体管，其中， 将有机材料用于半导体层，即，有机薄膜晶体管(有机薄膜晶体管： OTFT)，与无机材料用于半导体层的配置相比较，可以在低温下形 成半导体层。因此，具有增加面积的优点。此外，可以在具有较差 耐热性的挠性基板(例如塑料)上形成，并且期望低成本化及多功 能化。

上述有机薄膜晶体管为顶栅型对于尺寸减小是有利的，其中， 将源电极、漏电极以及半导体层配置在基板上，并且将栅电极配置 在覆盖源电极、漏电极以及半导体层的栅极绝缘膜上。这是因为在 平面基板表面上形成源电极极/漏电极，其中，基底材料均匀，因此， 可以高精度地控制源电极和漏电极之间的距离，并且即使在通过使 用涂覆材料应用印制法来形成源电极/漏电极的情况下，也可以获得 具有良好的晶体管特性的薄膜晶体管。

在制造上述顶栅型有机薄膜晶体管中，例如，将配置有露出源 电极-漏电极之间的部分的开口部的隔壁配置在装有源电极/漏电极 的基板上。随后，通过如喷墨的印制法在隔壁的开口部中顺序图案 化有机半导体层和栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜和隔壁上进一步形成 栅电极和配置为从栅电极延伸的栅极配线。而且，关于包括作为像 素晶体管的顶栅型有机薄膜晶体管的显示装置，在覆盖有机薄膜晶 体管时形成保护膜，并且将像素电极引导至保护膜以引导配线(对 于这点，参照以下所述的专利文献1)。

关于包括上述顶栅型有机薄膜晶体管的显示装置，与薄膜晶体 管重叠布线的像素电极的电势对有机半导体层没有影响。因此，有 机薄膜晶体管能够稳定地操作。除显示装置之外，在通过在顶栅型 有机薄膜晶体管上层叠来形成上层配线的半导体装置也是同样的。

专利文献1：日本未审查的专利申请公开第2006-114862号(具 体参照图2和相关描述部分)。

发明内容

然而，通过喷墨不能形成所有的有机半导体材料。在某些情况 下，真空蒸发作为常用方法用于形成有机半导体材料的膜。在使用 真空蒸发方法的情况下，可以将金属掩膜用于形成半导体层的图案 膜。在这种情况下，难以在具有良好的位置精度的大面积的基板上 进行图案化。此外，在有机半导体层的形状上形成抗蚀图案并且实 施蚀刻的情况下，抗蚀护膜本身和用于去除抗蚀图案的抗蚀护膜发 布解决方案破坏了有机半导体层，因此，存在半导体特性劣化的问 题，如伴有有机半导体层的泄漏电流的增加、迁移率的降低以及阈 值的变化。

而且，在包括薄膜晶体管的显示装置中，配置了与薄膜晶体管 相同构成要素的其他元件(例如电容元件)。因此，可以在包括有 机半导体层和隔壁的上部的整个表面上形成作为其他元件的构成 要素的栅极绝缘膜。此外，可以将栅极绝缘膜用作除薄膜晶体管以 外部分的层间绝缘膜。在这种情况下，有必要在同时存在例如半导 体层和其他绝缘膜的各种材料膜的表面上生长栅极绝缘膜。然而， 例如因为用于其的材料的数量小，所以在由有机材料所形成的半导 体层上生长如栅极绝缘膜的薄膜还在发展过程之中。因此，关于在 同时存在包括由有机材料所形成的半导体层的各种材料层的上述 表面上所形成的栅极绝缘膜，绝缘性能局部不同，并且可以导致在 金属之间的短路。

因此，本发明的目的是提供配置有栅极绝缘膜与精细的半导体 层共同均匀地形成的半导体装置(其中，元件结构更加精细化并且 改善了可靠性)和用于制造该半导体装置的方法，以及进一步提供 了显示装置(其中，可以通过使用该半导体装置实施高清晰度的显 示并提高了可靠性)和用于制造该显示装置的方法。