[发明专利]半导体装置、半导体装置的制造方法、以及显示装置

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)，另外还涉及其制造方法。

背景技术

通常，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将布线图案、电极图案等导电图案成膜并图案化而形成。此外，将电极膜、构成显示装置的元件所需的各种膜等依次成膜并形成图案，由此制作了显示装置。

近年来，对于此种显示装置，强烈要求大型化。为了形成大型的显示装置，需要在基板上高精度地形成更多的显示元件，将这些元件与布线图案电连接。此时，在基板上，除了布线图案之外，以多层化的状态形成有绝缘膜、TFT(薄膜晶体管)元件、发光元件等。其结果，一般在基板上以阶梯状形成高低差，布线图案越过这些高低差而进行布线。进而，在将显示装置大型化时，布线图案自身延长，所以需要降低该布线图案的电阻。作为消除布线图案的高低差且进行低电阻化的手法，在专利文献1以及专利文献2中公开有为了形成液晶显示器之类的平面显示器用布线，在透明的基板表面以与布线图案相接的方式形成布线、和高度与布线相等的透明的绝缘材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2004/110117

专利文献2：日本特开2007-43131

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中，公开有在由树脂图案形成的槽中埋设布线并进行厚膜布线化由此可以提高显示装置的特性，作为布线形成方法，公开有喷墨法丝网印刷法等手法。但是，在公开的方法中，认为与基板的密接性存在问题。进而，如专利文献1中的记载所示，在由导电性墨液、丝网印刷等形成布线时，布线的表面粗糙，在布线上形成的绝缘层等的平坦性变差。即，在将由导电性墨液、丝网印刷形成的布线用作栅电极的情况下，由于布线表面的粗糙，通过沟道的载流子的传播率恶化，观测到所谓成为高速运行的障碍的现象。进而，在通过导电性墨液、丝网印刷等中将布线微细化时，认为难以得到所希望的形状。例如，即便利用这些方法想要形成宽20μm、长50μm的栅电极，电极材料也不会遍及整个面，认为所希望的图案的形成在实用上是不可能的。

在专利文献2中，为了解决这些问题，提出了至少含有如下工序的制造方法：以提高密接性的方式对绝缘基板进行表面修饰的工序、在该绝缘基板上形成树脂膜的工序、通过使该树脂膜形成图案而形成收纳电极或布线的凹部的工序、对该凹部赋予催化剂的工序、对该树脂膜进行加热固化的工序、和利用镀敷法在该凹部形成导电性材料的工序。栅电极等的导电金属层例如Cu层通过非电解镀敷法形成，利用选择性CVD法在其上形成W层作为Cu扩散抑制层，或利用非电解镀敷法形成Ni层作为栅电极。根据该方法，栅电极与基板的密接性得以改善，进而即便是宽20μm、长50μm的栅电极，也可以与尺寸大小无关地形成所希望的图案。

但是，可知即便是该方法而栅电极的表面也粗糙，在栅电极上形成的栅极绝缘层的平坦性也差。无论如何都难以使栅极绝缘层极薄，招致TFT的电流驱动能力的下降。

另外，也观测到在镀层和周围的树脂膜之间产生间隙的现象。其原因在于，在镀敷处理时的高温下树脂发生膨胀，形成镀层后发生收缩。如果有这样的间隙，则在栅极绝缘膜局部发生电场集中而产生绝缘击穿，可见到所谓的栅电极和沟道区域短路的缺点。

本发明正是为了解决上述课题的至少之一。

具体而言，本发明是为了得到栅极绝缘膜的平坦性优异的薄膜晶体管(TFT)及其制造方法。

本发明还是为了得到解决了栅电极表面的粗糙度以及与周围的绝缘层之间的间隙的问题的半导体装置及其制造方法。

本发明是为了得到具有极薄且电特性良好的栅极绝缘层的绝缘栅型晶体管及其制造方法。

用于解决课题的手段

以下列举本发明的方式。

根据本发明的第一方式，可以得到具有如下特征的半导体装置：包括在基板上设置的含有Al或者Al合金的栅电极、设置成覆盖该栅电极的至少上面且含有对该栅电极的Al或者Al合金进行了阳极氧化的阳极氧化膜的栅极绝缘膜、按照厚度实质上等于上述栅电极的厚度及其上面的栅极绝缘膜的厚度的总厚度且包围上述栅电极的方式设置于上述基板上的绝缘体层。

根据本发明的第二方式，可以得到具有如下特征的半导体装置：在第一方式中，上述栅电极含有Al合金，该Al合金至少含有Mg、Zr以及Ce中的Zr以及Ce。