[发明专利]薄膜晶体管、接触结构、基板、显示装置和它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液晶显示器等显示装置，特别涉及其基板中的使用金属氧化物半导体的薄膜晶体管和接触结构等。

背景技术

使用金属氧化物半导体的薄膜晶体管（TFT）中，为了确保沟道部的可靠性，一般在半导体层上形成绝缘性的保护层（蚀刻阻挡层）。在此情况下，在该保护层形成2个连接用的孔（接触孔），通过这些接触孔进行源极电极及漏极电极与半导体层的连接。

但是，在采用该结构的情况下，需要以规定的余隙（clearance：余地）高精度地形成2个接触孔，所以存在难以实现高精度的小型晶体管的问题。此外，还存在采用微细的接触孔时难以确保稳定的连接状态的问题。还存在如下问题：在金属氧化物半导体与电极的接合部位，金属氧化物半导体中含有的氧转移到电极一侧时，会在电极的表面形成氧化物，这会成为电障壁（阻止电子移动的部位），不能够确保适当的欧姆接触。

对此，公开了一种TFT，其中，用金属氧化物半导体形成沟道部和源极部、漏极部、像素电极，使该金属氧化物半导体膜中的包括接触孔的一部分区域低电阻化（专利文献1）。其中，还公开了底栅结构的TFT的应用例和将InGaZnO₄用于金属氧化物半导体的内容。

还公开了如下内容：在金属氧化物半导体膜中，膜中的氧空穴作为电子施主发挥作用；当使氧脱离时残留在氧空穴中的电子作为半导体的载流子发挥作用；以及通过实施等离子体处理等能够降低金属氧化物半导体的导电率等。

而且，在该TFT中，在形成最上层的保护绝缘膜之后，通过在该保护绝缘膜形成的开口部，将这些沟道部等的一部分暴露在还原性等离子体等中，由此在沟道部等形成低电阻的区域。

此外，还公开了如下内容：为了在源极信号线与金属氧化物半导体之间形成良好的欧姆接触，将金属氧化物半导体膜图案形成为所希望的岛形状后，实施氢等离子处理，之后，在金属氧化物半导体膜上形成源极金属膜，进行图案形成而形成源极信号线。

其中，氢等离子处理和源极金属膜的成膜以不暴露于大气的方式连续进行，之后，在源极信号线和金属氧化物半导体膜上形成保护绝缘膜。上述等离子体处理在这一连串的处理后进行。

专利文献1：日本特开2008-40343号公报

发明内容

在如专利文献1的TFT那样，通过开口仅使金属氧化物半导体膜的一部分低电阻化的情况下，不仅露出于开口的部分，其周边部也会被低电阻化。因此，例如在使源极部和漏极部低电阻化的情况下，低电阻区域会意外地形成于其间的沟道部，可能导致晶体管特性的不稳定。

此外，在对金属氧化物半导体膜进行图案形成后实施氢等离子体处理时，金属氧化物半导体膜的整个表面低电阻化。与沟道部的表面相当的部分的表面也低电阻化，因此可能妨碍晶体管特性。

于是，本发明的目的在于提供一种电特性和可靠性优良的薄膜晶体管等。

为了达到上述目的，本发明中，在有效地利用金属氧化物半导体的特性的同时对薄膜晶体管和接触结构进行了改进。

本发明的一个方面是在基板上设置的薄膜晶体管（TFT）。该TFT具备：栅极电极；栅极绝缘膜，其覆盖上述栅极电极；半导体，其与上述栅极电极隔着上述栅极绝缘膜相对配置；经上述半导体被连接的源极电极和漏极电极；和保护膜，其覆盖上述半导体、上述源极电极和上述漏极电极。

上述半导体包含金属氧化物半导体，上述半导体具有：源极部，其上表面与上述源极电极相接；漏极部，其在与上述源极电极分开的上表面与上述漏极电极相接；和沟道部，其上表面在上述源极部与上述漏极部之间从上述源极部和上述漏极部露出。而且，在上述源极部和上述漏极部的各自的上表面部分，形成有电阻相对较小的导电层，上述沟道部的上表面部分的上述导电层被除去。

根据这样的TFT，因为在半导体中与源极电极相接的部分和与漏极电极相接的部分形成有导电层，所以能够在源极电极等与半导体之间得到良好的密合性，详情在后文中叙述。因此，能够在源极电极等与半导体之间确保稳定的导通性，能够提高电特性。

进而，因为针对沟道部的上表面部分除去了导电层，所以能够发挥金属氧化物半导体本来的特性，能够提高晶体管特性的可靠性。

本发明的另一个方面是在基板上设置的接触结构（第一接触结构）。该接触结构包括：栅极线；栅极绝缘膜，其覆盖上述栅极线；第一端子，其位于上述栅极线的附近，设置在上述栅极绝缘膜之上；与上述第一端子连接的第一电极；保护膜，其覆盖上述第一端子和上述第一电极；和第二电极，其设置在上述保护膜之上，使用上述第一端子与上述第一电极连接。