[发明专利]薄膜半导体装置以及薄膜半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜半导体装置，特别涉及显示装置的像素电路所用的薄膜半导体装置。

背景技术

近年来，作为替换液晶显示器的下一代平板显示器之一的利用有机材料的EL（Electro luminescence：电致发光）的有机EL显示器受到关注。

有机EL显示器与电压驱动型的液晶显示器不同，为电流驱动型的显示设备。因此，作为有源矩阵方式的显示装置的驱动电路，急切要求开发出具有优异的特性的薄膜晶体管（TFT：Thin Film Transistor）。薄膜晶体管用作为对像素进行选择的开关元件或者对像素进行驱动的驱动晶体管等。

参照图11，对以往的像素电路的结构进行说明。图11所示的像素电路900包括基板910和形成于基板910上的半导体元件部以及电容部。半导体元件部为将栅电极921、栅极绝缘膜930、结晶硅层941、非晶硅层951、沟道保护层960、一对接触层971及972、源电极981以及漏电极982层叠于基板910上而构成的底栅型的薄膜晶体管。电容部通过将第1电容电极922、作为电介质层而起作用的栅极绝缘膜930、第1硅层942、第2硅层952、第3硅层973、第2电容电极983层叠于基板910上而构成。

上述的半导体元件部是为了保护作为沟道层而起作用的结晶硅层941不受蚀刻处理影响而具有沟道保护层960的沟道保护型（蚀刻阻挡型）的薄膜晶体管。沟道保护型的薄膜晶体管，例如如专利文献1、2所公开，能够防止由蚀刻处理引起的对沟道层的损伤，能够抑制在基板910内特性不均一增大。另外，沟道保护型的薄膜晶体管能够将沟道层薄膜化。结果，能够降低寄生电阻成分而使导通特性提高，所以对高精细化有利。

专利文献1：特开2001-119029号公报

专利文献2：特开昭64-004071号公报

发明内容

在上述结构的像素电路900中，沟道保护层960通过例如对有机材料进行图案形成而有选择地形成于与结晶硅层941的沟道区域重叠的位置。此时，如果将栅电极921作为掩模而从背面侧（图11的下侧）进行曝光，则第1电容电极922成为掩模从而在电容部也会残存有机材料。因此，为了对沟道保护层960进行图案形成，需要从上面侧（图11的上侧）进行曝光。于是，如图11所示，由于沟道保护层960的宽度比栅电极921窄，所以在沟道保护层960的左右区域（图11的由椭圆包围的区域）产生寄生电容，产生难以高精细化的课题。

另外，结晶硅层941、非晶硅层951以及接触层971、972通过将源电极981以及漏电极982作为掩模而进行蚀刻来形成。此时，由与源电极981以及漏电极982相同材料形成的第2电容电极983成为掩模，在电容部还残存第1～第3硅层942、952、973。其结果，电容部成为MIS（Metal-Insulator-Semiconductor：金属-绝缘体半导体），产生电容值根据电压而变化的课题。

因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种包括寄生电容较小的半导体元件部和MIM（Metal-Insulator-Metal：金属-绝缘体-金属）型的电容部的薄膜半导体装置。

本发明的一方式所涉及的薄膜半导体装置具备基板和互相分离地形成于所述基板上的半导体元件部以及电容部。所述半导体元件部具备：形成于所述基板上的遮光性的栅电极；形成于所述栅电极上的第1绝缘层；形成于所述第1绝缘层上的沟道层；形成于所述沟道层上的第2绝缘层；以及形成于所述第2绝缘层上的源电极以及漏电极。所述电容部具备：由透明导电性材料形成于所述基板上的第1电容电极；由与所述第1绝缘层相同的材料形成于所述第1电容电极上的电介质层；以及由与所述源电极以及所述漏电极的至少一方相同的导电性材料形成于所述电介质层上的第2电容电极。并且，所述栅电极、所述沟道层以及所述第2绝缘层层叠为俯视时外形轮廓线一致。

根据本发明，能够得到包括寄生电容小的半导体元件部和MIM型的电容部的薄膜半导体装置。

附图说明

图1是表示薄膜半导体阵列基板的图。

图2是实施方式所涉及的有机EL显示器的立体图。

图3是表示像素电路的电路结构的图。

图4是表示实施方式所涉及的薄膜半导体装置的结构的俯视图。

图5是图4的线段A处的剖面图。

图6A是表示栅极布线层中的各构成要素的位置关系的图。

图6B是表示第2栅电极与结晶硅层的位置关系的图。