[发明专利]薄膜晶体管基板、具有它的显示装置和薄膜晶体管基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称为TFT)基板、具有它的显示装置和TFT基板的制造方法，特别涉及使用了由氧化物半导体构成的半导体层的TFT基板、具有该TFT基板的显示装置和TFT基板的制造方法。

背景技术

近年来，在构成液晶显示装置等显示装置的TFT基板中，作为图像最小单位的像素的开关元件，提出了使用由氧化物半导体构成的半导体层(以下称为氧化物半导体层)的具有高迁移率、高度可靠性和低截止(off)电流等良好特性的TFT，来代替使用由非晶硅(a-Si)构成的半导体层的现有的TFT。

通常的底栅结构的TFT，例如包括设置于玻璃基板等绝缘性基板上的栅极电极、以覆盖该栅极电极的方式设置的栅极绝缘膜、以与栅极电极重叠的方式设置在该栅极绝缘膜上的半导体层、以一部分相互分离地与该半导体层重叠的方式设置在栅极绝缘膜上的源极电极和漏极电极，在这些源极电极与漏极电极之间露出的半导体层部分，设置有沟道区域。

为了避免信号延迟、抑制电阻，而确保源极电极和漏极电极具有规定的膜厚。另外，用于驱动TFT的阈值电压依赖于半导体层的膜厚，当增厚半导体层时，TFT的驱动需要高出相应量的栅极电压。因此，在能够实现TFT所需的阈值电压的范围内，该半导体层尽可能形成得薄，相对于源极电极和漏极电极而言较薄。这种结构，在使用氧化物半导体层的TFT中也一样。

另外，在TFT基板中，上述TFT被保护绝缘膜所覆盖，经形成于该保护绝缘膜的接触孔，形成在该绝缘膜上的像素电极与漏极电极连接。

具有这种底栅结构的TFT的TFT基板例如能够通过反复进行以下操作来制造，即，在绝缘性基板上依次通过溅射法或化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，以下称为CVD)法等形成被刻蚀膜，通过涂敷法形成感光性树脂膜，并且通过在隔着光掩模使该感光性树脂膜曝光之后使其显影来形成抗蚀剂图案，通过干式刻蚀或湿式刻蚀对从该抗蚀剂图案露出的被刻蚀膜进行图案化的一系列工序。

具体而言，作为具有底栅结构的TFT的TFT基板的制造方法，广泛采用使用五个光掩模制造的方法。在该制造方法中，例如使用第一个光掩模，在玻璃基板上形成栅极电极，以覆盖该栅极电极的方式形成栅极绝缘膜，之后，使用第二个光掩模形成氧化物半导体层，接着，使用第三个光掩模形成源极电极和漏极电极，然后，以覆盖上述源极电极和漏极电极的方式形成保护绝缘膜，并且使用第四个光掩模在该保护绝缘膜形成接触孔，最后，使用第五个光掩模形成像素电极。

这样制成的TFT基板除了花费准备五个光掩模和维持管理这五个光掩模的费用之外，在使用各个光掩模形成抗蚀剂图案时，均需要进行感光性树脂材料的涂敷、曝光、显影等多个工序。因此，制造所要求的工序多，制造成本高。因而，以往提出了一种能够减少TFT基板的制造所需的光掩模的数量的TFT结构。

例如，在专利文献1中，公开了一种顶栅结构的TFT，该TFT包括在基底基板的上表面以相互分离的方式设置的源极电极和漏极电极、以覆盖上述源极电极和漏极电极的彼此相对的侧端部的方式设置在两个电极间的氧化物半导体层、以及依次层叠在该氧化物半导体层的上表面的栅极绝缘膜和栅极电极，其中，TFT构成为：氧化物半导体层、栅极绝缘膜和栅极电极投影到基底基板上表面的投影轮廓图案相同。并且，在同一篇文献中记载：根据该结构，能够通过用于形成源极电极和漏极电极的第一光掩模和用于形成氧化物半导体层、栅极绝缘膜和栅极电极的第二光掩模的两个光掩模来形成TFT。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-129556号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，专利文献1所公开的TFT中，氧化物半导体层是覆盖相对较厚的源极电极和漏极电极的侧端部的结构，因此，在形成时，有可能会没有完全覆盖基底基板表面与两个电极的台阶部而中断，导致与源极电极和漏极电极的接触不良。如若这样，TFT就无法正常工作，导致设置有该TFT的TFT基板的制造效率和成品率降低。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在能够正常工作的状态下可靠地得到使用了氧化物半导体的具有良好特性的TFT，并且以较少数量的光掩模，低成本地制造具有该TFT的TFT基板。

解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，在本发明中，设法实现如下的TFT结构：在氧化物半导体层上配置源极电极和漏极电极，并且能够使用一个多灰度等级掩模形成这两个电极和氧化物半导体层。