[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用氧化物半导体形成的半导体装置及其制造方法，特别涉及液晶显示装置和有机EL显示装置的有源矩阵基板及其制造方法。此处，半导体装置包括有源矩阵基板和具备它的显示装置。

背景技术

液晶显示装置等中使用的有源矩阵基板按每像素具备薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下，“TFT”)等开关元件。作为开关元件具备TFT的有源矩阵基板被称为TFT基板。

作为TFT，历来广泛使用以非晶硅膜为活性层的TFT(以下，称为“非晶硅TFT”)、或以多晶硅膜为活性层的TFT(以下，称为“多晶硅TFT”)。

近年来，作为TFT的活性层的材料，提案有代替非晶硅和多晶硅使用氧化物半导体的技术。将这样的TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体与非晶硅相比具有更高的移动度。因此，氧化物半导体TFT与非晶硅TFT相比能够以更高速度动作(工作)。此外，氧化物半导体膜能够利用比多晶硅膜更简便的工艺形成。

在专利文献1中，公开有具备氧化物半导体TFT的TFT基板的制造方法。根据专利文献1中记载的制造方法，使氧化物半导体层的一部分低电阻化而形成像素电极，由此能够削减TFT基板的制造工序数。

近年来，随着液晶显示装置等的高精细化的进展，像素开口率的降低成为问题。其中，像素开口率是指占据显示区域的像素(例如，在透射型液晶显示装置中，使对显示有贡献的光透射的区域)的面积比率，以下仅称为“开口率”。

特别是移动用途的中小型的透射型液晶显示装置，因为显示区域的面积小，所以各个像素的面积当然也小，高精细化导致的开口率的降低显著。此外，当移动用途的液晶显示装置的开口率降低时，为了达到所期望的亮度，需要使背光源的亮度增大，还会发生导致消耗电力的增大的问题。

为了得到高的开口率，减小按每像素设置的TFT和辅助电容等的由不透明的材料形成的元件所占的面积即可，但是TFT和辅助电容当然为了发挥其作用也具有所必须的最低限度的尺寸。当作为TFT使用氧化物半导体TFT时，与使用非晶硅TFT的情况相比，具有能够将TFT小型化的优势。另外，辅助电容是为了保持被施加至像素的液晶层(在电学上被称为“液晶电容”)的电压而相对于液晶电容电并联地设置的电容，一般以辅助电容的至少一部分与像素重叠的方式形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-91279号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，对于高开口率化的要求在变强，仅使用氧化物半导体TFT，不能应对该要求。此外，显示装置的低价格化也在进行，还要求廉价地制造高精细化且高开口率的显示装置的技术的开发。

因此，本发明的一个实施方式的主要目的在于，提供能够以简便的工艺制造且能够实现与现有技术相比高精细且高开口率的显示装置的、TFT基板及其制造方法。

用于解决问题的方式

本发明的实施方式的半导体装置包括：基板；在上述基板上形成的栅极电极和第一透明电极；在上述栅极电极和上述第一透明电极上形成的第一绝缘层；在上述第一绝缘层上形成的氧化物半导体层；与上述氧化物半导体层电连接的源极电极和漏极电极；和与上述漏极电极电连接的第二透明电极，上述氧化物半导体层的至少一部分隔着上述第一绝缘层与上述栅极电极重叠，上述第一透明电极的至少一部分隔着上述第一绝缘层与上述第二透明电极重叠，且上述氧化物半导体层和上述第二透明电极由相同的氧化物膜形成。

在一个实施方式中，上述漏极电极形成在上述第二透明电极上，上述第二透明电极与上述漏极电极直接接触。

在一个实施方式中，上述第二透明电极以比上述氧化物半导体层高的浓度含有杂质。

在一个实施方式中，上述半导体装置还具有在上述栅极电极与上述基板之间形成的第二绝缘层，上述第二绝缘层形成在上述第一透明电极上。

在一个实施方式中，上述半导体装置还具有在上述栅极电极上形成的第二绝缘层，上述第一透明电极形成在上述第二绝缘层上。

在一个实施方式中，上述半导体装置还具有在上述源极电极和上述漏极电极上形成的绝缘保护层，上述绝缘保护层以与上述氧化物半导体层的沟道区域接触的方式形成，上述绝缘保护层由氧化物形成。

在一个实施方式中，上述第一绝缘层包括氧化物绝缘层，上述氧化物绝缘层与上述氧化物半导体层接触。

在一个实施方式中，上述氧化物膜包含In、Ga和Zn。