显示装置的制造方法_4

文档序号:8501175阅读:来源:国知局
构,但是通过如上述那样使得起因于外部的水分等的动作不良不易产生,能够充分确保动作信頼性。此外,因为由氧化硅构成的保护膜37 (第二保护部29e)以介于第二沟道部29d与第二源极电极部29b和第二漏极电极部29c之间的方式配置,从保护膜37脱离出的氢的量变少,由此第二沟道部29d更不容易被侵入氢,由此不易在非显示部用TFT29产生动作不良。此外,第二源极电极部29b和第二漏极电极部29c因为含有铜而容易被水分腐蚀,但是通过利用上述的上层侧第一层间绝缘膜39b抑制水分的透过,腐蚀的发生被抑制,由此,不易在非显示部用TFT29产生动作不良。另外,下层侧第一层间绝缘膜39a与上层侧第一层间绝缘膜39b相比膜厚相对较大。
[0075]对下层侧第一层间绝缘膜39a和上层侧第一层间绝缘膜39b的组成进行详细说明。下层侧第一层间绝缘膜39a例如由氧化硅(S12)构成,上层侧第一层间绝缘膜39b例如由氮化硅(SiNx)构成。该上层侧第一层间绝缘膜39b并不限定于仅由硅和氮构成的组成,而能够含有其它的元素(氧)。上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率能够与氮的含有量相应地变动,为氮的含有量越少折射率越小、氮的含有量越多折射率越大的趋势,具体而言,对上层侧第一层间绝缘膜39b而言,折射率越接近2.0,组成越接近纯粹的氮化硅,与此相对,折射率越远离2.0,氮的含有量越少,氧的含有量越增加。另外,同样地,下层侧第一层间绝缘膜39a也不限定于仅由硅和氧构成的组成,而能够含有硅和氧以外的元素(例如氮),在为含有氮组成的情况下,与上层侧第一层间绝缘膜39b同样地在折射率与氮的含有量方面具有相关关系。于是,本实施方式中的上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.5?1.9的范围,由此能够确保充分的防湿性,由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d的电特性不易发生变化,由此能够容易地利用通用的制造设备进行成膜。进一步,本实施方式中的上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率更优选为1.5?1.72的范围,由此上层侧第一层间绝缘膜39b中所含有的氢的量变得更少,来自上层侧第一层间绝缘膜39b的脱离氢量也变少,由此,由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d的电特性不易由于脱离氢而发生变化。
[0076]以上,关于构成缓冲电路部26的非显示部用TFT29,对上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚和折射率的数值范围进行了说明,上层侧第一层间绝缘膜39b遍及阵列基板Ilb的几乎整个面地、以大致均匀的膜厚且由相同的材料形成。由此,关于构成缓冲电路部26以外的电路的非显示部用TFT29和配置在显示部AA的显示部用TFT17所具有的上层侧第一层间绝缘膜3%,膜厚和折射率的数值范围也为与构成缓冲电路部26的非显示部用TFT29相同的设定,由此也能够获得与构成上述的缓冲电路部26的非显示部用TFT29相同的作用和效果。
[0077]<比较实验>
[0078]接着,在本实施方式中,对以上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为35nm?75nm的范围且令折射率为1.5?1.9的范围,更优选为1.5?1.72的范围为根据的比较实验I?3进行说明。在比较实验I中,对非显示部用TFT29具有的第一层间绝缘膜39的上层侧第一层间绝缘膜3%,通过使折射率在1.475?1.9的范围发生变化并且进行升温脱离分析(TDS:Thermal Disport1n Spectroscopy),对上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为Inm时的脱离水分量和脱离氢量进行测定。详细而言,在比较实验I中,以令上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.475的例子为比较例1,以下同样以令折射率为1.51的例子为实施例1,以令折射率为1.51的例子为实施例1,以令折射率为1.53的例子为实施例2,以令折射率为1.6的例子为实施例3,以令折射率为1.605的例子为实施例4,以令折射率为1.65的例子为实施例5,以令折射率为1.72的例子为实施例6,以令折射率为1.815的例子为实施例7,以令折射率为1.9的例子为实施例8。而且,在图10和图11表示比较实验I的测定结果。在图10,以横轴为上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率,以纵轴为来自上层侧第一层间绝缘膜39b的脱离水分量。在图11,以横轴为上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率,以纵轴为来自上层侧第一层间绝缘膜39b的脱离氢量。另外,图10和图11中的脱离水分量和脱离氢量均是上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为Inm时的脱离分子数,且是以实施例1中的脱离分子数为基准(1.0)的情况下的相对值。
[0079]在比较实验2中,使非显示部用TFT29具有的第一层间绝缘膜39的上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚在Onm?10nm的范围变化并且对非显示部用TFT29的电流-电压特性进行测定。详细而言,在比较实验2中,以令上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为Onm的例子为比较例1,以下同样以令膜厚为25nm的例子为比较例2,以令膜厚为50nm的例子为实施例1,以令膜厚为75nm的例子为实施例2,以令膜厚为85nm的例子为实施例3,以令膜厚为10nm的例子为实施例4。其中,关于比较例1,换言之可以说是从第一层间绝缘膜39除去上层侧第一层间绝缘膜39b仅为下层侧第一层间绝缘膜39a的结构。此外,在比较实验2中的各比较例和各实施例中,下层侧第一层间绝缘膜39a的膜厚全部为265nm。而且,在图12表示比较实验2的测定结果。在图12,以横轴为施加至第二栅极电极部29a的电压值(单位为“V”),以纵轴为在第二源极电极部29b与第二漏极电极部29c之间流动的电流值(单位为“A”)。另外,在图12,以二点划线表示比较例1,以间隔窄的虚线表示比较例2,以间隔宽的点划线表示实施例1,以实线表示实施例2,以间隔宽的虚线表示比较例3,以间隔窄的点划线表示比较例4。
[0080]在比较实验3中,使非显示部用TFT29具有的第一层间绝缘膜39的上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚变化并且使用SEM(Scanning Electron Microscope:扫描电子显微镜)等电子显微镜拍摄了截面结构的照片。详细而言,在比较实验2,以令上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚Tl为25nm的例子为比较例1,同样以令膜厚T2为35nm的例子为实施例1o此外,在比较实验3中的比较例I和实施例1中,下层侧第一层间绝缘膜39a的膜厚全部为150nm。而且在图13和图14表示通过比较实验3拍摄的照片。该图13和图14是将非显示部用TFT29在Y轴方向上、在中央位置附近沿X轴方向切断后的截面结构的照片,图13表示比较例1,图14表示实施例1。
[0081]接着,对各比较实验的实验结果进行说明。首先,关于比较实验1,从图10中记载的图表可知,比较例I中的脱离水分量与实施例1?8相比格外多。这被认为是因为,如果上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率低于1.5,则上层侧第一层间绝缘膜39b中含有的氮的量过少,防湿性降低,容易透过水分。与此相对,可知上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.5以上的实施例1?8中,脱离水分量被抑制得少,具备充分的防湿性。因此,上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率优选下限值为1.5。此外,在令上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.9以上时,需要使用特殊的制造装置和制造方法使上层侧第一层间绝缘膜39b中含有的氮的量多,难以利用通用的制造装置进行制造。因此,通过令上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率的上限值为1.9,能够确保利用通用的制造装置时的制造容易性
[0082]另一方面,从作为比较实验I的实验结果的图11中记载的图表可知,实施例7、8中的脱离氢量与比较例I和实施例1?实施例6相比较多。这被认为是因为,如果上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率超过1.72,则上层侧第一层间绝缘膜39b中含有的氮的量多,因此呈现含有更多在成膜时产生的氢的趋势。详细而言,上层侧第一层间绝缘膜39b的成膜工序中,例如当使硅烷与氨发生反应而进行成膜时,在该工程中产生氢,此时的氢的发生量处于与氨的量即上层侧第一层间绝缘膜39b中含有的氮的量相应地成比例地变化的关系,因此认为,如果上层侧第一层间绝缘膜39b的含有氮量变多,则含有氢量也变多。与此相对,可知:上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.5?1.72的实施例1?6中,脱离氢量被抑制得少,被侵入由氧化物半导体层36构成的第二沟道部29d的氢量也水分少。如上所述,从比较实验I的实验结果而言,上层侧第一层间绝缘膜39b的折射率为1.5?1.9的范围,在确保充分的防湿性且确保利用通用的制造设备时的成膜容易性方面优选,更优选折射率为1.5?1.72的范围,在抑制脱离氢量方面优选。
[0083]接着,关于比较实验2,从图12中记载的图表可知,在比较例3、4中,非显示部用TFT29不具有閾值电压,不能获得作为晶体管的开关特性。这被认为是因为,如果上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚超过75nm,则上层侧第一层间绝缘膜39b中含有的氢量的绝对值过大,从上层侧第一层间绝缘膜39b脱离而侵入到作为氧化物半导体层36的第二沟道部29d的氢量也多,作为结果第二沟道部29d的电的性质成为接近导体的性质,不再作为半导体发挥作用。与此相对,可知:在上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为75nm以下的实施例1、2和比较例1、2中,含有的氢量的绝对值不会过大,因此侵入到作为氧化物半导体层36的第二沟道部29d的氢量也少,并且能够使第二沟道部29d作为半导体正常地发挥作用。
[0084]关于比较实验3,从图13中记载的照片可知,当如比较例I那样上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚Tl为25nm时,在上层侧第一层间绝缘膜39b产生多个空隙(间隙)42。这是因为当上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为25nm以下时,对于下层侧第一层间绝缘膜39a的覆盖区域恶化,存在水分等容易通过空隙42透过、防湿性降低的问题。与此相对,从图14中记载的照片可知,当如实施例1那样上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚T2为35nm时,在上层侧第一层间绝缘膜39b几乎不产生空隙42。由此可以说,当上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为35nm以上时,对于下层侧第一层间绝缘膜39a的覆盖区域良好,能够确保充分的防湿性。如上所述,从比较实验2、3的实验结果而言,从抑制脱离氢量且确保充分的防湿性的观点出发优选上层侧第一层间绝缘膜39b的膜厚为35nm?75nm的范围。
[0085]如以上说明的那样,本实施方式的液晶面板(表示装置)11包括:阵列基板(基板)11b,其具有能够显示图像且配置在中央侧的显示部AA和以包围显示部AA的方式配置在外周侧的非显示部NAA ;配置在显示部AA的显示部用TFT (显示部用晶体管)17 ;配置在非显示部NAA的非显示部用TFT (非显示部用晶体管)29 ;构成非显示部用TFT29的第二栅极电极部(栅极电极部)29a ;第二沟道部29d,其构成非显示部用TFT29,至少一部分由与第二栅极电极部29a在俯视时重叠的氧化物半导体膜36构成;第二源极电极部(源极电极部)29b,其构成非显示部用TFT29,至少一部分层叠于由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d上,并且与由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d连接;第二漏极电极部(漏极电极部)29c,其构成非显示部用TFT29,至少一部分层叠于由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d上,并且在与第二源极电极部29b之间空出间隔且与由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d连接;和第一层间绝缘膜(绝缘膜)39,其至少层叠于第二源极电极部29b和第二漏极电极部29c上,该第一层间绝缘膜39为下层侧第一层间绝缘膜(下层侧绝缘膜)39a和上层侧第一层间绝缘膜(上层侧绝缘膜)39b的层叠结构,该第一层间绝缘膜39a相对地配置于下层侧,至少含有硅和氧,该第一层间绝缘膜39b相对地配置于上层侦1|,至少含有娃和氮,并且膜厚为35nm?75nm的范围。
[0086]这样,关于非显示部用TFT29,在第二栅极电极部29a被施加电压时,通过由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d,电流在第二源极电极部29b与第二漏极电极部29c之间流动。由该氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d例如与非晶硅薄膜等相比电子迀移率高,因此在第二源极电极部29b与第二漏极电极部29c之间流动大的电流方面优选。
[0087]但是,在阵列基板Ilb以包围中央侧的显示部AA的方式在外周侧配置有非显示部NAA的结构中,配置在非显示部NAA的非显示部用TFT29与配置在显示部AA的显示部用TFT17相比容易受到存在于外部的水分的影响。假设在由构成非显示部用TFT29的氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d被侵入外部的水分而产生劣化时,存在由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d的电特性发生变化,非显示部用TFT29不正常地动作的问题。
[0088]关于这一点,因为至少层叠于第二源极电极部29b和第二漏极电极部29c上的第一层间绝缘膜39,为相对地配置在下层侧且至少含有硅和氧的下层侧第一层间绝缘膜39a与相对地配置在上层侧且至少含有硅和氮的上层侧第一层间绝缘膜39b的层叠结构,所以由于上层侧第一层间绝缘膜39b而外部的水分不易到达由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d,不仅如此,而且假设在上层侧第一层间绝缘膜39b在成膜时含有氢且氢从上层侧第一层间绝缘膜39b脱离的情况下,也由于下层侧第一层间绝缘膜39a而从上层侧第一层间绝缘膜39b脱离的氢不易到达由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29d。由此,由氧化物半导体膜36构成的第二沟道部29
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