半导体装置、显示装置和半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置、显示装置和半导体装置的制造方法，特别涉及具有薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵基板、具有有源矩阵基板的显示装置和有源矩阵基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]具有按每个像素设置有开关元件的有源矩阵基板的显示装置被广泛使用。具有薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下称“TFT”)作为开关元件的有源矩阵基板称为TFT基板。另外，在本说明书中，TFT基板的与显示装置的像素对应的部分有时也称为像素。
[0003]液晶显示装置等使用的TFT基板例如具有:玻璃基板；由玻璃基板支承的多个TFT;栅极配线和源极配线；以及排列成矩阵状的像素电极。各TFT的栅极电极与栅极配线电连接，源极电极与源极配线电连接，漏极电极与像素电极电连接。TFT、源极配线和栅极配线通常被层间绝缘层覆盖，像素电极设置于层间绝缘层上且在形成于层间绝缘层的接触孔内与TFT的漏极电极连接。
[0004]作为上述层间绝缘层，存在使用由有机绝缘材料构成的绝缘层(有时也称为“有机绝缘层”)的情况。例如，在专利文献I和2中，公开了具有无机绝缘层和形成于其上的有机绝缘层作为覆盖TFT和配线的层间绝缘层的TFT基板。有机绝缘材料与无机绝缘材料相比，具有低的介电常数，且容易形成得厚。即使形成包含比较厚(例如，具有Ιμπι?3μπι左右的厚度)的有机绝缘层的层间绝缘层，且像素电极的周边部分以与栅极配线和/或源极配线隔着层间绝缘层重叠的方式配置，在像素电极与栅极配线和/或源极配线之间形成的寄生电容也小。因此，由于能够以与栅极配线或源极配线重叠的方式配置像素电极，所以与以像素电极和配线彼此不重叠的方式配置的情况相比，能够提高像素开口率。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:日本特开2013-105136号公报
[0008]专利文献2:国际公开第2013/073635号
【发明内容】
[0009 ]发明要解决的技术问题
[0010]然而，当形成比较厚的有机绝缘层时，为了将漏极电极与像素电极连接，形成于层间绝缘层的接触孔变深。当接触孔较深时，接触孔附近的液晶分子的取向状态紊乱，在接触孔附近有时产生漏光。此外，由于形成于有机绝缘层的接触孔的侧壁相对于基板的法线倾斜，因此接触孔越深，接触孔的开口面积越大。为了抑制接触孔附近的漏光，例如在专利文献I中，将接触孔配置于漏极电极上，通过漏极电极(或漏极电极的延长部分)对接触孔附近进行遮光。此外，在专利文献2中，通过将接触孔配置于栅极电极(栅极配线)上，对接触孔附近进行遮光。为了对接触孔附近进行遮光，考虑到制造工艺中的对准误差，需要形成足够大的遮光区域。因此，具有这种TFT基板的显示装置，由于像素中的对显示有贡献的区域变小遮光区域的量，因此光的利用效率下降。
[0011]当显示装置的高分辨率化推进时，由于像素的面积变小，因在像素内形成遮光区域而导致的光的利用效率的下降变得更显著。
[0012]本发明的实施方式是鉴于以上情况而完成的，其目的在于，提供与以往相比抑制了光的利用效率的下降的半导体装置、显示装置和这种半导体装置的制造方法。
[0013]解决技术问题的技术手段
[0014]本发明的实施方式的半导体装置包括基板和由所述基板支承的薄膜晶体管，该半导体装置包括:具有所述薄膜晶体管的栅极电极的第一金属层;在所述第一金属层上形成的栅极绝缘层;在所述栅极绝缘层上形成的、包含所述薄膜晶体管的有源层的氧化物半导体层，该氧化物半导体层具有以与所述栅极电极重叠的方式形成的第一部分和从所述第一部分起横穿所述栅极电极的一端侧的边缘地延长的第二部分;在所述氧化物半导体层上形成的、具有所述薄膜晶体管的源极电极和漏极电极的第二金属层，所述漏极电极配置在比所述源极电极更靠近所述第二部分的位置;在所述第二金属层上形成的具有第一接触孔的层间绝缘层；和在所述层间绝缘层上和所述第一接触孔内形成的第一透明电极层，所述层间绝缘层不包含有机绝缘层，所述第一接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述氧化物半导体层的所述第二部分以及所述漏极电极的靠近所述第二部分的一侧的端部重叠，所述第一透明电极层具有在所述第一接触孔内与所述漏极电极的所述端部以及所述氧化物半导体层的所述第二部分接触的透明导电层。
[0015]某实施方式的半导体装置，还包括:在所述第一透明电极层上形成的电介质层，其在与所述第一接触孔对应的位置具有第一开口部;和在所述电介质层上和所述第一开口部内形成的第二透明电极层，所述第一透明电极层具有不与所述透明导电层电连接的第一电极，所述第二透明电极层具有在所述第一开口部内与所述透明导电层接触的第二电极。
[0016]在某实施方式中，所述第一电极隔着所述电介质层与所述第二电极相对。
[0017]某实施方式的半导体装置具有多个像素，所述多个像素中的各个像素包含所述薄膜晶体管、所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极作为共用电极起作用，所述第二电极作为像素电极起作用。
[0018]在某实施方式中，所述第二金属层具有上部配线层，所述第一透明电极层具有与所述第一电极电连接的第一透明连接层，所述第二透明电极层具有第二透明连接层，所述层间绝缘层具有第二接触孔，所述第二接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述上部配线层重叠，所述电介质层具有在与所述第二接触孔对应的位置形成的第二开口部，所述第二透明连接层在所述第二接触孔内与所述上部配线层接触，并且在所述第二开口部的内侧与所述第一透明连接层接触。
[0019]在某实施方式中，所述第二金属层具有上部配线层，所述第一透明电极层具有与所述第一电极电连接的第一透明连接层，所述层间绝缘层具有第二接触孔，所述第二接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述上部配线层重叠，所述第一透明连接层在所述第二接触孔内与所述上部配线层接触。
[0020]某实施方式的半导体装置具有多个像素，所述多个像素中的各个像素包含所述薄膜晶体管和所述透明导电层，所述透明导电层作为像素电极起作用。
[0021]某实施方式的半导体装置还包括:配置于所述层间绝缘层与所述第一透明电极层之间的电介质层;和配置于所述层间绝缘层与所述电介质层之间的第二透明电极层，所述第二透明电极层包含不与所述透明导电层电连接的透明电极。
[0022]在某实施方式中，所述透明电极作为共用电极起作用。
[0023]在某实施方式中，所述第二金属层具有上部配线层，所述第一透明电极层具有第一透明连接层，所述第二透明电极层具有与所述透明电极电连接的第二透明连接层，所述层间绝缘层具有第二接触孔，所述第二接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述上部配线层重叠，在所述电介质层，在与所述第二接触孔对应的位置形成有开口部，所述第一透明连接层在所述第二接触孔内与所述上部配线层接触，并且在所述开口部的内侧与所述第二透明连接层接触。
[0024]某实施方式的半导体装置还包括:覆盖所述第一透明电极层的电介质层;和在所述电介质层上形成的第二透明电极层，所述第二透明电极层包含不与所述透明导电层电连接的透明电极，所述透明电极作为共用电极起作用。
[0025]在某实施方式中，所述第二金属层具有上部配线层，所述层间绝缘层具有第二接触孔，所述第二接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述上部配线层重叠，在所述电介质层，在与所述第二接触孔对应的位置形成有开口部，所述第二透明电极层具有与所述透明电极电连接的透明连接层，所述透明连接层在所述开口部的内侧在所述第二接触孔内与所述上部配线层接触。
[0026]在某实施方式中，所述第二金属层具有上部配线层，所述层间绝缘层具有第二接触孔，所述第二接触孔形成为:当从所述基板的法线方向看时，与所述上部配线层重叠，在所述电介质层，在与所述第二接触孔对应的位置形成有开口部，所述第一透明电极层具有不与所述透明导电层电连接的第一透明连接层，所述第二透明电极层具有与所述透明电极电连接的第二透明连接层，所述第一透明连接层在所述第二接触孔内与所述上部配线层接触，所述第二透明连接层在所述开口部的内侧与所述第一透明连接层接触。
[0027]在某实施方式中，所述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O类的半导体。
[0028]在某实施方式中，所述In-Ga-Zn-O类的半导体包含结晶部分。
[0029]本发明的实施方式的半导体装置，包括:上述任一半导体装置；以与所述半导体装置相对的方式配置的对置基板;和配置于所述对置基板与所述半导体装置之间的液晶层。
[0030]本发明的实施方式的半导体装置的制造方法，包括:工序(a)，在基板上形成具有栅极电极的第一金属层;工序(b)，形成覆盖所述第一金属层的栅极绝缘层;工序(C)，在所述栅极绝缘层上形成氧化物半导体层，所述氧化物半导体层具有以与所述栅极电极重叠的方式形成的第一部分和从所述第一部分起横穿所述栅极电极的一端侧的边缘地延长的第二部分;工序(d)，在所述氧化物半导体层上形成第二金属层，所述第二金属层具有源极电极和漏极电极，所述漏极电极配置在比所述源极电极更靠近所述第二部分的位置；工序
(e)，在所述第二金属层上形成层间绝缘膜，所述层间绝缘膜不包含有机绝缘膜;工序(f)，通过蚀刻所述层间绝缘膜，形成使所述氧化物半导体层的所述第二部分的表面和所述漏极电极的靠近所述第二部分的一侧的端部露出的接触孔;和工序(g)，形成透明导电层，该透明导电层在所述接触孔内与所述漏极电极的所述端部以及所述氧化物半导体层的所述第二部分的表面接触。
[0031]在某实施方式中，在所述工序(f)中，所述层间绝缘膜的蚀刻是将所述氧化物半导体层作为蚀刻停止层进行的。
[0032]在某实施方式中，所述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O类的半导体。
[0033]在某实施方式中，所述In-Ga-Zn-O类的半导体包含结晶部分。
[0034]发明效果
[0035]根据本发明的实施方式，提供与以往相比抑制了光的利用效率的下降的半导体装置、显示装置以及这种半导体装置的制造方法。
【附图说明】
[0036]图1中，(a)示出本发明的第一实施方式的TFT基板100A的示意性剖面图，(b)示出TFT基板100A的示意性俯视图。
[0037]图2中，(a)示出本发明的第二实施方式的TFT基板100B的示意性剖面图，(b)示出TFT基板100B的示意性俯视图。
[0038]图3中，(a)和(b)分别示出参考例的TFT基板200的示意性剖面图和俯视图。
[0039]图4中，(a)和(b)是放大示出TFT基板100B的TFT部附近的俯视图。
[0040]图5中，(a)和(b)是放大示出参考例的TFT基板200的TFT部附近的俯视图。
[0041 ]图6中，(a)示意性示出TFT基板100B的俯视结构的一例，(b)示出端子部72Tb所具有的端子的示意性剖面，(c)示出S-COM连接部的示意性剖面，(d)示出S-COM连接部的另一例。
[0042]图7中，(a)?(d)是示出形成TFT基板100B的TFT部的工序的示意性剖面图。
[0043]图8中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100B的TFT部的工序的示意性剖面图。
[0044]图9中，(a)?(e)是示出形成TFT基板100B的TFT部的工序的示意性俯视图。
[0045]图10中，(a)?(C)分别是示意性示出栅极电极12g、氧化物半导体层16和漏极电极18d的配置的例子的俯视图，(d)是说明在氧化物半导体层没有形成第二部分的情况下产生的不良情况的示意性剖面图。
[0046]图11中，(a)?(f)是示出TFT基板100B的端子部72Tb的工序的示意性剖面图。
[0047]图12中，(a)?(f)是示出TFT基板100B的S-COM连接部的工序的示意性剖面图。
[0048]图13是本发明的第三实施方式的TFT基板100C的示意性剖面图。
[0049]图14中，(a)和(b)是放大示出TFT基板10C的TFT部附近的俯视图。
[0050]图15中，(a)是示意性示出TFT基板100C的俯视结构的一例，(b)是示出(a)所示的端子部72Tc所具有的端子的示意性剖面，(C)示出S-COM连接部的示意性剖面。
[0051 ]图16中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100C的TFT部的工序的示意性剖面图。
[0052]图17中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100C的TFT部的工序的示意性俯视图。
[0053]图18中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100C的端子部72Tc的工序的示意性剖面图。
[0054]图19中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100C的S-COM连接部的工序的示意性剖面图。
[0055]图20中，(a)示出作为TFT基板100C的变形例的TFT基板100D的示意性剖面图，(b)示出TFT基板100D的示意性俯视图。
[0056]图21中，(a)示意性示出TFT基板100D的俯视结构的一例，(b)示出(a)所示的端子部72Td所具有的端子的示意性剖面，(c)示出S-COM连接部的示意性剖面。
[0057]图22中，(a)?(c)是示出形成TFT基板10D的TFT部的工序的示意性剖面图。
[0058]图23中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100D的端子部72Td的工序的示意性剖面图。
[0059]图24中，(a)?(C)是示出形成TFT基板100D的S-COM连接部的工序的示意性剖面图。
[0060]图25是具有TFT基板100A的液晶显示装置1000的示意性剖面图。
【具体实施方式】
[0061]以下参照【附图说明】本发明的实施方式的半导体装置、显示装置及其制造方法，但是本发明不限于例示的实施方