半导体装置、显示装置和半导体装置的制造方法_5

文档序号:9693118阅读:来源:国知局
,200?400°C,0.5?4小时),接着依次沉积SiNx膜(膜厚:50?lOOOnm),从而形成第一绝缘膜22f。
[0145]接下来,如图16的(b)所示,在第一绝缘膜22f上沉积第一透明电极膜,通过将第一透明电极膜图案化,形成下部透明电极层38。这里,例如使用溅射法形成金属氧化物膜(膜厚:20?300nm)。之后,通过使用光刻工艺将第一透明电极膜图案化,在第一绝缘膜22f上形成下部透明电极层38(透明电极38k)。图17的(b)示出下部透明电极层38形成后的俯视图。
[0146]接下来,通过在第一绝缘膜22f上和下部透明电极层38上沉积第二绝缘膜,形成电介质膜(无机绝缘膜)。这里,例如利用CVD形成SiNx膜(膜厚:50?500nm)。之后,通过干式蚀刻或湿式蚀刻,在电介质膜形成开口部36a。此时,以不露出透明电极38k的方式进行图案化。更详细地,以在开口部36a的内侧不露出透明电极38k的方式进行图案化。因此,由电介质膜形成的电介质层36实质上覆盖透明电极38k的整个面。
[0147]进一步地,通过干式蚀刻或湿式蚀刻,在第一绝缘膜22f形成接触孔22a。在接触孔22a的形成中,如图16的(c)所示,以使氧化物半导体层16的第二部分16b的表面和漏极电极18d的靠近第二部分16b侧的端部18E露出的方式,进行图案化。此时,能够利用氧化物半导体层16的第二部分16b作为蚀刻停止层。另外,用于形成开口部36a的蚀刻和用于形成接触孔22a的蚀刻也可以一并进行。通过一并形成开口部36a和接触孔22a,与分别将第一绝缘膜22f和第二绝缘膜(用于形成电介质层36的无机绝缘膜)图案化的情况相比,能够减少图案化的次数,因此能够降低制造成本,能够提高成品率。
[0148]接下来,在电介质层36上和开口部36a内沉积第二透明电极膜,通过将第二透明电极膜图案化,形成上部透明电极层34。这里,例如使用溅射法形成金属氧化物膜(膜厚:20?300nm)。之后,通过使用光刻工艺将该第二透明电极膜图案化,形成包含像素电极34p的上部透明电极层34。此时,以在接触孔22a内留下与漏极电极18d的端部18E以及氧化物半导体层16的第二部分16b的表面接触的部分的方式,进行第一透明电极膜的图案化。由此,得到图13所示的TFT基板100C。图17的(c)示出上部透明电极层34形成后的俯视图。
[0149]以下,说明TFT基板100C的端子部72Tc的形成方法和S-C0M连接部的形成方法。图18的(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,图19的(a)?(c)是示出形成TFT基板100C的S-C0M连接部的工序的示意性剖面图。图18的(a)?(c)所示的工序分别对应于图19的(a)?(c)所示的工序。此外,图18的(a)?(c)分别对应于上述的图16的(a)?(c),图19的(a)?(c)也分别对应于上述的图16的(a)?(c)。在以下中,也省略第二金属层18(上部配线层18t、18u)的形成之前的说明。
[0150]形成第二金属层18后,在形成第一绝缘膜22f的工序中,在端子部72Tc形成第一绝缘膜22f (图18的(a))。该第一绝缘膜22f覆盖上部配线层18t。在S-C0M连接部,也形成第一绝缘膜22f (图19的(a))。该第一绝缘膜22f覆盖上部配线层18u。
[0151]接下来,在形成下部透明电极层38的工序中,在S-C0M连接部,在第一绝缘膜22f上形成下部透明连接层38c(图19的(b))。此时,下部透明连接层38c以不与位于第一绝缘膜22f的下层的上部配线层18u的至少一部分重叠的方式形成。
[0152]接下来,在形成电介质膜的工序中,在端子部72Tc的第一绝缘膜22f上形成电介质膜(未图示)。在S-C0M连接部也同样地,在第一绝缘膜22f上形成电介质膜。该电介质膜以覆盖下部透明连接层38c的方式形成(未图示)。
[0153]接下来,进行端子部72Tc的电介质膜的图案化和第一绝缘膜22f的图案化。由此,形成:具有以与上部配线层18t重叠的方式配置的接触孔22b的层间绝缘层22;和在与接触孔22b对应的位置具有开口部36b的电介质层36(图18的(c))。如图18的(c)所示,接触孔22b在接触孔22b内露出上部配线层18t的表面。
[0154]在S-⑶Μ连接部也同样地进行电介质膜的图案化和第一绝缘膜22f的图案化。由此,形成:具有以与上部配线层18u重叠的方式配置的接触孔22c的层间绝缘层22;和在与接触孔22c对应的位置具有开口部36c的电介质36(图19的(c))。如图19的(c)所示,接触孔22c在接触孔22c内露出上部配线层18u的表面。此外,开口部36c以具有比接触孔22c大的开口区域的方式形成。此时,开口部36c在开口部36c的内侧露出下部透明连接层38c的至少一部分。
[0155]接下来,在形成上部透明电极层34的工序中,在端子部72Tc形成上部透明连接层34t,上部透明连接层34t在开口部36b的内侧与上部配线层18t的表面接触,并与上部配线层18t电连接。由此,实现图15的(b)所示的结构。此外,在S-C0M连接部,形成上部透明连接层34c,上部透明连接层34c在接触孔22c内与上部配线层18u的表面接触,并在开口部36c的内侧与下部透明连接层38c接触。即,上部配线层18u与下部透明连接层38c经上部透明连接层34c电连接。由此,实现了图15的(c)所示的结构。
[0156]根据本发明的第三实施方式,由于漏极电极与像素电极不经连接部就连接在一起,因此能够简化制造工序,得到降低制造成本和提高成品率的效果。
[0157]也可以代替将透明电极设置在像素电极的基板11侧,通过将透明电极设置在像素电极的液晶层侧,形成两层电极结构。在该情况下,两层电极结构中的下层侧(靠近基板11的一侧)的透明导电层作为像素电极起作用。以下,参照图20说明这种变形例。
[0158]图20的(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,图20的(b)示出TFT基板100D的示意性俯视图。另外,图20的(a)相当于图20的(b)的20D-20D,剖面图。图20的(a)和(b)所示的TFT基板100D,除了还包括覆盖下部透明电极层44的电介质层46和在电介质层46上形成的上部透明电极层48这点以外,可以与图1所示的TFT基板100A相同。此时,图20的(a)和(b)所示的像素电极44p对应于TFT基板100A的透明导电层Tc。在TFT基板100D中,与TFT基板100C同样地,透明导电层Tc作为像素电极起作用。
[0159]下部透明电极层44包含像素电极44p。如图20的(a)所示,像素电极44p在接触孔22a内与漏极电极18d的端部18E附近的上表面以及漏极电极18d的侧面接触。由此,像素电极44p与漏极电极18d电连接。
[0160]电介质层46以实质上覆盖下部透明电极层44的整个面的方式形成,如图20的(b)所示,上部透明电极层48具有透明电极48k。该透明电极48k不与像素电极44p电连接。在隔着电介质层46与像素电极44p相对的透明电极48k形成有多个缝隙SL,透明电极48k作为FFS模式中的共用电极起作用。因此,透明电极48k在TFT基板100D动作时,在各像素中为公共电位。也可以在上部透明电极层48之上(与基板11相对的一侧)配置有取向膜(未图示)。图20的(a)和(b)所示的TFT基板100D能够合适地用于FFS模式的液晶显示装置。
[0161]这里,在使两层电极结构中的透明导电层内的一者作为FFS模式的共用电极起作用的情况下,向该透明导电层施加共用信号。由于施加的共用信号在各像素中是公共的,因此,作为共用电极的透明导电层典型地在相邻的像素间包含与源极配线S和/或栅极配线G重叠的部分。
[0162]在TFT基板100D中,两层电极结构中的上层侧(远离基板11的一侧)的透明电极48k作为共用电极起作用。因此,与两层电极结构中的下层侧(靠近基板11的一侧)的透明电极层作为共用电极起作用的情况相比,能够将因共用电极与源极配线S和/或栅极配线G重叠而产生的寄生电容减小配置电介质层46的量。因此,因共用电极与源极配线S和/或栅极配线G重叠而产生的寄生电容增大所导致的耗电的增加被抑制。
[0163]另外,在TFT基板100D中,由于在接触孔22a内也形成有电介质层46,因此在与接触孔22a重叠的位置也能够设置透明电极48k。因此,在接触孔22a内也能够形成两层电极结构,在接触孔22a内也能够形成辅助电容。另外,在图20的(a)和(b)例示的结构中,以与接触孔22a重叠的方式形成有缝隙SL,但是在接触孔22a的开口区域内形成缝隙不是必须的。
[0164]图21的(a)示意性示出TFT基板100D的俯视结构,图21的(b)示出图21的(a)所示的端子部72Td所具有的端子的示意性剖面。
[0165]在图21的(b)例示的结构中,在与第二金属层18由同一金属膜形成的上部配线层18t上,形成有层间绝缘层22,层间绝缘层22在与栅极绝缘层14的接触孔14a对应的位置具有接触孔22b。在该接触孔22b内,上部配线层18t与下部透明连接层44t接触。在下部透明连接层44t上形成有电介质层46,电介质层46在与层间绝缘层22的接触孔22b对应的位置具有开口部46b。在该开口部46b的内侧,下部透明连接层44t与在下部透明连接层44t上形成的上部透明连接层48t接触。下部透明连接层44t与像素电极44p形成于同一层(下部透明电极层44)内。上部透明连接层48t与共用电极48k形成在同一透明导电层(上部透明电极层48)内。另外,也可以省略下部透明连接层44t。
[0166]图21的(c)示出S-C0M连接部的示意性剖面。在图21的(c)中,将S-C0M连接部的两种方式一起表示在一张图中。在图21的(c)例示的结构中,层间绝缘层22具有以当从基板11的法线方向看时与上部配线层18u重叠的方式形成的接触孔22c。例如,如图21的(c)的右侧所示,在接触孔22c内,下部透明连接层44c与上部配线层18u接触,该下部透明连接层44c与像素电极44p形成于同一透明导电层(下部透明电极层44)内且不与像素电极44p电连接。该下部透明连接层44c在形成于与接触孔22c对应的位置的、电介质层46的开口部46c的内侧,与上部透明连接层48c接触,该上部透明连接层48c与共用电极48k形成于同一层(上部透明电极层48)内且与共用电极48k电连接。即,在图21的(c)的右侧所示的例子中,上部配线层18u与共用电极48k经下部透明连接层44c以及上部透明连接层48c电连接。由此,例如经下部配线层、上部配线层18u、下部透明连接层44c和上部透明连接层48c,能够将输入到端子部72Td的端子的共用信号供给到共用电极48k。另外,也可以如图21的(c)的左侧所示,使得在以与上部配线层18u重叠的方式形成的接触孔22c内,上部透明连接层48c与上部配线层18u接触。
[0167]接下来,参照图22说明上述TFT基板100D的制造方法。图22的(a)?(c)是示出形成TFT基板100D的TFT部的工序的示意性剖面图。另外,在第二金属层18的形成之前,能够与TFT基板100B同样地进行。因此,以下省略第二金属层18的形成之前的说明。
[0168]形成第二金属层18后,通过在第二金属层18上沉积第一绝缘膜,形成层间绝缘膜。第一绝缘膜不包含使用了有机绝缘材料的有机绝缘膜。这里,例如利用CVD沉积Si02膜(膜厚:50?lOOOnm),之后进行退火(在大气气氛中,200?400°C,0.5?4小时),接着依次沉积SiNx膜(膜厚:50?lOOOnm),从而形成层间绝缘膜。
[0169]接下来,通过干式蚀刻或湿式蚀刻,在形成于第二金属层18上的层间绝缘膜形成接触孔22a。在接触孔22a的形成中,如图22的(a)所示,以使氧化物半导体层16的第二部分16b的表面和漏极电极18d的靠近第二部分16b侧的端部18E露出的方式,进行图案化。此时,能够利用氧化物半导体层16的第二部分16b作为蚀刻停止层。由此,在第二金属层18上形成具有接触孔22a的层间绝缘层22。
[0170]接下来,如图22的(b)所示,在层间绝缘层22上和接触孔22a内沉积第一透明电极膜,通过将第一透明电极膜图案化,形成下部透明电极层44。这里,例如使用溅射法形成金属氧化物膜(膜厚:20?300nm)。之后,通过使用光刻工艺将第一透明电极膜图案化,形成包含像素电极44p的下部透明电极层44。此时,以在接触孔22a内留下与漏极电极18d的端部18E以及氧化物半导体层16的第二部分16b的表面接触的部分的方式,进行第一透明电极膜的图案化。
[0171]接下来,通过在下部透明电极层44上沉积第二绝缘膜,形成电介质膜(无机绝缘膜)。这里,例如利用CVD形成SiNx膜(膜厚:50?500nm)。由该电介质膜形成的电介质层46实质上覆盖下部透明电极层44(像素电极44p)的整个面。
[0172]接下来,在电介质层46上沉积第二透明电极膜,通过将第二透明电极膜图案化,形成上部透明电极层48。这里,例如使用溅射法形成金属氧化物膜(膜厚:20?300nm)。之后,通过使用光刻工艺将第二透明电极膜图案化,形成包含具有缝隙的共用电极48k的上部透明电极层48。由此,得到图20的(a)和(b)所示的TFT基板100D。
[0173]以下,说明TFT基板100D的端子部72Td的形成方法和S-C0M连接部的形成方法。图23的(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,图24的(a)?(c)是示出形成TFT基板100D的S-C0M连接部的工序的示意性剖面图。图23的(a)?(c)所示的工序分别对应于图24的(a)?(c)所示的工序。此外,图23的(a)?(c)分别对应于上述的图22的(a)?(c),图24的(a)?(c)分别对应于上述的图22的(a)?(c)。以下也省略了第二金属层18(上部配线层18t、18u)的形成之前的说明
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