申请/专利权人：株式会社日本显示器

申请日：2017-06-14

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN107507835B

主分类号：H01L27/12(20060101)

分类号：H01L27/12(20060101);G02F1/1345(20060101)

优先权：["20160614 JP 2016-118052"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2018.01.19#实质审查的生效;2017.12.22#公开

摘要：半导体装置包括：第1绝缘膜11；由多晶硅形成的第1半导体层SC1；由氧化物半导体形成的第2半导体层SC2；第2绝缘膜12；第1栅极电极GE1；第2栅极电极GE2；由硅氮化物形成的第3绝缘膜13；及保护层20。所述保护层，位于所述第2绝缘膜与所述第3绝缘膜之间，与所述第2半导体层对置，由铝氧化物或氟化硅氮化物形成。

主权项：1.一种半导体装置，具备：第1绝缘膜；第1半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由多晶硅形成；第2半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由氧化物半导体形成；第2绝缘膜，形成于所述第1绝缘膜、所述第1半导体层及所述第2半导体层之上；第1栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第1半导体层对置；第2栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第2半导体层对置；第3绝缘膜，位于所述第2绝缘膜、所述第1栅极电极及所述第2栅极电极上方，由硅氮化物形成；以及保护层，位于所述第2绝缘膜与所述第3绝缘膜之间，与所述第2半导体层对置，由铝氧化物或氟化硅氮化物形成，所述第2栅极电极位于所述保护层之上。

全文数据：半导体装置及显示装置[0001]关联申请的交叉引用[0002]本申请基于并主张20ie年6月14日在日本提出申请的2016-118052号的优先权，通过参考引用在先申请的全部内容。技术领域[0003]本申请涉及半导体装置及显示装置。背景技术[0004]作为半导体装置，己知有显示例如图像的显示装置。在有源矩阵方式的显示装置中，像素的开关元件中使用薄膜晶体管Thin-filmTransistor:TFT。另外，有源区域（显示区域的外侧的框区域非显示区域）中形成的驱动器的开关元件中也使用薄膜晶体管。作为薄膜晶体管的半导体层中利用的材料，列举出多晶硅、氧化物半导体等。发明内容[0005]本实施方式提供能够抑制制造成本高涨的半导体装置及显示装置。而且，提供可靠性好的半导体装置及显示装置。[0006]—般来说，根据一个实施方式，提供一种半导体装置，包括:第1绝缘膜:第丨半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由多晶硅形成;第2半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由氧化物半导体形成;第2绝缘膜，形成于所述第1绝缘膜、所述第1半导体层及所述第2半导体层之上;第1栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第1半导体层对置;第2栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第2半导体层对置;第3绝缘膜，位于所述第2绝缘膜、所述第1栅极电极及所述第2栅极电极的上方，由硅氮化物形成;及保护层，位于所述第2绝缘膜与所述弟3绝缘|旲之间，与所述弟2半导体层对置，由错氧化物或氣化桂氮化物形成。[0007]根据一个实施方式，提供一种显示装置，包括:第1绝缘膜;第1半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由多晶硅形成;第2半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由氧化物半导体形成;第2绝缘膜，形成于所述第1绝缘膜、所述第1半导体层及所述第2半导体层之上;第1栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第1半导体层对置;第2栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第2半导体层对置;第3绝缘膜，位于所述第2绝缘膜、所述第1栅极电极及所述第2栅极电极的上方，由硅氮化物形成;及保护层，位于所述第2绝缘膜与所述第3绝缘膜之间，与所述第2半导体层对置，由铝氧化物或氟化硅氮化物形成。附图说明[0008]图1是表示第1实施方式的显示装置的构成及等效电路的图。[0009]图2是表示上述显示装置的一部分的截面图，是表示薄膜晶体管的图。[0010]图3是表示上述图2的第2薄膜晶体管的一部分的俯视图，是表示第2半导体层及保护层的图。[0011]图4是表示第2实施方式的显示装置的一部分的截面图，是表示薄膜晶体管的图。[0012]图5是表示上述图4的第2薄膜晶体管的一部分的俯视图，是表示第2半导体层及保护层的图。具体实施方式[0013]以下，参照附图，对本发明的各实施方式进行说明。另外，揭示的只不过是一个例子，本领域技术人员能够容易地想到的保留发明的主旨的适当变更的实施方式，当然包含在本发明的范围内。另外，关于附图，为了使说明更明确，存在与实际的形态相比，各部的宽度、厚度、形状等是示意地表示的情况，但终究是一例，并不限定本发明的解释。另外，在本说明书和各图中，对于与有关已出现的图的前述过的要素相同的要素附以同一符号，有时适当省略详细的说明。[0014]首先，对第1实施方式的显示装置详细地进行说明。图1是表示第1实施方式的显示装置的构成及等效电路的图。在此，作为具有薄膜晶体管的显示装置，能够列举出有机ELelectroluminescent显示装置、液晶显不装置等。[0015]如图1所示，显示装置1具备：显示图像的显示区域有源区域AA及显示区域的外侧的非显示区域框区域）。显示装置1具有显示面板PNL。显示面板PNL具有阵列基板AR等。在显不区域AA，阵列基板AR具备n条扫描线GG1〜Gn、m条信号线SS1〜Sm及mXn个矩阵状的像素PX。各像素PX通过相邻的2条扫描线G与相邻的2条信号线S来划分。[0016]扫描线G与第1方向X大致平行地延伸。另外，扫描线G也可以不是必须直线状地延伸。信号线S与第2方向Y大致平行地延伸。信号线S与扫描线G交叉，例如与扫描线G大致正交。另外，信号线S也可以不是必须直线状地延伸。另外，扫描线G及信号线S，它们的一部分可以弯曲。扫描线G及信号线S通过例如钼、铬、钨、铝、铜、钛、镍、钽、银或者它们的合金形成，但并不特别限定，也可以用其他的金属、合金、或者它们的层叠体形成。[0017]各扫描线G—直延伸到显示区域AA的外部，与扫描线驱动电路GD连接。各信号线S一直延伸到显示区域M的外部，与信号线驱动电路SD连接。[0018]各像素PX具备薄膜晶体管TR、像素电极PE等。像素电极PE经由薄膜晶体管TR与信号线S电连接。另外，各像素PX也可以具备2个以上的薄膜晶体管TR。另外，各像素PX也可以经由扫描线G及信号线S以外的布线被赋予信号。[0019]像素PX的薄膜晶体管TR，通过从扫描线驱动电路GD经由扫描线G赋予的控制信号，被切换为导通状态on或非导通状态off。从信号线驱动电路SD输出的影像信号，经由信号线S及像素的导通状态的薄膜晶体管TR被赋予至对应的像素电极PE。[0020]扫描线驱动电路GD及信号线驱动电路SD形成在非显示区域。扫描线驱动电路GD及信号线驱动电路SD具备分别作为开关元件发挥功能的多个薄膜晶体管TR。[0021]图2是表示本实施方式的显示装置1的阵列基板AR的一部分的截面图，是表示薄膜晶体管TR的图。另外，在此，仅图示出了阵列基板AR中的说明所必要的主要部分。图1所示的薄膜晶体管TR，分别通过图2所示的第1薄膜晶体管TR1及第2薄膜晶体管TR2中的任一方形成。[0022]如图2所示，第1薄膜晶体管TR1及第2薄膜晶体管TR2分别形成在阵列基板AR的绝缘基板10的主面的上方，作为开关元件发挥功能。第1薄膜晶体管TR1具备第1半导体层SC1、弟2绝缘膜12、第1栅极电极GE1、第1电极El及第2电极E2。第2薄膜晶体管TR2具备第2半导体层SC2、第2绝缘膜12、第2栅极电极GE2、第3电极E3及第4电极E4。[0023]第1绝缘基板10用玻璃、树脂等的材料形成。在第1绝缘基板丨〇的上方，形成有第1绝缘膜11。在此，第1绝缘基板10的主面是与由互相正交的第1方向X与第2方向Y规定的X—Y平面平行的面。在本实施方式中，第1绝缘膜U形成在第丨绝缘基板10之上，但并不限定于此。例如，也可以在第1绝缘基板10与第1绝缘膜n之间形成有其他的绝缘膜。[0024]第1半导体层SCI及第2半导体层SC2分别位于第1绝缘膜11之上。[0025]第1半导体层SCI由多晶硅形成。第1半导体层SCI具有第1区域R1、第2区域R2及第1沟道区域C1。第1沟道区域C1位于第1区域R1与第2区域R2之间。第1区域R1及第2区域R2相比于第1沟道区域C1，被低阻抗化。在本实施方式中，是由于将第1区域R1及第2区域R2的各自的杂质浓度设为比第1沟道区域C1的杂质浓度高。另外，第1区域R1及第2区域R2中的一方作为源极区域发挥功能，另一方作为漏极区域发挥功能。[0026]第2半导体层SC2由氧化物半导体形成。作为氧化物半导体，优选使用包括铟、镓及锌中的至少一个的氧化物。作为氧化物半导体的代表性的例子，列举出例如氧化铟镓锌IGZO、氧化铟镓IGO、铟锌氧化物IZO、锌锡氧化物ZnSnO、锌氧化物ZnO及透明非结晶氧化物半导体TAOS等。在本实施方式中，第2半导体层SC2由TAOS形成。[0027]第2半导体层SC2具有第3区域R3、第4区域R4及第2沟道区域C2。第2沟道区域C2位于第3区域R3与第4区域R4之间。第3区域R3和第4区域R4,相比于第2沟道区域C2,被低阻抗化。在本实施方式中，是由于将第3区域R3及第4区域R4的各自的杂质浓度设为比第2沟道区域C2的杂质浓度高。另外，第3区域R3及第4区域R4中的一方作为源极区域发挥功能，另一方作为漏极区域发挥功能。[0028]另外，将第3区域R3和第4区域R4低阻抗化的方法，并不特别限定，能够采用一般公知的方法。例如，在将第1区域R1、第2区域R2、第3区域R3及第4区域R4低阻抗化时，也能够利用杂质注入法离子注入法同时进行。[0029]第2绝缘膜12形成在第1绝缘膜11、第1半导体层SCI及第2半导体层SC2之上。[0030]第1栅极电极GE1位于第2绝缘膜I2的上方，与第1半导体层SCI对置。在本实施方式中，第1栅极电极GE1位于第2绝缘膜12之上，与第1沟道区域C1对置。[0031]第2栅极电极GE2位于第2绝缘膜12的上方，与第2半导体层SC2对置。在本实施方式中，第2栅极电极GE2位于后述的保护层20之上，与第2沟道区域C2对置。[0032]另外，在第2绝缘膜12之上，也形成有上述的扫描线G。因此，第1栅极电极GE1及第2栅极电极GE2与扫描线G—起，利用同一材料，形成在同一层。[0033]第3绝缘膜13位于第2绝缘膜12、第1栅极电极GE1及第2栅极电极GE2的上方。第4绝缘膜14位于第3绝缘膜13之上。[0034]上述的第1绝缘膜11、第2绝缘膜12、第3绝缘膜13及第4绝缘膜14,由硅氧化物SiO、硅氮化物SiN等无机绝缘材料形成。在本实施方式中，第1绝缘膜11及第2绝缘膜12由氧化物形成。详细而言，第1绝缘膜11由SiO形成，第2绝缘膜12由使用硅烷类的处理气体而成的SiO形成，第3绝缘膜13由SiN形成，第4绝缘膜14由SiO形成。[0035]保护层2〇位于第2绝缘膜12与第3绝缘膜13之间，与第2半导体层SC2对置。在本实施方式中，保护层20由铝氧化物A10X形成。保护层20位于第2绝缘膜12与第2栅极电极GE2之间。但是，也可以与本实施方式不同，保护层20位于第2栅极电极GE2之上。在此情况下，第2栅极电极GE2位于第2绝缘膜12与保护层20之间。保护层20相比于第2绝缘膜12具有阻挡氢的性质。保护层2〇中的氢的浓度，比第3绝缘膜13中的氢的浓度低。[0036]理想的是，在X—Y俯视时，保护层20具有与第2半导体层SC2的面积同等或其以上的面积，并将第2半导体层SC2完全覆盖。[0037]如图3所示，在本实施方式中，保护层20具有比第2半导体层SC2的面积大的面积，将第2半导体层SC2完全覆盖。因此，第2半导体层SC2的轮廓未伸出到保护层20的轮廓的外侧。[0038]如图2所示，第1电极E1、第2电极E2、第3电极E3及第4电极E4位于第3绝缘膜13的上方，并形成在同一层中。在本实施方式中，第1电极E1、第2电极E2、第3电极E3及第4电极E4，形成在第4绝缘膜14之上。[0039]第1电极E1通过在第2绝缘膜12、第3绝缘膜13及第4绝缘膜14中形成的第1接触孔CH1与第1区域R1连接。第2电极E2通过在第2绝缘膜12、第3绝缘膜13及第4绝缘膜14中形成的第2接触孔CH2与第2区域R2连接。第3电极E3通过在第2绝缘膜12、保护层20、第3绝缘膜13及第4绝缘膜14中形成的第3接触孔CH3与第3区域R3连接。第4电极E4通过在第2绝缘膜12、保护层2〇、第3绝缘膜13及第4绝缘膜14中形成的第4接触孔CH4与第4区域R4连接。[0040]通过如上所述那样构成的第1实施方式的显示装置，显示装置1具备第1薄膜晶体管TR1及第2薄膜晶体管TR2。第1半导体层SCI及第2半导体层SC2形成在同一层中。第1栅极电极GE1及第2栅极电极GE2形成在同一层中。第1电极E1、第2电极E2、第3电极E3及第4电极E4形成在同一层中。即使将第1薄膜晶体管TR1及第2薄膜晶体管TR2形成在同一电路内的情况下，也能够削减制造工序的数量。因此，能够获得能够抑制制造成本髙涨的显示装置1。另夕卜，能够有助于显示装置1的薄型化。[0041]保护层2〇未覆盖第1半导体层SCI。在制造时，在对第1半导体层SCI进行氢化处理之际，保护层20不阻挡从第3绝缘膜13SiN向第1半导体层SCI的氢。因此，在第1半导体层SCI中，能够进行基于氢的缺陷的末端化。[0042]另一方面，保护层20覆盖第2半导体层SC2。在对第1半导体层SCI进行氢化处理时，保护层2〇能够阻挡从第3绝缘膜13SiN向第2半导体层SC2的氢。保护层20能够保护第2半导体层SC2。能够减轻第2半导体层SC2的特性的变化，因此能够谋求第2薄膜晶体管TR2的可靠性的提高。[0043]根据上述情况，能够获得能够抑制制造成本高涨的显示装置丨。而且，能够获得可靠性好的显示装置1。[0044]接着，对第2实施方式的显示装置详细地进行说明。本实施方式的显示装置1形成为，与上述第1实施方式的显示装置除了以下点以外都相同：保护层20不是由铝氧化物A10X形成，而是由氟化硅氮化物（SiN:F形成的点以及保护层20位于第2栅极电极GE2之上的点。[0045]图4是表示本实施方式的显示装置1的阵列基板AR的一部分的截面图，是表示薄膜晶体管TR的图。另外，在此，仅对阵列基板AR中的说明所必要的主要部分进行图示。[0046]如图4所示，第2栅极电极GE2位于第2绝缘膜12之上。保护层20位于第2绝缘膜12及第2栅极电极GE2之上，与第2半导体层SC2对置。但是，也可以与本实施方式不同，保护层20位于第2绝缘膜12与第2栅极电极GE2之间。保护层20由氟化硅氮化物形成。保护层20与第2绝缘膜12相比具有阻挡氢的性质。保护层20中的氢的浓度，比第3绝缘膜13中的氢的浓度低。另外，保护层20中的氟F的浓度，高于第3绝缘膜13SiN中的氟的浓度的10倍以上。[0047]理想的是，在X—Y俯视时，保护层20具有与第2半导体层SC2的面积同等或其以上的面积，并将第2半导体层SC2完全覆盖。[0048]如图5所示，在本实施方式中，保护层20具有比第2半导体层SC2的面积大的面积，并将第2半导体层SC2完全覆盖。[0049]根据如上所述那样构成的第2实施方式的显示装置，显示装置1具备第1薄膜晶体管TR1及第2薄膜晶体管TR2。在本实施方式中，第2薄膜晶体管TR2的第2半导体层SC2也通过保护层20来保护。因此，本实施方式的显示装置1能够获得与上述第1实施方式的显示装置同样的效果。[0050]对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，没有限定发明的范围的意图。这些新的实施方式能够以除此之外的各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。该实施方式及其变形，包含在发明的范围、主旨中，并且包含在权利要求所记载的发明及其等同的范围中。[0051]例如，在上述的实施方式中，以显示装置为例进行了揭示。但是，上述的实施方式，并不限定于对上述的显示装置的应用，能够应用于全部平板式的显示装置。另外，上述的实施方式也能够应用于显示装置以外的装置，能够应用于具有第1半导体层SCI及第2半导体层SC2的各种半导体装置。

权利要求：1.一种半导体装置，具备：第1绝缘膜；弟1+导体层，位于所述弟1绝缘I旲之上，由多晶娃形成；第2半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由氧化物半导体形成；第2绝缘膜，形成于所述第1绝缘膜、所述第1半导体层及所述第2半导体层之上；第1栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第1半导体层对置；第2栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第2半导体层对置；第3绝缘膜，位于所述第2绝缘膜、所述第1栅极电极及所述第2栅极电极上方，由硅氮化物形成；以及保护层，位于所述第2绝缘膜与所述第3绝缘膜之间，与所述第2半导体层对置，由铝氧化物或氟化硅氮化物形成。2.如权利要求1所述的半导体装置，所述第2栅极电极位于所述保护层之上。3.如权利要求1所述的半导体装置，所述保护层位于所述第2栅极电极之上。4.如权利要求1所述的半导体装置，在俯视时，所述保护层具有与所述第2半导体层的面积同等或其以上的面积，将所述第2半导体层完全覆盖。5.如权利要求1所述的半导体装置，还具备位于所述第3绝缘膜的上方并形成在同一层的第1电极、第2电极、第3电极及第4电极，所述第1半导体层具有第1区域、第2区域及位于所述第1区域与所述第2区域之间的第1沟道区域，所述第2半导体层具有第3区域、第4区域及位于所述第3区域与所述第4区域之间的第2沟道区域，所述第1电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第1接触孔与所述第1区域连接，所述第2电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第2接触孔与所述第2区域连接，所述第3电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第3接触孔与所述第3区域连接，所述第4电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第4接触孔与所述第4区域连接。6.如权利要求1所述的半导体装置，所述第1绝缘膜及所述第2绝缘膜分别由氧化物形成。7.—种显示装置，具备：第1绝缘膜；第1半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由多晶硅形成；第2半导体层，位于所述第1绝缘膜之上，由氧化物半导体形成；第2绝缘膜，形成于所述第1绝缘膜、所述第1半导体层及所述第2半导体层之上；第1栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第1半导体层对置；第2栅极电极，位于所述第2绝缘膜的上方，与所述第2半导体层对置；第3绝缘膜，位于所述第2绝缘膜、所述第1栅极电极及所述第2栅极电极上方，由硅氮化物形成；以及保护层，位于所述第2绝缘膜与所述第3绝缘膜之间，与所述第2半导体层对置，由铝氧化物或氟化硅氮化物形成。8.如权利要求7所述的显示装置，所述第2栅极电极位于所述保护层之上。9.如权利要求7所述的显示装置，所述保护层位于所述第2栅极电极之上。10.如权利要求7所述的显示装置，在俯视时，所述保护层具有与所述第2半导体层的面积同等或其以上的面积，将所述第2半导体层完全覆盖。11.如权利要求7所述的显示装置，还具备位于所述第3绝缘膜的上方并形成在同一层的第1电极、第2电极、第3电极及第4电极，所述第1半导体层具有第1区域、第2区域及位于所述第1区域与所述第2区域之间的第1沟道区域，所述第2半导体层具有第3区域、第4区域及位于所述第3区域与所述第4区域之间的第2沟道区域，所述第1电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第1接触孔与所述第1区域连接，所述第2电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第2接触孔与所述第2区域连接，所述第3电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第3接触孔与所述第3区域连接，所述第4电极，通过在所述第2绝缘膜及所述第3绝缘膜中形成的第4接触孔与所述第4区域连接。12.如权利要求7所述的显示装置，所述第1绝缘膜及所述第2绝缘膜分别由氧化物形成。

百度查询： 株式会社日本显示器 半导体装置及显示装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD