半导体装置和显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置和显示装置。
【背景技术】
[0002]在用于液晶显示装置的液晶面板中，呈矩阵状地设置有多个TFT作为用于控制各像素的动作的开关元件。现有技术中，作为用于TFT的半导体膜，一般使用非晶硅等硅半导体，但是近年来提案有使用电子迀移率更高的氧化物半导体作为半导体膜。将使用这样的氧化物半导体的TFT用作开关元件的液晶显示装置的一例记载在下述专利文献I中。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2010-230744号公报
[0006](发明要解决的课题)
[0007]氧化物半导体由于电子迀移率高，所以能够使TFT更加小型化并实现液晶面板的开口率的提高，而且能够在设置有TFT的阵列基板上设置各种电路部。另一方面，氧化物半导体当取入来自其他的膜或外部的水分时，其电特性容易发生变化，有可能因此而导致上述的电路部无法正常工作。
【发明内容】
[0008]本发明是基于上述问题而完成的，其目的在于使非显示部用晶体管(transistor，也称为“三极管”)不易发生工作不良。
[0009](用于解决课题的技术手段)
[0010]本发明的半导体装置具备:基板；形成在上述基板上的第一金属膜；至少形成在上述第一金属膜上的第一绝缘膜；形成在上述第一绝缘膜上的半导体膜；至少形成在上述半导体膜上的第二金属膜；至少形成在上述第二金属膜上的第二绝缘膜；形成在上述第二绝缘膜上的有机绝缘膜；形成在上述有机绝缘膜上的第一透明电极膜；至少形成在上述第一透明电极膜上的第三绝缘膜；至少形成在上述第三绝缘膜上的第二透明电极膜；在上述基板的板面内显不图像的显不部；配置于上述显不部的显不部用晶体管，该显不部用晶体管至少具有:由上述第一金属膜形成的第一栅极电极部；由上述半导体膜形成、且俯视时与上述第一栅极电极部重叠的第一沟道部；由上述第二金属膜形成、且与上述第一沟道部连接的第一源极电极部；和由上述第二金属膜形成、且与上述第一沟道部连接的第一漏极电极部；配置于上述显示部并由上述第一透明电极膜形成的第一透明电极部；第一绝缘部，该第一绝缘部配置于上述显示部，并由上述第二绝缘膜、上述有机绝缘膜和上述第三绝缘膜形成，在俯视时与上述第一漏极电极部重叠的位置贯通形成有接触孔；第二透明电极部，该第二透明电极部配置于上述显示部，并由上述第二透明电极膜形成，通过上述接触孔与上述第一漏极电极部连接；在上述基板的板面内配置在上述显示部外的非显示部；配置于上述非显示部的非显示部用晶体管，该非显示部用晶体管至少具有:由上述第一金属膜形成的第二栅极电极部；由上述半导体膜形成、且俯视时与上述第二栅极电极部重叠的第二沟道部；由上述第二金属膜形成、且与上述第二沟道部连接的第二源极电极部；和由上述第二金属膜形成、且与上述第二沟道部连接的第二漏极电极部；配置于上述非显示部，并由上述第三绝缘膜形成的上层侧绝缘部；和配置于上述非显示部，并至少由上述第二绝缘膜形成，层叠于上述上层侧绝缘部的下层侧的下层侧绝缘部。
[0011]通过采用这种结构，当在基板的板面内的显示部配置的显示部用晶体管的第一栅极电极部被导通(ON)时，第一源极电极部和第一漏极电极部经由第一沟道部通电，由此与第一漏极电极部连接的第二透明电极部被充电，因此基于在第二透明电极部与第一透明电极部之间产生的电位差能够在显示部显示图像。
[0012]然而，有机绝缘膜所用的材料，多具有易吸湿的性质。有机绝缘膜中所含的水分进入半导体膜而使半导体膜产生劣化时，有可能导致半导体膜的电特性发生变化。由于在显示部用晶体管的第一源极电极部与第一漏极电极部之间流动的电流量少，所以即使由半导体膜构成的第一沟道部劣化而其电特性发生变化，对其动作造成坏影响的可能性也低，但是存在在非显示部用晶体管的第二源极电极部与第二漏极电极部之间流动的电流量多的情况，关于这样的非显示部用晶体管，如果由半导体膜构成的第二沟道部劣化而其电特性发生变化，则对其动作造成坏影响的可能性变高。
[0013]关于这一点，如上所述，由于非显示部用晶体管在由第三绝缘膜构成的上层侧绝缘部与至少由第二绝缘膜构成的下层侧绝缘部之间不具有有机绝缘膜，所以由半导体膜构成的第二沟道部不易劣化，因此第二沟道部的电特性不易发生变化。由此，能够使非显示部用晶体管不易发生工作不良。
[0014]本发明的实施方式优选采用如下结构。
[0015](I)上述下层侧绝缘部的膜厚比上述上层侧绝缘部的膜厚相对大。通过采用这种结构，由于下层侧绝缘部的膜厚比上层侧绝缘部的膜厚相对大，所以在该半导体装置的制造过程中，形成第三绝缘膜(上层侧绝缘部)时，能够使得与第二绝缘膜(下层侧绝缘部)相比下层侧不易受到损伤。
[0016](2)具备以介于至少上述半导体膜与上述第二金属膜之间的方式形成的保护上述半导体薄膜的保护膜，上述显示部用晶体管具有由上述保护膜形成且在俯视时与上述第一沟道部重叠的位置贯通形成有2个第一开口部的第一保护部，上述第一源极电极部通过2个上述第一开口部中的一个第一开口部与上述第一沟道部连接，而上述第一漏极电极部通过2个上述第一开口部中的另一个第一开口部与上述第一沟道部连接，上述非显示部用晶体管具有由上述保护膜形成且在俯视时与上述第二沟道部重叠的位置贯通形成有2个第二开口部的第二保护部，上述第二源极电极部通过2个上述第二开口部中的一个第二开口部与上述第二沟道部连接，而上述第二漏极电极部通过2个上述第二开口部中的另一个第二开口部与上述第二沟道部连接，上述下层侧绝缘部由上述第二绝缘膜和上述保护膜形成。通过采用这种结构，能够利用介于半导体膜与第二金属膜之间的保护膜保护半导体膜，所以在制造过程中形成第二金属膜时由半导体膜构成的第一沟道部和第二沟道部难以被蚀刻。而且，由于下层侧绝缘部由第二绝缘膜和保护膜构成，所以在该半导体装置的制造过程中，形成第三绝缘膜时，能够使得与第二绝缘膜和保护膜相比，下层侧难以受到损伤。另夕卜，通过在由保护膜构成的第一保护部形成2个第一开口部，能够将第一源极电极部和第一漏极电极部分别连接到第一沟道部。另外，通过在由保护膜构成的第二保护部形成2个第二开口部，能够将第二源极电极部和第二漏极电极部分别连接到第二沟道部。
[0017](3)上述保护膜由氧化硅形成。由于氧化硅与例如氮化硅、有机绝缘材料等相比是难以将半导体膜氧化或还原的材料，所以通过使显示部用晶体管和非显示部用晶体管中位于半导体膜的上层侧的保护半导体膜的保护膜的材料为氧化硅，能够使由半导体膜构成的第一沟道部和第二沟道部的电特性不易发生变化。
[0018](4)上述显示部用晶体管中，构成上述第一绝缘部的上述第二绝缘膜的膜厚比构成上述第一绝缘部的上述第三绝缘膜的膜厚大，且与构成上述非显示部用晶体管所具有的上述下层侧绝缘部的上述第二绝缘膜的膜厚相同。通过采用这种结构，第二绝缘膜在显示部和非显示部以相同的膜厚形成，所以能够I次就完成成膜工序。由此，能够缩短生产间隔时间(tact time)。
[0019](5)上述第三绝缘膜由氮化硅构成。氮化硅与例如氧化硅等相比成膜时容易含氢，因该氢而可能导致半导体膜被还原，但是通过在非显示部用晶体管中使至少由第二绝缘膜构成的下层侧绝缘部的膜厚比由第三绝缘膜构成的上层侧绝缘部的膜厚大，能够使由半导体膜构成的第二沟道部不易被还原，因此，能够使第二沟道部的电特性不易变化。
[0020](6)上述有机绝缘膜由丙烯酸类树脂材料构成。丙烯酸类树脂材料具有易吸水的性质，因该水分而可能导致半导体膜劣化，但是通过在非显示部用晶体管中使至少由第二绝缘膜构成的下层侧绝缘部的膜厚比由第三绝缘膜构成的上层侧绝缘部的膜厚大，能够使由半导体膜构成的第二沟道部不易劣化，因此，能够使第二沟道部的电特性不易变化。
[0021](7)上述半导体膜由氧化物半导体构成。氧化物半导体具有易氧化或还原的性质，但是通过采用非显示部用晶体管不具有有机绝缘膜的结构，由半导体膜构成的第二沟道部变得不易劣化，所以第二沟道部的电特性不易发生变化。
[0022](8)具备:配置于上述显示部，通过与上述第一栅极电极部连接而对上述显示部用晶体管传输扫描信号的扫描信号线；和配置于上述非显示部，与上述扫描信号线连接并向上述扫描信号线供给上述扫描信号的缓冲电路部，上述非显示部用晶体管构成上述缓冲电路部。通过采用这种结构，在构成缓冲电路部的非显示部用晶体管中在第二源极电极部与第二漏极电极部之间流动的电流量，存在比在显示部用晶体管的第一源极电极部与第一漏极电极部之间流动的电流量大的倾向，因此当形成非显示部用晶体管的第二沟道部的半导体膜因来自其他膜或外部的水分而劣化、电特性发生变化时，变得无法正常工作的可能性变高。但是，如上所述，非显示部用晶体管不具有有机绝缘膜，因此第二沟道部变得不易劣化，因此构成缓冲电路部的非显示部用晶体管不易发生工作不良。
[0023](9)上述第二绝缘膜由氧化硅构成。氧化硅与例如氮化硅、有机绝缘材料等相比是难以将半导体膜氧化或还原的材料，所以通过在非显示部用晶体管中使构成下层侧绝缘部的第二绝缘膜的材料采用氧化硅，能够使由半导体膜构成的第二沟道部的电特性更难以发生变化。
[0024](10)上述第一绝缘膜形成为由氮化硅形成的下层侧第一绝缘膜、和配置于上述下层侧第一绝缘膜与上述半导体膜之间的由氧化硅形成的上层侧第一绝缘膜的层叠结构。氧化硅与例如氮化硅、有机绝缘材料等相比是难以将半导体膜氧化或还原的材料，所以通过在显示部用晶体管和非显示部用晶体管中使配置于下层侧第一绝缘膜与半导体膜之间的上层侧第一绝缘膜的材料采用氧化硅，能够使由半导体膜构成的第一沟道部和第二沟道部的电特性难以发生变化。
[0025](11)上述第二绝缘膜和上述第三绝缘膜，在上述显示部和上述非显示部的整个区域中俯视时图案相同。通过采用这种结构，例如形成第三绝缘膜并进行图案形成后，能够将该第三绝缘膜用作抗蚀剂对第二绝缘膜进行图案形成(patterning，也称为“图案化”)。由此，不需要用于对第二绝缘膜进行图案形成的掩模，所以能够实现制造设备的简化和制造成本的降低等。而且，在对第二绝缘膜进行图案形成时，不将有机绝缘膜用作抗蚀剂，所以能够提高有机绝缘膜的图案的自由度，由此能够在非显示部中实现在由第三绝缘膜构成的上层侧绝缘部与至少由第二绝缘膜构成的下层侧绝缘部之间不设置有机绝缘膜的结构。
[0026]接着，为了解决上述课题，本发明的显示装置具备:上述的半导体装置；以与上述半导体装置相对的方式配置的对置基板；和配置于上述半导体装置与上述对置基板之间的液晶层。
[0027]根据这样的显示装置，由于上述的半导体装置的非显示部用晶体管难以发生工作不良，所以工作可靠性等优秀。
[0028](发明的效果)
[0029]根据本发明，能够使非显示部用晶体管不易发生工作不良。
【附图说明】
[0030]图1是表示本发明的实施方式I的安装有驱动器的液晶面板、挠性基板和控制电路基板的连接结构的概略俯视图(即，概略平面图)。
[0031]图2是表示沿液晶显示装置的长边方向的截面结构的概略截面图。
[0032]图3是表示液晶面板的截面结构的概略截面图。
[0033]图4是概略地表示构成液晶面板的阵列基板的配线结构的俯视图。
[0034]图5是表示显示部用TFT的配线结构的俯视图。
[0035]图6是表示显示部中的像素的平面结构的俯视图。
[0036]图7是图6的vi1-vii线截面图。
[0037]图8是表示非显示部用TFT的截面结构的截面图。
[0038]图9是表示本发明的实施方式2的