薄膜晶體管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的薄膜晶體管具有：在基板(21)上形成的柵電極(22)；以覆蓋該柵電極(22)的方式形成的柵絕緣膜(23)；在該柵絕緣膜(23)上形成的氧化物半導(dǎo)體層(24)；以覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層(24)的端部的方式形成的源電極(25s)及漏電極(25d)；和在源電極(25s)及漏電極(25d)和氧化物半導(dǎo)體層(24)上以覆蓋它們的方式形成的鈍化膜(26)。鈍化膜(26)由可以使450nm以下的波長(zhǎng)的光衰減的絕緣膜材料構(gòu)成。
【專利說(shuō)明】薄膜晶體管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用于液晶顯示裝置或者有機(jī)EL顯示裝置的薄膜晶體管。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于使用于液晶顯示裝置或者有機(jī)EL顯示裝置的薄膜晶體管，在含有氧化物半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管中采用溝道刻蝕阻擋層結(jié)構(gòu)，用以抑制在形成源電極、漏電極時(shí)對(duì)氧化物半導(dǎo)體造成的損傷。另外，為了防止在溝道刻蝕阻擋層形成時(shí)由于還原性氣體引起氧化物半導(dǎo)體產(chǎn)生特性變化，如專利文獻(xiàn)I所示，使用SiO2薄膜來(lái)作為溝道刻蝕阻擋層。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010—161227號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明具有:在基板上形成的柵電極；以覆蓋該柵電極的方式形成的柵絕緣膜；在該柵絕緣膜上形成的氧化物半導(dǎo)體層；以覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的端部的方式形成的源電極及漏電極；和在源電極及漏電極和氧化物半導(dǎo)體層上以覆蓋該源電極及漏電極和氧化物半導(dǎo)體層的方式形成的鈍化膜。鈍化膜由可以使450nm以下的波長(zhǎng)的光衰減的絕緣膜材料構(gòu)成。
[0007]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供抑制了特性變化、具有所希望的晶體管特性的薄膜晶體管?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是表示一實(shí)施方式中的EL顯示裝置的立體圖。
[0009]圖2是表示一實(shí)施方式中的EL顯示裝置的像素隔堤的示例的立體圖。
[0010]圖3是表示一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的像素電路的電路構(gòu)成的電氣電路圖。
[0011]圖4是表不一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的概略截面圖。
[0012]圖5A是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0013]圖5B是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0014]圖5C是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0015]圖是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0016]圖5E是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0017]圖5F是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
[0018]圖5G是用于說(shuō)明一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法的概略截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式中的薄膜晶體管予以說(shuō)明。
[0020]圖1是一實(shí)施方式中的EL顯示裝置的立體圖，圖2是表示一實(shí)施方式中的EL顯示裝置的像素隔堤的示例的立體圖，圖3是表示一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的像素電路的電路構(gòu)成的圖。
[0021]如圖1?圖3所示，EL顯示裝置自下層開(kāi)始由薄膜晶體管陣列裝置I和發(fā)光部的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中，薄膜晶體管陣列裝置I中配置了多個(gè)薄膜晶體管10或者薄膜晶體管11，發(fā)光部由作為下部電極的陽(yáng)極2、由有機(jī)材料構(gòu)成的作為發(fā)光層的EL層3、和透明的作為上部電極的陰極4組成。由薄膜晶體管陣列裝置I對(duì)該發(fā)光部進(jìn)行發(fā)光控制。另外，發(fā)光部是在一對(duì)電極即陽(yáng)極2與陰極4之間配置了 EL層3的結(jié)構(gòu)。在陽(yáng)極2與EL層3之間層疊地形成有空穴傳輸層，在EL層3與透明的陰極4之間層疊地形成有電子傳輸層。在薄膜晶體管陣列裝置I中，多個(gè)像素5被配置成矩陣狀。
[0022]各像素5由各自設(shè)置的像素電路6來(lái)驅(qū)動(dòng)。另外，薄膜晶體管陣列裝置I具有:被配置為行狀的多個(gè)柵極布線7、以與柵極布線7交叉的方式被配置為列狀的多個(gè)作為信號(hào)布線的源極布線8、和與源極布線8平行地延伸的多個(gè)電源布線9 (圖1中省略)。
[0023]柵極布線7在每行與像素電路6各自包含的作為開(kāi)關(guān)元件動(dòng)作的薄膜晶體管10的柵電極IOg連接。源極布線8在每列與像素電路6各自包含的作為開(kāi)關(guān)元件動(dòng)作的薄膜晶體管10的源電極IOs連接。電源布線9在每列與像素電路6各自包含的作為驅(qū)動(dòng)元件動(dòng)作的薄膜晶體管11的漏電極Ild連接。
[0024]如圖2所示，EL顯示裝置的各像素5由3色(紅色、綠色、藍(lán)色)的子像素5R、5G、5B構(gòu)成。這些子像素5R、5G、5B在顯示面上被排列成多個(gè)矩陣狀(以下記為“子像素列”)。各子像素5R、5G、5B被用隔堤5a相互分離開(kāi)。隔堤5a形成為與柵極布線7平行地延伸的突條和與源極布線8平行地延伸的突條相互交叉。而且，在由該突條所包圍的部分(即隔堤5a的開(kāi)口部)形成有子像素5R、5G、5B。
[0025]在薄膜晶體管陣列裝置I上的層間絕緣膜上且是在隔堤5a的開(kāi)口部?jī)?nèi)，按每個(gè)子像素5R、5G、5B形成有陽(yáng)極2。同樣地，在陽(yáng)極2上且是在隔堤5a的開(kāi)口部?jī)?nèi)，按每個(gè)子像素5R、5G、5B形成有EL層3。在多個(gè)EL層3及隔堤5a上且以覆蓋全部的子像素5R、5G、5B的方式連續(xù)地形成有透明的陰極4。
[0026]并且，在薄膜晶體管陣列裝置I中，按每個(gè)子像素5R、5G、5B形成有像素電路6。而且，各子像素5R、5G、5B與相對(duì)應(yīng)的像素電路6通過(guò)后邊將闡述的接觸孔及中繼電極而電連接。另外，除EL層3的發(fā)光顏色不同這點(diǎn)之外，子像素5R、5G、5B具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，在以后的說(shuō)明中，將不再區(qū)分子像素5R、5G、5B而將其全部記為“像素5”。
[0027]如圖3所示,像素電路6由作為開(kāi)關(guān)元件動(dòng)作的薄膜晶體管10、作為驅(qū)動(dòng)元件動(dòng)作的薄膜晶體管11、存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的像素所顯示的數(shù)據(jù)的電容器12構(gòu)成。
[0028]薄膜晶體管10由與柵極布線7連接的柵電極10g、與源極布線8連接的源電極10s、與電容器12及薄膜晶體管11的柵電極Ilg連接的漏電極10d、和半導(dǎo)體膜(未圖示)構(gòu)成。當(dāng)向所連接的柵極布線7及源極布線8施加電壓時(shí)，該薄膜晶體管10將施加到該源極布線8的電壓值作為顯示數(shù)據(jù)保存在電容器12。
[0029]薄膜晶體管11由與薄膜晶體管10的漏電極IOd連接的柵電極llg、與電源布線9及電容器12連接的漏電極lid、與陽(yáng)極2連接的源電極11s、和半導(dǎo)體膜(未圖示)構(gòu)成。該薄膜晶體管11將與電容器12保持的電壓值對(duì)應(yīng)的電流，從電源布線9通過(guò)源電極Ils提供給陽(yáng)極2。即，上述構(gòu)成的EL顯示裝置采用有源矩陣方式，該有源矩陣方式是對(duì)位于柵極布線7與源極布線8的交點(diǎn)的每個(gè)像素5進(jìn)行顯示控制的方式。
[0030]圖4是表不一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的概略截面圖。
[0031 ] 如圖4所示，在基板21上形成柵電極22，以覆蓋該柵電極22的方式形成有柵絕緣膜23。在柵絕緣膜23上形成有島狀的氧化物半導(dǎo)體層24。以覆蓋氧化物半導(dǎo)體層24的端部的方式形成有源電極25s、漏電極25d。
[0032]另外，在源電極25s、漏電極25d以及氧化物半導(dǎo)體層24上，以覆蓋該源電極25s、漏電極25d以及氧化物半導(dǎo)體層24的方式形成有鈍化膜26，該鈍化膜26用于與形成于上層的發(fā)光層的電極之間絕緣。另外，盡管沒(méi)有予以圖示，該鈍化膜26形成有接觸孔，通過(guò)該接觸孔與上層的凳光層的電極電連接。
[0033]在此，例如使用玻璃基板作為基板21。另外，在是應(yīng)用于可撓式顯示器的情況下，也可以使用樹(shù)脂基板。此外，關(guān)于柵電極22，例如可以使用T1、Mo、W、Al、Au等的金屬或者ITO(氧化銦錫)等的導(dǎo)電氧化物。另外，關(guān)于金屬，例如可以使用MoW那樣的合金。另外，為了提高膜的密接性，可以使用與氧化物之間的密接性良好的金屬、例如夾有T1、Al或Au等的金屬的層疊體作為電極。
[0034]另外，作為柵絕緣膜23，例如使用氧化硅膜、氧化鉿膜等的氧化物薄膜、氮化硅膜等的氮化膜、氮氧化硅膜的單層膜或?qū)盈B膜等。
[0035]并且，作為氧化物半導(dǎo)體層24，雖然使用含有In、Zn及Ga的氧化物半導(dǎo)體，但更優(yōu)選是非晶態(tài)。作為氧化物半導(dǎo)體層24的形成方法，可以使用DC濺射法、高頻濺射法、等離子CVD法、脈沖激光堆積法、或者噴墨打印法等。膜厚優(yōu)選為IOnm?150nm。在膜厚比IOnm薄的情況下，容易產(chǎn)生針孔，而在膜厚比150nm厚的情況下，會(huì)發(fā)生晶體管特性的截止動(dòng)作時(shí)的漏電流、或亞閾值擺幅值(S值)增大的問(wèn)題。
[0036]另外，與上述柵電極22相同，作為源電極25s、漏電極25d例如可以使用T1、Mo、W、Al、Au等的金屬或者ITO等的導(dǎo)電氧化物。另外，關(guān)于金屬，例如可以使用MoW那樣的合金。另外，為了提高膜的密接性，可以使用與氧化物之間的密接性良好的金屬、例如夾有T1、Al或Au等的金屬的層疊體作為電極。
[0037]作為鈍化膜26，使用含有可以使450nm以下的波長(zhǎng)的光衰減的倍半硅氧烷、丙烯、硅氧烷的樹(shù)脂涂敷型的感光性絕緣膜材料。由此，可以構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體層24的溝道部分不被450nm以下的波長(zhǎng)的光照射的結(jié)構(gòu)。另外，經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，只要是使450nm以下的波長(zhǎng)的光的透射率小于等于20 %的感光性絕緣材料即可。此外，通過(guò)使用感光性絕緣膜材料，可以使通過(guò)光刻進(jìn)行鈍化膜26的加工成為可能，從而無(wú)須使用干式刻蝕法或濕式刻蝕法等的加工工序，因此可以降低成本。另外，鈍化膜26也可以是感光性絕緣材料和無(wú)機(jī)絕緣材料的層疊膜。作為無(wú)機(jī)絕緣材料，例如使用氧化硅、氧化鋁、氧化鈦等。另外，成膜時(shí)使用CVD法、濺射法、ALD法等。
[0038]下面，使用圖5A?圖5G，對(duì)一實(shí)施方式中的薄膜晶體管的制造方法予以說(shuō)明。
[0039]首先，如圖5A所示，在基板21上將柵電極22加工成所希望的柵極形狀，然后以覆蓋柵電極22的方式形成柵絕緣膜23。其后，在柵絕緣膜23上形成氧化物半導(dǎo)體層24。
[0040]然后，如圖5B所示，在氧化物半導(dǎo)體層24上形成抗蝕劑掩模27，使用該抗蝕劑掩模27，如圖5C所示那樣，進(jìn)行氧化物半導(dǎo)體層24的圖案形成。關(guān)于氧化物半導(dǎo)體層24的加工，例如使用濕式刻蝕法。在濕式刻蝕法中，使用磷酸、硝酸、醋酸等的酸混合液、草酸、鹽酸等。
[0041]然后，如圖所示那樣，除去抗蝕劑掩模27?？梢酝ㄟ^(guò)使用抗蝕劑剝離液的濕式刻蝕處理、或者使用氧等離子體的干式刻蝕処理等來(lái)進(jìn)行抗蝕劑掩模27的除去。
[0042]然后，如圖5E所示那樣，在形成電極層25即源電極25s、漏電極25d之后，形成抗蝕劑掩模28。
[0043]然后，如圖5F所示那樣，使用抗蝕劑掩模28進(jìn)行電極層25的圖案形成，在加工了源電極25s、漏電極25d之后，除去抗蝕劑掩模28。關(guān)于源電極25s、漏電極25d的加工，使用濕式刻蝕法。在形成了源電極25s、漏電極25d之后，以150?450°C溫度對(duì)氧化物半導(dǎo)體層24進(jìn)行0.5?1200分鐘的熱處理。通過(guò)進(jìn)行熱處理，可以降低與源電極25s、漏電極25d之間的接觸電阻值，并且可以使氧化物半導(dǎo)體層24的特性穩(wěn)定。
[0044]然后，如圖5G所示那樣，形成鈍化膜26。如上所述，在鈍化膜26形成有接觸孔，該接觸孔用于形成與源電極25s、漏電極25d之間的電接觸以及與柵電極22之間的電接觸。由于鈍化膜26使用感光性材料，從而可以用光刻法來(lái)進(jìn)行接觸孔的形成。
[0045]如上所述，在本實(shí)施方式中，在氧化物半導(dǎo)體層24上作為鈍化膜26使用可以使450nm以下的波長(zhǎng)的光衰減的樹(shù)脂涂敷型的感光性絕緣膜材料。這樣一來(lái)，可以構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體層24的溝道部分不被450nm以下的波長(zhǎng)的光照射的結(jié)構(gòu)，使不發(fā)生光傳導(dǎo)的使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管10或者薄膜晶體管11的形成成為可能。從而，可以提供抑制特性變化、且具有所希望的晶體管特性的薄膜晶體管10或者薄膜晶體管11。
[0046]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0047]如上所述的本發(fā)明，對(duì)于使用氧化物半導(dǎo)體的薄膜晶體管的特性穩(wěn)定是有用的。
[0048]符號(hào)的說(shuō)明
[0049]10薄膜晶體管
[0050]IOd漏電極
[0051]IOg柵電極
[0052]IOs源電極
[0053]11薄膜晶體管
[0054]Ild漏電極
[0055]Ilg柵電極
[0056]Ils源電極
[0057]21 基板
[0058]22柵電極
[0059]23柵絕緣膜
[0060]24氧化物半導(dǎo)體層
[0061]25d漏電極
[0062]25s源電極
[0063]26鈍化膜
【權(quán)利要求】
1.一種薄膜晶體管，其具有:在基板上形成的柵電極；以覆蓋該柵電極的方式形成的柵絕緣膜；在該柵絕緣膜上形成的氧化物半導(dǎo)體層；以覆蓋該氧化物半導(dǎo)體層的端部的方式形成的源電極及漏電極；和在所述源電極及漏電極和所述氧化物半導(dǎo)體層上以覆蓋所述源電極及漏電極和所述氧化物半導(dǎo)體層的方式形成的鈍化膜，其中，所述鈍化膜由可以使450nm以下的波長(zhǎng)的光衰減的絕緣膜材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜晶體管，其中，所述氧化物半導(dǎo)體層由含有In、Zn及Ga的氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】H05B33/08GK103493187SQ201280018902
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月20日
【發(fā)明者】佐藤榮一, 青山俊之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社