CN103261959B - 半导体装置和半导体装置的制造方法以及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体装置（100A）具有：薄膜晶体管（10）；形成在薄膜晶体管（10）上的第一绝缘层（9）；形成在第一绝缘层（9）上的具有开口部（21a）的第二绝缘层（11）；和以从基板（1）的法线方向看时与氧化物半导体层（5）重叠的方式形成的遮光层（12a），遮光层（12a）形成于开口部（21a），遮光层（12a）的上表面具有凸状的曲面，并且，第二绝缘层（11）的上表面与遮光层（12a）的上表面相比位于基板（1）侧。

Description

半导体装置和半导体装置的制造方法以及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及具有包含氧化物半导体层的薄膜晶体管（ThinFilmTransistor：TFT）的半导体装置和这种半导体装置的制造方法以及液晶显示装置。
背景技术
近年来，具有含有In（铟）、Zn（锌）或Ga（镓）等的氧化物半导体层的TFT的开发被广泛进行（例如专利文献1）。具有氧化物半导体层的TFT（以下成为氧化物半导体TFT）具有迁移率高的特性。
在专利文献1中公开了一种液晶显示装置，其以覆盖氧化物半导体层的方式形成具有使可见光的光强度衰减的功能的遮光层，使氧化物半导体TFT的动作特性稳定。进一步，专利文献1还公开了在层间膜的一部分形成上述遮光层的液晶显示装置。
另外，在专利文献2和3中公开了在阵列基板形成黑矩阵（BM），增大开口率的液晶显示装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-156960号公报
专利文献2：日本特开2001-33816号公报
专利文献3：日本特开平10-186408号公报
专利文献4：日本特开2003-140189号公报
专利文献5：日本特开2009-151204号公报
专利文献6：日本特开2010-181838号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在专利文献1中公开的在层间膜的一部分形成有遮光层的液晶显示装置中，存在因遮光层的形状使得液晶层的液晶分子的取向紊乱，导致产生显示不良这样的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供不容易产生由光引起的TFT特性的变化、显示品质不下降的半导体装置和这种半导体装置的制造方法以及液晶显示装置。
解决技术问题的技术方案
本发明的实施方式中的半导体装置具有：基板；具有由上述基板支承的源极电极、漏极电极和氧化物半导体层的薄膜晶体管；形成在上述薄膜晶体管上的第一绝缘层；形成在上述第一绝缘层上的具有第一开口部或第一凹部的第二绝缘层；和以从上述基板的法线方向看时与上述氧化物半导体层重叠的方式形成的第一遮光层，上述第一遮光层形成于上述第一开口部或第一凹部，上述第一遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，上述第二绝缘层的上表面与上述第一遮光层的上表面相比位于上述基板侧。
在某实施方式中，上述第二绝缘层的上表面与上述第一遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500以下。
在某实施方式中，上述第一遮光层由黑色树脂形成。
在某实施方式中，上述半导体装置具有：与上述源极电极电连接的源极配线；和以从上述基板的法线方向看时与上述源极配线重叠的方式形成的第二遮光层，上述第二绝缘层还具有上述第二开口部或第二凹部，上述第二遮光层形成于上述第二开口部或上述第二凹部，上述第二遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，上述第二绝缘层的上表面与上述第二遮光层的上表面相比位于上述基板侧。
在某实施方式中，上述第二绝缘层的上表面与上述第二遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500nm以下。
在某实施方式中，上述第二遮光层由黑色树脂形成。
在某实施方式中，上述半导体装置具有形成在上述第二绝缘层上的导电层，上述第二绝缘层与上述第一遮光层相互接触而形成第一界面，上述第二绝缘层与上述第二遮光层相互接触而形成第二界面，上述第一界面或上述第二界面中的至少一部分位于上述导电层之下。
在某实施方式中，上述半导体装置具有与上述漏极电极电连接的漏极配线，上述源极配线和上述漏极配线形成在由与形成上述氧化物半导体层的材料相同的材料形成的层上。
在某实施方式中，上述氧化物半导体层包含In、Ga和Zn。
在某实施方式中，上述第二绝缘层具有拨油性（疏油性）。
本发明的实施方式中的液晶显示装置具有上述半导体装置。
在某实施方式中，上述液晶显示装置为具有垂直取向型的液晶层的液晶显示装置，上述液晶显示装置的像素区域具有：施加电压时上述液晶层的液晶分子沿着第一方向取向的第一液晶畴；施加电压时上述液晶层的液晶分子沿着第二方向取向的第二液晶畴；施加电压时上述液晶层的液晶分子沿着第三方向取向的第三液晶畴；和施加电压时上述液晶层的液晶分子沿着第四方向取向的第四液晶畴，上述第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是任意两个方向之差与90°的整数倍大致相等的4个方向，上述第一液晶畴、第二液晶畴、第三液晶畴和第四液晶畴分别与其它液晶畴相邻，并且配置成2行2列的矩阵状，形成第三遮光层，使得对上述第一液晶畴、第二液晶畴、第三液晶畴和第四液晶畴各自与其它液晶畴相邻的边界区域的至少一部分有选择地进行遮光，上述第二绝缘层还具有第三开口部或第三凹部，上述第三遮光层形成于上述第三开口部或上述第三凹部，上述第三遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，上述第二绝缘层的上表面与上述第三遮光层的上表面相比位于上述基板侧。
在某实施方式中，上述第二绝缘层的上表面与上述第三遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500nm以下。
在某实施方式中，上述第三遮光层由黑色树脂形成。
在某实施方式中，上述液晶显示装置具有形成在上述第二绝缘层上的导电层，上述第三遮光层与上述第二绝缘层相互接触而形成第三界面，上述第三界面中的至少一部分位于上述导电层之下。
本发明的实施方式中的半导体装置的制造方法是上述半导体装置的制造方法，上述半导体装置的制造方法包括由具有拨油性（疏油性）的有机材料形成上述第二绝缘层的工序。
在某实施方式中，上述半导体装置的制造方法包括：工序（A），形成上述第二绝缘层；和工序（B），在上述工序（A）之后，使用氟类气体进行等离子体处理，对上述第二绝缘层赋予拨油性（疏油性）。
发明的效果
根据本发明能够提供不容易产生由光引起的TFT特性的变化、显示品质不下降的半导体装置和这种半导体装置的制造方法以及液晶显示装置。
附图说明
图1（a）是本发明的实施方式中的半导体装置100A的示意性俯视图，（b）是沿着（a）的A1-A1'线的半导体装置100A的示意性剖视图，（c）是（a）的A2-A2'线的半导体装置100A的示意性剖视图。
图2是与图1（b）对应的半导体装置100A的变形例的示意性剖视图。
图3是表示半导体装置100A和半导体装置200各自的阈值电压的变化量（ΔVth）与驱动时间的关系的图表。
图4（a）是本发明的另一个实施方式中的半导体装置100B的示意性俯视图，（b）是沿着（a）的B-B'线的半导体装置100B的示意性剖视图，（c）是用于说明半导体装置100B的平面图。
图5是用于说明半导体装置100B的导电层的结构与施加电压时的液晶层的液晶分子的取向状态之间的关系的俯视图。
图6（a）～（d）是用于说明半导体装置100A的制造方法的示意图。
图7（a）～（d）是用于说明半导体装置100A的制造方法的示意图。
图8（a）～（c）是用于说明半导体装置100B的制造方法的示意图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式中的半导体装置进行说明。本实施方式中的半导体装置是在例如液晶显示装置中使用的半导体装置（TFT基板）。但是，本发明不限定于例示的实施方式。
图1（a）是本发明的实施方式中的半导体装置100A的示意性俯视图。图1（b）是沿着图1（a）的A1-A1'线的半导体装置100A的示意性剖视图。图1（c）是图1（a）的A2-A2'线的半导体装置100A的示意性剖视图。图2是与图1（b）对应的半导体装置100A的变形例的示意性剖视图。
如图1（a）和图1（b）所示，半导体装置100A具有基板（例如玻璃基板）1、由基板1支承的TFT10。TFT10具有源极电极6、漏极电极7和氧化物半导体层5。TFT10例如在每个像素中形成。进一步，半导体装置100A具有：形成在TFT10上的第一绝缘层9；形成在第一绝缘层9上的具有开口部21a的第二绝缘层11；和以从基板1的法线方向看时与氧化物半导体层5重叠的方式形成的遮光层12a。遮光层12a形成于开口部21a。遮光层12a的上表面具有曲面，并且，第二绝缘层11的上表面与遮光层12a的上表面相比位于基板1侧。即，遮光层12a的上表面相对于第二绝缘层11的上表面向上凸。此外，这里例示的开口部21a是贯通孔，但也可以形成凹部代替开口部21a。但开口部21a优选贯通孔。这是因为包含于遮光层12a中的氧容易被供给至半导体装置5，详细内容将在后面叙述。
进一步，如图1（a）和图1（c）所示，半导体装置100A具有：在列方向上延伸设置的源极配线6'；和以从第一基板的法线方向看时与源极配线6'重叠的方式形成的遮光层12b。源极配线6'与TFT10的源极电极6电连接。第二绝缘层11还具有开口部21b。遮光层12b形成于开口部21b。遮光层12b的上表面具有曲面，并且，第二绝缘层11的上表面与遮光层12b的上表面相比位于基板1侧。遮光层12b作为例如黑矩阵（BM）起作用。当在作为TFT基板的半导体装置100A形成BM时，在使用半导体装置100A制造液晶显示装置的情况下，可以不在与半导体装置100A相对的彩色滤光片基板上形成BM，能够进一步使TFT10与BM的位置偏差变小，可以使BM不必太大，因此像素的开口率进一步变大。此外，这里例示的开口部21b是贯通孔，但也可以形成凹部代替开口部21b。
当遮光层12a、12b的上表面具有曲面，并且，第二绝缘层11的上表面分别与遮光层12a、12b的上表面相比位于基板1侧时，例如在施加电压时，能够防止TFT10上的液晶层（未图示）的液晶分子的取向自所期望的取向紊乱。特别是，具有半导体装置100A的液晶显示装置为垂直取向型的液晶显示装置的情况下，上述效果能够显著地表现出来。进一步，当遮光层12a、12b的上表面具有曲面，并且第二绝缘层11的上表面分别与遮光层12a、12b的上表面相比位于基板1侧时，不容易产生由摩擦处理引起的不良情况。
遮光层12a、12b优选由黑色树脂形成。黑色树脂由例如含有钛黑颜料或碳黑颜料等的丙烯酸树脂形成。当遮光层12a、12b由黑色树脂形成时，遮光层12a、12b吸收照射在TFT10的氧化物半导体层5的光，因此能够防止TFT10的特性因光而发生变化。另外，遮光层12a、12b能够利用喷墨法容易地形成，从而削减制造费用。当利用喷墨法形成遮光层12a、12b时，仅在所希望的区域形成遮光层12a、12b，因此不容易产生由形成遮光层12a、12b而引起的不良情况。进一步，黑色树脂向氧化物半导体层5供氧，从而能够抑制氧化物半导体层5的氧缺陷。
第二绝缘层11优选相对于形成遮光层12a、12b的材料具有拨油性（疏油性）（拨油不拨水的性质）或拨液性（疏液性）（拨水也拨油的性质）。当第二绝缘层11具有拨油性或拨液性时，遮光层12a、12b的上表面形成为具有曲面，并且第二绝缘层11的上表面形成为与遮光层12a、12b的上表面相比位于基板1侧。
半导体装置100A在第二绝缘层11上还具有导电层13。在本实施方式中，导电层13例如为像素电极层。另外，遮光层12a与第二绝缘层11相互接触，形成界面。同样地，遮光层12b与第二绝缘层11相互接触，形成界面。遮光层12a、12b与第二绝缘层11的界面的至少一部分优选位于导电层13之下。当遮光层12a、12b与第二绝缘膜11的界面位于导电层13之下时，例如能够防止包含于液晶层中的水分从遮光层12a、12b与第二绝缘层11的间隙侵入，导致TFT10的特性发生变化。
遮光层12a、12b的上表面各自的最顶部与第二绝缘层11的上表面的距离L优选分别独立地大于0nm且为1500nm以下。当距离L处于该范围内时，特别是在将半导体装置100A用于具有垂直取向型的液晶层的液晶显示装置中的情况下，在施加电压时，遮光层12a、12b规定液晶分子的倾斜方向，因此TFT10上的液晶层的液晶分子容易成为期望的取向。
图1（a）和图2所示的半导体装置具有：与TFT10的源极电极6电连接的源极配线6'；和与TFT10的漏极电极7电连接的漏极配线7'。源极配线6'在列方向上延伸设置。源极配线6'和漏极配线7'形成在由与形成氧化物半导体层5的材料相同的材料形成的层上。当具有这种结构时，能够利用削减了光掩模的半导体装置的制造方法制造图2所示的半导体装置。削减了掩模的半导体装置的制造方法公开在例如专利文献4中。将专利文献4的所有公开内容援引至本说明书中，仅作参考。
本实施方式中，氧化物半导体层5例如是具有In（铟）、Ga（镓）和Zn（锌）的非结晶氧化物半导体层（a-IGZO层）。另外，氧化物半导体层5可以是具有例如In和Zn而不具有Ga的非结晶氧化物半导体（a-IZO）层，或具有Zn而不具有In和Ga的非结晶氧化物半导体（a-ZnO）层。另外，作为TFT10的半导体层，代替氧化物半导体层5，可以例如为非晶硅（a-Si）层。
接着，详细地对半导体装置100A进行说明。
如图1（a）～图1（c）所示，半导体装置100A具有：被支承（设置）在基板1上的TFT10和辅助电容电极8；和与TFT10的漏极配线7'电连接的导电层（在本实施方式中，像素电极层）13。TFT10是氧化物半导体TFT。TFT10具有：栅极电极2；形成在栅极电极2上的第一栅极绝缘膜3；形成在第一栅极绝缘膜3上的第二栅极绝缘膜4；形成在第二栅极绝缘膜4上的氧化物半导体层5；以及形成在氧化物半导体层5上的源极电极6和漏极电极7。进一步，半导体装置100A具有：形成在TFT10上的第一绝缘层9；和形成在第一绝缘层9上的第二绝缘层11。导电层13形成在第二绝缘层11上，导电层13的一部分与遮光层12a、12b接触。但是，导电层13以导电层13的一部分与氧化物半导体层5的沟道区域不重叠的方式形成。进一步，半导体装置100A具有：与源极电极6电连接的源极配线6'；和与漏极电极7电连接的漏极配线7'。
栅极电极2和辅助电容电极8具有例如含有Ti（钛）/Al（铝）/Ti的层叠结构。栅极电极2和辅助电容电极8中，Cu（铜）可以代替Al。栅极电极2和辅助电容电极8的厚度分别例如为250nm。
源极电极6和源极配线6'以及漏极电极7和漏极配线7'具有例如含有MoN（氮化钼）/Al（铝）/MoN的层叠结构。源极电极6和源极配线6'以及漏极电极7和漏极配线7'中，Cu可以代替Al。源极电极6和源极配线6'以及漏极电极7和漏极配线7'的厚度例如为250nm。
第一栅极绝缘膜3例如由SiN（氮化硅）形成。第一栅极绝缘膜3的厚度例如为325nm。
第二栅极绝缘膜4例如由SiO2（二氧化硅）形成。第二栅极绝缘膜4的厚度例如为50nm。
氧化物半导体层5含有例如In、Ga和Zn。氧化物半导体层5的厚度例如为50nm。
第一绝缘层9由例如SiO2形成。第一绝缘层9的厚度例如为250nm。
第二绝缘层11例如由感光性的有机材料形成。第二绝缘层11的厚度例如为2000nm～4000nm。
导电层13例如由ITO（IndiumTinOxide：铟锡氧化物）形成。导电层13的厚度例如为50nm～200nm。
接着，对发明人研究的光照射实验进行说明。
图3是表示半导体装置100A（实验例）和不具有半导体装置100A的遮光层12a的半导体装置200（比较例）各自的阈值电压的变化量（ΔVth）与驱动时间（单位：时间）的关系的图表。具体而言，半导体装置200（未图示）具有：基板（例如玻璃基板）1；和由基板1支承的TFT10。TFT10具有：栅极电极2；形成在栅极电极2上的第一栅极绝缘膜3；形成在第一栅极绝缘膜3上的第二栅极绝缘膜4；形成在第二栅极绝缘膜4上的氧化物半导体层5；以及形成在氧化物半导体层5上的源极电极6和漏极电极7。进一步，半导体装置200具有：形成在TFT10上的第一绝缘层9；和形成在第一绝缘层9上的第二绝缘层11。半导体装置200不具有遮光层12a和开口部21a。各半导体装置在LED（LightEmittingDiode：发光二极管）背光源上被驱动。另外，LED背光源的亮度为2000cd/m2。ΔVth是没有照射LED背光源的光时的半导体装置100A和半导体装置200各自的阈值电压（Vth0），与来自LED背光源的光照射到半导体装置100A和200的环境下在规定的驱动时间内的半导体装置100A和半导体装置200各自的阈值电压（Vtht）之差（ΔVth=Vth0-Vtht）。
如图3可知，在不具有遮光层12a的半导体装置200中，ΔVth随驱动时间大幅变化。但是，半导体装置100A与半导体装置200相比ΔVth的变化小。这可以认为是来自LED背光源的光照射到半导体装置200的氧化物半导体层，导致阈值电压变化。在半导体装置100A中，遮光层12a吸收可能照射到氧化物半导体层5的光，因此阈值电压不会大幅变化。另外，当光照射到氧化物半导体层5时，TFT的CV特性（静电电容偏压特性）也发生变化，而当形成遮光层12a时，TFT的CV特性的变化变小，CV特性稳定。
像这样，可知：通过形成遮光层12a，TFT的电特性稳定，结果是例如液晶显示装置的显示品质稳定。
接着，参照图4和图5，对本发明的另一个实施方式中的半导体装置100B进行说明。此外，对与半导体装置100A相同的结构要素标注相同的参考附图标记，避免重复说明。
图4（a）是半导体装置100B的示意性俯视图。图4（b）是沿着图4（a）的B-B'线的半导体装置100B的示意性剖视图，图4（c）是导电层13的示意性平面图。
如图4（a）和图4（b）所示，半导体装置100B是半导体装置100A的导电层（例如，像素电极层）13具有例如与专利文献5所公开的像素电极的结构大致相同的结构，进一步在例如像素的大致中央具有十字状的遮光层12c的半导体装置。
如图4（c）所示，导电层（例如，像素电极层）13具有：在第一方向上延伸的第一边缘部13a和第二边缘部13b；位于第一边缘部13a侧，在与第一方向不同的第二方向上延伸的多个第一支部13aa；位于第二边缘部13b侧，在第二方向上延伸的多个第二支部13bb；位于第一边缘部13a侧，在与第一方向和第二方向不同的第三方向上延伸的多个第三支部13ab；和位于第二边缘部13b侧，在第四方向上延伸的多个第四支部13ba。第一支部13aa、第二支部13bb、第三支部13ab和第四支部13ba各自的宽度为例如1.4μm以上8.0μm以下。另外，第一支部13aa与第三支部13ab之间的宽度，和第二支部13bb与第四支部13ba之间的宽度w1分别为例如1.4μm以上3.2μm以下。第一支部13aa间、第二支部13bb间、第三支部13ab间和第四支部13ba间的宽度w2为例如1.4μm以上3.2μm以下。第一支部13aa与第四支部13ba之间的宽度，和第二支部13bb与第三支部13ab之间的宽度w3分别为例如1.4μm以上3.2μm以下。
此外，半导体装置100B的导电层13可以具有与专利文献5或专利文献6所公开的像素电极相同的结构。将专利文献5和6的所有公开内容援引至本说明书中，以供参考。
半导体装置100A和100B分别独立地用于液晶显示装置。特别是，半导体装置100B用于具有垂直取向（VA（VerticalAlignment））型的液晶层的液晶显示装置（例如，MVA（Multi-domainVerticalAlignment：多畴垂直取向）型液晶显示装置）。
图5是用于说明半导体装置100B的液晶显示装置500B的像素电极层的结构与施加电压时的液晶分子70的取向之间的关系的俯视图。
VA型液晶显示装置500B的像素区域中，具有：施加电压时液晶层的液晶分子沿着第一方向取向的第一液晶畴71；施加电压时液晶层的液晶分子沿着第二方向取向的第二液晶畴72；施加电压时液晶层的液晶分子沿着第三方向取向的第三液晶畴73；和施加电压时液晶层的液晶分子沿着第四方向取向的第四液晶畴74。第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是任意的二个方向之差与90°的整数倍大致相等的4个方向。第一液晶畴71、第二液晶畴72、第三液晶畴73和第四液晶畴74分别与其它液晶畴相邻，并且配置成2行2列的矩阵状。图4（c）所示的导电层13具有在施加电压时液晶分子70成为这种取向的结构。
形成遮光层12c，使得对第一液晶畴71、第二液晶畴72、第三液晶畴73和第四液晶畴74各自与其它液晶畴相邻的边界区域的至少一部分有选择地进行遮光。遮光层12c在形成于第二绝缘层11的开口部21c形成。遮光层12c的上表面具有曲面，并且，第二绝缘层11的上表面与遮光层12c的上表面相比位于基板1侧。如上所述，开口部21c是贯通孔，也可以代替开口部21c形成凹部。
当遮光层12c像这样形成时，通过遮光层12c对液晶层的液晶分子不呈现期望的取向的区域（亮线区域）进行遮光，因此液晶显示装置的显示品质提高。另外，遮光层12c吸收在液晶面板内产生的内部反射光，因此液晶显示装置的显示品质提高。
遮光层12c的宽度优选2μm以上5μm以下。当遮光层12c的宽度处于这样的范围内时，能够充分对亮线区域进行遮光，使得像素的开口率不怎么降低。
遮光层12c由黑色树脂形成。具体而言，黑色树脂由例如含有钛黑颜料或碳黑颜料等的丙烯酸树脂形成。
遮光层12c与第二绝缘层11相互接触而形成界面。遮光层12c与第二绝缘层11的界面中的至少一个位于导电层13之下。当像这样形成导电层13时，例如能够防止包含在液晶层中的水分从遮光层12c与第二绝缘层11的间隙侵入而导致TFT10的特性发生变化。
如上所述，对于遮光层12c，也优选遮光层12c的上表面的最顶部与第二绝缘层11的上表面的距离L'（未图示）大于0nm且为1500nm以下。当距离L'处于该范围中时，在施加电压时，遮光层12c规定液晶分子的倾斜方向，因此遮光层12c上的液晶分子容易成为所期望的取向。
接着，参照图6～图8对半导体装置100A和100B的制造方法进行说明。图6（a）～图6（d）和图7（a）～图7（d）是说明半导体装置100A的制造方法的示意图。图8（a）～图8（c）是说明半导体装置100B的制造方法的示意图。另外，半导体装置100B是在半导体装置100A中形成有遮光层12c的半导体装置，因此与半导体装置100A一起进行说明，避免重复说明。
如图6（a）所示，在公知的方法中，在基板（例如玻璃基板）1上形成例如具有氧化物半导体层5的TFT10。另外，如图7（a）所示，在基板1上形成源极配线6'。
接着，如图6（b）和图7（b）所示，在TFT10上形成第一绝缘层9之后，在第一绝缘层9上形成由具有拨油性和感光性的有机材料形成的第二绝缘层11。第二绝缘层11优选具有低介电常数（例如介电常数2.0以上4.0以下）。另外，第二绝缘层11也可以具有拨液性。第二绝缘层11是通过对使用例如含有感光性的酚醛树脂的抗蚀剂形成的膜进行图案化，形成开口部21a和开口部21b而得到的。此外，如图8（a）所示，在半导体装置100B中，还形成开口部21c。同时，也形成将漏极电极7与之后形成的导电层13电连接的接触孔22（图6（b））。第一绝缘层9和第二绝缘层11分别利用公知的方法形成。
接着，如图6（c）和图7（c）所示，使用含有黑色树脂的溶液，利用例如喷墨法，在开口部21a和开口部21b上分别形成遮光滴12a'、12b'。通过喷墨法形成遮光滴12a'、12b'时，容易仅在所期望的区域形成遮光滴12a'、12b'。此外，如图8（b）所示，在半导体装置100B中，在开口部21c也形成遮光滴12c'。在本实施方式中，作为含有黑色矩阵的溶液，使用例如使含有钛黑颜料的丙烯酸树脂分散到PGMEA（Propyleneglycolmonomethyletheracetate：丙二醇单甲醚乙酸酯）中而得到的溶液。另外，在本实施方式中，按照各个遮光滴12a'～12c'中包含的固体成分的体积为想要成为的遮光层12a～12c的体积的方式，在各个开口部21a～21c形成遮光滴12a'～12c'。具体而言，在例如含有黑色矩阵的溶液的固体成分浓度为20%，L=1500nm（图1（b）参照）的情况下，向1个开口部21a（例如，开口部21a的底面的形状为正方形，1边为10μm、底面积为100μm2、高度为2μm时）滴下的含有黑色树脂的溶液的体积为约1600fL（毫微微升、飞升），向1个开口部21c（例如，开口部21c的底面的宽度为5μm、长度为100μm、底面积为500μm2、高度为2μm时）滴下的含有黑色树脂的溶液的体积为约8pL（微微升、皮升）。
接着，如图6（d）和图7（d）所示，例如，通过加压干燥使包含于遮光滴12a'～12c'中的溶剂蒸发，然后，在例如220℃、1小时的条件下进行烘培，使遮光滴12a'、12b'固化，形成遮光层12a和遮光层12b。此外，如图8（c）所示，在半导体装置100B中，同样在上述条件下使遮光滴12c'固化，形成遮光层12c。
当由具有拨油性（或拨液性）（例如具有感光性的氟树脂（例如，商品名：Optoace（大金工业株式会社制）））的有机材料形成第二绝缘层11时，构成为：遮光层12a～12c的上表面具有曲面，第二绝缘层11的上表面与遮光层12a～12c的上表面相比位于基板1侧。
然后，如图1所示，利用公知的方法，使接触孔贯通到漏极配线7'后，形成导电层13，制造半导体装置100A。同样地，制造半导体装置100B（参照图4）。优选按照在遮光层12a或/和遮光层12b与第二绝缘层11的界面上存在导电层13的一部分的方式形成导电层13。当按照在遮光层12a或/和遮光层12b与第二绝缘层11的界面上存在导电层13的一部分的方式形成导电层13时，能够不增大制造工序地，用导电层13的一部分覆盖遮光层12a或/和遮光层12b与第二绝缘层11的界面。同样地，优选按照在遮光层12c与第二绝缘层11的界面上存在导电层13的一部分的方式形成导电层13。当按照在遮光层12c与第二绝缘层11的界面上存在导电层13的一部分的方式形成导电层13时，能够不增大制造工序地，用导电层13的一部分覆盖遮光层12c与第二绝缘层11的界面。
上述形成第二绝缘层11的具有拨油性的有机材料价格昂贵。因此，当代替使用该有机材料，利用以下说明的方法制造半导体装置100A时能够廉价地制造。
再次参照图6对半导体装置100A的其它实施方式的制造方法进行说明。此外，半导体装置100B也能够利用以下说明的制造方法制造，省略说明。
如图6（b）和图7（b）所示，利用上述方法，形成至第二绝缘层11。其中，形成第二绝缘层11的材料可以不具有拨油性（或拨液性）。第二绝缘层11由例如含有酚醛树脂的感光性抗蚀剂形成。
接着，利用公知的方法对第二绝缘层11进行图案化，形成上述开口部21a和开口部21b。同时，还形成将漏极电极7与之后形成的导电层13电连接的接触孔22。此外，代替开口部21a和开口部21b，也可以分别形成凹部。
接着，进行对开口部21a和开口部21b的第二绝缘层11的侧面和开口部21a和开口部21b附近的第二绝缘层11的上表面赋予拨油性（或拨液性）的处理。具体而言，使用氟气进行等离子体处理。
在实施方式中，作为使用氟气的等离子体处理，使用真空压力干式蚀刻装置在以下条件下进行，即，导入气体为CF4（四氟化碳）：150sccm以上300sccm以下，和He（氦气）：0sccm以上500sccm以下，气体压力为50mTorr以上150mTorr以下（约6.7Pa以上约20Pa以下），使用电力为200W以上300W以下，处理时间为20sec以上90sec以下，处理温度为40℃。被实施了这种处理的部分的第二绝缘层11具有拨油性（或拨液性）。
进一步，作为使用氟气的等离子体处理的其它处理方法，使用直接式大气压等离子体装置在以下条件下进行，即，导入气体为CF4：5.0slm以上15slm以下，和N2（氮气）：20slm以上50slm以下，气体压力为300mTorr以上800mTorr以下（约40Pa以上约107Pa以下），输送速度为0.5m/min以上3.0m/min以下，处理温度为25℃以上35℃以下。此外，作为等离子体处理中使用的气体，除了CF4之外，也可以使用例如SF6（六氟化硫）、CHF3（三氟甲烷）或C2F6（六氟乙烷）。另外，也可以在氟类气体中混合He、N2等不活泼气体。
当进行这种处理时，对被处理的部分的第二绝缘层11赋予拨油性（或拨液性）。
接着，如图6（c）和图6（d）以及图7（c）和图7（d）所示，利用上述方法，在开口部21a和开口部21b形成遮光层12a和遮光层12b。
利用这种方法，也能够形成为：遮光层12a和遮光层12b的上表面具有曲面，第二绝缘层11的上表面与遮光层12a和遮光层12b的上表面相比位于基板1侧。
然后，如图1所示，利用公知的方法，使接触孔贯通至漏极配线7'，之后形成导电层13，制造半导体装置100A。
以上，利用本发明的实施方式，能够提供不容易产生由光引起的TFT特性的变化、显示品质不下降的半导体装置和这种半导体装置的制造方法以及液晶显示装置。
工业上的可利用性
本发明的使用范围极其广泛，能够适用于具有TFT的半导体装置或具有这种半导体装置的所有领域的电子设备。例如，能够用于有源矩阵型液晶显示装置、有机EL显示装置。这种显示装置能够利用于例如便携式电话、便携式游戏机的显示屏、数码相机的显示器等。因此，能够将本发明适用于所有组装了液晶显示装置、有机EL显示装置的电子设备中。
附图标记说明
1基板
2栅极电极
3、4栅极绝缘膜
5氧化物半导体层
6源极电极
6'源极配线
7漏极电极
7'漏极配线
8辅助电容电极
9第一绝缘层
10TFT
11第二绝缘层
12a、12b遮光层
13导电层
21a、21b开口部
100A半导体装置

Claims (16)

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
基板；
具有由所述基板支承的源极电极、漏极电极和氧化物半导体层的薄膜晶体管；
形成在所述薄膜晶体管上的第一绝缘层；
形成在所述第一绝缘层上的具有第一开口部或第一凹部的第二绝缘层；
以从所述基板的法线方向看时与所述氧化物半导体层重叠的方式形成的第一遮光层；
与所述源极电极电连接的源极配线；和
以从所述基板的法线方向看时与所述源极配线重叠的方式形成的第二遮光层，
所述第一遮光层形成于所述第一开口部或第一凹部，
所述第一遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，所述第二绝缘层的上表面与所述第一遮光层的上表面相比位于所述基板侧，
所述第二绝缘层还具有第二开口部或第二凹部，
所述第二遮光层形成于所述第二开口部或所述第二凹部，
所述第二遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，所述第二绝缘层的上表面与所述第二遮光层的上表面相比位于所述基板侧。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述第二绝缘层的上表面与所述第一遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500nm以下。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
所述第一遮光层由黑色树脂形成。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述第二绝缘层的上表面与所述第二遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500nm以下。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述第二遮光层由黑色树脂形成。
6.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
具有形成在所述第二绝缘层上的导电层，
所述第二绝缘层与所述第一遮光层相互接触而形成第一界面，
所述第二绝缘层与所述第二遮光层相互接触而形成第二界面，
所述第一界面和所述第二界面中的至少一部分位于所述导电层之下。
7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
具有与所述漏极电极电连接的漏极配线，
所述源极配线和所述漏极配线形成在由与形成所述氧化物半导体层的材料相同的材料形成的层上。
8.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
所述氧化物半导体层包含In、Ga和Zn。
9.如权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
所述第二绝缘层具有拨油性。
10.一种液晶显示装置，其特征在于：
具有权利要求1至9中任一项所述的半导体装置。
11.如权利要求10所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述液晶显示装置为具有垂直取向型的液晶层的液晶显示装置，
所述液晶显示装置的像素区域具有：施加电压时所述液晶层的液晶分子沿着第一方向取向的第一液晶畴；施加电压时所述液晶层的液晶分子沿着第二方向取向的第二液晶畴；施加电压时所述液晶层的液晶分子沿着第三方向取向的第三液晶畴；和施加电压时所述液晶层的液晶分子沿着第四方向取向的第四液晶畴，
所述第一方向、第二方向、第三方向和第四方向是任意两个方向之差与90°的整数倍大致相等的4个方向，
所述第一液晶畴、第二液晶畴、第三液晶畴和第四液晶畴分别与其它液晶畴相邻，并且配置成2行2列的矩阵状，
形成第三遮光层，使得对所述第一液晶畴、第二液晶畴、第三液晶畴和第四液晶畴各自与其它液晶畴相邻的边界区域的至少一部分有选择地进行遮光，
所述第二绝缘层还具有第三开口部或第三凹部，
所述第三遮光层形成于所述第三开口部或所述第三凹部，
所述第三遮光层的上表面具有凸状的曲面，并且，所述第二绝缘层的上表面与所述第三遮光层的上表面相比位于所述基板侧。
12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第二绝缘层的上表面与所述第三遮光层的上表面的最顶部的距离大于0nm且为1500nm以下。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：
所述第三遮光层由黑色树脂形成。
14.如权利要求11至13中任一项所述的液晶显示装置，其特征在于：
具有形成在所述第二绝缘层上的导电层，
所述第三遮光层与所述第二绝缘层相互接触而形成第三界面，
所述第三界面中的至少一部分位于所述导电层之下。
15.一种半导体装置的制造方法，其特征在于：
其是权利要求9所述的半导体装置的制造方法，
所述半导体装置的制造方法包括由具有拨油性的有机材料形成所述第二绝缘层的工序。
16.一种半导体装置的制造方法，其特征在于：
其是权利要求9所述的半导体装置的制造方法，
所述半导体装置的制造方法包括：
工序(A)，形成所述第二绝缘层；和
工序(B)，在所述工序(A)之后，使用氟类气体进行等离子体处理，对所述第二绝缘层赋予拨油性。
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