CN117334701A - 半导体器件 - Google Patents

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渡壁创
花田明纮
小野寺凉
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Abstract

本发明涉及半导体器件。能在同一基板内形成LTPS TFT和氧化物半导体TFT。显示装置，其特征在于，具有形成有使用氧化物半导体(109)的第一TFT和使用多晶硅半导体的第二TFT的基板，第一TFT中，覆盖氧化物半导体而形成第一绝缘膜(112)，第一漏电极(110)介由第一绝缘膜中形成的第一通孔(132)连接于氧化物半导体，第一源电极(111)介由第二通孔(133)连接于氧化物半导体，覆盖第一漏电极及第一源电极而形成第二绝缘膜(115)，漏极布线(120)介由第二绝缘膜中形成的第三通孔(130)连接于第一漏电极，源极布线(122)介由第二绝缘膜中形成的第四通孔(131)连接于第一源电极。

Description

半导体器件
本申请是申请日为2020年2月5日、申请号为202010081137.X、发明名称为“显示装置及半导体器件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及基于使用多晶硅半导体的TFT和使用氧化物半导体的TFT这两者的、使用混合结构的显示装置及半导体器件。
背景技术
液晶显示装置中，形成下述这样的构成：具有TFT基板、与TFT基板相对地配置的对置基板，并在TFT基板与对置基板之间夹持液晶，其中，所述TFT基板中以矩阵状形成有具有像素电极及薄膜晶体管(TFT)等的像素。并且，按每个像素来控制基于液晶分子的光的透过率，从而形成图像。另一方面，有机EL显示装置通过在各像素中配置自发光的有机EL层和TFT，从而形成彩色图像。有机EL显示装置由于无需背光源，因此对于薄型化而言是有利的。
多晶硅半导体的迁移率高，因此适合作为驱动电路用TFT。另一方面，氧化物半导体的OFF电阻高，若将其用作像素内的开关TFT，则能够减小OFF电流。
作为记载了使用氧化物半导体的TFT和使用多晶硅半导体的显示装置，可举出专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4及专利文献5。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-74076号公报
专利文献2：日本特开2017-208473号公报
专利文献3：日本特开2018-49919号公报
专利文献4：日本特开2016-93071号公报
专利文献5：日本特开2016-194703号公报
发明内容
发明要解决的课题
就作为像素的开关使用的TFT而言，需要漏电流小。利用氧化物半导体的TFT能够减小漏电流。但是，氧化物半导体的载流子的迁移率小，因此有时难以由使用氧化物半导体的TFT来形成内置于显示装置内的驱动电路。
另一方面，由多晶硅半导体形成的TFT的迁移率大，因此能够由使用多晶硅半导体的TFT形成驱动电路。但是，在将多晶硅半导体用作像素中的开关TFT的情况下，多晶硅半导体的漏电流大，因此，通常将两个多晶硅半导体TFT串联地使用。
因此，当作为显示区域中的像素的开关TFT使用氧化物半导体、而在周边驱动电路的TFT中使用多晶硅半导体时，是合理的。但是，就使用多晶硅半导体的TFT和使用氧化物半导体的TFT而言，需要形成于不同的层。根据工艺温度条件，通常，先(即在下层)形成使用多晶硅半导体的TFT，后(即在上层)形成使用氧化物半导体的TFT。
但是，由于多晶硅半导体的表面会被氧化，因此，在层叠于多晶硅半导体之上的绝缘膜中形成通孔后，利用氢氟酸(HF)清洗通孔内。此时，氢氟酸(HF)也进入形成于氧化物半导体侧的通孔。这样的话，氧化物半导体会因氢氟酸(HF)而消失。
为了防止该情况，进行下述操作：形成漏极金属或源极金属并将通孔连接于漏极金属或源极金属，而不将通孔直接连接于氧化物半导体。专利文献1至5为示出该构成的例子。
专利文献1至4为将漏极金属及源极金属层叠于氧化物半导体的上侧的例子。在该构成中，形成漏极金属及源极金属时氧化物半导体的表面被污染，利用氧化物半导体的TFT的特性变得不稳定。专利文献5为在漏极金属及源极金属之上层叠氧化物半导体的例子，但该情况下，由于是在形成氧化物半导体前将漏极金属及源极金属图案化，因此也存在形成氧化物半导体的表面被污染的危险。另外，由于将膜厚小的氧化物半导体也形成到漏极金属或源极金属之上，因此也有断开的危险。
本发明针对以上这样的问题点，实现形成特性稳定的利用氧化物半导体的TFT。另外，实现使用了利用氧化物半导体的TFT和利用多晶硅半导体的TFT这两者的可靠性高的显示装置或半导体器件。
用于解决课题的手段
本发明克服了上述问题，代表性的具体手段如下。即，显示装置，其特征在于，具有形成有使用氧化物半导体的第一TFT和使用多晶硅半导体的第二TFT的基板，上述第一TFT中，覆盖上述氧化物半导体而形成第一绝缘膜，第一漏电极介由上述第一绝缘膜中形成的第一通孔连接于上述氧化物半导体，第一源电极介由上述第一绝缘膜中形成的第二通孔连接于上述氧化物半导体，覆盖上述第一漏电极及上述第一源电极而形成第二绝缘膜，漏极布线介由上述第二绝缘膜中形成的第三通孔连接于上述第一漏电极，源极布线介由上述第二绝缘膜中形成的第四通孔连接于上述第一源电极。
具体而言，本发明包括如下技术方案：
(1)显示装置，其中，具有形成有使用氧化物半导体的第一TFT和使用多晶硅半导体的第二TFT的基板，
所述第一TFT中，覆盖所述氧化物半导体而形成第一绝缘膜，第一漏电极介由所述第一绝缘膜中形成的第一通孔连接于所述氧化物半导体，第一源电极介由所述第一绝缘膜中形成的第二通孔连接于所述氧化物半导体，
覆盖所述第一漏电极及所述第一源电极而形成第二绝缘膜，漏极布线介由所述第二绝缘膜中形成的第三通孔连接于所述第一漏电极，源极布线介由所述第二绝缘膜中形成的第四通孔连接于所述第一源电极。
(2)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第一漏极布线为视频信号线。
(3)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第一源极布线与像素电极连接。
(4)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第一通孔与所述第三通孔在俯视观察时形成于不同的部位，所述第二通孔与所述第四通孔在俯视观察时形成于不同的部位。
(5)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第一TFT的、所述第一漏电极及所述第一源电极形成于所述第一绝缘膜之上。
(6)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第一TFT的第一栅极布线形成于与扫描线相同的层。
(7)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第二TFT形成于比所述第一TFT更接近所述基板附近。
(8)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第二TFT具有第二漏电极和第二源电极，所述第一TFT的所述第一漏极布线和所述第一源极布线、以及所述第二TFT的所述第二漏电极和所述第二源电极形成于相同层。
(9)上述(1)所述的显示装置，其中，所述第二TFT具有第二漏电极和第二源电极，所述第一TFT的所述第一漏极布线和所述第一源极布线、以及所述第二TFT的所述第二漏电极和所述第二源电极形成于所述第二绝缘膜之上。
(10)上述(1)所述的显示装置，其中，所述显示装置为液晶显示装置。
(11)上述(1)所述的显示装置，其中，所述显示装置为有机EL显示装置。
(12)半导体器件，其中，具有形成有使用氧化物半导体的第一TFT和使用多晶硅半导体的第二TFT的基板，
所述第一TFT中，覆盖所述氧化物半导体而形成第一绝缘膜，第一漏电极介由所述第一绝缘膜中形成的第一通孔连接于所述氧化物半导体，第一源电极介由所述第一绝缘膜中形成的第二通孔连接于所述氧化物半导体，
覆盖所述第一漏电极及所述第一源电极而形成第二绝缘膜，漏极布线介由所述第二绝缘膜中形成的第三通孔连接于所述第一漏电极，源极布线介由所述第二绝缘膜中形成的第四通孔连接于所述第一源电极。
(13)上述(12)所述的半导体器件，其中，所述第一通孔与所述第三通孔在俯视观察时形成于不同的部位，所述第二通孔与所述第四通孔在俯视观察时形成于不同的部位。
(14)上述(12)所述的半导体器件，其中，所述第一TFT的所述漏电极及所述源电极形成于所述第一绝缘膜之上。
(15)上述(12)所述的半导体器件，其中，所述第二TFT形成于比所述第一TFT更接近所述基板附近。
(16)上述(12)所述的半导体器件，其中，所述第二TFT具有第二漏电极和第二源电极，所述第一TFT的所述第一漏极布线和所述第一源极布线、以及所述第二TFT的所述第二漏电极和所述第二源电极形成于相同层。
(17)上述(12)所述的半导体器件，其中，所述第二TFT具有第二漏电极和第二源电极，所述第一TFT的所述第一漏极布线和所述第一源极布线、以及所述第二TFT的所述第二漏电极和所述第二源电极形成于所述第二绝缘膜之上。
附图说明
[图1]为液晶显示装置的俯视图。
[图2]为液晶显示装置的显示区域的截面图。
[图3]为示出未使用本发明的情况下的显示区域的像素构成的俯视图。
[图4]为图3的A-A截面图。
[图5]为基于本发明的液晶显示装置的显示区域的截面图。
[图6]为示出基于本发明的显示区域的像素构成的俯视图。
[图7]为图6的B-B截面图。
[图8]为示出氧化物半导体TFT与多晶硅半导体TFT的混合构成的截面图。
[图9]为示出基于本发明的氧化物半导体TFT与多晶硅半导体TFT的混合构成的截面图。
[图10]为有机EL显示装置的显示区域的截面图。
[图11]为光传感器的截面图。
[图12]为光传感器的俯视图。
附图标记说明
11…扫描线、12…视频信号线、13…像素、14…显示区域、15…端子区域、16…密封材料、17…柔性布线基板、118…扫描线驱动电路、90…检测区域、91…扫描线、92…信号线、93…电源线、94…传感器元件、95…扫描电路、96…信号电路、97…电源电路、99…第1遮光膜、100…TFT基板、101…第1遮光膜、102…基底膜、103…多晶硅半导体、104…第1栅极绝缘膜、105…第1栅电极、106…第2遮光膜、107…连接电极、108…层间绝缘膜、109…氧化物半导体、110…漏电极、111…源电极、112…第2栅极绝缘膜、113…AlO膜、114…第2栅电极、115…无机钝化膜、116…第1屏蔽布线、117…第1漏极布线极、118…第1栅极布线、119…第1源极布线、121…第2栅极布线、122…第2源极布线、123…第2屏蔽布线、130、131、132、133、134，135、136、137、138、139…通孔、140…有机钝化膜、141…公共电极、142…电容绝缘膜、143…像素电极、144…取向膜、150…下部电极、151…有机EL层、152…阴极、153…保护层、154…粘合材料、155…偏光板、160…堤、160…堤、171、172、172、174…通孔、200…对置基板、201…滤色器、202…黑矩阵、203…覆盖膜、204…取向膜、300…液晶层、301…液晶分子、400…窗、500…受光元件、600…面板、601…粘合材料、700…被测定物
具体实施方式
氧化物半导体包括IGZO(氧化铟镓锌、Indium Gallium Zinc Oxide)、ITZO(氧化铟锡锌、Indium Tin Zinc Oxide)、ZnON(氮氧化锌、Zinc Oxide Nitride)、IGO(氧化铟镓、Indium Gallium Oxide)等。本发明中，对使用IGZO作为氧化物半导体的例子的情况进行说明。以下，将使用氧化物半导体的TFT称为氧化物半导体TFT。
显示装置中，通常而言，多晶硅半导体使用所谓的LTPS(低温多晶硅、LowTempearture Poly-Si)，其利用准分子激光将由CVD(化学气相沉积、Chemical VaporDeposition)形成的a-Si(非晶硅)半导体退火而形成。以下，将使用多晶硅半导体的TFT称为多晶硅半导体TFT。
另外，本说明书中，有时也将使用了氧化物半导体TFT和多晶硅半导体TFT这两者的构成称为混合(hybrid)方式。以下，利用实施例详细地说明本发明的内容。
[实施例1]
图1为可应用本发明的液晶显示装置的俯视图。图1中，TFT基板100与对置基板200通过密封材料16粘接，在TFT基板100与对置基板200之间夹持液晶层。在TFT基板100与对置基板200重合的部分形成显示区域14。
TFT基板100的显示区域14中，扫描线11在横向(x方向)上延伸，在纵向(y方向)上排列。另外，视频信号线12在纵向上延伸，在横向上排列。扫描线11与视频信号线12所围成的区域成为像素13。
TFT基板100形成为比对置基板200大，TFT基板100不与对置基板200重合的部分成为端子区域15。在端子区域15上连接有柔性布线基板17。驱动液晶显示装置的驱动器IC搭载于柔性布线基板17。
由于液晶自身不发光，因此在TFT基板100的背面配置背光源。液晶显示面板通过按每个像素而控制来自背光源的光，从而形成图像。通过使柔性布线基板17向背光源的背面弯折，从而使液晶显示装置整体而言的外形变小。
就本发明的液晶显示装置而言，针对显示区域14中所使用的TFT，使用漏电流少的氧化物半导体TFT。另外，在密封材料附近的边框部分，形成例如扫描线驱动电路18，在扫描线驱动电路18中，使用迁移率大的多晶硅半导体TFT。
图2为存在有像素的显示区域的截面图。图2为IPS(面内转换、In PlaneSwitching)中的被称为FFS(边缘场转换、Fringe Field Swtiching)方式的液晶显示装置。图2中，采用了使用氧化物半导体109的TFT。使用氧化物半导体109的TFT的漏电流小，因此适合作为开关TFT。
本发明中，如后文中说明的，由于由使用多晶硅半导体的TFT构成周边电路，因此用于其的绝缘层等也形成于显示区域。多晶硅半导体TFT形成于比氧化物半导体TFT更接近基板100附近。多晶硅半导体TFT的栅极绝缘膜104在显示区域延伸。
图2中，在由玻璃或聚酰亚胺等树脂形成的TFT基板100之上形成基底膜102。基底膜102防止在其上形成的多晶硅半导体或氧化物半导体被来自玻璃基板等的杂质污染。基底膜102多是由硅氧化膜(以下以SiO表示)与硅氮化膜(以下以SiN表示)的层叠膜形成。需要说明的是，有时也进一步层叠铝氧化膜(以下以AlO表示)。
在基底膜102之上形成多晶硅半导体TFT用的栅极绝缘膜104。在其上，由金属形成遮光膜106。该金属可以使用与后文说明的栅电极等相同的金属。遮光膜106用于遮光，以使得来自背光源的光不向后续形成的TFT的沟道部照射。
通过对遮光膜106施加规定的电位，从而能够将遮光膜106作为屏蔽电极使用。基板100由聚酰亚胺等树脂形成时，基板100容易带电，这会对TFT的特性造成影响。通过将遮光膜106作为屏蔽电极使用，从而能够防止基板100所带的电荷影响TFT。
覆盖遮光膜106而形成层间绝缘膜108。层间绝缘膜108由SiO膜、或者SiO膜与SiN膜的层叠膜形成。在层间绝缘膜108之上形成构成TFT的氧化物半导体109。氧化物半导体109的厚度为10nm至100nm。氧化物半导体108的源、漏区域中，在与通孔130、131连接的部分形成有漏电极110及源电极111。这是为了防止之后用氢氟酸(HF)清洗通孔时该氢氟酸(HF)从通孔130、131进入而使氧化物半导体109消失。在实际的装置中，如图2及图3所示，漏电极110及源电极111以在层间绝缘膜108上延伸的方式形成。
覆盖氧化物半导体109而由SiO形成第2栅极绝缘膜112。由SiO形成的第2栅极绝缘膜112向氧化物半导体109供给氧而使沟道特性变得稳定。在第2栅极绝缘膜112之上形成第2栅电极114，而在第2栅电极114与第2栅极绝缘膜112之间，以10nm左右的厚度形成AlO膜113。用于对氧从第2栅极绝缘膜112向氧化物半导体109的供给进行辅助。
覆盖第2栅电极114而由SiO或SiN形成无机钝化膜115。无机钝化膜115的厚度为例如150nm至300nm。无机钝化膜115有时也为SiO膜与SiN膜的两层结构。
贯通无机钝化膜115、第2栅极绝缘膜112而形成通孔130、131。其用于将氧化物半导体109与视频信号线12(图2等中，视频信号线成为漏极布线)、或者氧化物半导体109与源极布线122连接。源极布线122介由通孔135及136而与像素电极143连接。
图2中，覆盖视频信号线12及源极布线122而形成有机钝化膜140。有机钝化膜140由例如丙烯酸树脂等形成。就有机钝化膜140而言，为了发挥作为平坦化膜的作用、并且为了使视频信号线12与公共电极141之间的寄生电容减小而以2至4μm左右较厚地形成。为了将源极布线122与像素电极143连接，在有机钝化膜140形成有通孔135。
在有机钝化膜140之上由ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电膜形成公共电极141。公共电极141以平面状相对于多个像素共用地形成。覆盖公共电极141而由SiN形成电容绝缘膜142。覆盖电容绝缘膜142而由ITO(Indium Tin Oxide)等透明导电膜形成像素电极143。像素电极143形成梳齿状。图3中示出像素电极143的平面形状的例子。电容绝缘膜142在公共电极141与像素电极143之间构成像素电容。
覆盖像素电极143而形成取向膜144。取向膜144规定液晶分子301的初始取向方向。取向膜144的取向处理使用基于摩擦的取向处理或使用了偏振光紫外线的光取向处理。IPS中无需预倾角，因此光取向处理是有利的。
图2中，夹着液晶层300而配置对置基板200。对置基板200上形成滤色器201和黑矩阵202，在它们之上形成覆盖膜(overcoat film)203。在覆盖膜203之上形成取向膜204。取向膜204的作用及取向处理与TFT基板100侧的取向膜144相同。
图2中，在公共电极141与像素电极143之间施加电压时，产生如图2的箭头所示这样的电力线，使液晶分子301旋转来控制基于液晶层300对来自背光源的光的透过率。通过按每个像素控制光的透过率，从而形成图像。
图3为与图2对应的液晶显示装置的显示区域中的像素的俯视图。图3中，扫描线11在横向(x方向)上延伸，在纵向(y方向)上排列。另外，视频信号线12在纵向上延伸，在横向上排列。在扫描线11与视频信号线12所围成的区域中形成像素电极143。在视频信号线12与像素电极143之间形成氧化物半导体TFT。需要说明的是，图3中，省略遮光膜。
图3中，漏电极110介由通孔130而与视频信号线12连接，从视频信号线12的下方通过，沿在上邻的像素中形成的氧化物半导体TFT的方向延伸。氧化物半导体109形成L字型，一端与漏电极110层叠而连接。
氧化物半导体109从扫描线11的下方通过，此时，形成TFT的沟道。图3中，扫描线11兼具图2中的栅电极114的作用。针对氧化物半导体109(除栅电极114即扫描线11正下方的沟道部外)，例如通过离子注入来掺杂磷(P)或硼(B)等离子，赋予导通。氧化物半导体109的另一端与源电极111层叠而连接。源电极111向像素电极143侧延伸，介由通孔131与源极布线122连接。
源极布线122介由有机钝化膜140中形成的通孔135及电容绝缘膜中形成的通孔136与像素电极143连接。像素电极143形成梳齿状。在像素电极143的下方，公共电极141形成为平面状。对像素电极143施加电压时，如图2中说明的，在与公共电极141之间产生电力线，使液晶分子旋转，控制像素中的液晶的透过率。
如此，氧化物半导体109的漏区域利用漏电极110并介由通孔130与视频信号线12连接。另外，氧化物半导体109的源区域利用源电极111并介由通孔131与源极布线122连接。因此，即使氢氟酸(HF)侵入通孔130、131，氢氟酸(HF)也不与氧化物半导体109接触，因此不存在氧化物半导体109消失的情况。
但是，该构成具有以下这样的问题点。图4为图3的A-A截面图。图4中，在层间绝缘膜108之上形成有氧化物半导体109。在氧化物半导体109的漏区域层叠漏电极110，在源区域层叠源电极111。覆盖氧化物半导体109、漏电极110、源电极111而形成第2栅极绝缘膜112。
在第2栅极绝缘膜112之上隔着AlO膜113而形成第2栅电极114，并覆盖其而形成无机钝化膜115。在氧化物半导体109的一侧，视频信号线12在无机钝化膜115之上延伸，另外，在氧化物半导体109的另一侧，源极布线122在无机钝化膜115之上延伸。视频信号线12与漏电极110介由通孔130连接。另外，源电极111与源极布线122介由通孔131连接。
图4中，首先，利用溅射等将氧化物半导体109沉积于层间绝缘膜108之上，然后，进行氧化物半导体109的图案化。然后，利用溅射等，将作为漏电极110及源电极111的金属例如Ti沉积。此时，Ti也被溅射于氧化物半导体109的沟道表面上，因此氧化物半导体109的表面被Ti污染。
然后，将Ti图案化。Ti通过氯系干式蚀刻而图案化，此时，氧化物半导体109也因干式蚀刻而受到损伤。即，氧化物半导体109通过氯系干式蚀刻而被刻蚀，因此容易在氧化物半导体109的表面形成凹凸。
上述这样的对氧化物半导体的损伤使氧化物半导体TFT的特性产生不均。该不均尤其表现为阈值电压Vt的不均；等等。就这样的现象而言，漏电极110或源电极111中使用MoW时也同样。
本发明能够抑制这样的、氧化物半导体109的特性不均，形成特性稳定的氧化物半导体TFT。图5为示出本发明的构成的图。图5为基于本发明的液晶显示装置的显示区域的截面图。图5与图2不同的方面为氧化物半导体TFT的部分，其他与图2相同，仅对氧化物半导体TFT的部分进行说明。
图5中，在层间绝缘膜108之上形成氧化物半导体109。氧化物半导体109被图案化。覆盖氧化物半导体109而形成第2栅极绝缘膜112。第2栅极绝缘膜112中，与氧化物半导体109的漏区域相对应地形成通孔132，与源区域相对应地形成通孔133。然后，在通孔132形成漏电极110，在通孔133形成源电极111。在第2栅极绝缘膜112之上，隔着AlO膜113而形成第2栅电极114。因此，漏电极110、源电极111、第2栅电极114均形成于第2栅极绝缘膜112之上。漏电极110、源电极111、第2栅电极114可以由相同的材料形成。覆盖这些电极而形成无机钝化膜115。
无机钝化膜115中，形成通孔130而将漏电极110与具有漏极布线的作用的视频信号线12连接。另外，无机钝化膜115中，形成通孔131而将源电极111与源极布线122连接。
漏电极110介由第2栅极绝缘膜112中形成的通孔132与氧化物半导体109连接，源电极111介由第2栅极绝缘膜112中形成的通孔133与氧化物半导体109连接。如此，图5与图2大的不同点在于：漏电极110及源电极111未形成于与氧化物半导体109相同的层，而介由通孔132、133与氧化物半导体109连接。
图6为与图5对应的液晶显示装置的显示区域中的像素的俯视图。图6与图3不同的点在于：漏电极110与氧化物半导体109介由通孔132连接，及源电极111介由通孔133与源极布线122连接。其他点与图3相同。
图7为图6的B-B截面图。图7与图4不同的点在于：漏电极110形成于与氧化物半导体109不同的层、即第2栅极绝缘膜112上，介由通孔132与氧化物半导体109连接。另外，源电极111形成于与氧化物半导体109不同的层、即第2栅极绝缘膜112之上，介由通孔133与氧化物半导体109连接。
图7的构成中，未使氧化物半导体109与漏电极110、或者氧化物半导体109与源电极111层叠。因此，不存在下述损伤：沉积漏电极110或源电极111时对氧化物半导体109的损伤、以及将漏电极110或源电极111图案化时对氧化物半导体109的损伤。
就图7中的、用于将漏电极110与氧化物半导体109连接的通孔132、或者用于将源电极111与氧化物半导体109连接的通孔133而言，成为不会暴露于清洗多晶硅半导体TFT用的通孔时的氢氟酸(HF)的构成，因此氧化物半导体不会因氢氟酸(HF)而消失。因此，漏电极及源电极的形成不会对氧化物半导体造成损伤，因此能够制造特性稳定的氧化物半导体TFT。
图8及图9为在同一基板100上形成氧化物半导体TFT和多晶硅半导体TFT的情况的截面图。实际的制品中，氧化物半导体TFT形成于显示区域、多晶硅半导体TFT形成于周边电路，因此氧化物半导体TFT和多晶硅半导体TFT形成于分开的部位，而图8及图9中，为了容易地理解图，相邻地记载两者。
图8为氧化物半导体TFT中未使用本发明的情况下的混合构成，图9为氧化物半导体TFT中使用本发明的情况下的混合构成。任意情况下，多晶硅半导体TFT均在氧化物半导体TFT之前、即更接近基板100地形成。其原因在于多晶硅半导体103使用较氧化物半导体109更高温的工艺。
首先，从图8开始说明。图8中，在由玻璃或聚酰亚胺等树脂形成的TFT基板100之上形成第1遮光膜101。第1遮光膜101的材料可以为与栅电极等相同的材料。例如，为MoW或Ti-Al-Ti的层叠结构。第1遮光膜101针对在其上形成的多晶硅半导体103遮蔽来自背光源的光，防止在多晶硅半导体103中产生光电流。
第1遮光膜101的另一重要作用是屏蔽多晶硅半导体103免受TFT基板100所带的电荷的影响。尤其是基板100由聚酰亚胺等树脂形成时，树脂容易带电，因此需要利用第1遮光膜101进行屏蔽。为此，对第1遮光膜101施加规定的电位、例如公共电压。
覆盖第1遮光膜101而由CVD等形成基底膜102。基底膜102为例如SiO膜与SiN膜的两层构成。在基底膜102之上形成多晶硅半导体103。就多晶硅半导体103而言，首先利用CVD等形成a-Si膜，对其照射准分子激光而使其转化为多晶硅半导体103。然后，将多晶硅半导体103图案化。
覆盖多晶硅半导体103而由SiN膜等形成第1栅极绝缘膜104。在第1栅极绝缘膜104之上形成第1栅电极105。第1栅电极105的材料为例如MoW或Ti-Al-Ti的层叠结构。与第1栅电极105的形成同时地，形成用于氧化物半导体109的第2遮光膜106。即，第1栅电极105与第2遮光膜106由相同的材料形成。第2遮光膜106的构成和作用如图2中所说明的。
覆盖第1栅电极105及第2遮光膜106而形成层间绝缘膜108。层间绝缘膜108例如为两层结构，下侧为SiN膜，上侧为SiO膜。在该情况下，氢从下侧的SiN膜向多晶硅半导体103供给，氧从上侧的SiO膜向氧化物半导体109供给。
在层间绝缘膜108之上形成氧化物半导体109，在氧化物半导体109的端部层叠并形成漏电极110和源电极111。氧化物半导体109、漏电极110及源电极111的形成方法如图2至图4中说明的。覆盖氧化物半导体109、漏电极110及源电极111而形成第2栅极绝缘膜112，在其上隔着AlO膜113而形成第2栅电极114。覆盖第2栅电极114而形成无机钝化膜115。从氧化物半导体109至无机钝化膜115的形成为止的构成以及这些膜的作用如图2中说明的。
然后，在无机钝化膜115、第2栅极绝缘膜112、层间绝缘膜108等中，形成通孔171、172、173、174、130、131、134、137等，在各通孔内形成第1屏蔽布线116、第1漏电极117、第1栅极布线118、第1源电极119、第2漏电极120、第2栅极布线121、第2源极布线122、第2屏蔽布线123等。
通孔172、通孔174中，为了除去多晶硅半导体103表面的氧化物，使用氢氟酸(HF)，该氢氟酸(HF)也侵入其他通孔中。就图8的构成而言，通孔130、131中，氢氟酸(HF)与漏电极110、及源电极111接触、而不与氧化物半导体109接触，因此能够防止氧化物半导体109因氢氟酸(HF)而消失。
然而，该构成中，当在氧化物半导体109的两侧形成漏电极110及源电极111时，氧化物半导体109在溅射用于形成漏电极110及源电极111的金属时、及将漏电极110及源电极111图案化时被污染，氧化物半导体109的特性变得不稳定。
图9为针对该问题的本发明中的混合构成的截面图。图9中，至氧化物半导体109的形成为止，与图8相同。图9与图8不同的点为：在将氧化物半导体109图案化后形成第2栅极绝缘膜112。因此，氧化物半导体109不会因用于形成漏电极110及源电极111的金属膜的沉积、以及金属膜的图案化而被污染。
图9中，在第2栅极绝缘膜112中，形成用于形成漏电极110及源电极111的通孔132及133。然后，在第2栅极绝缘膜112上形成漏电极110、第2栅电极114、源电极111。
然后，覆盖漏电极110、第2栅电极114、漏电极111而形成无机钝化膜115。然后，在无机钝化膜115、第2栅极绝缘膜112、层间绝缘膜108、第1栅极绝缘膜等中形成通孔171、172、173、174、130、131、134、137，然后，在各通孔内形成第1屏蔽布线116、第1漏电极117、第1栅电极118、第1源电极119、视频信号线12、第2栅极布线121、第2源极布线122、第2屏蔽布线123等。
通孔172、通孔174中，为了除去多晶硅半导体表面的氧化物，使用氢氟酸(HF)，就图9的构成而言，通孔130、131中，氢氟酸(HF)与漏电极110、及源电极111接触、而不与氧化物半导体109接触，因此能够防止氧化物半导体109因氢氟酸(HF)而消失。另外，漏电极110及源电极111形成于第2栅极绝缘膜112之上，因此，可避免在形成漏电极110及源电极111时氧化物半导体被污染。因此，能够形成特性稳定的氧化物半导体TFT。
如此，根据实施例1，能够形成特性稳定的氧化物半导体TFT。另外，能够实现特性稳定的、具有多晶硅半导体TFT及氧化物半导体TFT的混合构成的液晶显示装置。
[实施例2]
实施例1中，针对液晶显示装置，说明了本发明。但是，本发明不限于液晶显示装置，也可应用于有机EL显示装置。图10为有机EL显示装置的显示区域的截面图。就图10的构成而言，至形成氧化物半导体TFT、用有机钝化膜140将其覆盖、并形成用于实现TFT与下部电极150的导通的通孔135为止，与图2所示的液晶显示装置同样。
图10中，在有机钝化膜之上形成作为阳极的下部电极150。在下部电极150之上形成具有孔的堤160。在堤160的孔内形成作为发光层的有机EL层151。在有机EL层151之上形成作为阴极的上部电极152。上部电极152与各像素共通地形成。覆盖上部电极152而形成具有SiN膜等的保护膜153。在保护膜153之上，介由粘合剂154粘贴用于防止外部光的反射的圆偏光板155。
如图10所示，至形成氧化物半导体TFT用漏电极110、源电极111为止，与实施例1中说明的液晶显示装置相同。另外，具有多晶硅半导体TFT的周边电路的构成也可采用与实施例1中所说明的相同的构成。如此，有机EL显示装置也可应用本发明。
[实施例3]
在同一基板上形成氧化物半导体TFT和多晶硅半导体TFT的混合构成不仅可用于显示装置，而且也可以用于传感器等半导体器件。例如，可以在传感器的驱动电路中使用多晶硅半导体TFT，在检测区域的传感器元件的控制中使用氧化物半导体TFT。
存在多种传感器。图11为将与有机EL显示装置同样的构成用作光传感器时的例子。即，将有机EL显示装置用作发光元件。图11中，在图10所说明的有机EL显示装置的显示区域(发光元件)中，于TFT基板100的下表面配置受光元件500。于发光元件的上表面，介由粘合材料601，配置由透明玻璃基板或透明树脂基板形成的面板600。被测定物700载置于面板600之上。
发光元件中，发光区域由有机EL层151、下部电极150、上部电极152构成。在发光区域的中央部分，成为不存在有机EL层、下部电极、上部电极的窗400，该部分能够透过光。需要说明的是，在下部电极150的下层形成反射电极，由有机EL层151发出的光朝向上方。
图11中，从有机EL层151发射的光经被测定物700反射，从窗400中通过，被在TFT基板100的下部配置的受光元件500接收，检测到存在被测定物700。不存在被测定物700时反射光不存在，因此不在受光元件500中流动电流。因此，能够测定是否存在被测定物700。
图12为将图11所示的传感器元件配置成矩阵状的光传感器的俯视图。图12中，扫描线91从配置于两侧的扫描电路95在横向(x方向或-X方向)上延伸。信号线92从配置于下侧的信号电路96在纵向(y方向)上延伸，电源线93从配置于上侧的电源电路97在下方向(-y方向)上延伸。由扫描线91与信号线92、或者扫描线91与电源线93围成的区域为传感器元件94。
图12中的扫描电路95、信号电路96等中，可以使用多晶硅半导体TFT，各传感器元件94的开关TFT中，可以使用氧化物半导体TFT。因此，这样的光传感器中，也可以使用实施例1中所说明那样的混合构成。
需要说明的是，就本实施例的光传感器而言，不仅能够读取被测定物700的有无，而且还能够通过测定来自被测定物700的反射强度来读取二维图像。另外，通过感测(sensing)每种颜色，也能够检测彩色图像或分光图像。传感器的分辨率由图12中的传感器元件94的大小决定，根据需要，可以通过统一驱动多个传感器元件94来调节有效的传感器元件的大小。
图11及图12的例子中，为将与有机EL显示装置同样的构成应用于光传感器的例子，但本发明不仅能够应用于这样的构成，而且也能够应用于使用其他检测方法的光传感器。此外，本发明不仅能够应用于光传感器，而且也能够应用于例如电容传感器等使用半导体器件基板的其他传感器。
以上的实施例中，针对在基板上使用氧化物半导体TFT和多晶硅半导体TFT这两者的情况说明了本发明。本发明也能够应用于仅多晶硅半导体、或仅氧化物半导体TFT形成于基板上的构成的半导体器件。即，就氧化物半导体TFT而言，在氧化物半导体上形成漏电极及源电极时，不是直接在氧化物半导体上形成漏电极及源电极，而是将漏电极及源电极形成于栅极绝缘膜上，进而将漏极布线(或视频信号线)及源极布线形成于覆盖漏电极及源电极的绝缘膜之上，由此能够防止氧化物半导体的污染，能够形成具有稳定的特性的氧化物半导体TFT。多晶硅半导体TFT也可适用同样的构成。

Claims (8)

1.半导体器件，其特征在于，具有形成有使用氧化物半导体的第一TFT和使用多晶硅半导体的第二TFT的基板，
所述第二TFT配置于比所述第一TFT更接近所述基板附近，
所述第一TFT中，覆盖所述氧化物半导体而配置第一绝缘膜，与所述氧化物半导体连接的第一漏电极及第一源电极配置在所述第一绝缘膜之上，
第一栅电极配置于所述第一绝缘膜上，
覆盖所述第一漏电极、所述第一源电极和所述第一栅电极而配置第二绝缘膜，
与所述第一漏电极连接的第一漏极布线配置于所述第二绝缘膜上，
与所述第一源电极连接的第一源极布线配置于所述第二绝缘膜上，
所述第二TFT具有分别与所述多晶硅半导体连接的第二漏电极和第二源电极，
所述第二TFT的所述第二漏电极和所述第二源电极配置于所述第二绝缘膜之上。
2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一漏极布线为视频信号线。
3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一源极布线与像素电极连接。
4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，
所述第一TFT的所述第一漏极布线和所述第一源极布线、以及所述第二TFT的所述第二漏极布线和所述第二源极布线形成于同一层。
5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，
所述第一TFT中，所述氧化物半导体和所述第一漏电极介由设于所述第一绝缘膜中的第一通孔而连接，所述氧化物半导体和所述第一源电极介由设于所述第一绝缘膜中的第二通孔而连接。
6.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，
所述第一TFT中，所述漏极布线和所述第一漏电极介由设于所述第二绝缘膜中的第三通孔而连接，所述源极布线和所述第一源电极介由设于所述第二绝缘膜中的第四通孔而连接。
7.如权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，
所述第一通孔与所述第三通孔在俯视观察时形成于不同的部位，所述第二通孔与所述第四通孔在俯视观察时形成于不同的部位。
8.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，
在比所述氧化物半导体靠基板侧具有遮光层。
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