CN212461692U - 半导体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体装置。课题为在使用由多晶硅形成的TFT和由氧化物半导体形成的TFT的半导体装置中，能够减少层数并降低制造成本。解决手段为半导体装置，其具有第一TFT和第二TFT，所述第一TFT具有由第一多晶硅(102)形成的沟道、且在源极及漏极具有对所述第一多晶硅赋予导电性而得的第二多晶硅，所述第二TFT具有由氧化物半导体(108)形成的沟道和对所述氧化物半导体赋予导电性而得的源极及漏极，半导体装置的特征在于，构成所述第一TFT的第一栅电极(104)由与所述氧化物半导体的源极及漏极相同的材料形成。

Description

半导体装置

技术领域

本实用新型涉及使用氧化物半导体TFT及多晶硅TFT的显示装置、包含光传感器装置的半导体装置。

背景技术

使用氧化物半导体(Oxide Semiconducotor、以下也存在称为OS的情况)的TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)与使用多晶硅(Poly-Silicon)的TFT相比能够使OFF电阻增大，与使用a-Si(非晶硅，amorphous Silicon)的TFT相比能够使迁移率增大，因此能够应用于液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置或传感器等半导体装置。另一方面，多晶硅TFT载流子的迁移率很大，因此能够提高运行速度。

因此，提出了将氧化物半导体TFT应用于像素中的开关TFT、将多晶硅TFT应用于扫描线、信号线的驱动电路。在一个基板上形成氧化物半导体TFT和多晶硅TFT的方式也称为混合方式。

专利文献1中记载了在混合方式的半导体电路基板中作为氧化物半导体的遮光膜使用多晶硅TFT的构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-64020号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

氧化物半导体TFT中的氧化物半导体与多晶硅TFT中的多晶硅无法形成在相同的层上。因此，在形成有氧化物半导体TFT和多晶硅TFT的半导体电路基板中，层数变多。若层数变多，则制造成本增加，且制造成品率也下降。

本实用新型的课题为，在上述这样的混合型半导体电路基板中减少层数并降低半导体电路基板的制造成本。另外，本实用新型的课题为，降低具有上述这样的混合半导体电路基板的液晶显示装置、有机EL显示装置等显示装置或传感器等半导体装置中的制造成本。

用于解决课题的方案

本实用新型为了克服上述问题，具体的手段如下。

(1)半导体装置，其具有第一TFT和第二TFT，所述第一TFT具有由第一多晶硅形成的沟道、且在源极及漏极具有对所述第一多晶硅赋予导电性而得的第二多晶硅，所述第二TFT具有由氧化物半导体形成的沟道和对所述氧化物半导体赋予导电性而得的源极及漏极，所述半导体装置的特征在于，构成所述第一TFT的第一栅电极由与所述氧化物半导体的源极及漏极相同的材料形成。

(2)半导体装置，其具有第一TFT和第二TFT，所述第一TFT具有由第一多晶硅形成的沟道、且在源极及漏极具有对所述第一多晶硅赋予导电性而得的第二多晶硅，所述第二TFT具有由氧化物半导体形成的沟道和对所述氧化物半导体赋予导电性而得的源极及漏极，所述半导体装置的特征在于，构成所述第二TFT的第二栅电极由第三多晶硅形成，所述第三多晶硅由与所述第二多晶硅相同的材料形成。

附图说明

图1是液晶显示装置的俯视图。

图2是液晶显示装置的显示区域的俯视图。

图3是具有混合构成的液晶显示装置的剖视图。

图4是图3的TFT基板部分的放大剖视图。

图5是示出实施例1的构成的剖视图。

图6是示出用于形成图5的构成的第一工序的剖视图。

图7是示出用于形成图5的构成的第二工序的剖视图。

图8是示出用于形成图5的构成的第三工序的剖视图。

图9是反相电路的等效电路。

图10是示出以实施例1的构成形成图9的电路而成的布局的例子的俯视图。

图11是示出实施例2的构成的剖视图。

图12是示出实施例2的构成的俯视图。

图13是示出实施例3的构成的剖视图。

图14是有机EL显示装置的像素的等效电路。

图15是具有混合构成的有机EL显示装置的像素的剖视图。

图16是示出光传感器的例子的剖视图。

图17是光传感器的俯视图。

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、20...异物、30...连接布线、51...遮光膜、52...基底膜、53...多晶硅、54...栅极绝缘膜、55...栅电极、56...栅极绝缘膜、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、100...TFT基板、101...基底膜、102...多晶硅半导体、103...第一栅极绝缘膜、104...第一栅电极、105...遮光膜、106...第一层间绝缘膜、107...第二层间绝缘膜、108...氧化物半导体、109...保护电极、110...第二栅极绝缘膜、111...第二栅电极、112...第三层间绝缘膜、113...第四层间绝缘膜、114...贯通孔、115...贯通孔、116...漏电极、117...源电极、118...有机钝化膜、119...公共电极、120...电容绝缘膜、121...像素电极、122...取向膜、123...贯通孔、124...贯通孔、125...漏电极、126...源电极、130...贯通孔、131...贯通孔、135...贯通孔、136...贯通孔、150...下部电极、151...有机EL层、152...阴极、153...保护层、154...粘接材料、155...偏光板、160...堤、200...对置基板、201...彩色滤色片、202...黑矩阵、203...外覆膜、204...取向膜、250...抗蚀剂、300...液晶层、301...液晶分子、400...窗口、500...受光元件、600...面板、601...粘接材料、700...被测定物、800...抗蚀剂、921...布线层、922...电极、923...电极、1021...LDD区域(n-区域)、1022...多晶硅导电区域、1025...P沟道多晶硅、1026...多晶硅导电区域、1041...底栅电极、1081...被赋予导电性的氧化物半导体、1111...底栅电极、EL...有机EL层、CH...接触孔、Ch...保持电容、L...光、Va...阳极电压、Vcc...基准电压、Vdd...电源电压、Vk...阴极电压、Vp...像素电压、Vsig...信号电压

具体实施方式

以下，基于实施例详细说明本实用新型的内容。在以下的实施例中，主要以液晶显示装置为例说明本实用新型，但本实用新型不仅能够应用于液晶显示装置，也能够应用于有机EL显示装置等其他显示装置或使用混合半导体电路基板的传感器或其他半导体装置。

[实施例1]

图1是应用本实用新型的液晶显示装置的俯视图。在图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之间夹持有液晶层。在TFT基板100与对置基板200重叠的部分形成显示区域14。

在TFT基板100的显示区域14中，扫描线11沿横向(x方向)延伸并在纵向(y方向)上排列。另外，视频信号线12沿纵向延伸并在横向上排列。由扫描线11和视频信号线12包围的区域成为像素13。TFT基板100形成得比对置基板200大，TFT基板100与对置基板200不重叠的部分成为端子区域15。在端子区域15连接柔性布线基板17。驱动液晶显示装置的驱动器IC搭载于柔性布线基板17。

液晶自身不发光，因此在TFT基板100的背面配置有背光源。液晶显示面板针对每个像素控制来自背光源的光以形成图像。柔性布线基板17通过向背光源的背面弯折而使作为液晶显示装置整体的外形减小。

在本实用新型的液晶显示装置中，显示区域14所使用的TFT应用使用漏电流少的氧化物半导体的TFT。另外，在密封材料16附近的边框部分形成有例如扫描线驱动电路，扫描线驱动电路应用迁移率大的使用多晶硅半导体的TFT。

图2是液晶显示装置中的像素的俯视图。图2是IPS(In Plane Switching：平面转换)方式中的被称为FFS(Fringe Field Swtiching：边缘场开关)方式的液晶显示装置。在图2中，应用使用氧化物半导体108的TFT。氧化物半导体TFT由于漏电流小，因此作为开关TFT是优选的。在显示区域的周边形成的扫描线驱动电路等中使用多晶硅TFT。

在图2中，扫描线11沿横向(x方向)延伸并在纵向(y方向)上排列。另外，视频信号线12沿纵向延伸并在横向上排列。在由扫描线11和视频信号线12包围的区域中形成有像素电极121。在图2中，在视频信号线12与像素电极121之间形成有具有氧化物半导体108的氧化物半导体TFT。在氧化物半导体TFT中，视频信号线12构成漏电极，扫描线11分支而构成氧化物半导体TFT的栅电极111。氧化物半导体TFT的源电极117向像素电极121侧延伸，并经由贯通孔130与像素电极121连接。

像素电极121形成为梳齿状。在像素电极121的下侧，隔着电容绝缘膜以平面状形成有公共电极119。公共电极119针对各像素连续并公共地形成。若向像素电极121供给视频信号，则通过在像素电极121与公共电极119之间形成通过液晶层的电力线并使液晶分子301旋转从而形成图像。需要说明的是，在图2中省略在TFT与基板100之间形成的遮光膜(屏蔽电极)。

图3是液晶显示装置的显示区域和周边电路区域的剖视图。图3的右侧是显示区域的剖视图，左侧是在周边电路区域中构成驱动电路的多晶硅TFT的剖视图。在显示区域中，在TFT基板100与对置基板200之间存在液晶层300，但在许多情况下，由于周边电路在俯视观察时与密封材料16重叠形成，因此在图3的左侧，在TFT基板100与对置基板200之间存在密封材料16。周边电路和显示区域同时形成在相同的基板100上。

在图3中，在由玻璃、聚酰亚胺等树脂形成的TFT基板100之上形成有基底膜101。基底膜101由氧化硅(以下记为SiO)膜、氮化硅(以下记为SiN)膜等层叠膜形成。基底膜101是为了防止来自基板100的杂质污染半导体层102等。

在基底膜101之上形成有多晶硅层102。多晶硅层102是如下述这样形成的层，即，最初通过CVD形成a-Si，通过向该a-Si照射准分子激光而使其转换为多晶硅。这样的多晶硅由于能够以低温形成，因此也称为LTPS(Low Temperature Poly Silicon：低温多晶硅)。多晶硅层的厚度例如为50nm。

在使多晶硅层102图案化后，通过CVD形成第一栅极绝缘膜103。在栅极绝缘膜103之上使用金属或合金形成多晶硅TFT用的第一栅电极104(以下，包含合金在内地简称为金属)。构成第一栅电极104的金属例如为MoW、Ti等。在使第一栅电极104图案化的过程中，通过离子注入在多晶硅层上形成n-区域1021、n+区域1022。n-区域也称为LDD(Light DopedDrain：轻掺杂漏极)区域1021，n+区域也称为导电区域1022。n+区域1022形成源极或漏极，由n-区域构成的LDD区域1021防止沟道102与漏极1022间的绝缘击穿。在形成第一栅电极104的同时，在显示区域中形成氧化物半导体TFT用的遮光膜105。

以覆盖第一栅电极104、遮光膜105的方式，由SiN膜形成第一层间绝缘膜106，在该第一层间绝缘膜106之上由SiO膜形成第二层间绝缘膜107。在显示区域中，在SiO膜107之上形成氧化物半导体层108。氧化物半导体108包括IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide：氧化铟镓锌)、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide：氧化铟锡锌)、ZnON(Zinc Oxide Nitride：氮氧化锌)、IGO(Indium Gallium Oxide：氧化铟镓)等。在本实施例中，作为氧化物半导体108使用IGZO。

在氧化物半导体层108中，在漏电极116及源电极117所接触的部分形成由金属形成的保护膜109。漏电极116及源电极117用的贯通孔114、115与多晶硅半导体1021、1022的漏电极125及源电极126用的贯通孔123、124同时形成。在多晶硅侧，由于在贯通孔内的表面形成氧化膜，因此需要使用氢氟酸(HF)将该氧化膜清洗去除。但是，若该氢氟酸(HF)侵入氧化物半导体108侧的贯通孔114、115中，则会使氧化物半导体108溶解。为了保护氧化物半导体层108免受氢氟酸(HF)的伤害而形成有由金属形成的保护膜109。

第二栅极绝缘膜110由例如SiO膜以覆盖氧化物半导体层108及保护膜109的方式形成。从该SiO膜向氧化物半导体108供给氧以维持氧化物半导体108的特性。以覆盖第二栅极绝缘膜110的方式形成第二栅电极111。第二栅电极111能够由与第一栅电极104相同的材料形成。第三层间绝缘膜112由例如SiO以覆盖第二栅电极111的方式形成，第四层间绝缘膜113由例如SiN以覆盖第三层间绝缘膜112的方式形成。

在氧化物半导体TFT侧形成贯通孔114、115并形成漏电极116、源电极117，与此同时在多晶硅TFT侧形成贯通孔123、124并形成漏电极125、源电极126。氧化物半导体TFT侧的漏电极116与视频信号线连接，源电极117经由贯通孔130、131与像素电极121连接。另一方面，多晶硅TFT侧的漏电极125、源电极126构成驱动电路的布线。

以覆盖漏电极116、源电极117的方式形成有机钝化膜118。有机钝化膜118也兼作为平坦化膜的作用，因此形成得较厚为2至4μm左右。在显示区域中，在有机钝化膜118上为了将像素电极121与源电极117连接而形成贯通孔130。另外，在显示区域中，在有机钝化膜118之上以平面状形成有公共电极119。

电容绝缘膜120由SiN以覆盖公共电极119的方式形成。电容绝缘膜120因在公共电极119与像素电极121之间形成像素电容而被称为电容绝缘膜。在电容绝缘膜120之上以梳齿状形成有像素电极121。像素电极121的平面形状例如为图2所示的形状。以覆盖像素电极121的方式形成有用于使液晶分子301初始取向的取向膜122。IPS由于不需要液晶分子301的预倾角，因此使用偏光紫外线的光取向有利于取向膜122的取向处理。当在公共电极119与像素电极121之间施加电压时，液晶层300中产生电力线，由此液晶分子301旋转，针对每个像素控制控制液晶层300的透射率并形成图像。

在图3中，夹着液晶层300配置有对置基板200。在对置基板200上形成彩色滤色片201和黑矩阵202，在其上形成有外覆膜(overcoat film)203。在外覆膜203之上形成有取向膜204。取向膜204的作用及取向处理与TFT基板100侧的取向膜116相同。

在图3中，左侧的周边电路部分的截面构成除了取代氧化物半导体TFT而形成有多晶硅TFT以外与显示区域相同。但是，在图3的周边电路部分，取代液晶层300而形成有用于将TFT基板100与对置基板200粘接的密封材料16。另外，在该部分不存在像素电极121。

图4是图3的多晶硅TFT及氧化物半导体TFT部分的放大剖视图。图4的构成与图3中说明的构成相同，但在图4中省略第四钝化膜113。另外，在图4中，多晶硅TFT与氧化物半导体TFT为了进行对比而并排配置。

另外，在图4中更详细地示出氧化物半导体108的构造。氧化物半导体108之中，第二栅电极111的下方成为沟道。氧化物半导体108的厚度为例如10nm至100nm。在图4中，在形成第二栅电极111后，以第二栅电极111为掩膜通过离子注入(I/I)向氧化物半导体108掺杂杂质，因此除了第二栅电极111下方以外的氧化物半导体成为导电区域1081。通过离子注入所注入的离子例如除了磷(P)、硼(B)以外，也可以是氩(Ar)等。通过离子注入来破坏氧化物半导体108的晶格构造以使其产生导电性。

导电区域1081中的一者由使用金属形成的保护电极109覆盖并与漏电极116连接，另一者由使用金属形成的保护电极109覆盖并与源电极117连接。保护电极109例如能够由与第一栅电极104或第二栅电极111相同的金属形成。

图5是实施例1的多晶硅TFT和氧化物半导体TFT的部分的剖视图。图5的特征在于，作为多晶硅TFT的栅电极104使用了被赋予导电性的氧化物半导体1081。因此，在图5中，无需形成图4中的第一层间绝缘膜106及第二层间绝缘膜107。因此能够对应于层数减少提高生产率。需要说明的是，构成第一栅电极104的导电性的氧化物半导体1081与氧化物半导体TFT中的漏极区域1081及源极区域1081同时形成并被图案化。

在图5中，在TFT基板100之上在与氧化物半导体TFT对应的部分形成有遮光膜105。氧化物半导体TFT形成在显示区域并以由背光源照射为前提，因此形成有遮光膜105，而多晶硅TFT形成在周边驱动电路中，该部分以通过其他遮光机构遮挡背光源的光为前提，因此未形成遮光膜105，但在显示区域中形成有多晶硅TFT的情况下，也在与多晶硅TFT对应的部分同时形成遮光膜105。

在图5中，以覆盖遮光膜105的方式形成有基底膜101。在基底膜101之上形成多晶硅102，其为在图3中说明的LTPS。在多晶硅102中除了沟道区域102以外还形成有LDD区域1021、导电区域1022，其形成方法使用图6至图8说明。

以覆盖多晶硅102的方式形成由SiO形成的第一栅极绝缘膜103。氧化物半导体108以覆盖第一栅极绝缘膜103的方式通过溅射形成在基板整面内并图案化。氧化物半导体108在周边电路区域中被赋予导电性以构成第一栅电极104，在显示区域中构成氧化物半导体TFT的有源区域。即，氧化物半导体108直至图案化为止在多晶硅TFT部分和氧化物半导体TFT部分同时形成，但导电性赋予等处理在多晶硅TFT部分和氧化物半导体TFT部分分别进行。之后，在氧化物半导体TFT中形成保护电极109、然后形成第二栅极绝缘膜110、第二栅电极111、并以覆盖它们的方式形成第三层间绝缘膜112，这与图4相同。

然而，图5的构成在构成多晶硅TFT的被赋予导电性的氧化物半导体1081之上形成有SiO膜。通常在向SiO膜供给氧时，氧化物半导体的1081的电阻上升。但是，通过磷(P)、硼(B)或氩(Ar)等离子注入进行针对氧化物半导体108的导电性赋予的情况下，通过破坏氧化物半导体108的晶格构造以赋予导电性，因此即使从SiO膜注入氧，也不会导致电阻率的大幅度增加。

图6至图8是示出形成由氧化物半导体1081构成栅电极104的多晶硅TFT的工序的剖视图。在图6至图8中，作为多晶硅TFT，示出形成N沟道TFT和P沟道TFT的情况。左侧的多晶硅TFT使用N型多晶硅以构成N沟道TFT，右侧的多晶硅TFT使用P型多晶硅以构成P沟道TFT。

在图6中，在基底膜101之上形成多晶硅102、1025并图案化。以覆盖被图案化的多晶硅102、1025的方式形成有由SiO形成的第一栅极绝缘膜103。在第一栅极绝缘膜103之上形成有被赋予导电性的氧化物半导体1081。在图6中，氧化物半导体108、1081以由图案化用的抗蚀剂250覆盖的状态示出。

在图6中，多晶硅TFT区域中的氧化物半导体通过离子注入等而成为被赋予导电性的状态的导电性氧化物半导体1081，而氧化物半导体TFT侧的氧化物半导体108仍为未被赋予导电性的状态。针对氧化物半导体TFT侧的、对氧化物半导体108的导电性赋予而言，其在多晶硅TFT侧形成由氧化物半导体1081形成的第一栅电极104之后进行。

在图6中，左侧的多晶硅TFT为N沟道TFT，右侧的多晶硅TFT为P沟道TFT。在图6的状态下，例如通过离子注入(I/I)掺杂磷(P)以形成n+区域。由此在N沟道TFT中形成漏极区域1022及源极区域1022。此时，由抗蚀剂250覆盖的氧化物半导体108、被赋予导电性的氧化物半导体1081、N型多晶硅102、P型多晶硅1025等不受离子注入的影响。

图7示出：从图6的状态出发，例如实施等离子体灰化而使抗蚀剂250后退，同时对从抗蚀剂露出的部分的氧化物半导体1081进行蚀刻。之后，离子注入磷(P)等形成n-区域、即LDD区域。在该工序中，P沟道TFT的P型多晶硅1025及氧化物半导体侧的氧化物半导体108等由抗蚀剂覆盖，不受n-的离子注入的影响。

图8是形成P沟道型TFT的工序。图8中为下述状态：图7中使用的抗蚀剂250被去除，并为了形成P沟道TFT而重新使抗蚀剂250图案化。在该状态下，N沟道TFT整体及构成氧化物半导体TFT的氧化物半导体108由抗蚀剂250覆盖。

在图8的状态中，以抗蚀剂250为掩膜将硼(B)等杂质掺杂到P型多晶硅1025中，在P型多晶硅1025上形成漏极区域1026及源极区域1026。此时，N沟道型TFT及构成氧化物半导体TFT的氧化物半导体108由抗蚀剂250覆盖，因此不受硼(B)的离子注入的影响。

通过图6至图8的工序，能够形成以导电性的氧化物半导体1081为栅电极104的N沟道TFT及P沟道TFT。之后形成氧化物半导体TFT，而其形成方法如图4所说明的那样。

图9是例如在周边驱动电路中由N沟道TFT和P沟道TFT形成反相电路的情况下的等效电路。在图9中，P型TFT的漏极与电源电压Vdd连接，N型TFT的源极与基准电压Vss连接。对N型TFT和P型TFT的栅极公共地施加输入In。并且，从P型TFT的源极和N型TFT的漏极公共地输出输出Out。

图10是示出由使用赋予了导电性的氧化物半导体1081形成栅电极104而得的TFT来构成图9的反相器的情况下的布局的俯视图。图10的上下关系与图9一致。在图10中，由方框包围的Pch-LTPS表示P沟道LTPS TFT，由方框包围的Nch-LTPS表示N沟道LTPS TFT。在图10中，布线921使用与视频信号线12相同的层。在图10中，Vdd沿横向(x方向)延伸，Vss沿横向延伸。多晶硅以使Vss与Vdd相连的方式沿纵向(y方向)延伸。多晶硅1022通过接触孔CH1与Vss连接，多晶硅1026通过接触孔CH2与Vdd连接。

多晶硅1026、1022通过接触孔CH4与输出线Out连接。靠近Vss的为N型多晶硅，靠近Vdd的为P型多晶硅。另一方面，在Vdd与Vss之间，沿横向延伸的输入线(In)经由贯通孔CH3与保护电极109连接。被赋予导电性的氧化物半导体1081中的一者弯曲成为N型TFT的栅电极，另一者弯曲成为P型TFT的栅极。

被赋予导电性的氧化物半导体1081与金属相比电阻率较大，但由于栅电极用的引绕布线使用与视频信号线相同材料的金属，因此氧化物半导体1081的电阻率不会导致严重的问题。另外，在图10中，保护电极109仅在接触孔CH3的部分使用，但若使保护电极109延伸而形成至TFT的沟道附近，则在使用氧化物半导体1081作为栅电极的情况下的电阻率的问题进一步减轻。

[实施例2]

图11是示出实施例2的构成的剖视图。图11的特征在于，将氧化物半导体TFT设为底部栅极，省略构成顶部栅极的第二栅电极111。并且，底栅电极1111使用赋予了导电性的多晶硅1022。因此，能够省略由金属形成的第二栅电极111，因而与实施例1的情况相比能够进一步减少层数。

在图11中，左侧为多晶硅TFT，如使用图5所说明的那样，栅电极104由被赋予导电性的氧化物半导体1081形成。图11中的右侧为氧化物半导体TFT，与实施例1的图5的区别在于不存在栅电极111，取而代之由被赋予导电性的多晶硅1022构成底栅电极1111。需要说明的是，该底栅电极1111在多晶硅TFT中能够在形成漏极区域1022或源极区域1022时同时形成。因此，与图5的情况相比，能够进一步减轻工序负荷。

在图11中，虽然省略栅电极111，但保留由SiO形成的第二栅极绝缘膜110。即，其为了从构成第二栅极绝缘膜110的SiO膜向氧化物半导体108供给氧。但是，若能够由SiO形成第三层间绝缘膜112并从该SiO膜向氧化物半导体108供给氧，则能够省略第二栅极绝缘膜。

另外，在氧化物半导体108与作为底栅电极1111的被赋予导电性的多晶硅1022之间形成有由SiO形成的栅极绝缘膜103，但在从由SiO形成的栅极绝缘膜103向氧化物半导体108的氧供给不充分的情况下，需要使用溅射等其他方法形成SiO膜以确保从栅极绝缘膜103向氧化物半导体108供给所需的氧。

图12是示出由被赋予导电性的多晶硅1022形成氧化物半导体TFT的底栅电极1111的情况下的布局的俯视图。在图12中，由方框包围的底栅型(Bottom Gate)OS-TFT表示底栅型氧化物半导体TFT。在图12中，视频信号线12沿纵向(y方向)延伸，在两条视频信号线12之间形成有氧化物半导体TFT。具有作为遮光膜105的作用的屏蔽线105在视频信号线12的下侧沿横向(x方向)延伸。图12中的屏蔽线105也可以设为栅极布线11。

在图12中，屏蔽电极105与由被赋予导电性的多晶硅1022形成的底栅电极1111经由贯通孔CH6连接。连接通常通过两个贯通孔实现，而在图12中以接触孔CH6为代表。该连接经由与视频信号线12同层形成的电极922进行。需要说明的是，图12中的屏蔽电极105也可以由扫描线91兼任。

在图12中，保护电极109通过接触孔CH5而与视频信号线92连接。即，在图12中，保护电极109构成漏电极。在图12中，俯视观察时，夹着由氧化物半导体108形成的沟道配置有由保护电极109构成的源电极，并且，通过接触孔CH7而同与视频信号线12同层的电极923连接。并且，电极923与像素电极连接。

[实施例3]

图13是示出实施例3的剖视图。图13与作为实施例2的图11的区别在于，将多晶硅TFT设为底栅型而非顶栅型。并且，针对多晶硅TFT的栅极，形成底栅电极1041，该底栅电极1041在与遮光层105相同的层上由相同材料同时形成。在图13中，基底膜101构成多晶硅TFT的栅极绝缘膜。因此优选图13的基底膜101不是厚膜。在图13中，例如SiN膜、或SiN膜与SiO膜的层叠膜作为基底膜101使用。

图13中的氧化物半导体TFT的构成与图11相同。因此，在图13中，多晶硅TFT和氧化物半导体TFT均成为底栅型。图13中的多晶硅TFT中的多晶硅的LDD区域1021、导电区域1022能够通过以图6至图8说明的工序形成。

图13的其他构成与使用图11的说明相同。在图13中，在将多晶硅设为底栅的同时由被赋予导电性的多晶硅1022构成氧化物半导体TFT的栅电极1111，从而能够减少层数，能够提高制造成品率并降低制造成本。

以上，在实施例1至3中说明了多晶硅TFT与氧化物半导体TFT相比靠近基板配置的构成，但也可以是氧化物半导体TFT与多晶硅TFT相比靠近基板配置的构成。

[实施例4]

在实施例1至3中，说明了将本实用新型应用于液晶显示装置的情况。本实用新型也能够应用于有机EL显示装置。图14是有机EL显示装置的显示区域的像素部的等效电路。在图14中，视频信号线12与电源线93沿纵向延伸并在横向上排列。另外，扫描线11沿横向延伸并在纵向上排列。由视频信号线12或电源线93和扫描线11包围的区域成为像素。

在图14中，向作为发光层的有机EL层(EL)流动的电流由控制TFT(T2)控制。控制TFT(T2)的漏极与电源线93连接，在电源线93与控制TFT(T2)的漏极之间连接有保持电容(Ch)。另外，控制TFT(T2)的栅极与开关TFT(T1)的源极连接。开关TFT(T1)的栅极与扫描线11连接，漏极与视频信号线12连接。

在图14中，当开关TFT(T1)的栅极变为ON时，从视频信号线12向保持电容Ch中的一个电极供给视频信号，并从电源线93向保持电容Ch供给与之相应的电荷。其结果驱动TFT(T2)的栅极保持为规定的电位，与之对应的电流经由控制TFT(T2)向有机EL层(EL)流动。

如图14所示，有机EL显示装置的像素存在两个TFT(T1、T2)。任一TFT均能够由氧化物半导体形成。同样的是，在本实施例中也由多晶硅TFT形成周边驱动电路。也就是说，半导体电路基板成为混合构成。

图15是由氧化物半导体构成像素中的控制TFT的情况下的像素部的剖视图的例子。将图15与图3对比可知，在液晶显示装置的情况下和有机EL显示装置的情况下，均以覆盖TFT的漏电极116、源电极117的方式形成有机钝化膜118，直至在有机钝化膜上形成贯通孔130为止与作为液晶显示装置的图3相同。因此，以实施例1至3说明的本实用新型的构成能够直接应用于有机EL显示装置。

以下，是示出有机EL显示装置的图15与示出液晶显示装置的图3不同的部分。在图15中，在有机钝化膜118之上形成有作为阳极的下部电极150。在下部电极150之上形成有具有孔的堤160。在堤160的孔内形成有作为发光层的有机EL层151。在有机EL层151之上形成有作为阴极的上部电极152。上部电极152针对各像素公共地形成。以覆盖上部电极152的方式形成具有SiN膜等的保护膜153。在保护膜153之上借助粘接剂154贴附有用于防止外部光的反射的圆偏光板155。

然而，有机EL显示装置由于不需要背光源，因此并非必需针对光的遮光膜105，而在由聚酰亚胺等树脂构成基板100的情况下，由于树脂容易带电而需要消除基板100的带电的影响，因此还存在需要维持遮光膜105作为屏蔽电极的情况。

需要说明的是，在由多晶硅TFT形成像素中的控制TFT的情况下，将TFT变更为图15的构成，例如能够采用图5所示的多晶硅TFT的构成。在该情况下，能够根据需要在多晶硅的下方形成与在氧化物半导体的下方形成的遮光膜105相同的屏蔽电极或遮光膜。

[实施例5]

本实用新型不仅能够应用于显示装置，也能够应用于传感器装置等多种半导体装置。传感器装置存在许多种类。图16是将与图15的有机EL显示装置相同的构成作为光传感器使用的情况的例子。即，将有机EL显示装置作为发光元件使用。在图16中，在使用图15说明的有机EL显示装置的显示区域(发光元件)中，在TFT基板100的下表面配置有受光元件500。在发光元件的上表面隔着粘接材料601配置有由透明的玻璃基板或透明的树脂基板形成的面板600。被测定物700载置在面板600之上。

在发光元件中，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形成有不存在有机EL层、下部电极、上部电极的窗口400，该部分能够使光通过。需要说明的是，在下部电极150的下层形成有反射电极，在有机EL层151中发出的光L朝向上方。

在图16中，从有机EL层151射出的光L由被测定物700反射后穿过窗口400而由在TFT基板100的下部配置的受光元件500受光，检测被测定物700的存在。在不存在被测定物700的情况下，由于不存在反射光，因此受光元件500中无电流流通。因而能够测定被测定物700的存在与否。

图17是将图16所示的传感器元件以矩阵状配置的光传感器的俯视图。在图17中，扫描线91从在x方向上配置在两侧的扫描电路95沿横向(x方向)延伸。信号线92从在y方向上的下侧配置的信号电路96沿纵向(y方向)延伸，电源线93从在上侧配置的电源电路97向下(-y方向)延伸。由扫描线91和信号线92、或扫描线91和电源线93包围的区域为传感器元件94。

需要说明的是，在本实施例的光传感器中，不仅能够测定被测定物700的有无，还能够通过测定来自被测定物700的反射的强度来读取二维图像。另外，通过针对每种颜色进行感测，从而还能够检测彩色图像或分光图像。传感器的分辨率由图17中的传感器元件94的大小决定，但也可以根据需要将多个传感器元件94一并驱动，以调整有效的传感器元件的大小。

图16及图17的例子是将与有机EL显示装置相同的构成应用于光传感器的例子，但本实用新型不仅能够应用于这样的构成，还能够应用于使用其他检测方法的光传感器。此外，本实用新型不仅能够应用于光传感器，还能够应用于例如电容传感器等使用半导体装置基板的其他传感器。

Claims (16)

1.半导体装置，其具有第一TFT和第二TFT，所述第一TFT具有由第一多晶硅形成的沟道、且在源极及漏极具有对所述第一多晶硅赋予导电性而得的第二多晶硅，所述第二TFT具有由氧化物半导体形成的沟道和对所述氧化物半导体赋予导电性而得的源极及漏极，所述半导体装置的特征在于，

构成所述第一TFT的第一栅电极由与所述氧化物半导体的源极或漏极相同的材料形成。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述氧化物半导体的源极或漏极通过离子注入被赋予导电性。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT为顶栅型，所述第二TFT为顶栅型。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT为N沟道型，在所述沟道的两侧具有轻掺杂漏极区域即LDD区域。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT为P沟道型。

6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，构成所述第一TFT的第一栅极绝缘膜与构成所述第二TFT的第二栅极绝缘膜直接层叠。

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二TFT为底栅型，构成所述第二TFT的第二栅电极由第三多晶硅形成，所述第三多晶硅由与所述第二多晶硅相同的材料形成。

8.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT为顶栅型。

9.根据权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，构成所述第一TFT的第一栅极绝缘膜与构成所述第二TFT的第二栅极绝缘膜由共同的绝缘膜形成。

10.半导体装置，其具有第一TFT和第二TFT，所述第一TFT具有由第一多晶硅形成的沟道、且在源极及漏极具有对所述第一多晶硅赋予导电性而得的第二多晶硅，所述第二TFT具有由氧化物半导体形成的沟道和对所述氧化物半导体赋予导电性而得的源极及漏极，所述半导体装置的特征在于，

构成所述第二TFT的第二栅电极由第三多晶硅形成，所述第三多晶硅由与所述第二多晶硅相同的材料形成。

11.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT为底栅型。

12.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，所述第二TFT在所述第二栅电极的背面具有遮光膜，

所述第一TFT的第一栅电极由与所述遮光膜相同的材料形成在相同的层之上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一TFT被用于驱动电路，所述第二TFT被用作开关元件。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置为液晶显示装置。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置为有机EL显示装置。

16.根据权利要求1至12中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置为光传感器。

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