JP2013238718A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Shinya Ono
晋也 小野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable semiconductor device including an MIS capacitor.SOLUTION: A semiconductor device has a plurality of capacitive elements arranged on a substrate 10. Each of the capacitive elements has a structure in which a lower electrode 11, a first insulating layer 12, a first upper electrode 13 composed of a semiconductor material, and a second upper electrode 15 are laminated in this order on the substrate. An end part of the first upper electrode 13 is covered with a second insulating layer 14. An end part of the second upper electrode 15 is arranged on the second insulating layer 14.

Description

本発明は半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特には、信頼性の高い半導体装置を提供する技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly to a technique for providing a highly reliable semiconductor device.

従来、基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置が、各種の表示パネル用基板などの用途に広く用いられている。一般に、表示パネル用基板としての半導体装置には、画素ごとに、保持容量、TFT(Thin Film Transistor)、及び液晶素子又は電子粉流体素子又は電気泳動素子又は有機EL(ElectroLuminescence)素子などの電気光学素子が設けられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate have been widely used for various display panel substrates and the like. In general, a semiconductor device as a display panel substrate includes a storage capacitor, a TFT (Thin Film Transistor), and an electro-optical element such as a liquid crystal element, an electro-powder fluid element, an electrophoretic element, or an organic EL (ElectroLuminescence) element for each pixel. An element is provided.

特許文献1には、液晶表示パネル用基板としての半導体装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor device as a substrate for a liquid crystal display panel.

図9は、特許文献1に開示された半導体装置9の要部の一例を表す断面図である。半導体装置9の当該要部は、容量及びコンタクトとして機能する部分であり、基板90の上に、下電極91、誘電体層92、半導体層93、配線層94、保護層96、平坦化層97、及び画素電極98が、この順に積層された構造を有している。   FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating an example of a main part of the semiconductor device 9 disclosed in Patent Document 1. The main part of the semiconductor device 9 is a part that functions as a capacitor and a contact. On the substrate 90, a lower electrode 91, a dielectric layer 92, a semiconductor layer 93, a wiring layer 94, a protective layer 96, and a planarizing layer 97. And the pixel electrode 98 are stacked in this order.

ここで、下電極91、誘電体層92、及び半導体層93からなる積層構造によってMIS(Metal Insulator Semiconductor)容量が形成され、半導体層93の上方には上部電極として配線層94及び画素電極98が形成され、画素電極98の上方には、図示されていない液晶が配置される。下電極91、誘電体層92、半導体層93、及び配線層94は、図示されていないTFTを構成するゲート線、ゲート絶縁層、半導体層、及びドレイン電極の延設部分にそれぞれ形成されている。   Here, a MIS (Metal Insulator Semiconductor) capacitor is formed by a laminated structure composed of the lower electrode 91, the dielectric layer 92, and the semiconductor layer 93. A liquid crystal (not shown) is formed above the pixel electrode 98. The lower electrode 91, the dielectric layer 92, the semiconductor layer 93, and the wiring layer 94 are respectively formed in extending portions of gate lines, gate insulating layers, semiconductor layers, and drain electrodes that constitute TFTs (not shown). .

当該TFTの半導体層及び容量の半導体層93は、例えば高い移動度を持つIGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)などの酸化物半導体で構成される。画素電極98は例えばITO(Indium Tin Oxide)などの金属酸化物で構成される。   The semiconductor layer of the TFT and the semiconductor layer 93 of the capacitor are formed of an oxide semiconductor such as IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) having high mobility, for example. The pixel electrode 98 is made of a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide).

特許文献1の半導体装置によれば、ITOなどで構成される画素電極98の界面と、IGZOなどで構成される半導体層93の界面とが広い面積で直接接触するため、低いコンタクト抵抗を得ることが期待できる。   According to the semiconductor device of Patent Document 1, since the interface of the pixel electrode 98 made of ITO or the like and the interface of the semiconductor layer 93 made of IGZO or the like are in direct contact over a wide area, low contact resistance is obtained. Can be expected.

特開2011−29304号公報JP 2011-29304 A

しかしながら、従来の構造による半導体装置には、半導体層93を劣化させる少なくとも2つの要因が考えられる。それらの要因とは、図9に示されるように、配線層94の開口部を通して半導体層93に入射する光、及び半導体層93と直接接触する層の一つである保護層96から半導体層93に進入する水素ラジカルである。   However, in the semiconductor device having the conventional structure, at least two factors that cause the semiconductor layer 93 to deteriorate can be considered. As shown in FIG. 9, these factors include light incident on the semiconductor layer 93 through the opening of the wiring layer 94 and the protective layer 96 to the semiconductor layer 93 that is one of the layers in direct contact with the semiconductor layer 93. It is a hydrogen radical that enters.

半導体層93は、酸化物半導体で構成されるために、光及び水素ラジカルに対して脆弱であり、光及び水素ラジカルの影響を受けて、例えばフラットバンド電圧の変動など、MIS素子の特性を変動させる。すなわち、半導体層93の劣化は、MIS容量の特性を変動させ、半導体装置の信頼性を損なう。   Since the semiconductor layer 93 is composed of an oxide semiconductor, it is vulnerable to light and hydrogen radicals, and the characteristics of the MIS element fluctuate due to, for example, fluctuations in flat band voltage due to the influence of light and hydrogen radicals. Let That is, the deterioration of the semiconductor layer 93 changes the characteristics of the MIS capacitance and impairs the reliability of the semiconductor device.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、容量の特性変動が生じにくく信頼性の高い半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法を提供する。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a highly reliable semiconductor device in which a change in capacitance characteristics hardly occurs and a method for manufacturing such a semiconductor device.

上記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の1つの態様は、基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置であって、前記容量素子のおのおのは、前記基板上に、下部電極、第1絶縁層、半導体材料からなる第1上部電極、及び第2上部電極が、この順に積層された構造を有し、前記第1上部電極の端部は、第2絶縁層で被覆され、前記第2上部電極の端部は、前記第2絶縁層上に配置されている。   In order to solve the above problems, one aspect of a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate, and each of the capacitive elements is formed on a lower portion of the substrate. An electrode, a first insulating layer, a first upper electrode made of a semiconductor material, and a second upper electrode are stacked in this order, and an end of the first upper electrode is covered with a second insulating layer. The end of the second upper electrode is disposed on the second insulating layer.

前記半導体装置によれば、下部電極、第1絶縁層、第1上部電極、及び第2上部電極からなる積層構造によってMIS容量が形成される。第1上部電極の端部が第2絶縁層で被覆され、第2上部電極の端部は、第2絶縁層上に配置される形状のために、第1上部電極の断面の全周が、第1絶縁層、第2絶縁層、及び第2上部電極の少なくとも何れかと接している。   According to the semiconductor device, the MIS capacitor is formed by a laminated structure including the lower electrode, the first insulating layer, the first upper electrode, and the second upper electrode. The end of the first upper electrode is covered with the second insulating layer, and the end of the second upper electrode is formed on the second insulating layer. It is in contact with at least one of the first insulating layer, the second insulating layer, and the second upper electrode.

そのため、前記半導体装置によれば、従来の半導体装置と異なり、例えばパッシベーション層などで発生する水素ラジカルは、第1絶縁層、第2絶縁層、及び第2上部電極の少なくとも何れかで遮断され、第1上部電極に進入しない。その結果、第1上部電極の水素ラジカルによる劣化、及び容量の特性変動が抑制されるので、従来の半導体装置と比べてより高い信頼性が得られる。   Therefore, according to the semiconductor device, unlike the conventional semiconductor device, for example, hydrogen radicals generated in the passivation layer or the like are blocked by at least one of the first insulating layer, the second insulating layer, and the second upper electrode, It does not enter the first upper electrode. As a result, deterioration due to hydrogen radicals in the first upper electrode and fluctuations in capacitance characteristics are suppressed, so that higher reliability can be obtained compared to conventional semiconductor devices.

図1は、比較例に係る半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device according to a comparative example. 図2は、比較例に係る半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device according to a comparative example. 図3は、比較例に係る半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device according to a comparative example. 図4は、実施の形態に係る半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the semiconductor device according to the embodiment. 図5は、実施の形態に係る半導体装置の効果を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor device according to the embodiment. 図6は、実施の形態に係る表示装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram illustrating an example of a configuration of the display device according to the embodiment. 図7Aは、実施の形態に係る画素部の構成の一例を示す回路図である。FIG. 7A is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a pixel portion according to the embodiment. 図7Bは、実施の形態に係る画素部を駆動するための信号の一例を示す波形図である。FIG. 7B is a waveform diagram illustrating an example of a signal for driving the pixel portion according to the embodiment. 図8は、実施の形態に係る表示装置の外観の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an appearance of the display device according to the embodiment. 図9は、従来例に係る半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device according to a conventional example.

(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、従来の半導体装置において生じ得る容量の特性変動を抑制する技術を検討する中で、複数の新しい半導体装置の構造に想到した。しかしながら、それらの新しい構造による半導体装置には、さらに解決されるべき別の課題が存在することが分かった。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
The present inventor has come up with a plurality of new semiconductor device structures while studying a technique for suppressing a variation in capacitance characteristics that may occur in a conventional semiconductor device. However, it has been found that there are other problems to be solved in the semiconductor devices having these new structures.

以下では、まず、それらの半導体装置の構造と課題とを、本発明の比較例として説明し、その後、それらの半導体装置との対比により、本発明の態様を詳細に説明する。   In the following, first, the structure and problems of these semiconductor devices will be described as comparative examples of the present invention, and then aspects of the present invention will be described in detail by comparison with those semiconductor devices.

(比較例1)
図1は、比較例1としての半導体装置6の構造の一例を示す断面図である。
(Comparative Example 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a semiconductor device 6 as Comparative Example 1.

半導体装置6は、例えば、複数の画素部が配設された表示パネル用基板として利用可能な半導体装置である。図1には、半導体装置6の複数の画素部の各々に含まれる画素容量部、配線交差部及びTFT部の断面構造の一例が示されている。以下の説明では、配線交差部において交差する配線を、便宜上、走査線及びデータ線と呼ぶが、以下の説明は、走査線とデータ線とを入れ替えた場合にも、また他の名称の配線が交差する場合にも同様に成り立つ。   The semiconductor device 6 is, for example, a semiconductor device that can be used as a display panel substrate on which a plurality of pixel portions are arranged. FIG. 1 shows an example of a cross-sectional structure of a pixel capacitor portion, a wiring intersection portion, and a TFT portion included in each of a plurality of pixel portions of the semiconductor device 6. In the following description, the wiring intersecting at the wiring intersection is referred to as a scanning line and a data line for convenience. However, in the following description, when the scanning line and the data line are interchanged, wirings with other names are also used. The same holds true when intersecting.

半導体装置6において、画素容量部は、基板10上に、下部電極11、第1絶縁層12、第2絶縁層14、及び第2上部電極15が、この順に積層された構造を有している。配線交差部は、基板10上に、走査線21、第1配線間絶縁層22、第2配線間絶縁層24、及びデータ線25が、この順に積層された構造を有している。TFT部は、基板10上に、ゲート電極31、ゲート絶縁層32、チャネル33、チャネルエッチングストッパ34、及びソースドレイン電極35が、この順に積層された構造を有している。   In the semiconductor device 6, the pixel capacitor portion has a structure in which the lower electrode 11, the first insulating layer 12, the second insulating layer 14, and the second upper electrode 15 are stacked on the substrate 10 in this order. . The wiring intersection has a structure in which a scanning line 21, a first inter-wiring insulating layer 22, a second inter-wiring insulating layer 24, and a data line 25 are stacked on the substrate 10 in this order. The TFT portion has a structure in which a gate electrode 31, a gate insulating layer 32, a channel 33, a channel etching stopper 34, and a source / drain electrode 35 are laminated on the substrate 10 in this order.

ここで、下部電極11、走査線21、及びゲート電極31は、例えば、金属などの導電性材料で構成され、当該導電性材料の膜体をパターニングすることによって、何れも同じ層に形成される。   Here, the lower electrode 11, the scanning line 21, and the gate electrode 31 are made of, for example, a conductive material such as metal, and are formed in the same layer by patterning a film body of the conductive material. .

第1絶縁層12、第1配線間絶縁層22、及びゲート絶縁層32は、何れも、例えば、金属酸化物もしくはシリコン酸化物もしくはシリコン窒化物もしくはアクリル系樹脂もしくはポリイミド系樹脂もしくはそれら積層物もしくはそれら混合物などの第1絶縁性材料で構成され、当該第1絶縁性材料の膜体をパターニングすることによって、又はパターニングされない当該第1絶縁性材料の膜体を用いて同じ層に形成される。   Each of the first insulating layer 12, the first inter-wiring insulating layer 22, and the gate insulating layer 32 is, for example, a metal oxide, silicon oxide, silicon nitride, acrylic resin, polyimide resin, or a laminate thereof. The first insulating material is formed of the first insulating material such as a mixture thereof, and is formed in the same layer by patterning the film body of the first insulating material or using the film body of the first insulating material that is not patterned.

チャネル33は、例えば、半導体材料の膜体をパターニングすることによって形成される。   The channel 33 is formed, for example, by patterning a film body of a semiconductor material.

第2絶縁層14、第2配線間絶縁層24、及びチャネルエッチングストッパ34は、何れも、例えば、金属酸化物もしくはシリコン酸化物もしくはシリコン窒化物もしくはアクリル系樹脂もしくはポリイミド系樹脂もしくはそれら積層物もしくはそれら混合物などの第2絶縁性材料で構成され、当該第2絶縁性材料の膜体をパターニングすることによって同じ層に形成される。   Each of the second insulating layer 14, the second inter-wiring insulating layer 24, and the channel etching stopper 34 is, for example, a metal oxide, silicon oxide, silicon nitride, acrylic resin, polyimide resin, a laminate thereof, or the like. They are made of a second insulating material such as a mixture thereof, and are formed in the same layer by patterning a film body of the second insulating material.

第1絶縁層12、第1配線間絶縁層22、及びゲート絶縁層32と、第2絶縁層14、第2配線間絶縁層24、及びチャネルエッチングストッパ34は、チャネル33と直接接触するために、チャネル33を変質させないように水素ラジカルを発生しない材料を選定もしくは水素ラジカルを発生させない処理をしておくことが望ましい。   The first insulating layer 12, the first inter-wiring insulating layer 22, the gate insulating layer 32, the second insulating layer 14, the second inter-wiring insulating layer 24, and the channel etching stopper 34 are in direct contact with the channel 33. It is desirable to select a material that does not generate hydrogen radicals or to perform a process that does not generate hydrogen radicals so that the channel 33 is not altered.

第2上部電極15、データ線25、及びソースドレイン電極35は、何れも、例えば、金属などの導電性材料で構成され、当該導電性材料の膜体をパターニングすることによって同じ層に形成される。   The second upper electrode 15, the data line 25, and the source / drain electrode 35 are all made of a conductive material such as metal, and are formed in the same layer by patterning a film body of the conductive material. .

半導体装置6の画素容量部には、従来の半導体装置9とは異なり、半導体材料で構成される電極が存在しないため、電極の劣化に起因する容量の特性変動が生じない。そのため、半導体装置6によれば、従来よりも高い信頼性が得られる。   Unlike the conventional semiconductor device 9, the pixel capacitor portion of the semiconductor device 6 does not have an electrode made of a semiconductor material, so that the capacitance characteristic variation due to electrode deterioration does not occur. Therefore, according to the semiconductor device 6, higher reliability than the conventional one can be obtained.

また、半導体装置6では、画素容量部において、前記第1絶縁性材料で構成される第1絶縁層12と前記第2絶縁性材料で構成される第2絶縁層14とが同じパターンで設けられ、また配線交差部において、前記第1絶縁性材料で構成される第1配線間絶縁層22と前記第2絶縁性材料で構成される第2配線間絶縁層24とが同じパターンで設けられている。このような構造は、前記第1絶縁性材料と前記第2絶縁性材料とにエッチングにおける選択性が不要であるため、材料の組合せの選択肢の拡大やプロセスを簡素化するために役立つ。   In the semiconductor device 6, the first insulating layer 12 made of the first insulating material and the second insulating layer 14 made of the second insulating material are provided in the same pattern in the pixel capacitor portion. In addition, at the wiring intersection, the first inter-wiring insulating layer 22 made of the first insulating material and the second inter-wiring insulating layer 24 made of the second insulating material are provided in the same pattern. Yes. Such a structure does not require etching selectivity for the first insulating material and the second insulating material, which is useful for expanding the choice of material combinations and simplifying the process.

その反面、半導体装置6では、画素容量部と配線交差部とで単位面積当たりの容量が略等しくなるため、画素容量部に求められるより大きな容量と、配線交差部に求められるより小さな容量とを両立することが困難となる。特に表示パネル用基板としての半導体装置では、大型化および高速駆動化および高精細化への対応が求められており、大型化および高精細化に対しては配線交差部の低容量化が重要な課題であり、高精細化に対しては限られた画素領域の中に十分な大きさの画素容量を確保することが重要な課題である。すなわち比較例1の構成において、画素容量部の高容量化と配線交差部の低容量化とを両立しづらいことは、非常に大きな不利となる。   On the other hand, in the semiconductor device 6, since the capacitance per unit area is approximately equal between the pixel capacitor portion and the wiring intersection portion, a larger capacitance required for the pixel capacitance portion and a smaller capacitance required for the wiring intersection portion are provided. It becomes difficult to achieve both. In particular, a semiconductor device as a display panel substrate is required to cope with an increase in size, a high-speed drive, and a high definition. For a large size and a high definition, it is important to reduce the capacitance at the wiring intersection. It is a problem, and for high definition, it is important to secure a sufficiently large pixel capacity in a limited pixel region. That is, in the configuration of Comparative Example 1, it is very disadvantageous that it is difficult to achieve both a high capacitance of the pixel capacitance portion and a low capacitance of the wiring intersection portion.

(比較例2)
図2は、比較例2としての半導体装置7の構造の一例を示す断面図である。
(Comparative Example 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device 7 as the comparative example 2.

半導体装置7は、半導体装置6の不利を解消するために、前記第2絶縁材料の膜体が、画素容量部では除去され、配線交差部では維持された構成を有している。   In order to eliminate the disadvantage of the semiconductor device 6, the semiconductor device 7 has a configuration in which the film body of the second insulating material is removed at the pixel capacitor portion and maintained at the wiring intersection.

半導体装置7の画素容量部には、従来の半導体装置9とは異なり、半導体材料で構成される電極が存在しないため、電極の劣化に起因する容量の特性変動が生じない。そのため、半導体装置7によれば、従来よりも高い信頼性が得られる。また、画素容量部の単位面積当たりの容量を配線交差部の単位面積当たりの容量よりも大きく構成できるので、画素容量部の高容量化と配線交差部の低容量化とが容易に両立できる。   Unlike the conventional semiconductor device 9, the pixel capacitor portion of the semiconductor device 7 does not have an electrode made of a semiconductor material, so that the capacitance characteristic variation due to electrode deterioration does not occur. Therefore, according to the semiconductor device 7, higher reliability than the conventional one can be obtained. In addition, since the capacitance per unit area of the pixel capacitor portion can be configured to be larger than the capacitance per unit area of the wiring intersection portion, it is possible to easily achieve both a higher capacitance of the pixel capacitance portion and a lower capacitance of the wiring intersection portion.

その反面、半導体装置7では、前記第1絶縁性材料と前記第2絶縁性材料とに、エッチングにおける選択性がある材料を用いる必要があるため、前記第1絶縁性材料と前記第2絶縁性材料との組合せの選択肢が限られ、プロセスの統一や簡素化の利点は失われる。   On the other hand, in the semiconductor device 7, since it is necessary to use a material having selectivity in etching for the first insulating material and the second insulating material, the first insulating material and the second insulating material are used. The options for combination with materials are limited, and the benefits of process unification and simplification are lost.

(比較例3)
図3は、比較例3としての半導体装置8の構造の一例を示す断面図である。
(Comparative Example 3)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the semiconductor device 8 as Comparative Example 3.

半導体装置8の画素容量部には、従来の半導体装置9と同様、下部電極11、第1絶縁層12、第1上部電極13、及び第2上部電極15からなる積層構造によってMIS容量が形成されている。   In the pixel capacitor portion of the semiconductor device 8, as in the conventional semiconductor device 9, a MIS capacitor is formed by a laminated structure including the lower electrode 11, the first insulating layer 12, the first upper electrode 13, and the second upper electrode 15. ing.

第1上部電極13及びチャネル33は、何れも、例えば、酸化物半導体などの半導体材料で構成され、当該半導体材料の膜体をパターニングすることによって、同じ層に形成される。   The first upper electrode 13 and the channel 33 are both made of a semiconductor material such as an oxide semiconductor, for example, and are formed in the same layer by patterning a film body of the semiconductor material.

半導体装置8の配線交差部には、画素容量部と比べて容量をより小さくするために、絶縁性材料で構成される第2配線間絶縁層24が設けられる。   A second inter-wiring insulating layer 24 made of an insulating material is provided at the wiring intersection of the semiconductor device 8 in order to make the capacitance smaller than that of the pixel capacitor.

半導体装置8によれば、配線交差部において第2配線間絶縁層24を走査線21よりも十分広く設置すれば、例えば半導体層23がN型半導体である場合に走査線21の電位がデータ線25よりも十分高い電位であって走査線近傍の半導体層23にチャネルが誘起されたとしてもチャネル部とデータ線との接続部との距離が長いために、配線交差部の半導体層23のチャネル部との接続抵抗を高く設定でき、実質的に走査線21とデータ線25との交差容量を低減させることが可能となる。   According to the semiconductor device 8, if the second inter-wiring insulating layer 24 is installed sufficiently wider than the scanning line 21 at the wiring intersection, for example, when the semiconductor layer 23 is an N-type semiconductor, the potential of the scanning line 21 becomes the data line. Even if a channel is induced in the semiconductor layer 23 in the vicinity of the scanning line at a potential sufficiently higher than 25, the distance between the connection portion between the channel portion and the data line is long, so that the channel of the semiconductor layer 23 at the wiring intersection portion is long. The connection resistance between the scanning line 21 and the data line 25 can be substantially reduced.

その反面、半導体装置8は、半導体装置6及び半導体装置7と比較して、第2配線間絶縁層24を形成するための追加的なパターン領域が必要となるため、高精細化の点で不利である。   On the other hand, as compared with the semiconductor device 6 and the semiconductor device 7, the semiconductor device 8 requires an additional pattern region for forming the second inter-wiring insulating layer 24, which is disadvantageous in terms of high definition. It is.

(発明の態様)
従来の構造による半導体装置、及び比較例として検討された複数の半導体装置が有する上述の課題に鑑みて、以下では、容量の特性変動が生じにくく信頼性の高い半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法のいくつかの態様が開示される。
(Aspect of the Invention)
In view of the above-described problems of a semiconductor device having a conventional structure and a plurality of semiconductor devices studied as comparative examples, a semiconductor device that is less likely to cause a change in capacitance characteristics and highly reliable, and such a semiconductor device will be described below. Several embodiments of the manufacturing method are disclosed.

本開示に係る半導体装置の1つの態様は、基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置であって、前記容量素子のおのおのは、前記基板上に、下部電極、第1絶縁層、半導体材料からなる第1上部電極、及び第2上部電極が、この順に積層された構造を有し、前記第1上部電極の端部は、第2絶縁層で被覆され、前記第2上部電極の端部は、前記第2絶縁層上に配置されている。   One aspect of the semiconductor device according to the present disclosure is a semiconductor device in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate, and each of the capacitive elements has a lower electrode, a first insulating layer, a semiconductor on the substrate. A first upper electrode made of a material and a second upper electrode are stacked in this order, and an end of the first upper electrode is covered with a second insulating layer, and an end of the second upper electrode is formed. The part is disposed on the second insulating layer.

本態様によれば、下部電極、第1絶縁層、第1上部電極、及び第2上部電極からなる積層構造によってMIS容量が形成される。第1上部電極の端部が第2絶縁層で被覆され、第2上部電極の端部は、第2絶縁層上に配置される形状のために、第1上部電極13の断面の全周が、第1絶縁層12、第2絶縁層14、及び第2上部電極15の少なくとも何れかと接している。   According to this aspect, the MIS capacitor is formed by the laminated structure including the lower electrode, the first insulating layer, the first upper electrode, and the second upper electrode. The end of the first upper electrode is covered with the second insulating layer, and the end of the second upper electrode is formed on the second insulating layer so that the entire circumference of the cross section of the first upper electrode 13 is , In contact with at least one of the first insulating layer 12, the second insulating layer 14, and the second upper electrode 15.

そのため、本態様では、従来の半導体装置と異なり、例えばパッシベーション層などで発生する水素ラジカルは、第1絶縁層、第2絶縁層、及び第2上部電極の少なくとも何れかで遮断され、第1上部電極に進入しない。その結果、第1上部電極の水素ラジカルによる劣化、及び容量の特性変動が抑制されるので、従来の半導体装置と比べてより高い信頼性が得られる。   Therefore, in this aspect, unlike the conventional semiconductor device, for example, hydrogen radicals generated in the passivation layer or the like are blocked by at least one of the first insulating layer, the second insulating layer, and the second upper electrode, and the first upper portion Does not enter the electrode. As a result, deterioration due to hydrogen radicals in the first upper electrode and fluctuations in capacitance characteristics are suppressed, so that higher reliability can be obtained compared to conventional semiconductor devices.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記半導体材料は、酸化物半導体であってもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the semiconductor material may be an oxide semiconductor.

本態様によれば、第1上部電極として、移動度に優れた酸化物半導体を用いることができる。   According to this aspect, an oxide semiconductor excellent in mobility can be used as the first upper electrode.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記第1上部電極は、積層方向から見て前記下部電極に包含される領域に配置されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the first upper electrode may be disposed in a region included in the lower electrode when viewed from the stacking direction.

本態様によれば、基板の下方から入射する光は、下部電極で遮断され、第1上部電極13に到達しない。その結果、第1上部電極の光による劣化、及び容量の特性変動が抑制されるので、従来の半導体装置と比べてより高い信頼性が得られる。   According to this aspect, light incident from below the substrate is blocked by the lower electrode and does not reach the first upper electrode 13. As a result, deterioration of the first upper electrode due to light and capacitance characteristic fluctuation are suppressed, so that higher reliability can be obtained as compared with a conventional semiconductor device.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記第2上部電極は、積層方向から見て前記第1上部電極を包含する領域に配置されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the second upper electrode may be disposed in a region including the first upper electrode when viewed from the stacking direction.

本態様によれば、基板の上方から入射する光は、第2上部電極で遮断され、第1上部電極13に到達しない。その結果、第1上部電極の光による劣化、及び容量の特性変動が抑制されるので、従来の半導体装置と比べてより高い信頼性が得られる。   According to this aspect, light incident from above the substrate is blocked by the second upper electrode and does not reach the first upper electrode 13. As a result, deterioration of the first upper electrode due to light and capacitance characteristic fluctuation are suppressed, so that higher reliability can be obtained as compared with a conventional semiconductor device.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記第1絶縁層の膜容量は、前記第2絶縁層の膜容量よりも大きくてもよく、また、前記第1絶縁層の膜厚は、前記第2絶縁層の膜厚よりも薄くてもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the film capacity of the first insulating layer may be larger than the film capacity of the second insulating layer, and the film thickness of the first insulating layer may be It may be thinner than the film thickness of the second insulating layer.

本態様によれば、画素容量部において、下部電極、第1絶縁層、第1上部電極、及び第2上部電極からなる積層構造によってMIS容量を形成するとともに、配線交差部において、第1絶縁層及び第2絶縁層を介在して、例えば、走査線とデータ線とを交差させた場合に、画素容量部の単位面積当たりの容量を配線交差部の単位面積当たりの容量よりも大きく構成できるので、画素容量部の高容量化と配線交差部の低容量化とが容易に両立できる。   According to this aspect, in the pixel capacitor portion, the MIS capacitor is formed by the laminated structure including the lower electrode, the first insulating layer, the first upper electrode, and the second upper electrode, and at the wiring intersection, the first insulating layer is formed. In addition, for example, when the scanning line and the data line intersect with each other with the second insulating layer interposed, the capacitance per unit area of the pixel capacitor portion can be made larger than the capacitance per unit area of the wiring intersection portion. Therefore, it is possible to easily achieve both a high capacity of the pixel capacity section and a low capacity of the wiring intersection.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とは、同一元素を含む材料で構成されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the first insulating layer and the second insulating layer may be made of a material containing the same element.

本態様によれば、材料の選定やプロセスを簡素化するために役立つ。   This aspect is useful for simplifying material selection and processes.

本開示に係る半導体装置の1つの態様において、前記第1上部電極の端面及び上面の全部が、前記第2絶縁層及び前記第2上部電極で被覆されていてもよい。   In one aspect of the semiconductor device according to the present disclosure, the end surface and the upper surface of the first upper electrode may be entirely covered with the second insulating layer and the second upper electrode.

本態様によれば、第1上部電極の端面及び上面の全部が第2絶縁層及び第2上部電極で被覆される形状のために、例えばパッシベーション層などで発生する水素ラジカルは、第2絶縁層及び第2上部電極の少なくとも何れかで遮断され、第1上部電極に進入しない。その結果、第1上部電極の水素ラジカルによる劣化、及び容量の特性変動が抑制されるのとで、従来の半導体装置と比べてより高い信頼性が得られる。   According to this aspect, since the entire end face and upper surface of the first upper electrode are covered with the second insulating layer and the second upper electrode, for example, hydrogen radicals generated in the passivation layer or the like are generated in the second insulating layer. And at least one of the second upper electrode and does not enter the first upper electrode. As a result, deterioration of the first upper electrode due to hydrogen radicals and capacitance characteristic fluctuations are suppressed, so that higher reliability can be obtained compared to a conventional semiconductor device.

本開示に係る半導体装置の1つの態様は、さらに、複数の配線交差部において互いに交差する複数の走査線と複数のデータ線とを備え、前記配線交差部のおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の一方、前記第1絶縁層と同じ層に形成された第1配線間絶縁層、前記第2絶縁層と同じ層に形成された第2配線間絶縁層、及び前記第2上部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の他方が、この順に積層された構造を有していてもよい。   One aspect of the semiconductor device according to the present disclosure further includes a plurality of scanning lines and a plurality of data lines intersecting each other at a plurality of wiring intersections, and each of the wiring intersections is formed on the substrate. One of the scanning line and the data line formed in the same layer as the lower electrode, the first inter-wiring insulating layer formed in the same layer as the first insulating layer, and the same layer as the second insulating layer The second inter-wiring insulating layer and the other of the scanning line and the data line formed in the same layer as the second upper electrode may have a structure in which they are stacked in this order.

本態様によれば、MIS容量と配線交差部とを備える半導体装置の信頼性を高めることができる。   According to this aspect, the reliability of the semiconductor device including the MIS capacitor and the wiring intersection can be improved.

本開示に係る半導体装置の1つの態様は、さらに、複数の薄膜トランジスタを備え、前記複数の薄膜トランジスタのおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成されたゲート電極、前記第1絶縁層と同じ層に形成されたゲート絶縁層、前記第1上部電極と同じ層に形成されたチャネル、前記第2絶縁層と同じ層に形成されたチャネルエッチングストッパ、並びに前記第2上部電極と同じ層に形成されたソースドレイン電極が、この順に積層された構造を有し、前記チャネルエッチングストッパは、前記チャネル上のチャネルコンタクト部を除外して配置され、前記チャネルは、前記チャネルコンタクト部において、前記ソースドレイン電極と直接接続していてもよい。   One aspect of the semiconductor device according to the present disclosure further includes a plurality of thin film transistors, each of the plurality of thin film transistors being formed on the substrate in the same layer as the lower electrode, and the first insulation. A gate insulating layer formed in the same layer as the first layer, a channel formed in the same layer as the first upper electrode, a channel etching stopper formed in the same layer as the second insulating layer, and the same as the second upper electrode The source / drain electrodes formed in the layer have a structure laminated in this order, and the channel etching stopper is disposed excluding the channel contact portion on the channel, and the channel is formed in the channel contact portion, It may be directly connected to the source / drain electrode.

本態様は、MIS容量とTFT部とを備える半導体装置の信頼性を高めることができる。   This aspect can improve the reliability of the semiconductor device including the MIS capacitor and the TFT portion.

本開示に係る半導体装置の製造方法の1つの態様は、基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置の製造方法であって、前記複数の容量素子のおのおのは、下部電極、第1絶縁層、半導体材料からなる第1上部電極、及び第2上部電極が、この順に積層された構造を有しており、前記基板上に第1導電膜を形成し、当該第1導電膜をパターニングすることにより、前記下部電極を形成する第1工程と、少なくとも前記下部電極を覆う第1絶縁膜を、前記第1絶縁層として形成する第2工程と、前記第1絶縁膜上に半導体膜を形成し、当該半導体膜をパターニングすることにより、前記第1上部電極を形成する第3工程と、少なくとも前記第1上部電極を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、前記第2絶縁膜をパターニングすることにより、前記第1上部電極の端部以外の一部を露出させる第5工程と、少なくとも前記第1上部電極の露出した前記一部を覆う第2導電膜を形成する第6工程と、前記第2導電膜をパターニングすることにより、端部が前記第2絶縁膜上に配置されている第2上部電極を形成する第7工程と、を含み、前記第5工程において、前記第2絶縁膜のエッチングレートが前記半導体膜のエッチングレートよりも速くなる条件でエッチングを行うことにより、前記絶縁膜をパターニングする。   One aspect of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure is a method for manufacturing a semiconductor device in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate, each of the plurality of capacitive elements including a lower electrode and a first insulation. A layer, a first upper electrode made of a semiconductor material, and a second upper electrode are stacked in this order. A first conductive film is formed on the substrate, and the first conductive film is patterned. Thus, a first step of forming the lower electrode, a second step of forming a first insulating film covering at least the lower electrode as the first insulating layer, and forming a semiconductor film on the first insulating film A third step of forming the first upper electrode by patterning the semiconductor film, a fourth step of forming a second insulating film covering at least the first upper electrode, and the second insulating film. By patterning A fifth step of exposing a portion other than the end portion of the first upper electrode, a sixth step of forming a second conductive film covering at least the exposed portion of the first upper electrode, and the second step. Patterning a conductive film to form a second upper electrode having an end portion disposed on the second insulating film, and in the fifth step, etching the second insulating film The insulating film is patterned by performing etching under the condition that the rate is higher than the etching rate of the semiconductor film.

本態様によれば、MIS容量を備えた、信頼性が高い半導体装置を製造できる。   According to this aspect, a highly reliable semiconductor device having an MIS capacitor can be manufactured.

本開示に係る半導体装置の製造方法の1つの態様において、前記半導体装置は、さらに、複数の配線交差部において互いに交差する複数の走査線と複数のデータ線と、複数の薄膜トランジスタとを備え、前記配線交差部のおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の一方、前記第1絶縁層と同じ層に形成された第1配線間絶縁層、前記第2絶縁層と同じ層に形成された第2配線間絶縁層、及び前記第2上部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の他方が、この順に積層された構造を有し、前記複数の薄膜トランジスタのおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成されたゲート電極、前記第1絶縁層と同じ層に形成されたゲート絶縁層、前記第1上部電極と同じ層に形成されたチャネル、前記第2絶縁層と同じ層に形成されたチャネルエッチングストッパ、並びに前記第2上部電極と同じ層に形成されたソースドレイン電極が、この順に積層された構造を有し、前記製造方法は、前記第1工程において、前記第1導電膜をパターニングすることにより、さらに、前記走査線及び前記データ線の前記一方、及び前記ゲート電極を形成し、前記第2工程において、前記第1絶縁膜を、さらに前記走査線及び前記データ線の前記一方、及び前記ゲート電極を覆うように、前記第1配線間絶縁層及び前記ゲート絶縁層として形成し、前記第3工程において、前記半導体膜をパターニングすることにより、さらに、前記チャネルを形成するとともに、前記配線交差部における前記半導体膜を除去し、前記第4工程において、前記第2絶縁膜を、さらに、前記第1配線間絶縁層及び前記チャネルを覆うように、前記第2配線間絶縁層及び前記チャネルエッチングストッパとして形成し、前記第5工程において、前記第2絶縁膜をパターニングすることにより、さらに、前記チャネルの一部を露出させ、前記第6工程において、さらに、前記チャネルの露出した前記一部を覆うように、前記第2導電膜を形成し、前記第7工程において、前記第2導電膜をパターニングすることにより、前記走査線及び前記データ線の他方、及びソースドレイン電極を形成してもよい。   In one aspect of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present disclosure, the semiconductor device further includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and a plurality of thin film transistors that intersect with each other at a plurality of wiring intersections. Each of the wiring intersections includes a first inter-wiring insulating layer formed on one of the scanning line and the data line formed on the substrate and on the same layer as the first insulating layer. A structure in which the second inter-wiring insulating layer formed in the same layer as the second insulating layer, and the other of the scanning line and the data line formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order. Each of the plurality of thin film transistors includes a gate electrode formed on the substrate in the same layer as the lower electrode, a gate insulating layer formed in the same layer as the first insulating layer, and the first upper portion. Same as electrode A channel formed in the layer, a channel etching stopper formed in the same layer as the second insulating layer, and a source / drain electrode formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order. The manufacturing method further forms the one of the scan line and the data line and the gate electrode by patterning the first conductive film in the first step, and in the second step, In the third step, the first insulating film is formed as the first inter-wiring insulating layer and the gate insulating layer so as to cover the one of the scanning line and the data line, and the gate electrode. By patterning the semiconductor film, the channel is formed and the semiconductor film at the wiring intersection is removed, and the fourth process is performed. In the fifth step, the second insulating film is further formed as the second inter-wiring insulating layer and the channel etching stopper so as to cover the first inter-wiring insulating layer and the channel. Patterning the second insulating film to further expose a part of the channel, and in the sixth step, to form the second conductive film so as to cover the exposed part of the channel; In the seventh step, the second conductive film may be patterned to form the other of the scanning line and the data line, and a source / drain electrode.

本態様によれば、MIS容量、配線交差部、及びTFT部を備えた、信頼性が高い半導体装置を製造できる。   According to this aspect, a highly reliable semiconductor device including the MIS capacitor, the wiring intersection portion, and the TFT portion can be manufactured.

(実施の形態)
以下、本発明の一態様に係る半導体装置および半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   Note that each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.

本発明の実施の形態に係る半導体装置は、例えば、複数の画素部が配設された表示パネル用基板として利用可能な半導体装置である。   The semiconductor device according to the embodiment of the present invention is, for example, a semiconductor device that can be used as a display panel substrate provided with a plurality of pixel portions.

図4は、半導体装置1の複数の画素部の各々に含まれる画素容量部、配線交差部及びTFT部の構造の一例を示す断面図である。以下では、前述した比較例に係る半導体装置6、半導体装置7、半導体装置8における構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略し、比較例との相違点について主に説明する。   FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of the structure of the pixel capacitor portion, the wiring intersection portion, and the TFT portion included in each of the plurality of pixel portions of the semiconductor device 1. In the following, the same components as those in the semiconductor device 6, the semiconductor device 7, and the semiconductor device 8 according to the comparative example described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. Differences from the comparative example Mainly explained.

半導体装置1の画素容量部は、基板10上に、下部電極11、第1絶縁層12、第1上部電極13、及び第2上部電極15がこの順に積層された構造を有している。下部電極11、第1絶縁層12、第1上部電極13、及び第2上部電極15からなる積層構造によってMIS容量が形成されている。   The pixel capacitor portion of the semiconductor device 1 has a structure in which a lower electrode 11, a first insulating layer 12, a first upper electrode 13, and a second upper electrode 15 are stacked in this order on a substrate 10. A MIS capacitor is formed by a laminated structure including the lower electrode 11, the first insulating layer 12, the first upper electrode 13, and the second upper electrode 15.

基板10の下方から光が照射される用途を考慮すると、半導体で構成された第1上部電極13の光による特性変動を回避するためには、第1上部電極13は積層方向から見て下部電極11に包含される領域に配置されることが望ましい。   Considering the application in which light is irradiated from below the substrate 10, in order to avoid the characteristic fluctuation due to light of the first upper electrode 13 made of a semiconductor, the first upper electrode 13 is a lower electrode as viewed from the stacking direction. 11 is preferably disposed in a region included in the area 11.

第1上部電極13の端部は第2絶縁層14で被覆され、第2上部電極15の端部は第2絶縁層14上に配置されている。第1上部電極13は、例えば、酸化物半導体などの半導体材料で構成されてもよい。   The end portion of the first upper electrode 13 is covered with the second insulating layer 14, and the end portion of the second upper electrode 15 is disposed on the second insulating layer 14. The first upper electrode 13 may be made of a semiconductor material such as an oxide semiconductor, for example.

半導体装置1の配線交差部は、基板10上に、下部電極11と同じ層に形成された走査線21、第1絶縁層12と同じ層に形成された第1配線間絶縁層22、第2絶縁層14と同じ層に形成された第2配線間絶縁層24、及び第2上部電極15と同じ層に形成されたデータ線25が、この順に積層された構造を有している。   The wiring crossing portion of the semiconductor device 1 includes a scanning line 21 formed on the same layer as the lower electrode 11 on the substrate 10, a first inter-wiring insulating layer 22 formed on the same layer as the first insulating layer 12, a second A second inter-wiring insulating layer 24 formed in the same layer as the insulating layer 14 and a data line 25 formed in the same layer as the second upper electrode 15 are stacked in this order.

なお、配線交差部において、走査線21とデータ線25とを入れ替えてもよい。すなわち、図示はされていないが、データ線25が基板10に近い下層に配置され、走査線21が基板10から遠い上層に配置されてもよい。また、配線交差部において、走査線21、データ線25以外の配線が交差してもよい。   Note that the scanning line 21 and the data line 25 may be interchanged at the wiring intersection. That is, although not shown, the data line 25 may be arranged in a lower layer close to the substrate 10 and the scanning line 21 may be arranged in an upper layer far from the substrate 10. Further, wirings other than the scanning lines 21 and the data lines 25 may intersect at the wiring intersections.

半導体装置1のTFT部は、基板10上に、下部電極11と同じ層に形成されたゲート電極31、第1絶縁層12と同じ層に形成されたゲート絶縁層32、第1上部電極13と同じ層に形成されたチャネル33、第2絶縁層14と同じ層に形成されたチャネルエッチングストッパ34、並びに前記第2上部電極15と同じ層に形成されたソースドレイン電極35が、この順に積層された構造を有している。   The TFT portion of the semiconductor device 1 includes a gate electrode 31 formed on the same layer as the lower electrode 11, a gate insulating layer 32 formed on the same layer as the first insulating layer 12, and the first upper electrode 13 on the substrate 10. A channel 33 formed in the same layer, a channel etching stopper 34 formed in the same layer as the second insulating layer 14, and a source / drain electrode 35 formed in the same layer as the second upper electrode 15 are laminated in this order. Have a structure.

チャネルエッチングストッパ34は、チャネル33上のチャネルコンタクト部39を除外して配置され、チャネル33は、チャネルコンタクト部39において、ソースドレイン電極35と直接接続している。   The channel etching stopper 34 is disposed excluding the channel contact portion 39 on the channel 33, and the channel 33 is directly connected to the source / drain electrode 35 in the channel contact portion 39.

このような構造を有する半導体装置1は、例えば次のような方法で製造される。   The semiconductor device 1 having such a structure is manufactured by the following method, for example.

(第1工程)基板10上に第1導電膜を形成し、当該第1導電膜をパターニングすることにより、下部電極11、走査線21、及びゲート電極31を形成する。   (First Step) A first conductive film is formed on the substrate 10, and the first conductive film is patterned to form the lower electrode 11, the scanning line 21, and the gate electrode 31.

(第2工程)少なくとも下部電極11、走査線21、及びゲート電極31を覆う第1絶縁膜を、第1絶縁層12、第1配線間絶縁層22、及び前記ゲート絶縁層32として形成する。   (Second Step) A first insulating film covering at least the lower electrode 11, the scanning line 21, and the gate electrode 31 is formed as the first insulating layer 12, the first inter-wiring insulating layer 22, and the gate insulating layer 32.

(第3工程)前記第1絶縁膜上に半導体膜を形成し、当該半導体膜をパターニングすることにより、第1上部電極13を形成するとともに、配線交差部における前記半導体膜を除去する。必要に応じて、第1上部電極13は積層方向から見て下部電極11に包含される領域に形成させてもよい。   (Third Step) A semiconductor film is formed on the first insulating film, and the semiconductor film is patterned, thereby forming the first upper electrode 13 and removing the semiconductor film at the wiring intersection. If necessary, the first upper electrode 13 may be formed in a region included in the lower electrode 11 when viewed from the stacking direction.

(第4工程)少なくとも第1上部電極13、第1配線間絶縁層22、及びチャネル33を覆う第2絶縁膜を、第2絶縁層14、第2配線間絶縁層24、及び前記チャネルエッチングストッパ34として形成する。   (Fourth Step) The second insulating film covering at least the first upper electrode 13, the first inter-wiring insulating layer 22, and the channel 33 is replaced with the second insulating layer 14, the second inter-wiring insulating layer 24, and the channel etching stopper. 34 is formed.

(第5工程)前記第2絶縁膜をパターニングすることにより、画素容量部において第1上部電極13の端部以外の一部を露出させるとともに、チャネル33の一部を露出させる。この工程では、前記第2絶縁膜のエッチングレートが前記半導体膜のエッチングレートよりも速くなる条件でエッチングを行うことにより、前記半導体膜パターンを変形させることなく前記第2絶縁膜をパターニングする。   (Fifth Step) By patterning the second insulating film, a part other than the end of the first upper electrode 13 is exposed in the pixel capacitor part, and a part of the channel 33 is exposed. In this step, the second insulating film is patterned without deforming the semiconductor film pattern by performing etching under the condition that the etching rate of the second insulating film is faster than the etching rate of the semiconductor film.

(第6工程)少なくとも第1上部電極13の露出した前記一部、及びチャネル33の露出した前記一部を覆う第2導電膜を形成する。   (Sixth Step) A second conductive film is formed to cover at least the exposed part of the first upper electrode 13 and the exposed part of the channel 33.

(第7工程)少なくとも第2上部電極15の端部が前記第2絶縁膜上に配置されるよう前記第2導電膜をパターニングすることにより、第2上部電極15、データ線25、及びソースドレイン電極35を形成する。   (Seventh Step) By patterning the second conductive film so that at least the end of the second upper electrode 15 is disposed on the second insulating film, the second upper electrode 15, the data line 25, and the source / drain The electrode 35 is formed.

図5は、半導体装置1の効果を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the semiconductor device 1.

図5には、図4の断面構造に加えて、水素ラジカルの発生源となるパッシベーション層16が示されている。   FIG. 5 shows a passivation layer 16 serving as a hydrogen radical generation source in addition to the cross-sectional structure of FIG.

半導体装置1において、第1上部電極13の端部が第2絶縁層14で被覆され、第2上部電極15の端部は、第2絶縁層14上に配置される。このような形状のために、第1上部電極13の断面の全周が、第1絶縁層12、第2絶縁層14、及び第2上部電極15の少なくとも何れかと接している。別の言い方をすれば、第1上部電極13の端面及び上面の全部が、第2絶縁層14及び第2上部電極15で被覆される。   In the semiconductor device 1, the end portion of the first upper electrode 13 is covered with the second insulating layer 14, and the end portion of the second upper electrode 15 is disposed on the second insulating layer 14. Due to such a shape, the entire circumference of the cross section of the first upper electrode 13 is in contact with at least one of the first insulating layer 12, the second insulating layer 14, and the second upper electrode 15. In other words, the entire end surface and upper surface of the first upper electrode 13 are covered with the second insulating layer 14 and the second upper electrode 15.

そのため、半導体装置1では、従来の半導体装置9、および比較例3に係る半導体装置8と異なり、パッシベーション層16からの水素ラジカルは、第2絶縁層14及び第2上部電極15の少なくとも何れかで遮断され、第1上部電極13に進入しない。   Therefore, in the semiconductor device 1, unlike the conventional semiconductor device 9 and the semiconductor device 8 according to the comparative example 3, hydrogen radicals from the passivation layer 16 are generated in at least one of the second insulating layer 14 and the second upper electrode 15. It is blocked and does not enter the first upper electrode 13.

その結果、半導体装置1によれば、水素ラジカルによる第1上部電極13の特性の変化、すなわちMIS容量の特性変動が抑制されるので、従来の半導体装置9、および比較例3に係る半導体装置8と比べてより高い信頼性が得られる。   As a result, according to the semiconductor device 1, changes in the characteristics of the first upper electrode 13 due to hydrogen radicals, that is, fluctuations in the characteristics of the MIS capacitance are suppressed, so that the conventional semiconductor device 9 and the semiconductor device 8 according to Comparative Example 3 are suppressed. Higher reliability can be obtained than

また、半導体装置1において、基板10の下方から光が照射される用途を考慮すると、光による第1上部電極13の特性変動を回避するためには、第1上部電極13は、積層方向から見て下部電極11に包含される領域に配置されることが望ましい。このような形状のために、基板10の下方から入射する光は、下部電極11で遮断され、第1上部電極13に到達しない。   Further, in the semiconductor device 1, in consideration of an application in which light is irradiated from below the substrate 10, the first upper electrode 13 is viewed from the stacking direction in order to avoid characteristic fluctuations of the first upper electrode 13 due to light. Therefore, it is desirable to arrange in a region encompassed by the lower electrode 11. Due to such a shape, light incident from below the substrate 10 is blocked by the lower electrode 11 and does not reach the first upper electrode 13.

また、半導体装置1において、第2上部電極15は、積層方向から見て第1上部電極13を包含する領域に配置されていてもよい。このような形状によれば、基板10の上方から入射する光は、第2上部電極15で遮断され、第1上部電極13に到達しない。   In the semiconductor device 1, the second upper electrode 15 may be disposed in a region including the first upper electrode 13 when viewed from the stacking direction. According to such a shape, light incident from above the substrate 10 is blocked by the second upper electrode 15 and does not reach the first upper electrode 13.

その結果、第1上部電極13の光による劣化、及び容量の特性変動が抑制されるので、半導体装置1によれば、従来の半導体装置9、および比較例3に係る半導体装置8と比べてより高い信頼性が得られる。   As a result, deterioration of the first upper electrode 13 due to light and capacitance characteristic fluctuation are suppressed, so that the semiconductor device 1 is more in comparison with the conventional semiconductor device 9 and the semiconductor device 8 according to the comparative example 3. High reliability is obtained.

また、半導体装置1において、第1絶縁層12の膜容量は、第2絶縁層14の膜容量よりも大きくてもよく、第1絶縁層12の膜厚は、第2絶縁層14の膜厚よりも薄くてもよい。ここで膜容量は単位面積あたりの容量であり、誘電率を膜厚で割った値である。   In the semiconductor device 1, the film capacity of the first insulating layer 12 may be larger than the film capacity of the second insulating layer 14, and the film thickness of the first insulating layer 12 is the film thickness of the second insulating layer 14. It may be thinner. Here, the film capacity is a capacity per unit area and is a value obtained by dividing the dielectric constant by the film thickness.

このような形状によれば、第1絶縁層12と第2絶縁層14とに同じ材料を用いた場合であっても、画素容量部の単位面積当たりの容量を配線交差部の単位面積当たりの容量よりも大きく構成できるので、画素容量部の高容量化と配線交差部の低容量化とを容易に両立できる。   According to such a shape, even when the same material is used for the first insulating layer 12 and the second insulating layer 14, the capacitance per unit area of the pixel capacitor portion is reduced per unit area of the wiring intersection portion. Since it can be configured larger than the capacitance, it is possible to easily achieve both higher pixel capacitance and lower wiring intersection.

また、半導体装置1において、第1絶縁層12と第2絶縁層14とは、同一元素を含む材料で構成されていてもよい。第1絶縁層12及び第2絶縁層14は、例えば、シリコン窒化物及びシリコン酸化物の任意の組み合わせであってもよい。このような構成は、材料の選定やプロセスを簡素化するために役立つ。   In the semiconductor device 1, the first insulating layer 12 and the second insulating layer 14 may be made of a material containing the same element. For example, the first insulating layer 12 and the second insulating layer 14 may be any combination of silicon nitride and silicon oxide. Such a configuration is useful for simplifying material selection and processes.

図6は、実施の形態に係る半導体装置1を用いた表示装置100の構成の一例を示す機能ブロック図である。表示装置100は、画像及び映像を表示する装置であり、表示部102、コントローラ103、走査線ドライバ104、データ線ドライバ105、及び電源107から構成される。   FIG. 6 is a functional block diagram showing an example of the configuration of the display device 100 using the semiconductor device 1 according to the embodiment. The display device 100 is a device that displays images and videos, and includes a display unit 102, a controller 103, a scanning line driver 104, a data line driver 105, and a power source 107.

表示部102は、例えば、有機EL表示パネル、又は液晶表示パネルなどの表示パネルで構成され、当該表示パネルの基板として半導体装置1が用いられる。半導体装置1には、複数の画素部106と、複数の画素部106を制御するための少なくとも複数の走査線SCANと複数のデータ線DATAが設けられる。電源107は、少なくとも、複数の画素部106に個々に配置された有機ELを発光させ、かつコントローラ103と走査線ドライバ104とデータ線ドライバ105とを動作させるための、高電位側電源VDDと低電位側電源VSSとを出力する。   The display unit 102 is configured by a display panel such as an organic EL display panel or a liquid crystal display panel, and the semiconductor device 1 is used as a substrate of the display panel. The semiconductor device 1 is provided with a plurality of pixel portions 106, at least a plurality of scanning lines SCAN and a plurality of data lines DATA for controlling the plurality of pixel portions 106. The power source 107 emits at least the organic ELs individually arranged in the plurality of pixel units 106 and operates the controller 103, the scanning line driver 104, and the data line driver 105 with a low potential side power source VDD and a low power source VDD. The potential side power supply VSS is output.

コントローラ103は、受信された映像信号に基づき、走査線ドライバ104及びデータ線ドライバ105を制御する。走査線ドライバ104及びデータ線ドライバ105は、コントローラ103の制御下で、表示部102を駆動するための信号を走査線SCAN及びデータ線DATAに出力する。表示部102は、走査線SCAN及びデータ線DATAから供給される信号に従って、前記映像信号によって表される映像を表示する。   The controller 103 controls the scanning line driver 104 and the data line driver 105 based on the received video signal. The scan line driver 104 and the data line driver 105 output a signal for driving the display unit 102 to the scan line SCAN and the data line DATA under the control of the controller 103. The display unit 102 displays an image represented by the image signal according to signals supplied from the scanning line SCAN and the data line DATA.

図7Aは、画素部106の構成の一例を示す回路図であり、図7Bは、画素部106を駆動するための信号の一例を示す波形図である。   FIG. 7A is a circuit diagram illustrating an example of the configuration of the pixel unit 106, and FIG. 7B is a waveform diagram illustrating an example of a signal for driving the pixel unit 106.

画素部106は、有機EL表示パネルに用いられる画素部の最も基本的な一例であり、選択トランジスタT1、駆動トランジスタTD、保持容量Cs、及び発光素子ELから構成される。走査線SCAN及びデータ線DATAが画素部106内に延設される。   The pixel unit 106 is the most basic example of the pixel unit used in the organic EL display panel, and includes a selection transistor T1, a drive transistor TD, a storage capacitor Cs, and a light emitting element EL. A scan line SCAN and a data line DATA are extended in the pixel portion 106.

図7Aに示された画素部106のA部、B部及びC部が、それぞれ図4に示された画素容量部、配線交差部及びTFT部に対応する。   A part, B part, and C part of the pixel part 106 shown in FIG. 7A correspond to the pixel capacitor part, the wiring intersection part, and the TFT part shown in FIG. 4, respectively.

ここで図7A、図7Bを参照して、保持容量Csの機能について述べる。   Here, the function of the storage capacitor Cs will be described with reference to FIGS. 7A and 7B.

選択トランジスタT1のゲート電極とソース電極およびドレイン電極との間には構造的に寄生容量Cpが存在する。すなわち走査線SCANの立下りで画素内ノードNは書込まれたデータ電圧からΔV(N)だけ変動する。この現象は走査線SCANの変動と選択トランジスタT1の寄生容量Cpによる突き抜けであり、ΔV(N)の大きさは、およそΔV(SCAN)×Cp/(Cp+Cs)である。すなわち保持容量Csが大きいほど、画素内に書込まれたデータ電圧の変動は小さく、画質が安定する。この画質安定化の効果は特にLCD(Liquid Crystal Display)のように偶数フレーム・奇数フレームにおいて、逆極性のデータ電圧を書込む表示装置において顕著である。   A parasitic capacitance Cp exists structurally between the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode of the selection transistor T1. That is, the intra-pixel node N varies by ΔV (N) from the written data voltage at the fall of the scanning line SCAN. This phenomenon is a penetration due to the fluctuation of the scanning line SCAN and the parasitic capacitance Cp of the selection transistor T1, and the magnitude of ΔV (N) is approximately ΔV (SCAN) × Cp / (Cp + Cs). That is, the larger the storage capacitor Cs, the smaller the fluctuation of the data voltage written in the pixel and the more stable the image quality. The effect of stabilizing the image quality is particularly remarkable in a display device that writes data voltages of opposite polarity in an even frame and an odd frame such as an LCD (Liquid Crystal Display).

また、選択トランジスタT1の非導通期間において、選択トランジスタT1のソース・ドレイン間にリーク電流Ileakが発生する場合、データ線からデータ電圧の書込みを完了(時刻t=0)してから、1フレーム経過後(時刻t=t1F)の画素内ノードNの変動量はIleak×t1F/Csとなる。すなわち保持容量Csが大きいほど、画素内に書込まれたデータ電圧の変動は小さく、画質が安定する。   Further, when a leakage current Ileak occurs between the source and drain of the selection transistor T1 during the non-conduction period of the selection transistor T1, one frame has elapsed since the writing of the data voltage from the data line is completed (time t = 0). Later (time t = t1F), the fluctuation amount of the intra-pixel node N is Ileak × t1F / Cs. That is, the larger the storage capacitor Cs, the smaller the fluctuation of the data voltage written in the pixel and the more stable the image quality.

さらには、有機ELのような電流駆動素子に流れる電流を駆動トランジスタTDで制御する表示装置であって、特に大画面の表示装置である場合には、低電圧側電源VSSを供給する配線の配線抵抗と、有機EL素子ELの駆動電流とにより、電圧降下が顕著に発生する。すなわち低電圧側電源VSSにおいて電圧分布が発生する。この影響は、駆動トランジスタTDにおける、ゲート電極とソース電極およびドレイン電極との間に構造的に存在する寄生容量により画素電流Ipixの不均一性を生じさせる。Ipixの不均一性については、一般に(Cs+Cp_gs)/Cparaが大きいほど抑制される。ここでCp_gsは駆動トランジスタTDのゲート電極とソース電極との間の寄生容量であり、Cparaは、駆動トランジスタTDのゲート電極とドレイン電極との間の寄生容量を含む、駆動トランジスタTDのゲート電極に接続される全ての容量である。   Furthermore, in the case of a display device that controls the current flowing through a current drive element such as an organic EL by a drive transistor TD, particularly in the case of a large-screen display device, a wiring for supplying a low-voltage power supply VSS A significant voltage drop occurs due to the resistance and the drive current of the organic EL element EL. That is, voltage distribution occurs in the low voltage side power supply VSS. This influence causes nonuniformity of the pixel current Ipix due to the parasitic capacitance that is structurally present between the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode in the driving transistor TD. The non-uniformity of Ipix is generally suppressed as (Cs + Cp_gs) / Cpara increases. Here, Cp_gs is a parasitic capacitance between the gate electrode and the source electrode of the driving transistor TD, and Cpara is a gate electrode of the driving transistor TD including a parasitic capacitance between the gate electrode and the drain electrode of the driving transistor TD. All connected capacity.

上記のように、保持容量Csの容量値を大きくすることは、表示品位を向上させるために重要である。   As described above, increasing the capacitance value of the storage capacitor Cs is important for improving display quality.

図8は、半導体装置1を用いて構成された表示装置100の一例であるテレビジョン受信機の外観図である。半導体装置1を用いることで、信頼性に優れた表示装置100が実現できる。   FIG. 8 is an external view of a television receiver which is an example of the display device 100 configured using the semiconductor device 1. By using the semiconductor device 1, the display device 100 with excellent reliability can be realized.

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る半導体装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。   Although the semiconductor device according to one or more aspects of the present invention has been described based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. Unless it deviates from the gist of the present invention, one or more of the present invention may be applied to various modifications that can be conceived by those skilled in the art, or forms constructed by combining components in different embodiments. It may be included within the scope of the embodiments.

本発明は、有機EL表示装置などの映像表示装置に適用できる。   The present invention can be applied to a video display device such as an organic EL display device.

1、6〜9 半導体装置
10 基板
11 下部電極
12 第1絶縁層
13 第1上部電極
14 第2絶縁層
15 第2上部電極
16 パッシベーション層
21 走査線
22 第1配線間絶縁層
24 第2配線間絶縁層
25 データ線
31 ゲート電極
32 ゲート絶縁層
33 チャネル
34 チャネルエッチングストッパ
35 ソースドレイン電極
39 チャネルコンタクト部
90 基板
91 下電極
92 誘電体層
93 半導体層
94 配線層
96 保護層
97 平坦化層
98 画素電極
100 表示装置
102 表示部
103 コントローラ
104 走査線ドライバ
105 データ線ドライバ
106 画素部
107 電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 6-9 Semiconductor device 10 Board | substrate 11 Lower electrode 12 1st insulating layer 13 1st upper electrode 14 2nd insulating layer 15 2nd upper electrode 16 Passivation layer 21 Scan line 22 Between 1st wiring insulating layers 24 Between 2nd wiring Insulating layer 25 Data line 31 Gate electrode 32 Gate insulating layer 33 Channel 34 Channel etching stopper 35 Source / drain electrode 39 Channel contact portion 90 Substrate 91 Lower electrode 92 Dielectric layer 93 Semiconductor layer 94 Wiring layer 96 Protective layer 97 Flattening layer 98 Pixel Electrode 100 Display device 102 Display unit 103 Controller 104 Scan line driver 105 Data line driver 106 Pixel unit 107 Power supply

Claims (12)

基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置であって、
前記容量素子のおのおのは、前記基板上に、下部電極、第1絶縁層、半導体材料からなる第1上部電極、及び第2上部電極が、この順に積層された構造を有し、
前記第1上部電極の端部は、第2絶縁層で被覆され、
前記第2上部電極の端部は、前記第2絶縁層上に配置されている、
半導体装置。
A semiconductor device in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate,
Each of the capacitive elements has a structure in which a lower electrode, a first insulating layer, a first upper electrode made of a semiconductor material, and a second upper electrode are stacked in this order on the substrate.
The end of the first upper electrode is covered with a second insulating layer,
An end of the second upper electrode is disposed on the second insulating layer,
Semiconductor device.
前記半導体材料は、酸化物半導体である、
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor material is an oxide semiconductor.
The semiconductor device according to claim 1.
前記第1上部電極は、積層方向から見て前記下部電極に包含される領域に配置されている
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first upper electrode is disposed in a region included in the lower electrode when viewed from the stacking direction.
前記第2上部電極は、積層方向から見て前記第1上部電極を包含する領域に配置されている
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second upper electrode is disposed in a region including the first upper electrode when viewed from the stacking direction.
前記第1絶縁層の膜容量は、前記第2絶縁層の膜容量よりも大きい
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein a film capacity of the first insulating layer is larger than a film capacity of the second insulating layer.
前記第1絶縁層の膜厚は、前記第2絶縁層の膜厚よりも薄い
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein a film thickness of the first insulating layer is thinner than a film thickness of the second insulating layer.
前記第1絶縁層と前記第2絶縁層とは、同一元素を含む材料で構成されている
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating layer and the second insulating layer are made of a material containing the same element.
前記第1上部電極の端面及び上面の全部が、前記第2絶縁層及び前記第2上部電極で被覆されている
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1, wherein all of an end surface and an upper surface of the first upper electrode are covered with the second insulating layer and the second upper electrode.
前記半導体装置は、さらに、複数の配線交差部において互いに交差する複数の走査線と複数のデータ線とを備え、
前記配線交差部のおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の一方、前記第1絶縁層と同じ層に形成された第1配線間絶縁層、前記第2絶縁層と同じ層に形成された第2配線間絶縁層、及び前記第2上部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の他方が、この順に積層された構造を有している
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device further includes a plurality of scanning lines and a plurality of data lines intersecting each other at a plurality of wiring intersections,
Each of the wiring intersections has a first inter-wiring insulation formed on one of the scanning line and the data line formed on the same layer as the lower electrode on the substrate. A second inter-wiring insulating layer formed in the same layer as the second insulating layer, and the other of the scanning line and the data line formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order. The semiconductor device according to claim 1, having a structure.
前記半導体装置は、さらに、複数の薄膜トランジスタを備え、
前記複数の薄膜トランジスタのおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成されたゲート電極、前記第1絶縁層と同じ層に形成されたゲート絶縁層、前記第1上部電極と同じ層に形成されたチャネル、前記第2絶縁層と同じ層に形成されたチャネルエッチングストッパ、並びに前記第2上部電極と同じ層に形成されたソースドレイン電極が、この順に積層された構造を有し、
前記チャネルエッチングストッパは、前記チャネル上のチャネルコンタクト部を除外して配置され、前記チャネルは、前記チャネルコンタクト部において、前記ソースドレイン電極と直接接続している
請求項1に記載の半導体装置。
The semiconductor device further includes a plurality of thin film transistors,
Each of the plurality of thin film transistors includes a gate electrode formed on the substrate in the same layer as the lower electrode, a gate insulating layer formed in the same layer as the first insulating layer, and the same layer as the first upper electrode. A channel formed in the first insulating layer, a channel etching stopper formed in the same layer as the second insulating layer, and a source / drain electrode formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the channel etching stopper is disposed excluding a channel contact portion on the channel, and the channel is directly connected to the source / drain electrode in the channel contact portion.
基板上に複数の容量素子が配置された半導体装置の製造方法であって、
前記複数の容量素子のおのおのは、下部電極、第1絶縁層、半導体材料からなる第1上部電極、及び第2上部電極が、この順に積層された構造を有しており、
前記基板上に第1導電膜を形成し、当該第1導電膜をパターニングすることにより、前記下部電極を形成する第1工程と、
少なくとも前記下部電極を覆う第1絶縁膜を、前記第1絶縁層として形成する第2工程と、
前記第1絶縁膜上に半導体膜を形成し、当該半導体膜をパターニングすることにより、前記第1上部電極を形成する第3工程と、
少なくとも前記第1上部電極を覆う第2絶縁膜を形成する第4工程と、
前記第2絶縁膜をパターニングすることにより、前記第1上部電極の端部以外の一部を露出させる第5工程と、
少なくとも前記第1上部電極の露出した前記一部を覆う第2導電膜を形成する第6工程と、
前記第2導電膜をパターニングすることにより、端部が前記第2絶縁膜上に配置されている第2上部電極を形成する第7工程と、を含み、
前記第5工程において、前記第2絶縁膜のエッチングレートが前記半導体膜のエッチングレートよりも速くなる条件でエッチングを行うことにより、前記第2絶縁膜をパターニングする
半導体装置の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of capacitive elements are arranged on a substrate,
Each of the plurality of capacitive elements has a structure in which a lower electrode, a first insulating layer, a first upper electrode made of a semiconductor material, and a second upper electrode are stacked in this order,
Forming a first conductive film on the substrate and patterning the first conductive film to form the lower electrode;
A second step of forming a first insulating film covering at least the lower electrode as the first insulating layer;
A third step of forming the first upper electrode by forming a semiconductor film on the first insulating film and patterning the semiconductor film;
A fourth step of forming a second insulating film covering at least the first upper electrode;
A fifth step of exposing a part other than an end of the first upper electrode by patterning the second insulating film;
A sixth step of forming a second conductive film covering at least the exposed part of the first upper electrode;
Patterning the second conductive film to form a second upper electrode having an end portion disposed on the second insulating film, and a seventh step,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein in the fifth step, the second insulating film is patterned by performing etching under a condition that an etching rate of the second insulating film is faster than an etching rate of the semiconductor film.
前記半導体装置は、さらに、複数の配線交差部において互いに交差する複数の走査線と複数のデータ線と、複数の薄膜トランジスタとを備え、
前記配線交差部のおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の一方、前記第1絶縁層と同じ層に形成された第1配線間絶縁層、前記第2絶縁層と同じ層に形成された第2配線間絶縁層、及び前記第2上部電極と同じ層に形成された前記走査線及び前記データ線の他方が、この順に積層された構造を有し、
前記複数の薄膜トランジスタのおのおのは、前記基板上に、前記下部電極と同じ層に形成されたゲート電極、前記第1絶縁層と同じ層に形成されたゲート絶縁層、前記第1上部電極と同じ層に形成されたチャネル、前記第2絶縁層と同じ層に形成されたチャネルエッチングストッパ、並びに前記第2上部電極と同じ層に形成されたソースドレイン電極が、この順に積層された構造を有し、
前記製造方法は、
前記第1工程において、前記第1導電膜をパターニングすることにより、さらに、前記走査線及び前記データ線の前記一方、及び前記ゲート電極を形成し、
前記第2工程において、前記第1絶縁膜を、さらに前記走査線及び前記データ線の前記一方、及び前記ゲート電極を覆うように、前記第1配線間絶縁層及び前記ゲート絶縁層として形成し、
前記第3工程において、前記半導体膜をパターニングすることにより、さらに、前記チャネルを形成するとともに、前記配線交差部における前記半導体膜を除去し、
前記第4工程において、前記第2絶縁膜を、さらに、前記第1配線間絶縁層及び前記チャネルを覆うように、前記第2配線間絶縁層及び前記チャネルエッチングストッパとして形成し、
前記第5工程において、前記第2絶縁膜をパターニングすることにより、さらに、前記チャネルの一部を露出させ、
前記第6工程において、さらに、前記チャネルの露出した前記一部を覆うように、前記第2導電膜を形成し、
前記第7工程において、前記第2導電膜をパターニングすることにより、前記走査線及び前記データ線の他方、及びソースドレイン電極を形成する
請求項11に記載の半導体装置の製造方法。
The semiconductor device further includes a plurality of scanning lines, a plurality of data lines, and a plurality of thin film transistors that intersect each other at a plurality of wiring intersections,
Each of the wiring intersections has a first inter-wiring insulation formed on one of the scanning line and the data line formed on the same layer as the lower electrode on the substrate. A second inter-wiring insulating layer formed in the same layer as the second insulating layer, and the other of the scanning line and the data line formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order. Has a structure,
Each of the plurality of thin film transistors includes a gate electrode formed on the substrate in the same layer as the lower electrode, a gate insulating layer formed in the same layer as the first insulating layer, and the same layer as the first upper electrode. A channel formed in the first insulating layer, a channel etching stopper formed in the same layer as the second insulating layer, and a source / drain electrode formed in the same layer as the second upper electrode are stacked in this order,
The manufacturing method includes:
In the first step, by patterning the first conductive film, the one of the scanning line and the data line, and the gate electrode are formed,
In the second step, the first insulating film is formed as the first inter-wiring insulating layer and the gate insulating layer so as to cover the one of the scanning line and the data line, and the gate electrode,
In the third step, by patterning the semiconductor film, the channel is further formed, and the semiconductor film at the wiring intersection is removed,
In the fourth step, the second insulating film is further formed as the second inter-wiring insulating layer and the channel etching stopper so as to cover the first inter-wiring insulating layer and the channel,
In the fifth step, by patterning the second insulating film, further exposing a part of the channel,
In the sixth step, the second conductive film is further formed to cover the exposed part of the channel,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein in the seventh step, the second conductive film is patterned to form the other of the scanning line and the data line, and a source / drain electrode.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324725A (en) * 2000-05-12 2001-11-22 Hitachi Ltd Liquid crystal display device and method of manufacture
JP2002217418A (en) * 2001-01-22 2002-08-02 Sony Corp Thin-film semiconductor device, its manufacturing method, and display unit
JP2004157543A (en) * 2002-11-07 2004-06-03 Lg Philips Lcd Co Ltd Array substrate for liquid crystal display and its manufacturing method
JP2005141255A (en) * 2005-02-04 2005-06-02 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display and its manufacturing method
JP2006317908A (en) * 2005-04-14 2006-11-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device, driving method of display device, and electronic equipment
JP2010041058A (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Samsung Electronics Co Ltd Thin film transistor, substrate and manufacturing method thereof
JP2011049539A (en) * 2009-07-31 2011-03-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001324725A (en) * 2000-05-12 2001-11-22 Hitachi Ltd Liquid crystal display device and method of manufacture
JP2002217418A (en) * 2001-01-22 2002-08-02 Sony Corp Thin-film semiconductor device, its manufacturing method, and display unit
JP2004157543A (en) * 2002-11-07 2004-06-03 Lg Philips Lcd Co Ltd Array substrate for liquid crystal display and its manufacturing method
JP2005141255A (en) * 2005-02-04 2005-06-02 Lg Philips Lcd Co Ltd Liquid crystal display and its manufacturing method
JP2006317908A (en) * 2005-04-14 2006-11-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Display device, driving method of display device, and electronic equipment
JP2010041058A (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Samsung Electronics Co Ltd Thin film transistor, substrate and manufacturing method thereof
JP2011049539A (en) * 2009-07-31 2011-03-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and method for manufacturing the same

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