JP6811096B2 - 半導体装置、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
本技術の一実施の形態に係る第2の半導体装置は、ゲート電極およびゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、酸化物半導体膜と同層に設けられ、酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、第1配線を間にして第2配線に対向する酸素透過防止膜および酸素透過防止膜と第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、保持容量素子とを備えたものである。第2の半導体装置において、酸素透過防止膜の一部が、前記保持容量素子の一方の電極を構成する。
本技術の一実施の形態に係る第2の表示装置は、表示素子および表示素子を駆動する半導体装置を備え、半導体装置は、ゲート電極およびゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、酸化物半導体膜と同層に設けられ、酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、第1配線を間にして第2配線に対向する酸素透過防止膜および酸素透過防止膜と第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、保持容量素子とを含むものである。第2の表示装置において、酸素透過防止膜の一部が、保持容量素子の一方の電極を構成する。
1.実施の形態(積層部に酸素透過防止膜を有する半導体装置の例)
2.変形例1(酸素透過防止膜の一部が保持容量素子の下部電極を構成する例)
3.変形例2(ボトムゲート型のトランジスタを有する例)
4.適用例1(表示装置および撮像装置の例)
5.適用例2(電子機器の例)
[構成]
図1は、本技術の一実施の形態に係る半導体装置(半導体装置1)の断面構成を模式的に表したものであり、図2は、半導体装置1の一部の平面構成を表している。図2のI−I’線に沿った断面構成が図1に示されている。半導体装置1は、トップゲート型の薄膜トランジスタ(トランジスタ10T)を有しており、例えば表示装置および撮像装置(後述の図7の表示装置2Aおよび図8の撮像装置2B)等の駆動回路に用いられる。半導体装置1は、基板11上に、絶縁膜12(第2絶縁膜)、酸素透過防止膜13、絶縁層間膜14(第1絶縁膜)、酸化物半導体膜15、ゲート絶縁膜16およびゲート電極17をこの順に有している。
上記のような半導体装置1は、例えば次のようにして製造することができる。
本実施の形態の半導体装置1では、ゲート電極17に閾値電圧以上のオン電圧が印加されると、酸化物半導体膜15のチャネル領域15Tが活性化される。これにより、一対のソース・ドレイン電極間に、第1配線領域15Wを通じて電流が流れる。
図5(A)は、上記実施の形態の変形例1に係る半導体装置(半導体装置1A)の要部の模式的な平面構成、図5(B)は半導体装置1Aの要部の模式的な断面構成を表している。この半導体装置1Aは、酸素透過防止膜(酸素透過防止膜13A)の一部が電子素子の構成要素として機能するものであり、酸素透過防止膜13Aと酸化物半導体膜15とが第2配線18を介して電気的に接続されている。この点を除き、半導体装置1Aは上記実施の形態の半導体装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図6は上記実施の形態の変形例2に係る半導体装置(半導体装置1B)の断面構成を模式的に表している。この半導体装置1Bは、ボトムゲート型のトランジスタ(トランジスタ10TB)を有している。この点を除き、半導体装置1Bは上記実施の形態の半導体装置1と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
上記実施の形態および変形例において説明した半導体装置(半導体装置1,1A,1B)は、例えば表示装置(後述の図7の表示装置2A)および撮像装置(後述の図8の撮像装置2B)等の駆動回路に用いることができる。
上記表示装置2Aおよび撮像装置2B等は、様々なタイプの電子機器に用いることができる。図9に、電子機器3の機能ブロック構成を示す。電子機器3としては、例えばテレビジョン装置、パーソナルコンピュータ(PC)、スマートフォン、タブレット型PC、携帯電話機、デジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラ等が挙げられる。
(1)
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と
を備えた半導体装置。
(2)
更に、第2絶縁膜を有し、
前記積層部では、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜および前記第1絶縁膜がこの順に設けられている
前記(1)記載の半導体装置。
(3)
前記トランジスタは、更に、前記酸化物半導体膜と前記ゲート電極との間のゲート絶縁膜を含み、
前記積層部には、更に、前記第1配線と前記第2配線との間に、前記ゲート絶縁膜と同層の第3絶縁膜が設けられている
前記(2)記載の半導体装置。
(4)
更に、基板を有し、
前記積層部では、前記基板上に、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜、前記第1絶縁膜、前記第1配線、前記第3絶縁膜および前記第2配線がこの順に設けられている
前記(3)記載の半導体装置。
(5)
前記第1配線と前記第2配線とは互いに交差する方向に延在している
前記(1)乃至(4)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(6)
更に、保持容量素子を有し、
前記酸素透過防止膜の一部が、前記保持容量素子の一方の電極を構成する
前記(1)乃至(5)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(7)
更に、前記第1配線と前記第2配線とが接する第1コンタクト部と、
前記酸素透過防止膜と前記第2配線とが接する第2コンタクト部とを含む
前記(6)記載の半導体装置。
(8)
前記積層部、前記第1コンタクト部および前記第2コンタクト部がこの順に隣接して配置されている
前記(7)記載の半導体装置。
(9)
前記酸素透過防止膜は金属を含む
前記(1)乃至(8)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(10)
前記第2配線は、前記ゲート電極と同一の構成材料を含み、かつ、前記ゲート電極と同一の厚みを有する
前記(1)乃至(9)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(11)
前記第1配線は、前記酸化物半導体膜と同一の厚みを有する
前記(1)乃至(10)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(12)
前記第1配線は、前記酸化物半導体膜のうちの低抵抗化された領域により構成されている
前記(1)乃至(11)のいずれか1つに記載の半導体装置。
(13)
表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部とを含む
表示装置。
(14)
表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部とを含む
表示装置を有する電子機器。
Claims (13)
- ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
第2絶縁膜と、
基板と
を備え、
前記積層部では、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜および前記第1絶縁膜がこの順に設けられ、
前記トランジスタは、更に、前記酸化物半導体膜と前記ゲート電極との間のゲート絶縁膜を含み、
前記積層部には、更に、前記第1配線と前記第2配線との間に、前記ゲート絶縁膜と同層の第3絶縁膜が設けられ、
前記積層部では、前記基板上に、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜、前記第1絶縁膜、前記第1配線、前記第3絶縁膜および前記第2配線がこの順に設けられている
半導体装置。 - 前記第1配線と前記第2配線とは互いに交差する方向に延在している
請求項1に記載の半導体装置。 - ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
保持容量素子と
を備え、
前記酸素透過防止膜の一部が、前記保持容量素子の一方の電極を構成する
半導体装置。 - 更に、前記第1配線と前記第2配線とが接する第1コンタクト部と、
前記酸素透過防止膜と前記第2配線とが接する第2コンタクト部とを含む
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記積層部、前記第1コンタクト部および前記第2コンタクト部がこの順に隣接して配置されている
請求項4に記載の半導体装置。 - 前記酸素透過防止膜は金属を含む
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第2配線は、前記ゲート電極と同一の構成材料を含み、かつ、前記ゲート電極と同一の厚みを有する
請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第1配線は、前記酸化物半導体膜と同一の厚みを有する
請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記第1配線は、前記酸化物半導体膜のうちの低抵抗化された領域により構成されている
請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載の半導体装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
第2絶縁膜と、
基板と
を含み、
前記積層部では、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜および前記第1絶縁膜がこの順に設けられ、
前記トランジスタは、更に、前記酸化物半導体膜と前記ゲート電極との間のゲート絶縁膜を含み、
前記積層部には、更に、前記第1配線と前記第2配線との間に、前記ゲート絶縁膜と同層の第3絶縁膜が設けられ、
前記積層部では、前記基板上に、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜、前記第1絶縁膜、前記第1配線、前記第3絶縁膜および前記第2配線がこの順に設けられている
表示装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
保持容量素子と
を含み、
前記酸素透過防止膜の一部が、前記保持容量素子の一方の電極を構成する
表示装置。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
第2絶縁膜と、
基板と
を含み、
前記積層部では、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜および前記第1絶縁膜がこの順に設けられ、
前記トランジスタは、更に、前記酸化物半導体膜と前記ゲート電極との間のゲート絶縁膜を含み、
前記積層部には、更に、前記第1配線と前記第2配線との間に、前記ゲート絶縁膜と同層の第3絶縁膜が設けられ、
前記積層部では、前記基板上に、前記第2絶縁膜、前記酸素透過防止膜、前記第1絶縁膜、前記第1配線、前記第3絶縁膜および前記第2配線がこの順に設けられている
表示装置を有する電子機器。 - 表示素子および前記表示素子を駆動する半導体装置を備え、
前記半導体装置は、
ゲート電極および前記ゲート電極に対向する酸化物半導体膜のチャネル領域を有するトランジスタと、
前記酸化物半導体膜と同層に設けられ、前記酸化物半導体膜と同一の構成材料を含む第1配線と、
前記ゲート電極と同層に設けられた第2配線と、
前記第1配線を間にして前記第2配線に対向する酸素透過防止膜および前記酸素透過防止膜と前記第1配線との間の第1絶縁膜を含む積層部と、
保持容量素子と
を含み、
前記酸素透過防止膜の一部が、前記保持容量素子の一方の電極を構成する
表示装置を有する電子機器。
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