WO2014021252A1 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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transparent conductive
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gate
substrate
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安弘 小原
原田　光徳
聖 中原
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シャープ株式会社
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    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841—Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/7685—Barrier, adhesion or liner layers the layer covering a conductive structure

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.
  • An active matrix substrate used for a liquid crystal display device or the like includes a switching element such as a thin film transistor (hereinafter, “TFT”) for each pixel.
  • a switching element such as a thin film transistor (hereinafter, “TFT”) for each pixel.
  • TFT thin film transistor
  • amorphous silicon TFT a TFT having an amorphous silicon film as an active layer
  • polycrystalline silicon TFT a TFT having a polycrystalline silicon film as an active layer
  • oxide semiconductor instead of amorphous silicon or polycrystalline silicon as a material for the active layer of a TFT.
  • Such a TFT is referred to as an “oxide semiconductor TFT”.
  • An oxide semiconductor has higher mobility than amorphous silicon.
  • the oxide semiconductor TFT can operate at a higher speed than the amorphous silicon TFT.
  • the oxide semiconductor film is formed by a simpler process than the polycrystalline silicon film, the oxide semiconductor film can be applied to a device that requires a large area.
  • Patent Document 1 discloses an active matrix substrate used for an IPS (In-Plane Switching) type liquid crystal display device.
  • IPS In-Plane Switching
  • a pixel electrode and a drain electrode of a TFT are connected in a contact hole formed in an interlayer insulating layer.
  • a contact portion for connecting a transparent conductive layer such as a pixel electrode and a metal layer such as a drain electrode is provided.
  • the contact resistance may be increased or the adhesion may be lowered depending on the configuration of the contact portion and the material of each layer.
  • the resistance of the contact portion is increased, desired characteristics may not be obtained. Further, the reliability of the semiconductor device may not be ensured due to a decrease in adhesion between the metal layer and the transparent conductive layer in the contact portion.
  • an object of an embodiment of the present invention is to suppress an increase in resistance and a decrease in adhesion in a contact portion in a semiconductor device including a contact portion between a transparent conductive layer and a metal layer.
  • a semiconductor device includes a substrate, a transparent conductive layer supported by the substrate, and an opening formed to cover the transparent conductive layer and at least partially overlaps the transparent conductive layer.
  • the transparent conductive layer and the metal A refractory metal nitride layer is disposed between the layer and the portion located in the opening, and the refractory metal nitride layer is in contact with the upper surface of the transparent conductive layer.
  • the shape of the refractory metal nitride layer is different from the shape of the metal layer when viewed from the normal direction of the substrate.
  • the refractory metal nitride layer is in contact with a portion of the metal layer located in the opening.
  • the semiconductor device further includes a thin film transistor supported by the substrate, and the thin film transistor includes a semiconductor layer including a channel region, a gate electrode, and a gate formed between the gate electrode and the semiconductor layer.
  • the insulating layer includes the gate insulating layer, and the transparent conductive layer functions as a pixel electrode.
  • the gate electrode includes a first gate layer formed of the same metal nitride film as the refractory metal nitride layer.
  • the gate electrode further includes a second gate layer disposed on the first gate layer, and the second gate layer is formed of a material different from that of the first gate layer. ing.
  • the semiconductor device further includes a conductive layer formed of the same conductive film as the second gate layer, between the refractory metal nitride layer and the metal layer.
  • the semiconductor device further includes an insulating layer between the gate electrode, the transparent conductive layer, and the insulating layer.
  • the semiconductor device has a base insulating layer between the substrate, the gate electrode, and the transparent conductive layer.
  • At least a part of the upper surface of the nitride layer is in contact with the insulating layer.
  • a semiconductor device connects a substrate, a transparent conductive layer supported by the substrate, a metal layer formed on the transparent conductive layer, and the transparent conductive layer and the metal layer.
  • a refractory metal nitride layer is disposed between the transparent conductive layer and the metal layer in the contact portion, and the refractory metal nitride layer is transparent.
  • the refractory metal nitride layer is in contact with the upper surface of the conductive layer and viewed from the normal direction of the substrate, and the refractory metal nitride layer is disposed in a region where the metal layer and the transparent conductive layer overlap.
  • the shape of the nitride layer is different from the shape of the metal layer.
  • the refractory metal nitride layer is disposed over the entire region where the metal layer and the transparent conductive layer overlap when viewed from the normal direction of the substrate.
  • the semiconductor device further includes a thin film transistor supported by the substrate, and the thin film transistor includes a semiconductor layer including a channel region, a gate electrode, and a gate formed between the gate electrode and the semiconductor layer.
  • the semiconductor device includes a protective layer formed on the source electrode and the drain electrode, and a common electrode disposed so as to overlap at least part of the transparent conductive layer with the protective layer interposed therebetween. And further.
  • the semiconductor layer is an oxide semiconductor layer.
  • the oxide semiconductor layer contains In, Ga, and Zn.
  • the oxide semiconductor layer has crystallinity.
  • a method for manufacturing a semiconductor device is the above-described method for manufacturing a semiconductor device, wherein after forming the transparent conductive layer on the substrate, before forming the gate electrode and the insulating layer, The nitride layer is formed.
  • the method of manufacturing a semiconductor device includes a step (a) of preparing a substrate, a step (b) of forming a transparent conductive layer on a part of the surface of the substrate, and the step of forming the substrate.
  • a step (c) of forming a metal nitride film made of a refractory metal nitride and a conductive film made of a material different from the metal nitride film in this order on the surface and the transparent conductive layer; and halftone exposure By patterning the metal nitride film and the conductive film from one photomask by the method, the metal nitride film and the conductive film are formed on the surface of the substrate where the transparent conductive layer is not formed.
  • a method of manufacturing a semiconductor device comprising: preparing a substrate; forming a gate electrode on a part of the surface of the substrate; and forming a gate insulating layer on the gate electrode.
  • the semiconductor layer is an oxide semiconductor layer.
  • the oxide semiconductor layer contains In, Ga, and Zn.
  • the oxide semiconductor layer has crystallinity.
  • the upper surface of the transparent conductive layer is in contact between the transparent conductive layer and the metal layer.
  • a refractory metal nitride layer is interposed between the two layers.
  • (A) is a schematic plan view of the TFT substrate 100A of the first embodiment according to the present invention
  • (b) is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100A along the line AA ′ of (a).
  • (C) is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100A along the line BB ′ of (a)
  • (d) is an enlarged cross-sectional view of the contact portion. It is a block diagram for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100A.
  • (A)-(g) is typical sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100A, respectively. It is typical sectional drawing of TFT substrate 100B of 2nd Embodiment by this invention.
  • FIG. 1 It is a block diagram for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100B.
  • (A)-(g) is typical sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100B, respectively.
  • (A)-(e) is typical sectional drawing for demonstrating the other example of the manufacturing method of TFT substrate 100B, respectively.
  • (A)-(f) is typical sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100C, respectively.
  • FIG. 1 It is a block diagram for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100D.
  • FIG. 1 (A)-(f) is typical sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100D, respectively.
  • FIG. 1 (a) is an AA ′ view of the plan view shown in FIG. 1 (a). The cross-sectional structure along the line is shown, and (b) shows the cross-sectional structure along the line BB ′ of the plan view shown in FIG.
  • FIG. 1 (a) is an AA ′ in the plan view shown in FIG. 1 (a).
  • the cross-sectional structure along the line is shown, and (b) shows the cross-sectional structure along the line BB ′ of the plan view shown in FIG.
  • (A) is a typical top view of TFT substrate 100G of 7th Embodiment by this invention,
  • (b) is typical sectional drawing of TFT substrate 100G along the AA 'line of (a).
  • (C) is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100G along the line BB ′ of (a), and (d) is an enlarged cross-sectional view of the contact portion.
  • It is a block diagram for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100G.
  • (A)-(g) is typical sectional drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of TFT substrate 100G, respectively.
  • (A)-(e) is typical sectional drawing for demonstrating the other example of the manufacturing method of TFT substrate 100G, respectively.
  • the inventor has studied a configuration in which, for example, in an active matrix substrate, a transparent conductive layer functioning as a pixel electrode is disposed below the TFT drain electrode. As a result, it has been found that there is a problem that contact resistance increases or adhesion decreases between the transparent conductive layer and the metal layer which is the drain electrode. It has also been found that the same problem can occur not only in the contact portion between the pixel electrode and the drain electrode but also in the contact portion connecting the transparent conductive layer and the metal layer such as an electrode or wiring thereover.
  • the increase in contact resistance and the decrease in adhesion do not occur so significantly. From this, it is surmised that the above problem is caused by the characteristics of the outermost surface of the transparent conductive layer.
  • the process is not limited to the contact hole formation process, and in the semiconductor device process, the outermost surface of the transparent conductive layer is modified by various treatments performed after the transparent conductive layer is formed. There was also a tendency for the contact resistance to become more unstable.
  • the said problem arises in the contact part in which a transparent conductive layer is lower (board
  • the present inventor has arranged a refractory metal nitride layer between the transparent conductive layer and the metal layer, thereby increasing contact resistance and adhesion.
  • the inventors have found that the reduction can be suppressed and have arrived at the present invention.
  • the semiconductor device of this embodiment includes an oxide semiconductor TFT.
  • the semiconductor device of this embodiment should just be provided with the oxide semiconductor TFT, and includes an active matrix substrate, various display apparatuses, an electronic device, etc. widely.
  • the semiconductor device has a contact portion that electrically connects a transparent conductive layer and a metal layer formed thereon.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing the contact portion 90 in the semiconductor device of this embodiment.
  • FIG. 23 shows a configuration of a contact portion 80 that directly contacts the transparent conductive layer 3 and the metal layer 7d.
  • the semiconductor device of this embodiment includes a substrate 2, a transparent conductive layer 3 supported by the substrate 2, an insulating layer 5 formed so as to cover the transparent conductive layer 3, and a metal layer 7d. And have.
  • the semiconductor device is provided with a contact portion 90 for electrically connecting the metal layer 7 d and the transparent conductive layer 3.
  • the insulating layer 5 is provided with an opening (contact hole) 5 u located on a part of the upper surface of the transparent conductive layer 3.
  • the opening part 5u should just be arrange
  • the metal layer 7d is formed on the insulating layer 5 and in the opening 5u.
  • a refractory metal nitride layer 20 is disposed between the transparent conductive layer 3 and a portion of the metal layer 7d located in the opening 5u.
  • the nitride layer 20 is provided in contact with the upper surface of the transparent conductive layer 3.
  • the nitride layer 20 is in contact with the portion located in the opening 5u of the metal layer 7d.
  • a further conductive layer may be formed between the portion of the metal layer 7d located in the opening 5u and the nitride layer 20.
  • the contact portion 80 of the comparative example there is a problem that the resistance increases between the transparent conductive layer 3 and the metal layer 7d, and the adhesion between the upper surface of the transparent conductive layer 3 and the metal layer 7d is low. These problems are particularly remarkable when an indium oxide material is used as the transparent conductive layer.
  • the nitride layer 20 is interposed between the transparent conductive layer 3 and the metal layer 7d, the resistance of the contact portion can be kept low. Further, by covering the upper surface of the transparent conductive layer 3 with the nitride layer 20, it is possible to suppress a decrease in adhesion due to the characteristics of the upper surface of the transparent conductive layer 3.
  • the nitride layer 20 is formed on the upper surface of the transparent conductive layer 3 immediately after forming the transparent conductive layer 3, the upper surface of the transparent conductive layer 3 is altered in the manufacturing process, and the contact portion 90 It can suppress more effectively that resistance becomes high or adhesiveness falls.
  • the nitride layer 20 is disposed only at a part of the interface between the metal layer 7d and the transparent conductive layer 3, and the metal layer 7d is formed between the nitride layer 20 and the transparent conductive layer 3 in the opening 5u. It is in contact with both.
  • the nitride layer 20 may be disposed on the entire interface between the metal layer 7d and the transparent conductive layer 3.
  • the opening 5 u may be disposed inside the nitride layer 20. In that case, the metal layer 7d is not in direct contact with the transparent conductive layer 3 in the opening 5u, but is connected to the transparent conductive layer 3 through the nitride layer 20.
  • the transparent conductive layer 3 may be a pixel electrode
  • the metal layer 7d may be a drain electrode 7d of the TFT or an electrode layer electrically connected to the drain electrode 7d.
  • the insulating layer 5 may include a gate insulating layer of the TFT.
  • the semiconductor device of the present embodiment only needs to have a contact portion 90 that electrically connects the transparent conductive layer 3 and the metal layer 7d.
  • a contact portion 90 is a contact between the TFT and the pixel electrode. It does not have to be a part.
  • a terminal part or a connection part for connecting wirings may be used.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of a TFT substrate 100A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100A along the line AA ′ in FIG. 1A
  • FIG. 1C is the line BB ′ in FIG. It is typical sectional drawing of TFT substrate 100A along.
  • FIG. 1D is an enlarged plan view in which a region including the contact portion in the TFT substrate 100A is enlarged.
  • a TFT substrate 100A includes a substrate 2, a gate electrode 4 and a pixel electrode (transparent conductive layer) 3 formed on the substrate 2, a gate electrode 4 and Insulating layer 5 formed on pixel electrode 3, semiconductor layer 6 overlapping gate electrode 4 with insulating layer 5 interposed therebetween, source electrode 7s and drain electrode (metal layer) 7d electrically connected to semiconductor layer 6
  • a contact portion 90 that electrically connects the drain electrode 7d and the pixel electrode 3 is provided.
  • a refractory metal nitride layer 20 is disposed between a portion of the metal layer 7 d located in the opening 5 u provided in the insulating layer 5 and the upper surface of the transparent conductive layer 3. .
  • the configuration of the contact portion 90 is the same as that described above with reference to FIG. Since the TFT substrate 100A includes such a contact portion 90, the resistance between the pixel electrode 3 and the drain electrode 7d can be kept low, and the adhesion between them can be increased.
  • the shape of the nitride layer 20 and the shape of the drain electrode (metal layer) 7d are different when viewed from the normal direction of the substrate 2. ing. As described above, by separately patterning the nitride layer 20 and the drain electrode 7d, the nitride layer 20 can be disposed only in a necessary region, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the nitride layer 20 after forming the pixel electrode 3 and before forming the insulating layer 5. If the insulating layer 5 is formed before the nitride layer 20, a portion of the upper surface of the pixel electrode 3 exposed at the opening 5 u of the insulating layer 5 may be damaged by the patterning process of the insulating layer 5. On the other hand, when the nitride layer 20 is formed before the formation of the insulating layer 5, the upper surface of the pixel electrode 3 is protected by the nitride layer 20 when the insulating layer 5 is patterned. An increase in resistance and a decrease in adhesion can be more effectively suppressed.
  • the nitride layer 20 is formed before the insulating layer 5, if the shape of the nitride layer 20 is larger than the opening 5 u, at least a part of the upper surface of the nitride layer 20 is in contact with the insulating layer 5. .
  • the nitride layer 20 may be disposed so as to overlap at least a part of the opening 5 u of the insulating layer 5.
  • a part of the nitride layer 20 may overlap the opening 5u, and the other part may be located in a region around the opening 5u.
  • the nitride layer 20 is compared with the configuration in which the nitride layer 20 is disposed so as to overlap the entire opening 5u. The pattern size can be further reduced, and the size of the opening 5u can also be reduced. Therefore, the restriction on the design of the contact portion 90 is also eased.
  • the TFT substrate 100A may include a protective layer 8 formed on the source electrode 7s and the drain electrode 7d, and a common electrode 9 that overlaps at least a part of the pixel electrode 3 with the protective layer 8 interposed therebetween.
  • an auxiliary capacitor having the protective layer 8 as a dielectric layer can be formed.
  • the pixel electrode 3 and the common electrode 9 are formed of a transparent electrode material (for example, ITO (Indium Tin Oxide)), it is possible to suppress a decrease in the aperture ratio of the pixel.
  • An auxiliary capacity formed of a transparent material may be referred to as a “transparent auxiliary capacity”.
  • the common electrode 9 may not be separated for each pixel. For example, it may be provided so as to cover substantially the entire display area. Note that the above-described opening 5u is closer to the substrate 2 than the common electrode 9 is.
  • the TFT substrate 100A has source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) electrically connected to the source electrode 7s of the corresponding pixel.
  • Source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) are formed on the insulating layer 5.
  • a gate wiring 14 is formed between the pixel electrodes 3 (m) and 3 (m + 1) of adjacent pixels.
  • the pixel electrodes 3 (m) and 3 (m + 1) and the gate wiring 14 are all formed between the substrate 2 and the insulating layer 5.
  • the pixel electrode 3 is formed closer to the substrate 2 than the gate insulating layer (here, the insulating layer 5), and the contact hole (opening 5u) for connecting the drain electrode 7d and the pixel electrode 3 is connected. Is formed in the insulating layer 5.
  • the upper surface of the protective layer 8 formed on the TFT can be made substantially flat. Therefore, the shape of the contact hole hardly affects the liquid crystal alignment of the liquid crystal layer disposed on the protective layer 8 and hardly causes display failure.
  • a contact hole for connecting the pixel electrode and the drain electrode is formed in the protective layer. For this reason, since the vicinity of the contact hole on the upper surface of the protective layer does not become flat, the shape of the contact hole may affect the liquid crystal alignment of the liquid crystal layer disposed on the protective layer.
  • the drain electrode 7d formed above the insulating layer 5 and the nitride layer 20 formed below the insulating layer 5 are brought into contact with each other in the opening 5u of the insulating layer 5.
  • an insulating layer may not be formed between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d.
  • the aperture ratio of the pixel can be further increased. The reason for this will be described later.
  • the substrate 2 is typically a transparent substrate, for example, a glass substrate.
  • a plastic substrate can also be used.
  • the plastic substrate includes a substrate formed of a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and a composite substrate of these resins and inorganic fibers (for example, glass fibers or glass fiber nonwoven fabrics).
  • the heat-resistant resin material include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), acrylic resin, and polyimide resin.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyethersulfone
  • acrylic resin acrylic resin
  • polyimide resin polyimide resin
  • the pixel electrodes 3 (m), 3 (m + 1) and the common electrode 9 are transparent conductive layers such as indium oxide and zinc oxide, respectively.
  • transparent conductive layers such as indium oxide and zinc oxide, respectively.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO registered trademark
  • the thicknesses of the pixel electrodes 3 (m), 3 (m + 1) and the common electrode 9 may be, for example, 20 nm or more and 200 nm or less (for example, about 100 nm).
  • the refractory metal nitride layer 20 may be, for example, a molybdenum nitride (MoN) layer, a titanium nitride (TiN) layer, a tantalum nitride (TaN) layer, or the like.
  • the thickness of the nitride layer 20 is preferably 5 nm or more, for example. Thereby, the increase in resistance of the contact part 90 can be suppressed more reliably. Further, the thickness of the nitride layer 20 is preferably, for example, equal to or less than the thickness of the insulating layer 5 (for example, 400 nm or less).
  • the gate electrode 4 may be formed integrally with the gate wiring 14.
  • the gate electrode 4 and the gate wiring 14 are, for example, elements selected from Mo (molybdenum), Al (aluminum), Ti (titanium), W (tungsten), Ta (tantalum), Cu (copper), or these elements. It may be formed from a metal film such as an alloy or a metal nitride. Moreover, you may have the structure where those metal films were laminated
  • the thickness of the gate electrode 4 and the gate wiring 14 may be about 50 nm or more and 600 nm or less (for example, about 420 nm).
  • the insulating layer 5 includes SiO 2 (silicon oxide), SiN x (silicon nitride), SiO x N y (silicon oxynitride, x> y), SiN x O y (silicon nitride oxide, x> y), Al 2.
  • a single layer or a stack formed from O 3 (aluminum oxide) or tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) can be used.
  • the thickness of the insulating layer 5 is, for example, about 50 nm or more and 600 nm or less.
  • the insulating layer 5 is preferably formed using a rare gas such as Ar (argon).
  • the semiconductor layer 6 may be a silicon-based semiconductor layer such as an amorphous silicon (a-Si) layer, a polysilicon (p-Si) layer, or a microcrystalline silicon ( ⁇ -Si) layer.
  • the semiconductor layer 6 may be an oxide semiconductor layer.
  • the thickness of the semiconductor layer 6 is, for example, about 30 nm to 100 nm (for example, about 50 nm).
  • the TFT having the oxide semiconductor layer has high mobility as described above, the size of the TFT can be reduced and reduction in the aperture ratio of the pixel can be suppressed. It becomes possible.
  • the oxide semiconductor layer can be formed at a lower temperature than the silicon-based semiconductor layer, a substrate having low heat resistance can be used.
  • a semiconductor device applicable to a flexible display can be manufactured by forming an oxide semiconductor layer on a plastic substrate or a film substrate.
  • the oxide semiconductor layer is formed of, for example, an In—Ga—Zn—O based semiconductor film containing In (indium), Ga (gallium), and Zn (zinc) at a ratio of 1: 1: 1.
  • the ratio of In, G, and Zn can be selected as appropriate.
  • an amorphous In—Ga—Zn—O based semiconductor film is used as the In—Ga—Zn—O based semiconductor film, it can be manufactured at a low temperature and high mobility can be realized.
  • an In—Ga—Zn—O-based semiconductor film that exhibits crystallinity with respect to a predetermined crystal axis (C-axis) may be used.
  • the semiconductor layer 6 may be formed using another oxide semiconductor film instead of the In—Ga—Zn—O-based semiconductor film.
  • a semiconductor film, CdO (cadmium oxide), Mg—Zn—O based semiconductor film, or the like may be used.
  • an amorphous ZnO film to which one or a plurality of impurity elements of Group 1 element, Group 13 element, Group 14 element, Group 15 element, Group 17 element and the like are added is added.
  • a state, a polycrystalline state, a microcrystalline state in which an amorphous state and a polycrystalline state are mixed, or a state in which no impurity element is added can be used.
  • the source electrode 7s, the drain electrode 7d, and the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) are, for example, Mo (molybdenum), Al (aluminum), Ti (titanium), W (tungsten), Ta (tantalum), You may form from metal films, such as an element chosen from Cu (copper), or an alloy which uses these elements as a component. Moreover, you may have the structure where those metal films were laminated
  • the thicknesses of the source electrode 7s, the drain electrode 7d, and the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) are each preferably about 50 nm to 600 nm. The thickness of the source electrode 7s, the drain electrode 7d, and the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) is, for example, about 350 nm.
  • the protective layer 8 is formed on the source electrode 7s, the drain electrode 7d, and the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1).
  • the protective layer 8 include Si-based nitrides such as a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) film, and a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y) film.
  • Si-based nitrides such as a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxynitride (SiOxNy; x> y) film, and a silicon nitride oxide (SiNxOy; x> y) film.
  • an inorganic insulating film (passivation film) containing an oxide can be used.
  • a protective layer 8 is disposed between the common electrode 9 and the pixel electrode 3. Accordingly, a transparent auxiliary capacitor is formed in which the protective layer 8 is a dielectric layer and the transparent common electrode 9 and the pixel electrode 3 are capacitor electrodes. Thereby, when the TFT substrate 100A is used for a display panel, a display panel having a high aperture ratio can be manufactured.
  • the thickness of the protective layer 8 is preferably about 50 nm to 300 nm (for example, about 200 nm), for example.
  • the TFT substrate 100A is used for, for example, a fringe field switching (FFS) mode liquid crystal display device.
  • FFS fringe field switching
  • a display signal voltage is supplied to the pixel electrode 3
  • a common voltage or a counter voltage is supplied to the upper common electrode 9.
  • the common electrode 9 is provided with at least one or more slits 19 (see FIGS. 1A and 1D).
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100A.
  • 3 (a) to 3 (g) are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100A.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100A includes a pixel electrode forming step PX, a refractory metal nitride layer forming step IM, a gate electrode forming step GT, a gate insulating layer / semiconductor layer forming step GI / PS, It has a source / drain electrode forming step SD, a protective layer forming step PAS, and a common electrode forming step CT, and the process proceeds in this order.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (g) A specific manufacturing process will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (g). Note that the cross-sectional views shown in FIGS. 3A to 3G correspond to the cross-sectional view shown in FIG.
  • a conductive film (for example, a transparent conductive film such as an ITO film) is formed on the substrate 2 by sputtering, for example, The conductive film is patterned by wet etching or the like to form the pixel electrode 3.
  • the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • a refractory metal nitride film is formed so as to cover the pixel electrode 3 by sputtering, for example, in a nitrogen atmosphere. . Thereafter, the nitride film is patterned by a photolithography method and a wet etching method to form a nitride layer 20 on a part of the pixel electrode 3. Thereafter, the resist (not shown) is peeled off.
  • the gate electrode formation step GT after forming a conductive film on the substrate 2 by, for example, sputtering, the conductive film is formed by photolithography and wet or dry etching.
  • the gate electrode 4 is formed by patterning. Note that the gate electrode 4 is formed so as not to be electrically connected to the pixel electrode 3. Further, when the gate electrode 4 is patterned, the difference between the conductive film for forming the gate electrode 4 and the nitride layer 20 is used to leave the nitride layer 20 without being removed. The film is selectively etched. After patterning the gate electrode 4, the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • an insulating film (not shown) is formed on the gate electrode 4 and the pixel electrode 3 by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. And so on.
  • the insulating film is patterned by a photolithography method, a dry etching method, or the like to form the insulating layer 5 having the opening 5u.
  • the opening 5 u is arranged so as to at least partially overlap with the region where the pixel electrode 3 and the nitride layer 20 overlap when viewed from the normal direction of the substrate 2.
  • the opening 5u is formed so that the entire opening 5u is positioned on the pixel electrode 3. A part (or all) of the upper surface of the nitride layer 20 is exposed by the opening 5u.
  • the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • a semiconductor film (for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor film) is formed on the insulating layer 5 by, for example, a sputtering method, and this semiconductor film is formed by a photolithography method, a dry etching method, or the like.
  • the semiconductor layer 6 is formed by patterning.
  • the semiconductor layer 6 is formed so as to overlap the gate electrode 4 with the insulating layer 5 interposed therebetween. After patterning of the semiconductor layer 6, the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • a metal film (not shown) is formed on the semiconductor layer 6, the insulating layer 5, and the opening 5u by, for example, sputtering. To do. Thereafter, the metal film is patterned by a photolithography method, a wet etching method, or the like to form the source electrode 7s and the drain electrode 7d. After patterning the source electrode 7s and the drain electrode 7d, the resist (not shown) used for patterning is stripped.
  • the source electrode 7s and the drain electrode 7d are electrically connected to the semiconductor layer 6, respectively.
  • a portion in contact with the source electrode 7 s is a source contact region
  • a portion in contact with the drain electrode 7 d is a drain contact region
  • a portion sandwiched between the source contact region and the drain contact region is a channel region.
  • the drain electrode 7d is also in contact with the nitride layer 20 in the opening 5u. You may contact both the nitride layer 20 and the pixel electrode 3 in the opening 5u. In this way, a contact portion 90 that connects the drain electrode 7d and the pixel electrode 3 is obtained.
  • an insulating film (not shown) is formed on the source electrode 7s and the drain electrode 7d by, for example, the CVD method.
  • the insulating film is patterned by a photolithography method, a dry etching method, or the like to form the protective layer 8.
  • the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • a conductive film (for example, a transparent conductive film) is formed on the protective layer 8 by sputtering, for example, and photolithography and wet processing are performed.
  • the conductive film is patterned by an etching method or the like to form the common electrode 9. After patterning the common electrode 9, the resist (not shown) used for patterning is peeled off.
  • the common electrode 9 is formed so as to overlap a part of the pixel electrode 3 with the insulating layer 5 and the protective layer 8 interposed therebetween.
  • a transparent auxiliary capacitor having the insulating layer 5 and the protective layer 8 as dielectric layers can be formed.
  • the nitride layer 20 is formed after the pixel electrode 3 is formed and before the insulating layer 5 is formed, the upper surface of the pixel electrode 3 is damaged by the patterning of the insulating layer 5. This can be suppressed.
  • the nitride layer 20 is formed after the pixel electrode 3 is formed and before the gate electrode 4 is formed.
  • the nitride layer 20 can be formed after the gate electrode 4 is formed.
  • the surface of the pixel electrode 3 is modified by the gate insulating layer forming step GI and subsequent processes, and deterioration of the characteristics of the contact portion 90 can be suppressed.
  • the nitride layer 20 is formed immediately after the formation of the pixel electrode 3 and a part of the upper surface of the pixel electrode 3 (portion constituting the contact portion 90) is covered (capped), the upper surface of the pixel electrode 3 is more effectively obtained. Can be suppressed.
  • the pixel electrode 3 When an electrode layer made of an ITO polycrystal is formed as the pixel electrode 3, it is preferable to use wet etching for patterning the gate electrode 4 and patterning the nitride layer 20 after the pixel electrode 3 is formed. It can be suppressed that the characteristics of the upper surface of the pixel electrode 3 are deteriorated by dry etching, which causes a decrease in adhesion and an increase in contact resistance.
  • the semiconductor device of this embodiment is a TFT substrate of a display device.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100B of the present embodiment.
  • FIGS. 1A and 1D For a plan view of the TFT substrate 100B and an enlarged plan view of the contact portion, refer to FIGS. 1A and 1D, respectively.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional structure along the line A-A ′ of FIG. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the gate electrode 4 (and the gate wiring 14) includes a first gate layer 20a formed of the same metal nitride film as the nitride layer 20, and a first gate layer. It has a stacked structure including the second gate layer 4a formed on 20a.
  • the second gate layer 4a is formed of a conductive material different from that of the first gate layer 20a.
  • a metal film containing an element selected from Mo (molybdenum), Al (aluminum), Ti (titanium), W (tungsten), Ta (tantalum), and Cu (copper) is used. Also good.
  • Other configurations and the thicknesses and materials of the respective components are the same as those of the TFT substrate 100A.
  • the nitride layer 20 is interposed between the drain electrode (metal layer) 7d and the pixel electrode (transparent conductive layer) 3 in the contact portion 90, the contact resistance is increased as in the first embodiment. And the fall of adhesiveness can be suppressed. Furthermore, since the first gate layer 20a made of a refractory metal nitride is disposed under the second gate layer 4a, hillocks in the second gate layer 4a can be suppressed. Further, since the first gate layer 20a functions as a buffer, the adhesion between the gate electrode 4 and its base layer can be improved as compared with the case where the gate electrode is formed only by the second gate layer 4a.
  • the gate electrode 4 and the nitride layer 20 can be formed from one photomask. . Therefore, the number of photomasks can be reduced and manufacturing costs can be reduced.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining an example of a manufacturing method of the TFT substrate 100B.
  • 6A to 6G are schematic cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing method of the TFT substrate 100B, and correspond to FIG.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100B includes a pixel electrode forming step PX, a refractory metal nitride layer and first gate layer forming step IM, a second gate layer forming step GT, and a gate insulating layer.
  • a pixel electrode forming step PX a refractory metal nitride layer and first gate layer forming step IM
  • a second gate layer forming step GT a gate insulating layer.
  • / Semiconductor layer forming step GI / PS, source / drain electrode forming step SD, protective layer forming step PAS and common electrode forming step CT and the process proceeds in this order.
  • the pixel electrode 3 is formed on the substrate 2.
  • the formation method of the pixel electrode 3 is the same as the method described above with reference to FIG.
  • a refractory metal nitride film (not shown) is formed on the substrate 2 and is patterned to form a nitride located on a part of the pixel electrode 3.
  • a layer 20 and a first gate layer 20a located on a region where the pixel electrode 3 is not formed are formed.
  • the first gate layer 20a is provided in a region where a gate electrode and a gate wiring are formed.
  • the method for forming the nitride film is the same as the method described above with reference to FIG.
  • the second gate layer 4a is formed on the first gate layer 20a, and the gate electrode 4 is obtained.
  • the method for forming the second gate layer 4a is the same as the method for forming the gate electrode 4 described above with reference to FIG.
  • the pattern of the second gate layer 4a and the pattern of the first gate layer 20a are matched, but the second gate layer 4a overlaps at least a part of the first gate layer 20a. It only has to be.
  • the entire gate electrode 4 and the gate wiring may have a stacked structure including the first gate layer 20a and the second gate layer 4a.
  • only a part of the gate electrode and the gate wiring may have such a stacked structure, and the other part may be configured by only one of the first gate layer 20a or the second gate layer 4a. .
  • the insulating layer 5, the semiconductor layer 6, the source and drain electrodes 7s and 7d, the protective layer 8, and the common electrode 9 are formed. These forming methods are the same as those described above with reference to FIGS. 3 (d) to 3 (g). In this way, the TFT substrate 100B is obtained.
  • the nitride layer 20 is formed to cover a part of the upper surface of the pixel electrode 3. Accordingly, it is possible to prevent the upper surface of the pixel electrode 3 from being modified during the manufacturing process and the characteristics of the contact portion 90 from being deteriorated.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100B is not limited to the above method.
  • the gate layer forming step GT can be performed using one photomask.
  • a refractory metal nitride film (metal nitride film) 20 ′ is formed on the substrate 2 on which the pixel electrode 3 is formed, and on the metal nitride film 20 ′.
  • a conductive film 4 ′ for forming the second gate layer is formed.
  • resist films R1 and R2 having different thicknesses are formed on the conductive film 4 'by a halftone exposure method using a single photomask (halftone mask). Form into shape.
  • a resist film R1 is formed in a region where the contact portion on the pixel electrode 3 is formed, and a resist film R3 thicker than the resist film R1 is formed in a region where the gate electrode and the gate wiring are formed.
  • the metal nitride film 20 'and the conductive film 4' in a region not covered with the resist films R1 and R2 are patterned by a wet etching method.
  • the nitride layer 20 is formed from the metal nitride film 20 'and the conductive layer (etched layer) 4b is formed from the conductive film 4' in the region defined by the resist film R1.
  • the first gate layer 20a is formed from the metal nitride film 20 'and the second gate layer 4a is formed from the conductive film 4' in the region defined by the resist film R2.
  • the first gate layer 20a and the second gate layer 4a constitute the gate electrode 4.
  • the resist film R1 is removed by a dry etching method.
  • a part of the resist film R2 is scraped to obtain a resist film R2 'having a smaller thickness than the resist film R2.
  • the resist film R2 'and the conductive layer 4b are removed by a further dry etching method.
  • the gate insulating layer / semiconductor layer forming step GI / PS, the source / drain electrode forming step SD, and the protective layer forming Through the process PAS and the common electrode formation process CT, the TFT substrate 100B is obtained.
  • the nitride layer 20 and the gate electrode 4 can be formed from one photomask, the number of photomasks can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the nitride layer 20 and the drain electrode 7d can be connected via the conductive layer 4b, leaving the conductive layer 4b without being removed.
  • an Al layer or Cu layer is used as the second gate layer 4a, an oxide film is formed on the surface, so that the connection with the upper drain electrode 7d becomes unstable, and the effective connection area may be reduced. There is. Therefore, in such a case, it is preferable to remove the conductive layer 4b and bring the nitride layer 20 and the drain electrode 7d into direct contact as in this embodiment.
  • the semiconductor device of this embodiment is a TFT substrate of a display device.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100C of this embodiment.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional structure along the line A-A ′ of FIG. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the TFT substrate 100C is different from the above-described TFT substrate 100A (FIG. 1) in that the gate electrode 4 (20a) and the gate wiring 14 are formed using the same metal nitride film as the nitride layer 20. Other configurations and the thicknesses and materials of the respective components are the same as those of the TFT substrate 100A.
  • the gate electrode 4 (20a) and the gate wiring and the nitride layer 20 are formed as a single layer of the same metal nitride film, the resistance of the contact portion 90 can be increased and the number of manufacturing steps can be increased. Decrease in adhesion can be suppressed. Further, when the nitride layer 20 and the gate electrode 4 are formed as separate layers, the nitride layer 20 may be etched when the gate electrode 4 is etched. Although it becomes unstable, according to this embodiment, such instability can be improved and the stability of the process can be improved.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining an example of a manufacturing method of the TFT substrate 100C.
  • FIGS. 10A to 10F are schematic cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing method of the TFT substrate 100C, and correspond to FIG.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100C includes a pixel electrode forming step PX, a refractory metal nitride layer and gate electrode forming step IM, a gate insulating layer / semiconductor layer forming step GI / PS, and a source / drain. It has an electrode forming step SD, a protective layer forming step PAS, and a common electrode forming step CT, and the process proceeds in this order.
  • the pixel electrode 3 is formed on the substrate 2.
  • the formation method of the pixel electrode 3 is the same as the method described above with reference to FIG.
  • a refractory metal nitride film (not shown) is formed on the substrate 2 and is patterned to form a nitride located on a part of the pixel electrode 3.
  • the layer 20 and the gate electrode 4 (20a) located on the region where the pixel electrode 3 is not formed are formed.
  • the method for forming and patterning the metal nitride film is the same as that described above with reference to FIG.
  • the insulating layer 5, the semiconductor layer 6, the source and drain electrodes 7s and 7d, the protective layer 8, and the common electrode 9 are formed to obtain the TFT substrate 100C.
  • These forming methods are the same as those described above with reference to FIGS. 3 (d) to 3 (g).
  • the number of photomasks can be reduced because the gate electrode forming step GT can be reduced as compared with the manufacturing method of the TFT substrate 100A described above with reference to FIGS.
  • the contact portion 90 is formed during the insulating layer 5 forming process and the subsequent processes. It can suppress that the upper surface of the pixel electrode 3 located is improved.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100D of the present embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional structure along the line AA ′ in FIG. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the gate electrode 4 (and the gate wiring 14) includes the first gate layer 20a formed of the same metal nitride film as the nitride layer 20, and the first gate layer 20a. And a second gate layer 4a formed on the first gate layer 20a.
  • the second gate layer 4a is formed of a conductive material different from that of the first gate layer 20a.
  • the TFT substrate 100D includes a conductive layer 4b formed of the same conductive film as the second gate layer 4a between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d. Conductive layer 4b is in contact with nitride layer 20 and in contact with the portion of drain electrode 7d located at opening 5u.
  • Other configurations and the thicknesses and materials of the respective components are the same as those of the TFT substrate 100A.
  • the gate electrode 4 and the gate wiring, and the conductor layer formed between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d in the contact portion 90 are formed of the same two films (metal nitride film and conductive film). ) Are simultaneously formed by patterning. For this reason, it is possible to suppress an increase in resistance and a decrease in adhesion of the contact portion 90 without increasing the number of manufacturing steps. Further, when the nitride layer 20 and the gate electrode 4 are formed as separate layers, the nitride layer 20 may be etched when the gate electrode 4 is etched. Although it becomes unstable, according to this embodiment, such instability can be improved and the stability of the process can be improved.
  • FIG. 12 is a block diagram for explaining an example of a manufacturing method of the TFT substrate 100D.
  • FIGS. 13A to 13F are schematic cross-sectional views for explaining an example of the manufacturing method of the TFT substrate 100D, and correspond to FIG.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100D includes a pixel electrode forming step PX, a refractory metal nitride layer and gate electrode forming step IM / GT, a gate insulating layer / semiconductor layer forming step GI / PS, and a source.
  • the pixel electrode 3 is formed on the substrate 2.
  • the formation method of the pixel electrode 3 is the same as the method described above with reference to FIG.
  • a refractory metal nitride film (not shown) and a conductive film (not shown) are formed on the substrate 2 in this order.
  • a nitride layer 20 formed of a nitride film and a conductive layer 4b formed of a conductive film are formed on a part of the pixel electrode 3.
  • a first gate layer 20a formed of a nitride film and a second gate layer 4a formed of a conductive film are formed on a region where the pixel electrode 3 is not formed.
  • the insulating layer 5, the semiconductor layer 6, the source and drain electrodes 7s and 7d, the protective layer 8, and the common electrode 9 are formed to obtain the TFT substrate 100D.
  • These forming methods are the same as those described above with reference to FIGS. 3 (d) to 3 (g).
  • the drain electrode 7d is formed in contact with the conductive layer 4b in the opening 5u.
  • the gate electrode 4 and the nitride layer 20 can be formed by one photomask, the number of steps (number of photomasks) can be reduced as compared with the manufacturing method of the TFT substrate 100A. Also in this embodiment, since the nitride layer 20 is formed on the upper surface of the pixel electrode 3 after the pixel electrode 3 is formed and before the insulating layer 5 is formed, the insulating layer 5 is formed during or after the forming process. The upper surface of the pixel electrode 3 located in the contact portion 90 can be prevented from being modified.
  • the semiconductor device of this embodiment is a TFT substrate of a display device.
  • FIGS. 14A and 14B are schematic cross-sectional views of the TFT substrate 100E of the present embodiment, respectively.
  • FIGS. 14A and 14B show cross-sectional structures taken along lines A-A ′ and B-B ′ of FIG. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the TFT substrate 100E is different from the TFT substrate 100A in that a further insulating layer 5a is formed between the gate electrode 4, the insulating layer 5, and the pixel electrode 3.
  • the gate insulating layer has a two-layer structure including the insulating layer 5 and the insulating layer 5a, and the pixel electrode 3 is provided between these two layers.
  • the insulating layer 5a is referred to as a “first gate insulating layer”
  • the insulating layer 5 in which the opening 5u is formed is referred to as a “second gate insulating layer”.
  • the first gate insulating layer 5a and the second gate insulating layer 5 are made of, for example, SiO 2 (silicon oxide), SiN x (silicon nitride), SiO x N y (silicon oxynitride, x> y), SiN x O y (nitriding). It can be formed from silicon oxide, x> y), Al 2 O 3 (aluminum oxide) or tantalum oxide (Ta 2 O 5 ).
  • the lower first gate insulating layer 5a is formed of SiN x or SiN x O y (silicon nitride oxide, x> y). May be. Since the insulating layer formed from the silicon nitride film has a high etching rate, the processing time can be shortened.
  • the first gate insulating layer 5a may be provided on substantially the entire display region (see FIG. 14B).
  • a silicon nitride layer, a silicon nitride oxide layer, or the like is formed to prevent diffusion of impurities and the like from the substrate 2, and insulation is ensured on the upper layer (upper layer). Therefore, a silicon oxide layer, a silicon oxynitride layer, or the like may be formed.
  • the configuration of the gate electrode 4 and the contact portion 90 is not limited to the configuration shown in FIG. In the example shown in FIG. 14, the first gate insulating layer 5a is provided on the TFT substrate 100A (FIG. 1), but the first gate insulating layer 5a may be provided on the other TFT substrates 100B to 100D.
  • the contact portion 90 by increasing the nitride layer 20 between the drain electrode 7d and the pixel electrode 3, an increase in resistance and a decrease in adhesion of the contact portion 90 can be suppressed.
  • the gate electrode 4, the pixel electrode 3, and the nitride layer 20 are formed as separate layers with the insulating layer 5a interposed therebetween, the gate electrode 4 may be affected when the pixel electrode 3 and the nitride layer 20 are processed. The nitride layer 20 can be prevented from being affected during the processing of the gate electrode 4, and the process stability can be improved.
  • the present embodiment can be suitably applied when an oxide semiconductor layer is used as the semiconductor layer 6.
  • an oxide semiconductor layer is used as the semiconductor layer 6.
  • a layer containing oxygen eg, an oxide insulating film such as SiO 2 or SiO x N y (x> y)
  • oxygen vacancies can be recovered by oxygen contained in the oxide layer. Accordingly, oxygen vacancies in the oxide semiconductor layer can be reduced and reduction in resistance of the oxide semiconductor layer can be suppressed.
  • the formation of such an oxide insulating film has a problem that the etching rate is slow and processing tact is required.
  • the first gate insulating layer 5a located on the gate electrode side in the gate insulating layer is formed of an insulating film other than the oxide insulating film (for example, a nitride film such as SiNx)
  • the insulation with respect to the entire thickness of the gate insulating layer is achieved.
  • the thickness ratio (film thickness occupancy) of the oxide film can be reduced. As a result, it is possible to suppress the processing tact while suppressing the resistance reduction of the oxide semiconductor layer.
  • this embodiment when this embodiment is applied to a semiconductor device including an oxide semiconductor TFT having a gate insulating layer having a two-layer structure, the above effect is achieved by using two layers of the gate insulating layer while ensuring high TFT characteristics. (Improvement of process stability) can be obtained.
  • FIG. 15 is a block diagram for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100E.
  • 16 (a) to 16 (h) are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100E.
  • 16 (a) to 16 (h) show a cross-sectional structure corresponding to FIG. 14 (a).
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100E includes the gate electrode forming step GT, the first gate insulating layer step GI-1, the pixel electrode forming step PX, the refractory metal nitride layer forming step IM, It has a gate insulating layer / semiconductor layer forming step GI-2 / PS, a source / drain electrode forming step SD, a protective layer forming step PAS, and a common electrode forming step CT, and the process proceeds in this order.
  • the gate electrode 4 is formed by the same method as described above with reference to FIG. 16A.
  • the first gate insulating layer step GI-1 after forming an insulating film (not shown) on the gate electrode 4 by, for example, CVD, photolithography and wet or The insulating film is patterned by a dry etching method or the like to form the first gate insulating layer 5a. Further, after the patterning of the first gate insulating layer 5a, the resist (not shown) used for the patterning is peeled off.
  • the pixel electrode 3 is formed on the gate insulating layer 5a by the same method as described above with reference to FIG. To do.
  • the same method as described above with reference to FIG. 16D the same method as described above with reference to FIG.
  • the nitride layer 20 is formed by this method.
  • the second gate insulating layer 5 and the first gate insulating layer 5 are formed on the first gate insulating layer 5a and the pixel electrode 3.
  • a semiconductor layer 6 is formed.
  • the method for forming the second gate insulating layer 5 and the semiconductor layer 6 is the same as the method for forming the insulating layer 5 and the semiconductor layer 6 described above with reference to FIG.
  • the source electrode 7s, the drain electrode 7d, the protective layer 8 and A common electrode 9 is formed.
  • These forming methods are the same as those described above with reference to FIGS. 3 (e) to 3 (g). In this way, the TFT substrate 100E is obtained.
  • wet etching is used for patterning the nitride layer 20 and patterning the source and drain electrodes performed after the pixel electrode 3 is formed. preferable. It can be suppressed that the characteristics of the upper surface of the pixel electrode 3 are deteriorated by dry etching, which causes a decrease in adhesion and an increase in contact resistance.
  • the sixth embodiment of the semiconductor device according to the present invention will be described below.
  • the semiconductor device of this embodiment is a TFT substrate of a display device.
  • FIGS. 17A and 17B are schematic cross-sectional views of the TFT substrate 100F of the present embodiment, respectively.
  • FIGS. 17A and 17B show cross-sectional structures taken along lines A-A ′ and B-B ′ of FIG. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the TFT substrate 100F is different from the TFT substrate 100A in that a base insulating layer (buffer layer) 15 is formed on the substrate 2 and a gate electrode 4 and a pixel electrode 3 are formed on the base insulating layer 15.
  • a base insulating layer (buffer layer) 15 is formed on the substrate 2 and a gate electrode 4 and a pixel electrode 3 are formed on the base insulating layer 15.
  • the same effect as the TFT substrate 100A of the first embodiment can be obtained.
  • the adhesion to the substrate 2 may be low, but by forming the base insulating layer 15 on the substrate 2, the adhesion of the gate electrode 4 can be improved.
  • the base insulating layer 15 functions as a protective layer for the substrate 2, it is possible to use a substrate that can cause ion elution, such as alkali glass, as the substrate 2.
  • a plastic substrate such as an acrylic resin or a film base material such as PET can be used.
  • substrate other than an alkali free glass can also be widely used as the board
  • an oxide semiconductor layer As the semiconductor layer 6, it is preferable to use an oxide semiconductor layer as the semiconductor layer 6. Since an oxide semiconductor can be processed at a lower temperature than a Si-based semiconductor, an oxide semiconductor film can be formed and patterned on a plastic or a film substrate. Therefore, when a plastic or film substrate is used as the substrate 2 and the oxide semiconductor TFT is formed after the base insulating layer 15 is formed on the surface thereof, a semiconductor device that can be suitably applied to, for example, a flexible display can be manufactured.
  • the base insulating layer 15 for example, SiO 2 (silicon oxide), SiN x (silicon nitride), SiO x N y (silicon oxynitride, x> y), SiN x O y (silicon nitride oxide, x> y), Al A single layer or a laminate formed of 2 O 3 (aluminum oxide) or tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) can be used.
  • the thickness of the base insulating layer 15 is, for example, not less than about 50 nm and not more than 600 nm.
  • the configurations of the gate electrode 4 and the contact portion 90 are not limited to the configuration shown in FIG. In FIG. 17, the base insulating layer 15 is formed on the TFT 100A (FIG. 1), but the base insulating layer 15 may be applied to other TFT substrates 100B to 100D.
  • the TFT substrate 100F can be manufactured as follows. First, the base insulating layer 15 is formed on the substrate 2 by a CVD method or the like (buffer layer forming step BU). Subsequently, pixel electrode formation step PX, gate electrode formation step GT, refractory metal nitride layer formation step IM, gate insulating layer / semiconductor layer formation step GI / PS, source / drain electrode formation step SD, protective layer formation step PAS and common electrode forming step CT are performed. Each process after the formation of the base insulating layer 15 is the same as the process described above with reference to FIGS.
  • the semiconductor device of this embodiment is different from the above-described embodiment in that an insulating layer is not formed between the transparent conductive layer and the metal layer.
  • the semiconductor device of this embodiment has a contact portion that connects the transparent conductive layer and the metal layer.
  • a refractory metal nitride layer is disposed between the transparent conductive layer and the metal layer, and the refractory metal nitride layer is in contact with the upper surface of the transparent conductive layer.
  • the refractory metal nitride layer is disposed in a region where the metal layer and the transparent conductive layer overlap, and the shape of the refractory metal nitride layer and the metal layer The shape is different.
  • the metal layer is, for example, a drain electrode or an electrode layer electrically connected to the drain electrode, and the transparent conductive layer is, for example, a pixel electrode.
  • the semiconductor device of the present embodiment only needs to have a contact portion configured as described above, and such a contact portion is not limited to the contact portion between the TFT and the pixel electrode, but a terminal portion or a connection portion. It may be.
  • FIG. 18A is a schematic plan view of a TFT substrate 100G according to an embodiment of the present invention.
  • 18B is a schematic cross-sectional view of the TFT substrate 100G along the line AA ′ in FIG. 18A, and
  • FIG. 18B is a line BB ′ in FIG. It is typical sectional drawing of the TFT substrate 100G along.
  • FIG. 18D is an enlarged plan view in which a region including the contact portion in the TFT substrate 100G is enlarged. Constituent elements similar to those of the TFT substrate 100A shown in FIG.
  • the TFT substrate 100G includes a substrate 2, a gate electrode 4 formed on the substrate 2, an insulating layer 5 covering the gate electrode 4, and an insulating layer 5 A pixel electrode (transparent conductive layer) 3 formed thereon, a semiconductor layer 6 overlapping with the gate electrode 4 through the insulating layer 5, and a source electrode 7s and a drain electrode (metal layer) electrically connected to the semiconductor layer 6 ) 7d.
  • the TFT substrate 100G is provided with a contact portion 90 that electrically connects the drain electrode 7d and the pixel electrode 3.
  • the nitride layer 20 is disposed between the pixel electrode 3 and the drain electrode 7d.
  • the nitride layer 20 is in contact with a part of the upper surface of the pixel electrode 3. Further, when viewed from the normal direction of the substrate 2, the shape of the nitride layer 20 and the shape of the drain electrode 7 d are different.
  • the insulating layer 5 is a gate insulating layer, and the pixel electrode 3 and the nitride layer 20 are provided above the insulating layer 5.
  • the TFT substrate 100G of this embodiment has the nitride layer 20 between the drain electrode 7d and the pixel electrode 3, the resistance between the pixel electrode 3 and the drain electrode 7d can be kept low, And these adhesiveness can be improved.
  • the shape of the nitride layer 20 is different from the shape of the drain electrode 7d. Thus, since the nitride layer 20 and the drain electrode 7d are separately patterned, the nitride layer 20 can be disposed only in a necessary region, and the manufacturing cost can be kept low.
  • the nitride layer 20 when viewed from the normal direction of the substrate 2, the nitride layer 20 is disposed over the entire region where the drain electrode 7 d and the pixel electrode 3 overlap. For this reason, the upper surface of the pixel electrode 3 is not in direct contact with the drain electrode 7d. With such a configuration, a decrease in adhesion and an increase in resistance due to the characteristics of the upper surface of the pixel electrode 3 can be more effectively suppressed. For example, as can be seen from FIG. 18 (d), when viewed from the normal direction of the substrate 2, the above configuration can be realized more reliably by making the width of the nitride layer 20 larger than the width of the drain electrode 7d. .
  • the contact portion is formed in the contact hole of the insulating layer, so that the contact area is limited to the area of the contact hole.
  • the drain electrode 7d and the nitride layer 20 or the nitride layer 20 and the pixel electrode 3 in the contact portion The contact area can be increased. Therefore, the display quality can be further stabilized.
  • the width of the nitride layer 20 is made larger than the width of the drain electrode 7d, the opening area of the pixel is reduced accordingly.
  • FIG. 19 is a block diagram for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100G.
  • 20 (a) to 20 (g) are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing method of the TFT substrate 100G.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100G includes a gate electrode formation step GT, a gate insulating layer / semiconductor layer formation step GI / PS, a pixel electrode formation step PX, a refractory metal nitride layer formation step IM, It has a source / drain electrode forming step SD, a protective layer forming step PAS, and a common electrode forming step CT, and the process proceeds in this order.
  • the cross-sectional structure shown in FIGS. 20A to 20G corresponds to the cross-sectional structure shown in FIG.
  • the formation method and patterning method of each film are the same as those described above with reference to FIG.
  • the gate electrode formation step GT after forming a conductive film on the substrate 2 by, for example, sputtering, the conductive film is patterned to form the gate electrode 4.
  • an insulating film (not shown) is formed by, for example, a CVD method so as to cover the gate electrode 4.
  • the insulating film 5 is formed by patterning this insulating film.
  • a semiconductor film (not shown) (for example, an In—Ga—Zn—O-based semiconductor film) is formed on the insulating layer 5 by, for example, sputtering, and the semiconductor film is patterned to form the semiconductor layer 6. To do.
  • the semiconductor layer 6 is formed so as to overlap the gate electrode 4 with the insulating layer 5 interposed therebetween.
  • a conductive film (not shown) (for example, a transparent conductive film such as an ITO film) is formed on the insulating layer 5, and then the conductive film is formed. Is patterned to form the pixel electrode 3.
  • a refractory metal nitride film is formed so as to cover the pixel electrode 3 by sputtering in a nitrogen atmosphere, for example. .
  • the nitride film is patterned to form a nitride layer 20 on a part of the upper surface of the pixel electrode 3.
  • a metal film (not shown) is formed on the semiconductor layer 6, the insulating layer 5, and the nitride layer 20 by, for example, sputtering. Form. Thereafter, the metal film is patterned by a photolithography method, a wet etching method, or the like to form the source electrode 7s and the drain electrode 7d.
  • the source electrode 7s and the drain electrode 7d are electrically connected to the semiconductor layer 6, respectively.
  • a portion in contact with the source electrode 7 s is a source contact region
  • a portion in contact with the drain electrode 7 d is a drain contact region
  • a portion sandwiched between the source contact region and the drain contact region is a channel region.
  • the drain electrode 7 d is also electrically connected to the pixel electrode 3 through the nitride layer 20.
  • the drain electrode 7d may be in contact with both the nitride layer 20 and the pixel electrode 3. In this way, a contact portion 90 that connects the drain electrode 7d and the pixel electrode 3 is obtained.
  • the protective layer forming step PAS and the common electrode forming step CT are performed to form the protective layer 8 and the common electrode 9. These forming methods are the same as those described above with reference to FIGS. 3 (f) and 3 (g). In this way, the TFT substrate 100G is obtained.
  • the nitride layer 20 is formed before the source and drain electrodes 7s and 7d are formed, so that the upper surface of the pixel electrode 3 can be protected. For this reason, it is possible to suppress the upper surface of the pixel electrode 3 from being modified in the source and drain electrode formation step and the subsequent steps, and thus it is possible to suppress an increase in resistance of the contact portion and a decrease in reliability.
  • the manufacturing method of the TFT substrate 100G is not limited to the above method.
  • the pixel electrode forming step PX and the refractory metal nitride layer forming step IM in the above method can be performed simultaneously.
  • FIGS. 21A to 21E are views for explaining another example of the manufacturing method of the TFT substrate 100G, and a process PX for simultaneously forming the pixel electrode and the refractory metal nitride layer. It is sectional drawing which shows / IM.
  • the gate electrode 4 and the insulating layer 5 are formed on the substrate 2 by the same method as described above.
  • a transparent conductive film 3 ′ is formed on the insulating layer 5, and a refractory metal nitride film (metal nitride film) 20 ′ is formed on the transparent conductive film 3 ′.
  • resist films R3 and R4 having different thicknesses are formed on the metal nitride film 20 ′ by a halftone exposure method using a single photomask (halftone mask). Form in pattern shape.
  • a resist film R3 is formed in a region where a nitride layer is to be formed, and a resist film R4 thinner than the resist film R3 is formed in a region where a pixel electrode is to be formed (other than a region where nitride is to be formed).
  • the transparent conductive film 3 'and the metal nitride film 20' in a region not covered with the resist films R3 and R4 are patterned by a wet etching method.
  • the pixel electrode 3 is formed from the transparent conductive film 3 ′
  • the nitride layer 20 is formed from the metal nitride film 20 ′.
  • the resist film R4 is removed by a dry etching method.
  • a part of the resist film R3 is removed to form a resist film R3 'having a smaller thickness than the resist film R3.
  • the resist film R3 ' is removed by a known method.
  • FIG. 1 A TFT substrate 100G is obtained.
  • the pixel electrode 3 and the nitride layer 20 can be formed from one photomask, so that the number of photomasks can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
  • the insulating layer 5 is formed between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d, and the contact portion 90 is formed in the contact hole of the insulating layer 5.
  • no insulating layer is provided between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d.
  • the source wiring 7 (m) and 7 (m + 1) and the pixel electrode 3 (m) are formed.
  • the pixel electrode 3 (m) is formed between adjacent source lines 7 (m) and 7 (m + 1).
  • the distance between the pixel electrode 3 and the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) is set to 5 ⁇ m or more, for example. This is because if the distance between the pixel electrode 3 and the source wiring 7 is too small (for example, less than 5 ⁇ m), there is a possibility of short circuit between them.
  • the distance between the pixel electrode 3 and the source wiring 7 is, for example, less than 5 ⁇ m. Even if the pixel electrode 3 and the source line 7 are arranged so as to overlap each other by about 1 ⁇ m at the maximum, the possibility of short circuit between them is low. Therefore, the distance between the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) and the pixel electrode 3 when viewed from the normal direction of the substrate 2 can be kept small or can be arranged so as to overlap. Become.
  • the distance between the gate wiring 14 and the pixel electrodes 3 (m) and 3 (m + 1) is reduced when the distance between the source wirings 7 (m) and 7 (m + 1) and the pixel electrode 3 is reduced.
  • the effect of increasing the area of the effective opening region v of the pixel is greater than this. Therefore, as shown in FIG. 1D, the pixel aperture ratio can be more effectively improved by adopting the configuration in which the insulating layer 5 is formed between the nitride layer 20 and the drain electrode 7d.
  • the embodiment of the semiconductor device according to the present invention only needs to have a contact portion having a transparent conductive layer, a metal layer on the transparent conductive layer, and a nitride layer disposed between them, and the TFT substrate described above is provided.
  • the present invention is not limited and can be applied to various semiconductor devices. Further, the manufacturing process, the material of each component, the thickness, and the like are not limited to the above-described example. Furthermore, the structure of the TFT is not limited to the above-described example. For example, when an oxide semiconductor TFT is formed, an etch stop layer may be provided so as to be in contact with the channel region. By reducing the resistance of part of the oxide semiconductor film, the oxide semiconductor layer and the pixel electrode can be formed from the same oxide semiconductor film.
  • the TFT substrates 100A to 100G of the above-described embodiments can be applied to display devices in operation modes other than the FFS mode.
  • the present invention may be applied to a vertical electric field drive type display device such as a VA (Vertical Alignment) mode.
  • the common electrode 9 may not be provided.
  • a transparent conductive layer that functions as an auxiliary capacitance electrode may be provided to face the pixel electrode 3, and a transparent auxiliary capacitance may be formed in the pixel.
  • Embodiments of the present invention can be widely applied to various semiconductor devices including a contact portion that connects a transparent conductive layer and a metal layer.
  • circuit boards such as active matrix substrates, liquid crystal display devices, display devices such as organic electroluminescence (EL) display devices and inorganic electroluminescence display devices, imaging devices such as image sensor devices, image input devices, fingerprint readers, etc. It can also be applied to other electronic devices.
  • EL organic electroluminescence
  • imaging devices such as image sensor devices, image input devices, fingerprint readers, etc. It can also be applied to other electronic devices.

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Abstract

　半導体装置（１００Ａ）は、透明導電層（３）と、透明導電層（３）を覆うように形成され、かつ、透明導電層（３）と少なくとも部分的に重なる開口部（５ｕ）を有する絶縁層（５）と、絶縁層（５）上および開口部（５ｕ）内に形成された金属層（７ｄ）と、透明導電層（３）と金属層（７ｄ）とを接続するコンタクト部９０とを備え、コンタクト部（９０）において、透明導電層（３）と金属層（７ｄ）のうち開口部（５ｕ）内に位置する部分との間には高融点金属の窒化物層（２０）が配置されており、高融点金属の窒化物層（２０）は透明導電層（３）の上面と接している。

Description

半導体装置およびその製造方法
　本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。
　液晶表示装置等に用いられるアクティブマトリクス基板は、画素毎に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下、「ＴＦＴ」）などのスイッチング素子を備えている。このようなスイッチング素子としては、従来から、アモルファスシリコン膜を活性層とするＴＦＴ（以下、「アモルファスシリコンＴＦＴ」）や多結晶シリコン膜を活性層とするＴＦＴ（以下、「多結晶シリコンＴＦＴ」）が広く用いられている。また、近年、ＴＦＴの活性層の材料として、アモルファスシリコンや多結晶シリコンに代わって、酸化物半導体を用いることも提案されている。このようなＴＦＴを「酸化物半導体ＴＦＴ」と称する。酸化物半導体は、アモルファスシリコンよりも高い移動度を有している。このため、酸化物半導体ＴＦＴは、アモルファスシリコンＴＦＴよりも高速で動作することが可能である。また、酸化物半導体膜は、多結晶シリコン膜よりも簡便なプロセスで形成されるため、大面積が必要とされる装置にも適用できる。
　表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板では、画素毎にＴＦＴが設けられ、スイッチング素子として機能する。各ＴＦＴのドレイン電極は画素電極と接続されている。例えば特許文献１は、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｉｎ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板を開示している。特許文献１に開示されているアクティブマトリクス基板では、層間絶縁層に形成されたコンタクトホール内で、画素電極とＴＦＴのドレイン電極とを接続させている。
特開２００７－３２８２１０号公報
　上述したように、ＴＦＴを備えたアクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）などの半導体装置では、例えば画素電極などの透明導電層とドレイン電極などの金属層とを接続するためのコンタクト部が設けられる。
　本発明者が検討したところ、透明導電層と金属層とのコンタクト部では、コンタクト部の構成や各層の材料によっては、コンタクト抵抗が高くなったり、密着性が低下する場合があることを見出した。これは、本発明者が、アクティブマトリクス基板などの半導体装置の種々の構成を検討するなかで見出した知見である。詳しい説明は後述する。
　コンタクト部の抵抗が高くなると、所望の特性が得られなくなるおそれがある。また、コンタクト部における金属層と透明導電層との密着性の低下により、半導体装置の信頼性を確保できなくなるおそれがある。
　上記事情に鑑み、本発明の一実施形態の目的は、透明導電層と金属層とのコンタクト部を備えた半導体装置において、コンタクト部における抵抗の増大や密着性の低下を抑制することにある。
　本発明の実施形態の半導体装置は、基板と、基板に支持された透明導電層と、前記透明導電層を覆うように形成され、かつ、前記透明導電層と少なくとも部分的に重なる開口部を有する絶縁層と、前記絶縁層上および前記開口部内に形成された金属層と、前記透明導電層と前記金属層とを接続するコンタクト部とを備え、前記コンタクト部において、前記透明導電層と前記金属層のうち前記開口部内に位置する部分との間には高融点金属の窒化物層が配置されており、前記高融点金属の窒化物層は前記透明導電層の上面と接している。
　ある実施形態において、前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層の形状と、前記金属層の形状とは異なっている。
　ある実施形態において、前記高融点金属の窒化物層は前記金属層の前記開口部内に位置する部分と接している。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記基板に支持された薄膜トランジスタをさらに備え、前記薄膜トランジスタは、チャネル領域を含む半導体層、ゲート電極、前記ゲート電極と前記半導体層との間に形成されたゲート絶縁層、および、前記半導体層に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を含み、前記金属層は、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された電極層であり、前記絶縁層は前記ゲート絶縁層を含み、前記透明導電層は画素電極として機能する。
　ある実施形態において、前記ゲート電極は、前記高融点金属の窒化物層と同一の金属窒化膜から形成された第１のゲート層を含む。
　ある実施形態において、前記ゲート電極は、前記第１のゲート層上に配置された第２のゲート層をさらに含み、前記第２のゲート層は前記第１のゲート層とは異なる材料から形成されている。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記高融点金属の窒化物層と前記金属層との間に、前記第２のゲート層と同一の導電膜から形成された導電層をさらに有する。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記ゲート電極と前記透明導電層および前記絶縁層との間に、さらなる絶縁層を有している。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記基板と前記ゲート電極および前記透明導電層との間に、下地絶縁層を有している。
　ある実施形態において、前記窒化物層の上面の少なくとも一部は前記絶縁層と接している。
　本発明の他の実施形態の半導体装置は、基板と、基板に支持された透明導電層と、前記透明導電層の上に形成された金属層と、前記透明導電層と前記金属層とを接続するコンタクト部とを備え、前記コンタクト部において、前記透明導電層と前記金属層との間には高融点金属の窒化物層が配置されており、前記高融点金属の窒化物層は、前記透明導電層の上面と接しており、前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層は前記金属層と前記透明導電層とが重なった領域に配置され、前記高融点金属の窒化物層の形状と前記金属層の形状とは異なっている。
　ある実施形態において、前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層は、前記金属層と前記透明導電層とが重なった領域の全体に配置されている。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記基板に支持された薄膜トランジスタをさらに備え、前記薄膜トランジスタは、チャネル領域を含む半導体層、ゲート電極、前記ゲート電極と前記半導体層との間に形成されたゲート絶縁層、および、前記半導体層に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を含み、前記金属層および前記透明導電層は、前記ゲート絶縁層の上に配置されており、前記金属層は、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された電極層であり、前記透明導電層は画素電極として機能する。
　ある実施形態において、上記半導体装置は、前記ソース電極および前記ドレイン電極の上に形成された保護層と、前記保護層を介して前記透明導電層の少なくとも一部と重なるように配置された共通電極とをさらに有する。
　ある実施形態において、前記半導体層は酸化物半導体層である。
　ある実施形態において、前記酸化物半導体層はＩｎ、ＧａおよびＺｎを含む。
　ある実施形態において、前記酸化物半導体層は結晶性を有する。
　本発明の実施形態の半導体装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法であって、前記基板上に、前記透明導電層を形成した後、前記ゲート電極および前記絶縁層を形成する前に、前記窒化物層を形成する。
　本発明の他の実施形態の半導体装置の製造方法は、基板を用意する工程（ａ）と、前記基板の表面の一部上に透明導電層を形成する工程（ｂ）と、前記基板の前記表面上および前記透明導電層上に高融点金属の窒化物からなる金属窒化膜と、前記金属窒化膜とは異なる材料からなる導電膜とをこの順で形成する工程（ｃ）と、ハーフトーン露光法により、１つのフォトマスクから前記金属窒化膜および前記導電膜をパターニングすることによって、前記基板の前記表面のうち前記透明導電層が形成されていない部分に、前記金属窒化膜および前記導電膜からなるゲート電極を形成するとともに、前記透明導電層上に、前記金属窒化膜から窒化物層を形成する工程（ｄ）と、前記ゲート電極、前記透明導電層および前記窒化物層を覆い、かつ、前記窒化物層の表面の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁層を形成する工程（ｅ）と、前記絶縁層上に半導体層を形成する工程（ｆ）と、前記半導体層上、前記絶縁層上および前記開口部内に金属膜を形成する工程（ｇ）と、前記金属膜をパターニングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程であって、前記ドレイン電極は前記開口部内で前記窒化物層と接する工程（ｈ）とを包含する。
　本発明のさらに他の実施形態の半導体装置の製造方法は、基板を用意する工程（ａ）と、前記基板の表面の一部上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を介して半導体層を形成する工程（ｂ）と、前記ゲート絶縁層上および前記半導体層上に、透明導電膜、および高融点金属の窒化物からなる金属窒化膜を形成する工程（ｃ）と、ハーフトーン露光法により、１つのフォトマスクから前記透明導電膜および前記金属窒化膜をパターニングすることによって、前記基板の前記表面のうち前記ゲート電極が形成されていない部分に、前記透明導電膜から透明導電層を形成するとともに、前記透明導電層の一部上に、前記金属窒化膜から窒化物層を形成する工程（ｄ）と、前記半導体層、前記透明導電層および前記窒化物層を覆う金属膜を形成する工程（ｅ）と、前記金属膜をパターニングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程であって、前記ドレイン電極は前記窒化物層と接する工程（ｆ）とを包含する。
　ある実施形態において、前記半導体層は酸化物半導体層である。
　ある実施形態において、前記酸化物半導体層は、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎを含む。
　ある実施形態において、前記酸化物半導体層は結晶性を有する。
　本発明の実施形態では、透明導電層と、透明導電層の上に形成された金属層とを接続させるコンタクト部において、透明導電層と金属層との間に、透明導電層の上面に接するように高融点金属の窒化層を介在させる。これにより、透明導電層と金属層との間の抵抗を低く抑えることができる。また、金属層と透明導電層との密着性が低いことに起因する特性や信頼性の低下を抑制できる。
（ａ）は本発明による第１の実施形態のＴＦＴ基板１００Ａの模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ａの模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ａの模式的な断面図であり、（ｄ）はコンタクト部の拡大断面図である。 ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｇ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明による第２の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｂの模式的な断面図である。 ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｇ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）～（ｅ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の他の例を説明するための模式的な断面図である。 本発明による第３の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｃの模式的な断面図である。 ＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｆ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 本発明による第４の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｄの模式的な断面図である。 ＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｆ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第５の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｅの模式的な断面図であり、（ａ）は図１（ａ）に示す平面図のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示し、（ｂ）は図１（ａ）に示す平面図のＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示す。 ＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｈ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明による第６の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｆの模式的な断面図であり、（ａ）は図１（ａ）に示す平面図のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示し、（ｂ）は図１（ａ）に示す平面図のＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示す。 （ａ）は本発明による第７の実施形態のＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ－Ｂ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な断面図であり、（ｄ）はコンタクト部の拡大断面図である。 ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。 （ａ）～（ｇ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。 （ａ）～（ｅ）は、それぞれ、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法の他の例を説明するための模式的な断面図である。 本発明による実施形態のコンタクト部９０の一例を示す模式的な断面図である。 比較例のコンタクト部８０の模式的な断面図である。
　本発明者は、例えばアクティブマトリクス基板において、画素電極として機能する透明導電層を、ＴＦＴのドレイン電極よりも下層に配置する構成を検討した。この結果、透明導電層と、ドレイン電極である金属層との間でコンタクト抵抗が増大したり、密着性が低下するという問題があることを見出した。また、画素電極とドレイン電極とのコンタクト部に限らず、透明導電層と、その上層にある電極や配線などの金属層とを接続するコンタクト部でも同様の問題が生じ得ることも分かった。
　一方、金属層の上に透明導電層を配置したコンタクト部では、コンタクト抵抗の増大や密着性の低下はそれほど顕著に生じない。このことから、上記の問題は、透明導電層の最表面の特性に起因するものと推察される。
　さらに、上記問題は、絶縁層に設けられたコンタクトホール内で、金属層と透明導電層とを接触させる構成では特に顕著であることも分かった。これは、コンタクトホールの形成によって透明導電層の上面の特性が大きく低下する場合があるからと考えられる。
　さらに、コンタクトホールの形成プロセスに限定されず、半導体装置のプロセスにおいて、透明導電層を形成した後に行われる種々の処理によって、透明導電層の最表面が改質し、その結果、金属層との接触抵抗がより不安定になる傾向も見られた。
　なお、上記問題は、透明導電層が金属層よりも下方（基板側）にあるコンタクト部に生じるものであり、従来は認識されていなかった問題である。
　本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、透明導電層と金属層との間に高融点金属の窒化物層を配置することによって、コンタクト抵抗の増大や密着性の低下を抑制できることを見出し、本願発明に想到した。
　（第１の実施形態）
　以下、図面を参照しながら、本発明による半導体装置の第１の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は、酸化物半導体ＴＦＴを備えている。なお、本実施形態の半導体装置は、酸化物半導体ＴＦＴを備えていればよく、アクティブマトリクス基板、各種表示装置、電子機器などを広く含む。
　本発明による実施形態の半導体装置は、透明導電層と、その上に形成された金属層とを電気的に接続するコンタクト部を有している。
　図２２は、本実施形態の半導体装置におけるコンタクト部９０を模式的に示す断面図である。また、比較のため、透明導電層３と金属層７ｄとを直接接触させるコンタクト部８０の構成を図２３に示す。
　図２２に示すように、本実施形態の半導体装置は、基板２と、基板２に支持された透明導電層３と、透明導電層３を覆うように形成された絶縁層５と、金属層７ｄとを有している。半導体装置には、金属層７ｄと透明導電層３とを電気的に接続するためのコンタクト部９０が設けられている。コンタクト部９０では、絶縁層５に、透明導電層３の上面の一部の上に位置する開口部（コンタクトホール）５ｕが設けられている。開口部５ｕは、透明導電層３と少なくとも部分的に重なるように配置されていればよい。金属層７ｄは、絶縁層５上および開口部５ｕ内に形成されている。さらに、コンタクト部９０において、透明導電層３と、金属層７ｄのうち開口部５ｕ内に位置する部分との間には高融点金属の窒化物層２０が配置されている。窒化物層２０は、透明導電層３の上面と接するように設けられている。
　図示する例では、窒化物層２０は、金属層７ｄの開口部５ｕ内に位置する部分と接している。なお、金属層７ｄの開口部５ｕ内に位置する部分と窒化物層２０との間に、さらなる導電層が形成されていてもよい。
　図２２に示すコンタクト部９０を備えていると、次のような効果が得られる。
　上述したように、比較例のコンタクト部８０では、透明導電層３と金属層７ｄと間で抵抗が高くなる、透明導電層３の上面と金属層７ｄとの密着性が低いといった問題がある。これらの問題は、透明導電層としてインジウム酸化物系の材料を用いた場合に特に顕著である。これに対し、本実施形態によると、透明導電層３と金属層７ｄとの間に窒化物層２０を介在させるので、コンタクト部の抵抗を低く抑えることができる。また、透明導電層３の上面を窒化物層２０で覆うことにより、透明導電層３の上面の特性に起因する密着性の低下を抑制できる。
　なお、後述するように、透明導電層３を形成した直後に、透明導電層３の上面に窒化物層２０を形成すると、製造プロセスにおいて透明導電層３の上面が変質して、コンタクト部９０の抵抗が高くなったり、密着性が低くなることをより効果的に抑制できる。
　図示する例では、窒化物層２０は金属層７ｄと透明導電層３との界面の一部にのみ配置されており、金属層７ｄは開口部５ｕ内で窒化物層２０および透明導電層３の両方と接している。なお、窒化物層２０は金属層７ｄと透明導電層３との界面全体に配置されていてもよい。例えば基板２の法線方向から見たとき、窒化物層２０の内部に開口部５ｕが配置されていてもよい。その場合、金属層７ｄは開口部５ｕ内で透明導電層３と直接接しないで、窒化物層２０を介して透明導電層３と接続される。
　本実施形態は、例えば液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板に適用され得る。その場合、透明導電層３は画素電極であり、金属層７ｄはＴＦＴのドレイン電極７ｄまたはドレイン電極７ｄと電気的に接続された電極層であってもよい。また、絶縁層５はＴＦＴのゲート絶縁層を含んでいてもよい。
　なお、本実施形態の半導体装置は、透明導電層３と金属層７ｄとを電気的に接続するコンタクト部９０を有していればよく、そのようなコンタクト部９０はＴＦＴと画素電極とのコンタクト部でなくてもよい。例えば端子部や、配線同士を接続する接続部などであってもよい。
　以下、ＴＦＴ基板を例に、本実施形態の半導体装置の構成をより具体的に説明する。
　図１（ａ）は本発明の実施形態によるＴＦＴ基板１００Ａの模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ－Ａ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ａの模式的な断面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ａの模式的な断面図である。図１（ｄ）は、ＴＦＴ基板１００Ａにおけるコンタクト部を含む領域を拡大した拡大平面図である。
　図１（ａ）～図１（ｄ）に示すように、ＴＦＴ基板１００Ａは、基板２と、基板２上に形成されたゲート電極４および画素電極（透明導電層）３と、ゲート電極４および画素電極３上に形成された絶縁層５と、絶縁層５を介してゲート電極４と重なる半導体層６と、半導体層６に電気的に接続されたソース電極７ｓおよびドレイン電極（金属層）７ｄと、ドレイン電極７ｄと画素電極３とを電気的に接続するコンタクト部９０が設けられている。
　コンタクト部９０では、金属層７ｄのうち絶縁層５に設けられた開口部５ｕ内に位置する部分と、透明導電層３の上面との間に高融点金属の窒化物層２０が配置されている。コンタクト部９０の構成は、図２２を参照しながら前述した構成と同様である。ＴＦＴ基板１００Ａは、このようなコンタクト部９０を備えているので、画素電極３とドレイン電極７ｄとの間の抵抗を低く抑えることができ、かつ、これらの密着性を高めることができる。
　本実施形態では、図１（ａ）および（ｄ）から分かるように、基板２の法線方向から見たとき、窒化物層２０の形状と、ドレイン電極（金属層）７ｄの形状とは異なっている。このように、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとを別々にパターニングすることにより、必要な領域にのみ窒化物層２０を配置できるので、製造コストを低く抑えることができる。
　また、画素電極３を形成した後、絶縁層５の形成前に、窒化物層２０を形成することが好ましい。絶縁層５を窒化物層２０よりも先に形成すると、画素電極３の上面のうち絶縁層５の開口部５ｕで露出される部分が、絶縁層５のパターニング工程によってダメージを受けるおそれがある。これに対し、絶縁層５の形成前に、窒化物層２０を形成すると、絶縁層５のパターニングの際に、画素電極３の上面は窒化物層２０で保護されているので、コンタクト部９０の抵抗の増大や密着性の低下をより効果的に抑制できる。なお、窒化物層２０が絶縁層５よりも前に形成される場合、窒化物層２０の形状が開口部５ｕよりも大きいと、窒化物層２０の上面の少なくとも一部が絶縁層５と接する。
　続いて、図１（ｄ）を参照しながら、コンタクト部９０の平面形状をより詳しく説明する。基板２の法線方向から見たとき、窒化物層２０は、絶縁層５の開口部５ｕの少なくとも一部と重なるように配置されていればよい。例えば、図示するように、窒化物層２０の一部が開口部５ｕと重なり、他の部分が開口部５ｕの周辺の領域に位置していてもよい。このように、窒化物層２０を開口部５ｕの一部に掛かって配置させる構成を採用すると、窒化物層２０を開口部５ｕの全体と重なるように配置させる構成と比べて、窒化物層２０のパターンのサイズをより小さくすることが可能になり、開口部５ｕのサイズも小さくできる。従って、コンタクト部９０の設計上の制約も緩和される。
　ＴＦＴ基板１００Ａは、ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄの上に形成された保護層８と、保護層８を介して画素電極３の少なくとも一部と重なる共通電極９とを有してもよい。これにより、保護層８を誘電体層とする補助容量を形成し得る。また、画素電極３および共通電極９を透明な電極材料（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ））から形成すると、画素の開口率の低下を抑制し得る。透明な材料から形成された補助容量を「透明補助容量」という場合がある。共通電極９は、画素毎に分離されていなくてもよい。例えば表示領域の略全体を覆うように設けられていてもよい。なお、上述した開口部５ｕは共通電極９よりも基板２側にある。
　図１（ａ）に示す例では、ＴＦＴ基板１００Ａは、対応する画素のソース電極７ｓに電気的に接続されたソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）を有する。ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）は、絶縁層５の上に形成されている。さらに、隣接する画素の画素電極３（ｍ）および３（ｍ＋１）の間にゲート配線１４が形成されている。画素電極３（ｍ）および３（ｍ＋１）ならびにゲート配線１４はいずれも基板２と絶縁層５との間に形成されている。
　ＴＦＴ基板１００Ａでは、画素電極３をゲート絶縁層（ここでは絶縁層５）よりも基板２側に形成し、かつ、ドレイン電極７ｄと画素電極３とを接続させるためのコンタクトホール（開口部５ｕ）を絶縁層５に形成している。このため、ＴＦＴの上に形成される保護層８の上面をほぼ平坦にできる。従って、コンタクトホールの形状が、保護層８の上に配置される液晶層の液晶配向に影響しにくく、表示不良を起こしにくい。これに対し、例えば、ＴＦＴの上に保護層を介して画素電極を配置する構成では、画素電極とドレイン電極とを接続するためのコンタクトホールが保護層に形成される。このため、保護層の上面のコンタクトホール付近は平坦にならないので、コンタクトホールの形状が、保護層の上に配置される液晶層の液晶配向に影響するおそれがある。
　また、ＴＦＴ基板１００Ａでは、絶縁層５よりも上層に形成されたドレイン電極７ｄと、絶縁層５よりも下層に形成された窒化物層２０とを、絶縁層５の開口部５ｕ内で接触させているが、後述するように、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層を形成しなくてもよい。ただし、絶縁層５を形成し、その開口部５ｕ内にコンタクト部９０を形成すると、画素の開口率をより大きくすることが可能になる。この理由は後述する。
　次に、ＴＦＴ基板１００Ａの各構成要素を詳細に説明する。
　基板２は、典型的には透明基板であり、例えばガラス基板である。ガラス基板の他、プラスチック基板を用いることもできる。プラスチック基板は、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂で形成された基板、さらには、これらの樹脂と無機繊維（例えば、ガラス繊維、ガラス繊維の不織布）との複合基板を含む。耐熱性を有する樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂を例示することがきる。また、反射型液晶表示装置に用いる場合には、基板２として、シリコン基板を用いることもできる。
　画素電極３（ｍ）、３（ｍ＋１）および共通電極９は、それぞれ、例えばインジウム酸化物、亜鉛酸化物などの透明導電層である。例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、またはＩＺＯ（登録商標）（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ）層であってもよい。画素電極３（ｍ）、３（ｍ＋１）および共通電極９の厚さは、それぞれ、例えば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（例えば約１００ｎｍ）であってもよい。
　高融点金属の窒化物層２０は、例えば窒化モリブデン（ＭｏＮ）層、窒化チタン（ＴｉＮ）層、窒素化タンタル（ＴａＮ）層などであってもよい。窒化物層２０の厚さは、例えば５ｎｍ以上であることが好ましい。これにより、コンタクト部９０の抵抗の増大をより確実に抑えることができる。また、窒化物層２０の厚さは、例えば、絶縁層５の厚さ以下（例えば４００ｎｍ以下）であることが好ましい。
　ゲート電極４は、ゲート配線１４と一体的に形成されていてもよい。ゲート電極４およびゲート配線１４は、例えば、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｕ（銅）から選ばれた元素、またはこれらの元素を成分とする合金もしくは金属窒化物などの金属膜から形成されてもよい。また、それらの金属膜が積層された構造を有していてもよい。ゲート電極４およびゲート配線１４の厚さは約５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下（例えば約４２０ｎｍ）であってもよい。
　絶縁層５は、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）、ＳｉＮx（窒化シリコン）、ＳｉＯxＮy（酸化窒化シリコン、ｘ＞ｙ）、ＳｉＮxＯy（窒化酸化シリコン、ｘ＞ｙ）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）または酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）から形成された単層または積層を用いることができる。絶縁層５の厚さは、例えば約５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。なお、低い温度でゲートリーク電流の少ない緻密な絶縁層５を形成させるには、Ａｒ（アルゴン）などの希ガスを用いながら絶縁層５を形成するとよい。
　半導体層６は、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）層、ポリシリコン（ｐ－Ｓｉ）層、微結晶シリコン（μ－Ｓｉ）層などのシリコン系半導体層であってもよい。あるいは、半導体層６は酸化物半導体層であってもよい。半導体層６の厚さは、例えば約３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（例えば約５０ｎｍ）である。
　半導体層６として酸化物半導体層を用いる場合、上述したように酸化物半導体層を有するＴＦＴは高い移動度を有するので、ＴＦＴの大きさを小さくでき、画素の開口率の低下を抑制することが可能になる。また、酸化物半導体層は、シリコン系半導体層よりも低温で形成できるので、耐熱性の低い基板を使用することが可能になる。例えばプラスチック基板やフィルム基材上に酸化物半導体層を形成することにより、フレキシブルディスプレイに適用可能な半導体装置を製造できる。
　酸化物半導体層は例えばＩｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）およびＺｎ（亜鉛）を１：１：１の割合で含むＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜から形成されている。Ｉｎ、ＧおよびＺｎの割合は適宜選択され得る。
　Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜として、アモルファスＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜を用いれば、低温で製造でき、高い移動度を実現できる。ただし、アモルファスＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜に代えて、所定の結晶軸（Ｃ軸）に関して結晶性を示すＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜を用いても良い。
　Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜の代わりに、他の酸化物半導体膜を用いて半導体層６を形成してもよい。例えばＺｎ－Ｏ系半導体（ＺｎＯ）膜、Ｉｎ－Ｚｎ－Ｏ系半導体（ＩＺＯ）膜、Ｚｎ－Ｔｉ－Ｏ系半導体（ＺＴＯ）膜、Ｃｄ－Ｇｅ－Ｏ系半導体膜、Ｃｄ－Ｐｂ－Ｏ系半導体膜、ＣｄＯ（酸化カドニウム）、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜などを用いてもよい。さらに、酸化物半導体層として、１族元素、１３族元素、１４族元素、１５族元素および１７族元素等のうち一種、又は複数種の不純物元素が添加されたＺｎＯの非晶質（アモルファス）状態、多結晶状態又は非晶質状態と多結晶状態が混在する微結晶状態のもの、又は何も不純物元素が添加されていないものを用いることができる。
　ソース電極７ｓ、ドレイン電極７ｄ、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）は、例えば、例えば、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｕ（銅）から選ばれた元素、またはこれらの元素を成分とする合金などの金属膜から形成されてもよい。また、それらの金属膜が積層された構造を有していてもよい。ソース電極７ｓ、ドレイン電極７ｄ、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）の厚さは、それぞれ約５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下が好ましい。ソース電極７ｓ、ドレイン電極７ｄ、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）の厚さは例えば約３５０ｎｍである。
　保護層８はソース電極７ｓ、ドレイン電極７ｄ、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）の上に形成されている。保護層８として、例えば、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ；ｘ＞ｙ）膜、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ；ｘ＞ｙ）膜等のＳｉ系窒化物または酸化物を含む無機絶縁膜（パッシベーション膜）を用いることができる。あるいはＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）またはＴａ2Ｏ5（酸化タンタル）膜を用いても良い。
　図示する例では、共通電極９と画素電極３との間に保護層８が配置されている。従って、保護層８を誘電体層とし、透明な共通電極９と画素電極３とを容量電極とする透明な補助容量が形成される。これにより、ＴＦＴ基板１００Ａを表示パネルに用いたとき、高い開口率を有する表示パネルを製造できる。保護層８の厚さは、例えば約５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下（例えば約２００ｎｍ）であることが好ましい。
　ＴＦＴ基板１００Ａは、例えば、Ｆｒｉｎｇｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）モードの液晶表示装置に用いられる。このとき、画素電極３には表示信号電圧が供給され、上層の共通電極９には共通電圧または対向電圧が供給される。共通電極９には、少なくとも１以上のスリット１９が設けられる（図１（ａ）および図１（ｄ）を参照）。
　次に、図２および図３を参照しながらＴＦＴ基板１００Ａの製造方法の一例を説明する。図２は、ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法を説明するためのブロック図である。図３（ａ）～図３（ｇ）は、ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
　図２に示すように、ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法は、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭ、ゲート電極形成工程ＧＴ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　図３（ａ）～図３（ｇ）を参照しながら具体的な製造工程を説明する。なお、図３（ａ）～図３（ｇ）に示す断面図は、図１（ｂ）に示した断面図に対応する。
　図３（ａ）に示すように、画素電極形成工程ＰＸでは、基板２上に例えばスパッタ法で不図示の導電膜（例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電膜）を形成した後、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチング法などでこの導電膜をパターニングして、画素電極３を形成する。なお、画素電極３のパターニング後、パターニングに用いられたレジスト（不図示）を剥離する。
　続いて、図３（ｂ）に示すように、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭでは、例えば窒素雰囲気中でスパッタ法により、画素電極３を覆うように高融点金属の窒化膜を形成する。この後、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチング法などでこの窒化膜をパターニングして、画素電極３の一部上に窒化物層２０を形成する。この後、レジスト（不図示）を剥離する。
　次に、図３（ｃ）に示すように、ゲート電極形成工程ＧＴでは、基板２上に例えばスパッタ法で導電膜を形成した後、フォトリソグラフィ法およびウェットまたはドライエッチング法などでこの導電膜をパターニングして、ゲート電極４を形成する。なお、ゲート電極４は画素電極３と電気的に接続されないように形成される。また、ゲート電極４のパターニングの際、ゲート電極４を形成するための導電膜と窒化物層２０とのエッチレート差を利用して、窒化物層２０を除去せずに残した状態で、導電膜を選択的にエッチングする。ゲート電極４のパターニング後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　次に、図３（ｄ）に示すように、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳでは、ゲート電極４および画素電極３上に、不図示の絶縁膜を例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などで形成する。次いで、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などでこの絶縁膜をパターニングして、開口部５ｕを有する絶縁層５を形成する。開口部５ｕは、基板２の法線方向から見たとき、画素電極３と窒化物層２０とが重なった領域と少なくとも部分的に重なるように配置される。好ましくは、開口部５ｕの全体が画素電極３の上に位置するように、開口部５ｕを形成する。開口部５ｕによって、窒化物層２０の上面の一部（または全部）が露出される。この後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　次に、絶縁層５上に、不図示の半導体膜（例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜）を例えばスパッタ法などで形成し、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などでこの半導体膜をパターニングして、半導体層６を形成する。半導体層６は、絶縁層５を介してゲート電極４と重なるように形成される。半導体層６のパターニング後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　次に、図３（ｅ）に示すように、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤでは、半導体層６上、絶縁層５上、および開口部５ｕ内に不図示の金属膜を例えばスパッタ法にて形成する。この後、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチング法などによりこの金属膜をパターニングして、ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄを形成する。ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄのパターニング後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄは、それぞれ、半導体層６に電気的に接続される。半導体層６のうちソース電極７ｓと接する部分がソースコンタクト領域、ドレイン電極７ｄと接する部分がドレインコンタクト領域となり、ソースコンタクト領域とドレインコンタクト領域とに挟まれた部分がチャネル領域となる。ドレイン電極７ｄは、また、開口部５ｕ内で窒化物層２０と接する。開口部５ｕ内で窒化物層２０および画素電極３の両方と接してもよい。このようにして、ドレイン電極７ｄと画素電極３とを接続するコンタクト部９０が得られる。
　次に、図３（ｆ）に示すように、保護層形成工程ＰＡＳでは、ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄ上に例えばＣＶＤ法で不図示の絶縁膜を形成する。次いで、フォトリソグラフィ法およびドライエッチング法などによりこの絶縁膜をパターニングして、保護層８を形成する。保護層８のパターニング後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　次に、図３（ｇ）に示すように、共通電極形成工程ＣＴでは、保護層８上に例えばスパッタ法で不図示の導電膜（例えば、透明導電膜）を形成し、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチング法などによりこの導電膜をパターニングして、共通電極９を形成する。共通電極９のパターニング後、パターニングに用いたレジスト（不図示）を剥離する。
　この例では、共通電極９は、絶縁層５および保護層８を介して画素電極３の一部と重なるように形成される。これにより、絶縁層５および保護層８を誘電体層とする透明な補助容量を形成できる。
　上述したように、上記方法によると、画素電極３の形成後、絶縁層５の形成前に窒化物層２０を形成しているので、絶縁層５のパターニングによって画素電極３の上面がダメージを受けることを抑制できる。
　また、上記方法では、画素電極３の形成後、ゲート電極４の形成前に窒化物層２０を形成しているが、ゲート電極４を形成した後に窒化物層２０を形成することも可能である。ただし、ゲート電極４の形成前に窒化物層２０を形成すると、ゲート絶縁層形成工程ＧＩおよびその後のプロセスによって画素電極３の表面が改質され、コンタクト部９０の特性を低下させることを抑制できる。特に、画素電極３の形成直後に窒化物層２０を形成し、画素電極３の上面の一部（コンタクト部９０を構成する部分）を被覆（キャップ）すると、より効果的に画素電極３の上面の改質を抑制できる。
　画素電極３としてＩＴＯの多結晶体からなる電極層を形成する場合、画素電極３の形成後に行うゲート電極４のパターニング、および、窒化物層２０のパターニングにはウェットエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングによって画素電極３の上面の特性が低下し、密着性の低下や接触抵抗の増大の要因になることを抑制できる。
　（第２の実施形態）
　以下、本発明による半導体装置の第２の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は表示装置のＴＦＴ基板である。
　図４は、本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｂの模式的な断面図である。ＴＦＴ基板１００Ｂの平面図およびコンタクト部の拡大平面図は、それぞれ、図１（ａ）および図１（ｄ）を参照する。図４は図１（ａ）のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示している。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　図４に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｂでは、ゲート電極４（およびゲート配線１４）は、窒化物層２０と同一の金属窒化膜から形成された第１のゲート層２０ａと、第１のゲート層２０ａの上に形成された第２のゲート層４ａとを含む積層構造を有している。第２のゲート層４ａは、第１のゲート層２０ａとは異なる導電材料から形成されている。第２のゲート層４ａとして、例えばＭｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、Ｗ（タングステン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｕ（銅）から選ばれた元素を含む金属膜を用いてもよい。その他の構成および各構成要素の厚さや材料等は、ＴＦＴ基板１００Ａと同様である。
　本実施形態によると、コンタクト部９０において、ドレイン電極（金属層）７ｄと画素電極（透明導電層）３との間に窒化物層２０を介在させるので、実施形態１と同様にコンタクト抵抗の増大および密着性の低下を抑制できる。さらに、第２のゲート層４ａの下に高融点金属の窒化物からなる第１のゲート層２０ａを配置するので、第２のゲート層４ａのヒロックを抑えることができる。また、第１のゲート層２０ａがバッファとして機能するので、第２のゲート層４ａのみでゲート電極を形成する場合と比べて、ゲート電極４とその下地層との密着性を改善できる。
　さらに、詳細な説明は後述するが、金属窒化膜の一部をゲート電極４の下層として残す場合には、ゲート電極４と窒化物層２０とを１つのフォトマスクから形成することが可能となる。従って、フォトマスクの数を削減でき製造コストを削減し得る。
　次に、図５および図６を参照しながら、ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の一例を詳細に説明する。図５はＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。図６（ａ）～図６（ｇ）は、ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図であり、図４に対応する。
　図５に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法は、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層および第１のゲート層形成工程ＩＭ、第２のゲート層形成工程ＧＴ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　まず、図６（ａ）に示すように、基板２の上に画素電極３を形成する。画素電極３の形成方法は、図３（ａ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　次いで、図６（ｂ）に示すように、基板２の上に高融点金属の窒化膜（不図示）を形成し、これをパターニングすることにより、画素電極３の一部上に位置する窒化物層２０と、画素電極３が形成されていない領域上に位置する第１のゲート層２０ａとを形成する。第１のゲート層２０ａは、ゲート電極およびゲート配線を形成する領域に設ける。窒化膜の形成方法は、図３（ｂ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　次いで、図６（ｃ）に示すように、第１のゲート層２０ａの上に、第２のゲート層４ａを形成し、ゲート電極４を得る。第２のゲート層４ａの形成方法は、図３（ａ）を参照しながら前述したゲート電極４の形成方法と同様である。図示する例では、第２のゲート層４ａのパターンと第１のゲート層２０ａのパターンとは整合しているが、第２のゲート層４ａは、第１のゲート層２０ａの少なくとも一部と重なっていればよい。
　本実施形態では、ゲート電極４およびゲート配線の全体が、第１のゲート層２０ａおよび第２のゲート層４ａを含む積層構造を有してもよい。あるいは、ゲート電極およびゲート配線の一部のみがそのような積層構造を有し、他の部分が第１のゲート層２０ａまたは第２のゲート層４ａのいずれか一方のみから構成されていてもよい。
　その後、図６（ｄ）～（ｇ）に示すように、絶縁層５、半導体層６、ソースおよびドレイン電極７ｓ、７ｄ、保護層８および共通電極９を形成する。これらの形成方法は、図３（ｄ）～（ｇ）を参照しながら前述した方法と同様である。このようにして、ＴＦＴ基板１００Ｂを得る。
　上記方法では、画素電極３の形成後、第２のゲート層４ａを形成する前に、窒化物層２０を形成して画素電極３の上面の一部を被覆する。従って、製造プロセス中に画素電極３の上面が改質し、コンタクト部９０の特性が低下することを抑制できる。
　ＴＦＴ基板１００Ｂの製造方法は上記の方法に限定されない。例えば、図７（ａ）～図７（ｅ）に示すように、ハーフトーン露光法を用いて、図５に示す高融点金属の窒化物層および第１のゲート層形成工程ＩＭと、第２のゲート層形成工程ＧＴとを、１つのフォトマスクを用いて行うことができる。
　まず、図７（ａ）に示すように、画素電極３が形成された基板２上に、高融点金属の窒化膜（金属窒化膜）２０’を形成し、金属窒化膜２０’の上に、第２のゲート層を形成するための導電膜４’を形成する。
　次に、図７（ｂ）に示すように、１つのフォトマスク（ハーフトーンマスク）からハーフトーン露光法により、導電膜４’上に、互いに厚さの異なるレジスト膜Ｒ１およびＲ２を所望のパターン形状に形成する。画素電極３上のコンタクト部を形成する領域にはレジスト膜Ｒ１を形成し、ゲート電極およびゲート配線を形成する領域には、レジスト膜Ｒ１よりも厚いレジスト膜Ｒ３を形成する。
　次に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜Ｒ１およびＲ２で覆われていない領域の金属窒化膜２０’および導電膜４’をウェットエッチング法でパターニングする。このパターニングにより、レジスト膜Ｒ１によって規定される領域に、金属窒化膜２０’から窒化物層２０が形成され、導電膜４’から導電層（被エッチング層）４ｂが形成される。また、レジスト膜Ｒ２によって規定される領域に、金属窒化膜２０’から第１のゲート層２０ａが形成され、導電膜４’から第２のゲート層４ａが形成される。第１のゲート層２０ａおよび第２のゲート層４ａはゲート電極４を構成する。
　次に、図７（ｄ）に示すように、ドライエッチング法によりレジスト膜Ｒ１を除去する。このドライエッチング法により、レジスト膜Ｒ２の一部が削られてレジスト膜Ｒ２よりも厚さの小さいレジスト膜Ｒ２’が得られる。
　続いて、さらなるドライエッチング法により、レジスト膜Ｒ２’および導電層４ｂを除去する。レジスト膜Ｒ２’の下にある第２のゲート層４ａは除去されずに残る。
　この後、図示しないが、図６（ｄ）～図６（ｇ）を参照しながら説明したように、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを経て、ＴＦＴ基板１００Ｂを得る。
　この方法によると、窒化物層２０とゲート電極４とを１枚のフォトマスクから形成できるので、フォトマスクの数を削減でき、製造コストを削減し得る。
　なお、後述するように、導電層４ｂを除去せずに残し、導電層４ｂを介して、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとを接続させることもできる。ただし、第２のゲート層４ａとしてＡｌ層やＣｕ層を用いる場合、表面に酸化被膜が形成されるため、上層となるドレイン電極７ｄとの接続が不安定となり、有効接続面積が小さくなる可能性がある。従って、そのような場合には、本実施形態のように、導電層４ｂを除去し、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとを直接接触させることが好ましい。
　（第３の実施形態）
　以下、本発明による半導体装置の第３の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は表示装置のＴＦＴ基板である。
　図８は、本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｃの模式的な断面図である。ＴＦＴ基板１００Ｃの平面図およびコンタクト部の拡大平面図は、それぞれ、図１（ａ）および図１（ｄ）を参照する。図８は図１（ａ）のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示している。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　ＴＦＴ基板１００Ｃは、窒化物層２０と同一の金属窒化膜を用いてゲート電極４（２０ａ）およびゲート配線１４が形成されている点で前述のＴＦＴ基板１００Ａ（図１）と異なっている。その他の構成および各構成要素の厚さや材料等は、ＴＦＴ基板１００Ａと同様である。
　本実施形態では、ゲート電極４（２０ａ）およびゲート配線と窒化物層２０とを同一の金属窒化膜の単層で形成するので、製造工程数を増やすことなく、コンタクト部９０の抵抗の増大および密着性の低下を抑制できる。また、窒化物層２０とゲート電極４とを別層で形成する場合には、ゲート電極４のエッチングの際に窒化物層２０もエッチングされる可能性があり、窒化物層２０の形成工程が不安定となるが、本実施形態によると、そのような不安定性を改善でき、プロセスの安定性を向上できる。
　次に、図９および図１０を参照しながら、ＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法の一例を詳細に説明する。図９はＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。図１０（ａ）～図１０（ｆ）は、ＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図であり、図８に対応する。
　図９に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｃの製造方法は、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層およびゲート電極形成工程ＩＭ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　まず、図１０（ａ）に示すように、基板２の上に画素電極３を形成する。画素電極３の形成方法は、図３（ａ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　次いで、図１０（ｂ）に示すように、基板２の上に高融点金属の窒化膜（不図示）を形成し、これをパターニングすることにより、画素電極３の一部上に位置する窒化物層２０と、画素電極３が形成されていない領域上に位置するゲート電極４（２０ａ）とを形成する。金属窒化膜の形成およびパターニングの方法は、図３（ｂ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　次いで、図１０（ｃ）～（ｆ）に示すように、絶縁層５、半導体層６、ソースおよびドレイン電極７ｓ、７ｄ、保護層８および共通電極９を形成し、ＴＦＴ基板１００Ｃを得る。これらの形成方法は、図３（ｄ）～（ｇ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　上記方法によると、図２および図３を参照しながら前述したＴＦＴ基板１００Ａの製造方法よりも、ゲート電極形成工程ＧＴを削減できるので、フォトマスク数を低減できる。また、画素電極３を形成した後、絶縁層５の形成前に、画素電極３の上に窒化物層２０を形成するので、絶縁層５の形成工程やその後の工程中に、コンタクト部９０に位置する画素電極３の上面が改質されることを抑制できる。
　（第４の実施形態）
　図１１は、本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｄの模式的な断面図である。ＴＦＴ基板１００Ｄの平面図およびコンタクト部の拡大平面図は、それぞれ、図１（ａ）および図１（ｄ）を参照する。図１１は図１（ａ）のＡ－Ａ’線に沿った断面構造を示している。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　ＴＦＴ基板１００Ｄでは、ＴＦＴ基板１００Ｂ（図４）と同様に、ゲート電極４（およびゲート配線１４）は、窒化物層２０と同一の金属窒化膜から形成された第１のゲート層２０ａと、第１のゲート層２０ａの上に形成された第２のゲート層４ａとを含む積層構造を有している。第２のゲート層４ａは、第１のゲート層２０ａとは異なる導電材料から形成されている。また、ＴＦＴ基板１００Ｄでは、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に、第２のゲート層４ａと同一の導電膜から形成された導電層４ｂを有している。導電層４ｂは、窒化物層２０と接し、かつ、ドレイン電極７ｄのうち開口部５ｕに位置する部分と接している。その他の構成および各構成要素の厚さや材料等は、ＴＦＴ基板１００Ａと同様である。
　本実施形態では、ゲート電極４およびゲート配線と、コンタクト部９０において窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に形成される導電体層とを、同一の２つの膜（金属窒化膜および導電膜）をパターニングすることによって同時に形成する。このため、製造工程数を増やすことなく、コンタクト部９０の抵抗の増大および密着性の低下を抑制できる。また、窒化物層２０とゲート電極４とを別層で形成する場合には、ゲート電極４のエッチングの際に窒化物層２０もエッチングされる可能性があり、窒化物層２０の形成工程が不安定となるが、本実施形態によると、そのような不安定性を改善でき、プロセスの安定性を向上できる。
　次に、図１２および図１３を参照しながら、ＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法の一例を詳細に説明する。図１２はＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法の一例を説明するためのブロック図である。図１３（ａ）～図１３（ｆ）は、ＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法の一例を説明するための模式的な断面図であり、図１１に対応する。
　図１２に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｄの製造方法は、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層およびゲート電極形成工程ＩＭ／ＧＴ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　まず、図１３（ａ）に示すように、基板２の上に画素電極３を形成する。画素電極３の形成方法は、図３（ａ）を参照しながら前述した方法と同様である。
　次いで、図１３（ｂ）に示すように、基板２の上に高融点金属の窒化膜（不図示）および導電膜（不図示）をこの順で形成する。次いで、これらの膜を同時にパターニングすることにより、画素電極３の一部上に、窒化膜から形成された窒化物層２０と、導電膜から形成された導電層４ｂとを形成する。また、画素電極３が形成されていない領域上に、窒化膜から形成された第１のゲート層２０ａと、導電膜から形成された第２のゲート層４ａとを形成する。
　次いで、図１３（ｃ）～（ｆ）に示すように、絶縁層５、半導体層６、ソースおよびドレイン電極７ｓ、７ｄ、保護層８および共通電極９を形成し、ＴＦＴ基板１００Ｄを得る。これらの形成方法は、図３（ｄ）～（ｇ）を参照しながら前述した方法と同様である。なお、本実施形態では、ドレイン電極７ｄは、開口部５ｕ内で導電層４ｂと接するように形成される。
　上記方法によると、ゲート電極４と窒化物層２０とを１つのフォトマスクで形成できるので、ＴＦＴ基板１００Ａの製造方法よりも、工程数（フォトマスク数）を削減できる。また、本実施形態でも、画素電極３を形成した後、絶縁層５の形成前に、画素電極３の上面に窒化物層２０を形成するので、絶縁層５の形成工程やその後の工程中に、コンタクト部９０に位置する画素電極３の上面が改質されることを抑制できる。
　（第５の実施形態）
　以下、本発明による半導体装置の第５の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は表示装置のＴＦＴ基板である。
　図１４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｅの模式的な断面図である。ＴＦＴ基板１００Ｅの平面図およびコンタクト部の拡大平面図は、それぞれ、図１（ａ）および図１（ｄ）を参照する。図１４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１（ａ）のＡ－Ａ’線およびＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示している。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　ＴＦＴ基板１００Ｅはゲート電極４と絶縁層５および画素電極３との間に、さらなる絶縁層５ａが形成されている点で、ＴＦＴ基板１００Ａと異なる。
　ＴＦＴ基板１００Ｅでは、ゲート絶縁層が絶縁層５および絶縁層５ａからなる２層構造を有し、これらの２層の間に画素電極３が設けられている。本実施形態では、絶縁層５ａを「第１ゲート絶縁層」、開口部５ｕが形成される絶縁層５を「第２ゲート絶縁層」と称する。
　第１ゲート絶縁層５ａおよび第２ゲート絶縁層５は、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）、ＳｉＮx（窒化シリコン）、ＳｉＯxＮy（酸化窒化シリコン、ｘ＞ｙ）、ＳｉＮxＯy（窒化酸化シリコン、ｘ＞ｙ）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）または酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）から形成され得る。
　また、基板２からの不純物などの拡散防止や製造プロセスの処理時間低減のため、下層の第１ゲート絶縁層５ａは、ＳｉＮx、またはＳｉＮxＯy（窒化酸化シリコン、ｘ＞ｙ）から形成されてもよい。シリコン窒化膜から形成された絶縁層はエッチングレートが大きいので、処理時間を短くできる。また、第１ゲート絶縁層５ａは表示領域の略全面に設けられていてもよい（図１４（ｂ）参照）。
　下層である第１ゲート絶縁層５ａとして、基板２からの不純物等の拡散防止のために窒化珪素層、窒化酸化珪素層等を形成し、その上の層（上層）に、絶縁性を確保するために酸化珪素層、酸化窒化珪素層等を形成してもよい。
　なお、ゲート電極４やコンタクト部９０の構成は、図１４に示す構成に限定されない。図１４に示す例では、ＴＦＴ基板１００Ａ（図１）に第１ゲート絶縁層５ａを設けているが、前述の他のＴＦＴ基板１００Ｂ～１００Ｄに第１ゲート絶縁層５ａを設けてもよい。
　本実施形態によると、コンタクト部９０において、ドレイン電極７ｄと画素電極３との間に窒化物層２０を介在させることにより、コンタクト部９０の抵抗の増大および密着性の低下を抑制できる。また、ゲート電極４と、画素電極３および窒化物層２０とを、絶縁層５ａを挟んで別層で形成するので、画素電極３および窒化物層２０の処理時にゲート電極４が影響を受けたり、ゲート電極４の処理時に窒化物層２０が影響を受けることを抑制できる、従って、プロセスの安定性を向上できる。
　本実施形態は、半導体層６として酸化物半導体層を用いる場合に好適に適用され得る。酸化物半導体ＴＦＴでは、酸化物半導体層の特性を維持するため（低抵抗化を抑制するため）には、ゲート絶縁層のうち酸化物半導体層と接する層となる第２ゲート絶縁層５として、酸素を含む層（例えばＳｉＯ2、ＳｉＯxＮy（ｘ＞ｙ）などの酸化絶縁膜）を用いることが好ましい。これにより、酸化物半導体層に酸素欠損が生じた場合に、酸化物層に含まれる酸素によって酸素欠損を回復することが可能となる。従って、酸化物半導体層の酸素欠損を低減でき、酸化物半導体層の低抵抗化を抑制できる。一方、そのような酸化絶縁膜の形成には、エッチレートが遅く処理タクトがかかるという問題がある。これに対し、ゲート絶縁層のうちゲート電極側に位置する第１ゲート絶縁層５ａを酸化絶縁膜以外の絶縁膜（例えばＳｉＮｘなどの窒化膜）で形成すると、ゲート絶縁層全体の厚さに対する絶縁酸化膜の厚さの割合（膜厚占有率）を低減できる。これにより、酸化物半導体層の低抵抗化を抑制しつつ、処理タクトを抑えることができる。このように、２層構造のゲート絶縁層を有する酸化物半導体ＴＦＴを備えた半導体装置に本実施形態を適用すると、高いＴＦＴ特性を確保しつつ、ゲート絶縁層の２層を利用して上記効果（プロセスの安定性の向上）を得ることができる。
　次に、図１５および図１６を参照しながら、本発明の実施形態によるＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法の一例を説明する。
　図１５はＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法を説明するためのブロック図である。図１６（ａ）～図１６（ｈ）はＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法を説明するための模式的な断面図である。なお、図１６（ａ）～図１６（ｈ）は図１４（ａ）に対応する断面構造を示す。
　図１５に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｅの製造方法は、ゲート電極形成工程ＧＴ、第１ゲート絶縁層工程ＧＩ－１、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭ、第２ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ－２／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　まず、図１６（ａ）に示すように、ゲート電極形成工程ＧＴでは、図３（ｃ）を参照しながら前述した方法と同様の方法でゲート電極４を形成する。
　次に、図１６（ｂ）に示すように、第１ゲート絶縁層工程ＧＩ－１では、ゲート電極４上に、例えばＣＶＤ法で不図示の絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィ法およびウェットまたはドライエッチング法などでこの絶縁膜をパターニングして、第１ゲート絶縁層５ａを形成する。また、第１ゲート絶縁層５ａのパターニング後、パターニングに用いられたレジスト（不図示）を剥離する。
　次に、図１６（ｃ）に示すように、画素電極形成工程ＰＸでは、ゲート絶縁層５ａの上に、図３（ａ）を参照しながら前述した方法と同様の方法で画素電極３を形成する。
　次に、図１６（ｄ）に示すように、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭでは、画素電極３の上面の一部上に、図３（ｂ）を参照しながら前述した方法と同様の方法で、窒化物層２０を形成する。
　続いて、図１６（ｅ）に示すように、第２ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ－２／ＰＳでは、第１ゲート絶縁層５ａおよび画素電極３上に、第２ゲート絶縁層５および半導体層６を形成する。第２ゲート絶縁層５および半導体層６の形成方法は、それぞれ、図３（ｄ）を参照しながら前述した絶縁層５および半導体層６の形成方法と同様である。
　次に、図１６（ｆ）～図１６（ｈ）に示すソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを経て、ソース電極７ｓ、ドレイン電極７ｄ、保護層８および共通電極９を形成する。これらの形成方法は、図３（ｅ）～（ｇ）を参照しながら前述した方法と同様である。このようにして、ＴＦＴ基板１００Ｅを得る。
　画素電極３としてＩＴＯの多結晶体からなる電極層を形成する場合、上記方法において、画素電極３の形成後に行う窒化物層２０のパターニングとソースおよびドレイン電極のパターニングにはウェットエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングによって画素電極３の上面の特性が低下し、密着性の低下や接触抵抗の増大の要因になることを抑制できる。
　（第６の実施形態）
　以下、本発明による半導体装置の第６の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は表示装置のＴＦＴ基板である。
　図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｆの模式的な断面図である。ＴＦＴ基板１００Ｆの平面図およびコンタクト部の拡大平面図は、それぞれ、図１（ａ）および図１（ｄ）を参照する。図１７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、図１（ａ）のＡ－Ａ’線およびＢ－Ｂ’線に沿った断面構造を示している。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　ＴＦＴ基板１００Ｆは、基板２上に下地絶縁層（バッファ層）１５が形成され、下地絶縁層１５の上にゲート電極４および画素電極３が形成されている点で、ＴＦＴ基板１００Ａと異なる。
　本実施形態によると、第１の実施形態のＴＦＴ基板１００Ａと同様の効果が得られる。さらに、ゲート電極４を構成するメタル材料によっては、基板２との密着性が低い場合があるが、基板２に下地絶縁層１５を形成することにより、ゲート電極４の密着性を高めることができる。また、下地絶縁層１５が基板２の保護層として機能することから、基板２として、アルカリガラスなどのイオン溶出が生じ得る基板を使用することも可能になる。さらに、基板２として、アクリル樹脂などのプラスチック基板や、ＰＥＴなどのフィルム基材を用いることもできる。このように、基板２として、無アルカリガラス以外の基板も広く用いることができるので、基板２の選択性が高くなる。
　基板２として、耐熱性の低いプラスチックやフィルム基材を用いる場合には、半導体層６として酸化物半導体層を用いることが好ましい。酸化物半導体はＳｉ系半導体よりも低温での処理が可能であるので、プラスチックやフィルム基材上に、酸化物半導体膜を形成し、パターニングすることが可能である。従って、基板２としてプラスチックやフィルム基材を使用し、その表面に下地絶縁層１５を形成した後に酸化物半導体ＴＦＴを形成すると、例えばフレキシブルディスプレイに好適に適用可能な半導体装置を製造できる。
　下地絶縁層１５として、例えばＳｉＯ2（酸化シリコン）、ＳｉＮx（窒化シリコン）、ＳｉＯxＮy（酸化窒化シリコン、ｘ＞ｙ）、ＳｉＮxＯy（窒化酸化シリコン、ｘ＞ｙ）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）または酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）から形成された単層または積層を用いることができる。下地絶縁層１５の厚さは例えば約５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。
　なお、ゲート電極４やコンタクト部９０の構成は図１７に示す構成に限定されない。図１７では、ＴＦＴ１００Ａ（図１）に下地絶縁層１５を形成しているが、他のＴＦＴ基板１００Ｂ～１００Ｄに下地絶縁層１５を適用してもよい。
　ＴＦＴ基板１００Ｆは、次のようにして製造できる。まず、基板２上に、ＣＶＤ法などにより下地絶縁層１５を形成する（バッファ層形成工程ＢＵ）。続いて、画素電極形成工程ＰＸ、ゲート電極形成工程ＧＴ、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを行う。下地絶縁層１５の形成後の各工程は、図３（ａ）～（ｇ）を参照しながら前述した工程と同様である。
　（第７の実施形態）
　以下、本発明の半導体装置の第７の実施形態を説明する。本実施形態の半導体装置は、透明導電層と金属層との間に絶縁層が形成されていない点で、前述の実施形態と異なっている。
　本実施形態の半導体装置は、透明導電層と金属層とを接続するコンタクト部を有している。コンタクト部において、透明導電層と金属層との間に高融点金属の窒化物層が配置されており、高融点金属の窒化物層は、透明導電層の上面と接している。また、基板の法線方向から見たとき、高融点金属の窒化物層は、金属層と透明導電層とが重なった領域に配置されており、高融点金属の窒化物層の形状と金属層の形状とは異なっている。金属層は例えばドレイン電極またはドレイン電極と電気的に接続された電極層であり、透明導電層は例えば画素電極である。なお、本実施形態の半導体装置は、上記のような構成のコンタクト部を有していればよく、そのようなコンタクト部はＴＦＴと画素電極とのコンタクト部に限定されず、端子部や接続部であってもよい。
　以下、ＴＦＴ基板を例に、本実施形態の半導体装置の構成をより具体的に説明する。
　図１８（ａ）は本発明の実施形態によるＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な平面図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＡ－Ａ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な断面図、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＢ－Ｂ’線に沿ったＴＦＴ基板１００Ｇの模式的な断面図である。図１８（ｄ）は、ＴＦＴ基板１００Ｇにおけるコンタクト部を含む領域を拡大した拡大平面図である。図１に示すＴＦＴ基板１００Ａと同様の構成要素には同じ参照符号を付し、説明の重複を避ける。
　図１８（ａ）～図１８（ｄ）に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｇは、基板２と、基板２上に形成されたゲート電極４と、ゲート電極４を覆う絶縁層５と、絶縁層５上に形成された画素電極（透明導電層）３と、絶縁層５を介してゲート電極４と重なる半導体層６と、半導体層６に電気的に接続されたソース電極７ｓおよびドレイン電極（金属層）７ｄとを有している。ＴＦＴ基板１００Ｇには、ドレイン電極７ｄと画素電極３とを電気的に接続するコンタクト部９０が設けられている。
　コンタクト部９０では、画素電極３とドレイン電極７ｄとの間には窒化物層２０が配置されている。窒化物層２０は、画素電極３の上面の一部と接している。また、基板２の法線方向から見たとき、窒化物層２０の形状と、ドレイン電極７ｄの形状とは異なっている。本実施形態では、絶縁層５はゲート絶縁層であり、画素電極３および窒化物層２０は、絶縁層５よりも上に設けられている。
　本実施形態のＴＦＴ基板１００Ｇは、ドレイン電極７ｄと画素電極３との間に窒化物層２０を有しているので、画素電極３とドレイン電極７ｄとの間の抵抗を低く抑えることができ、かつ、これらの密着性を高めることができる。また、窒化物層２０の形状と、ドレイン電極７ｄの形状とは異なっている。このように、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとは別々にパターニングされているので、必要な領域にのみ窒化物層２０を配置でき、製造コストを低く抑えることができる。
　図示する例では、基板２の法線方向から見たとき、窒化物層２０は、ドレイン電極７ｄと画素電極３とが重なった領域の全体に配置されている。このため、画素電極３の上面はドレイン電極７ｄと直接接していない。このような構成により、画素電極３の上面の特性による密着性の低下や抵抗の増大をより効果的に抑制できる。例えば図１８（ｄ）から分かるように、基板２の法線方向から見たとき、ドレイン電極７ｄの幅よりも窒化物層２０の幅を大きくすることにより、より確実に上記の構成を実現できる。
　前述の第１～第６の実施形態では、コンタクト部は、絶縁層のコンタクトホール内に形成されるので、接触面積はコンタクトホールの面積に制限される。これに対し、本実施形態では、ドレイン電極７ｄと画素電極３との間に絶縁層を形成しないので、コンタクト部におけるドレイン電極７ｄと窒化物層２０（または窒化物層２０および画素電極３）との接触面積をより大きくできる。従って、表示品位をより安定化できる。
　また、図１８に示す例では、窒化物層２０の幅をドレイン電極７ｄの幅よりも大きくしているので、その分だけ画素の開口面積が小さくなる。しかしながら、本実施形態によると、第１～第６の実施形態と比べて、同程度の接触面積を確保しつつ、ドレイン電極７ｄのうち画素電極３と重なる部分の長さを抑えることが可能である。従って、ドレイン電極７ｄの長さを抑えることによって、ドレイン電極７ｄの幅を大きくしても、開口率を高く維持できる。
　次に、図１９および図２０を参照しながらＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法の一例を説明する。図１９は、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法を説明するためのブロック図である。図２０（ａ）～図２０（ｇ）は、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
　図１９に示すように、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法は、ゲート電極形成工程ＧＴ、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳ、画素電極形成工程ＰＸ、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭ、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを有し、この順にプロセスが進む。
　図２０（ａ）～図２０（ｇ）を参照しながら具体的な製造工程を説明する。なお、図２０（ａ）～図２０（ｇ）に示す断面構造は、図１８（ｂ）に示した断面構造に対応する。また、各膜の形成方法やパターニング方法は、図３を参照しながら前述した方法と同様とする。
　図２０（ａ）に示すように、ゲート電極形成工程ＧＴでは、基板２上に例えばスパッタ法で導電膜を形成した後、この導電膜をパターニングして、ゲート電極４を形成する。
　次に、図２０（ｂ）に示すように、ゲート絶縁層／半導体層形成工程ＧＩ／ＰＳでは、ゲート電極４を覆うように、不図示の絶縁膜を例えばＣＶＤ法などで形成する。次いで、この絶縁膜をパターニングして絶縁層５を形成する。この後、絶縁層５上に、不図示の半導体膜（例えば、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体膜）を例えばスパッタ法などで形成し、この半導体膜をパターニングして、半導体層６を形成する。半導体層６は、絶縁層５を介してゲート電極４と重なるように形成される。
　次に、図２０（ｃ）に示すように、画素電極形成工程ＰＸでは、絶縁層５の上に不図示の導電膜（例えば、ＩＴＯ膜などの透明導電膜）を形成した後、この導電膜をパターニングして、画素電極３を形成する。
　続いて、図２０（ｄ）に示すように、高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭでは、例えば窒素雰囲気中でスパッタ法により、画素電極３を覆うように高融点金属の窒化膜を形成する。次いで、この窒化膜をパターニングして、画素電極３の上面の一部上に窒化物層２０を形成する。
　次に、図２０（ｅ）に示すように、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤでは、半導体層６上、絶縁層５上、および窒化物層２０上に不図示の金属膜を例えばスパッタ法にて形成する。この後、フォトリソグラフィ法およびウェットエッチング法などによりこの金属膜をパターニングして、ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄを形成する。
　ソース電極７ｓおよびドレイン電極７ｄは、それぞれ、半導体層６に電気的に接続される。半導体層６のうちソース電極７ｓと接する部分がソースコンタクト領域、ドレイン電極７ｄと接する部分がドレインコンタクト領域となり、ソースコンタクト領域とドレインコンタクト領域とに挟まれた部分がチャネル領域となる。ドレイン電極７ｄは、また、窒化物層２０を介して画素電極３と電気的に接続される。なお、ドレイン電極７ｄが窒化物層２０および画素電極３の両方と接していてもよい。このようにして、ドレイン電極７ｄと画素電極３とを接続するコンタクト部９０が得られる。
　次に、図２０（ｆ）および図２０（ｇ）に示すように、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを行い、保護層８および共通電極９を形成する。これらの形成方法は、図３（ｆ）および図３（ｇ）を参照しながら前述した方法と同様である。このようにして、ＴＦＴ基板１００Ｇを得る。
　上記方法によると、画素電極３を形成した後、ソースおよびドレイン電極７ｓ、７ｄを形成する前に窒化物層２０を形成し、画素電極３の上面を保護できる。このため、ソースおよびドレイン電極形成工程やその後の工程で、画素電極３の上面が改質することを抑制できるので、コンタクト部の抵抗の増大や信頼性の低下を抑制できる。
　ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法は上記方法に限定されない。例えば、上記方法における画素電極形成工程ＰＸと高融点金属の窒化物層形成工程ＩＭとを同時に行うことも可能である。
　図２１（ａ）～（ｅ）は、ＴＦＴ基板１００Ｇの製造方法の他の例を説明するための図であり、画素電極の形成と高融点金属の窒化物層の形成とを同時に行う工程ＰＸ／ＩＭを示す断面図である。
　まず、上記と同様の方法で、基板２上にゲート電極４および絶縁層５を形成する。
　次いで、図２１（ａ）に示すように、絶縁層５の上に、透明導電膜３’を形成し、透明導電膜３’の上に高融点金属の窒化膜（金属窒化膜）２０’を形成する。
　次に、図２１（ｂ）に示すように、１つのフォトマスク（ハーフトーンマスク）からハーフトーン露光法により、金属窒化膜２０’上に、互いに厚さの異なるレジスト膜Ｒ３およびＲ４を所望のパターン形状に形成する。ここでは、窒化物層を形成しようとする領域にレジスト膜Ｒ３を形成し、画素電極を形成しようとする領域（窒化物を形成しようとする領域以外）にレジスト膜Ｒ３よりも薄いレジスト膜Ｒ４を形成する。
　次に、図２１（ｃ）に示すように、レジスト膜Ｒ３およびＲ４で覆われていない領域の透明導電膜３’および金属窒化膜２０’をウェットエッチング法でパターニングする。このパターニングにより、透明導電膜３’から画素電極３が形成され、金属窒化膜２０’から窒化物層２０が形成される。
　次に、図２１（ｄ）に示すように、ドライエッチング法によりレジスト膜Ｒ４を除去する。また、このドライエッチング法により、レジスト膜Ｒ３の一部が削られてレジスト膜Ｒ３よりも厚さの小さいレジスト膜Ｒ３’となる。この後、図２１（ｅ）に示すように、レジスト膜Ｒ３’を公知の方法で除去する。
　この後、図３（ｅ）～図３（ｇ）を参照しながら説明したように、ソース・ドレイン電極形成工程ＳＤ、保護層形成工程ＰＡＳおよび共通電極形成工程ＣＴを経て、図１８に示したＴＦＴ基板１００Ｇが得られる。
　上記方法のように、ハーフトーン露光法を利用すると、画素電極３と窒化物層２０とを１枚のフォトマスクから形成できるので、フォトマスクの数を削減でき、製造コストを削減できる。
　上述した第１～第６の実施形態では、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層５を形成しており、コンタクト部９０は、絶縁層５のコンタクトホール内に形成される。第７の実施形態では、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層が設けられていない。上述したように、第７の実施形態によると、コンタクト部９０におけるドレイン電極７ｄと窒化物層２０、および窒化物層２０と画素電極３との接触面積を大きくできるというメリットがある。一方、第１～第６の実施形態のように、絶縁層５のコンタクトホール内にコンタクト部９０を形成すると、画素の開口率をさらに高めることが可能になる。以下、図面を参照しながら、この理由を説明する。
　窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層を形成しない構成によると（第７の実施形態）、図１８（ｄ）に示すように、絶縁層５上にソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）と画素電極３（ｍ）が形成される。画素電極３（ｍ）は、隣接するソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）の間に形成される。この場合、画素電極３とソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）との間の距離は、それぞれ例えば５μｍ以上に設定される。これは、画素電極３とソース配線７との間隔が小さすぎると（例えば５μｍ未満）、これらの間で短絡する可能性があるからである。
　これに対し、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層５を形成する構成によると（第１～第６の実施形態）、図１（ｄ）に示すように、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）と画素電極３（ｍ）とが異なるレイヤーに形成されるので、基板２の法線方向から見たときに、画素電極３とソース配線７との間隔が例えば５μｍ未満であっても、さらには画素電極３とソース配線７とが最大約１μｍぐらい重なって配置されていても、これらの間で短絡が起きる可能性は低い。従って、基板２の法線方向から見たときの、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）と画素電極３との間の距離を小さく抑えたり、あるいは、重なるように配置することが可能になる。
　なお、上記とは逆に、ゲート配線１４と画素電極３とは、図１８に示す構成では異なるレイヤーに形成され、図１に示す構成では同じレイヤーに形成される。このため、図１８に示す構成の方が、ゲート配線１４と画素電極３との距離を小さくできる。一般的に、例えば液晶表示装置の１画素は、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）の延設方向と平行な方向（列方向）の長さは、列方向と垂直な方向（行方向）の長さよりも長い（例えば、列方向の長さ：行方向の長さ＝３：１）。従って、ソース配線７（ｍ）および７（ｍ＋１）と画素電極３との間の距離を小さくする方が、ゲート配線１４と画素電極３（ｍ）および３（ｍ＋１）との間の距離を小さくするよりも、画素の有効開口領域ｖの面積を大きくすることに対する効果が大きい。よって、図１（ｄ）に示すように、窒化物層２０とドレイン電極７ｄとの間に絶縁層５を形成する構成を採用した方が、画素の開口率をより効果的に向上できる。
　本発明による半導体装置の実施形態は、透明導電層と、その上層にある金属層と、それらの間に配置された窒化物層とを有するコンタクト部を備えていればよく、上述したＴＦＴ基板に限定されず、種々の半導体装置に適用され得る。また、製造プロセスや各構成要素の材料、厚さなども上述した例に限定されない。さらに、ＴＦＴの構造も上述した例に限定されない。例えば酸化物半導体ＴＦＴを形成する場合、チャネル領域と接するようにエッチストップ層が設けられていてもよい。酸化物半導体膜の一部を低抵抗化することにより、酸化物半導体層と画素電極とを同一の酸化物半導体膜から形成することもできる。その場合でも、画素電極（透明な酸化物層）とドレイン電極との間に、画素電極の上面と接するように窒化物層を形成することにより、コンタクト部の抵抗の増大と密着性の低下を抑える効果が得られる。
　上述した実施形態のＴＦＴ基板１００Ａ～１００Ｇは、ＦＦＳモード以外の動作モードの表示装置にも適用され得る。例えばＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどの縦電界駆動方式の表示装置に適用してもよい。その場合には、共通電極９を設けなくてもよい。あるいは、共通電極９の代わりに、画素電極３と対向して補助容量電極として機能する透明導電層を設けて、画素内に透明な補助容量を形成してもよい。
　本発明の実施形態は、透明導電層と金属層とを接続するコンタクト部を備えた種々の半導体装置に広く適用され得る。例えばアクティブマトリクス基板等の回路基板、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置および無機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置、イメージセンサー装置等の撮像装置、画像入力装置や指紋読み取り装置等の電子装置などにも適用できる。
　２　　　基板
　３、３（ｍ）、３（ｍ＋１）　　　画素電極（透明導電層）
　４　　　ゲート電極
　５　　　絶縁層
　５ｕ　　　開口部
　６　　　半導体層
　７ｓ　　　ソース電極
　７ｄ　　　ドレイン電極（金属層）
　７（ｍ）、７（ｍ＋１）　　　ソース配線
　８　　　保護層
　９　　　共通電極
　１４　　　ゲート配線
　１５　　　下地絶縁層
　１９　　　スリット
　２０　　　窒化物層
　１００Ａ～１００Ｇ　　　半導体装置（ＴＦＴ基板）

Claims (23)

  1. 　基板と、
    　基板に支持された透明導電層と、
    　前記透明導電層を覆うように形成され、かつ、前記透明導電層と少なくとも部分的に重なる開口部を有する絶縁層と、
    　前記絶縁層上および前記開口部内に形成された金属層と、
    　前記透明導電層と前記金属層とを接続するコンタクト部と
    を備え、
    　前記コンタクト部において、前記透明導電層と前記金属層のうち前記開口部内に位置する部分との間には高融点金属の窒化物層が配置されており、
    　前記高融点金属の窒化物層は前記透明導電層の上面と接している半導体装置。
  2. 　前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層の形状と、前記金属層の形状とは異なっている請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記高融点金属の窒化物層は前記金属層の前記開口部内に位置する部分と接している請求項１または２に記載の半導体装置。
  4. 　前記基板に支持された薄膜トランジスタをさらに備え、
    　前記薄膜トランジスタは、チャネル領域を含む半導体層、ゲート電極、前記ゲート電極と前記半導体層との間に形成されたゲート絶縁層、および、前記半導体層に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を含み、
    　前記金属層は、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された電極層であり、
    　前記絶縁層は前記ゲート絶縁層を含み、
    　前記透明導電層は画素電極として機能する請求項１から３のいずれかに記載の半導体装置。
  5. 　前記ゲート電極は、前記高融点金属の窒化物層と同一の金属窒化膜から形成された第１のゲート層を含む請求項４に記載の半導体装置。
  6. 　前記ゲート電極は、前記第１のゲート層上に配置された第２のゲート層をさらに含み、前記第２のゲート層は前記第１のゲート層とは異なる材料から形成されている請求項５に記載の半導体装置。
  7. 　前記高融点金属の窒化物層と前記金属層との間に、前記第２のゲート層と同一の導電膜から形成された導電層をさらに有する請求項６に記載の半導体装置。
  8. 　前記ゲート電極と前記透明導電層および前記絶縁層との間に、さらなる絶縁層を有している請求項４から７のいずれかに記載の半導体装置。
  9. 　前記基板と前記ゲート電極および前記透明導電層との間に、下地絶縁層を有している請求項４から７のいずれかに記載の半導体装置。
  10. 　前記窒化物層の上面の少なくとも一部は前記絶縁層と接している請求項１から６のいずれかに記載の半導体装置。
  11. 　基板と、
    　基板に支持された透明導電層と、
    　前記透明導電層の上に形成された金属層と、
    　前記透明導電層と前記金属層とを接続するコンタクト部と
    を備え、
    　前記コンタクト部において、前記透明導電層と前記金属層との間には高融点金属の窒化物層が配置されており、
    　前記高融点金属の窒化物層は、前記透明導電層の上面と接しており、
    　前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層は前記金属層と前記透明導電層とが重なった領域に配置され、前記高融点金属の窒化物層の形状と前記金属層の形状とは異なっている半導体装置。
  12. 　前記基板の法線方向から見たとき、前記高融点金属の窒化物層は、前記金属層と前記透明導電層とが重なった領域の全体に配置されている請求項１１に記載の半導体装置。
  13. 　前記基板に支持された薄膜トランジスタをさらに備え、
    　前記薄膜トランジスタは、チャネル領域を含む半導体層、ゲート電極、前記ゲート電極と前記半導体層との間に形成されたゲート絶縁層、および、前記半導体層に電気的に接続されたソース電極およびドレイン電極を含み、
    　前記金属層および前記透明導電層は、前記ゲート絶縁層の上に配置されており、
    　前記金属層は、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極または前記ドレイン電極と電気的に接続された電極層であり、
    　前記透明導電層は画素電極として機能する請求項１１または１２に記載の半導体装置。
  14. 　前記ソース電極および前記ドレイン電極の上に形成された保護層と、
    　前記保護層を介して前記透明導電層の少なくとも一部と重なるように配置された共通電極とをさらに有する請求項４または１３に記載の半導体装置。
  15. 　前記半導体層は酸化物半導体層である請求項４から９、１３および１４のいずれかに記載の半導体装置。
  16. 　前記酸化物半導体層はＩｎ、ＧａおよびＺｎを含む請求項１５に記載の半導体装置。
  17. 　請求項４または１３に記載の半導体装置の製造方法であって、
    　前記基板上に、前記透明導電層を形成した後、前記ゲート電極および前記絶縁層を形成する前に、前記窒化物層を形成する半導体装置の製造方法。
  18. 　基板を用意する工程（ａ）と、
    　前記基板の表面の一部上に透明導電層を形成する工程（ｂ）と、
    　前記基板の前記表面上および前記透明導電層上に高融点金属の窒化物からなる金属窒化膜と、前記金属窒化膜とは異なる材料からなる導電膜とをこの順で形成する工程（ｃ）と、
    　ハーフトーン露光法により、１つのフォトマスクから前記金属窒化膜および前記導電膜をパターニングすることによって、前記基板の前記表面のうち前記透明導電層が形成されていない部分に、前記金属窒化膜および前記導電膜からなるゲート電極を形成するとともに、前記透明導電層上に、前記金属窒化膜から窒化物層を形成する工程（ｄ）と、
    　前記ゲート電極、前記透明導電層および前記窒化物層を覆い、かつ、前記窒化物層の表面の少なくとも一部を露出する開口部を有する絶縁層を形成する工程（ｅ）と、
    　前記絶縁層上に半導体層を形成する工程（ｆ）と、
    　前記半導体層上、前記絶縁層上および前記開口部内に金属膜を形成する工程（ｇ）と、
    　前記金属膜をパターニングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程であって、前記ドレイン電極は前記開口部内で前記窒化物層と接する工程（ｈ）と
    を包含する半導体装置の製造方法。
  19. 　基板を用意する工程（ａ）と、
    　前記基板の表面の一部上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁層を介して半導体層を形成する工程（ｂ）と、
    　前記ゲート絶縁層上および前記半導体層上に、透明導電膜、および高融点金属の窒化物からなる金属窒化膜を形成する工程（ｃ）と、
    　ハーフトーン露光法により、１つのフォトマスクから前記透明導電膜および前記金属窒化膜をパターニングすることによって、前記基板の前記表面のうち前記ゲート電極が形成されていない部分に、前記透明導電膜から透明導電層を形成するとともに、前記透明導電層の一部上に、前記金属窒化膜から窒化物層を形成する工程（ｄ）と、
    　前記半導体層、前記透明導電層および前記窒化物層を覆う金属膜を形成する工程（ｅ）と、
    　前記金属膜をパターニングして、ソース電極およびドレイン電極を形成する工程であって、前記ドレイン電極は前記窒化物層と接する工程（ｆ）と
    を包含する半導体装置の製造方法。
  20. 　前記酸化物半導体層は結晶性を有する、請求項１６に記載の半導体装置。
  21. 　前記半導体層は酸化物半導体層である、請求項１８または１９に記載の半導体装置の製造方法。
  22. 　前記酸化物半導体層は、Ｉｎ、ＧａおよびＺｎを含む、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法。
  23. 　前記酸化物半導体層は結晶性を有する、請求項２２に記載の半導体装置の製造方法。
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