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公開番号2025028119
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-28
出願番号2024215278,2023167691
出願日2024-12-10,2008-06-27
発明の名称半導体装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類G02F 1/1368 20060101AFI20250220BHJP(光学)
要約【課題】量産性の高い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】対向基板と、遮光膜と、第1のカラーフィルタと、第2のカラーフィルタと
、第3のカラーフィルタと、対向電極と、スペーサとを有し、第1のカラーフィルタ乃至
第3のカラーフィルタは、互いに重なり、さらにスペーサとなる有機層が重なった液晶表
示装置である。上記の積層体によりスペーサを構成することができ、量産性が高い。
【選択図】図15
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ画素電極としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第２の絶縁層は、第１の開口部と、第２の開口部と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第４の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層の膜厚は、前記第４の導電層の膜厚よりも小さく、
前記第２の導電層の膜厚は、前記半導体層の膜厚よりも小さく、
前記第４の導電層は、前記半導体層を介して前記第１の導電層と重なる領域を有する、半導体装置。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ画素電極としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第２の絶縁層は、第１の開口部と、第２の開口部と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第４の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層の膜厚は、前記第４の導電層の膜厚よりも小さく、
前記第２の導電層の膜厚は、前記半導体層の膜厚よりも小さく、
前記第４の導電層は、前記半導体層を介して前記第１の導電層と重なる領域を有し、
前記第２の開口部は、前記第１の導電層との重なりを有さない、半導体装置。
【請求項３】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ画素電極としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第２の絶縁層は、第１の開口部と、第２の開口部と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第４の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層の膜厚は、前記第４の導電層の膜厚よりも小さく、
前記第２の導電層の膜厚は、前記半導体層の膜厚よりも小さく、
前記第４の導電層は、前記半導体層を介して前記第１の導電層と重なる領域を有し、
平面視において、前記第４の導電層は、第１の方向に延在する領域を有し、
平面視において、前記第１の導電層は、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する領域を有し、
前記第１の導電層は、前記第２の方向に延在する領域において、前記第５の導電層との重なりを有する、半導体装置。
【請求項４】
トランジスタのゲート電極としての機能を有する第１の導電層と、
前記第１の導電層上に位置する領域を有する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのチャネル形成領域を有する半導体層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方としての機能を有する第２の導電層と、
前記半導体層上に位置する領域を有し、且つ前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方としての機能を有する第３の導電層と、
前記第２の導電層の上面と接する領域と、前記第３の導電層の上面と接する領域と、を有する第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ配線としての機能を有する第４の導電層と、
前記第２の絶縁層上に位置する領域を有し、且つ画素電極としての機能を有する第５の導電層と、を有し、
前記第２の絶縁層は、第１の開口部と、第２の開口部と、を有し、
前記第４の導電層は、前記第１の開口部を介して前記第２の導電層と電気的に接続され、
前記第５の導電層は、前記第２の開口部を介して前記第３の導電層と電気的に接続され、
前記第４の導電層は、積層構造を有し、
前記第２の導電層の膜厚は、前記第４の導電層の膜厚よりも小さく、
前記第２の導電層の膜厚は、前記半導体層の膜厚よりも小さく、
前記第４の導電層は、前記半導体層を介して前記第１の導電層と重なる領域を有し、
前記第２の開口部は、前記第１の導電層との重なりを有さず、
平面視において、前記第４の導電層は、第１の方向に延在する領域を有し、
平面視において、前記第１の導電層は、前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する領域を有し、
前記第１の導電層は、前記第２の方向に延在する領域において、前記第５の導電層との重なりを有する、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも画素部に薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数十～数百ｎｍ程度）をチ
ャネル形成領域に用いて薄膜トランジスタを構成する技術が注目されている。薄膜トラン
ジスタはＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置の
スイッチング素子として開発が急がれている。
【０００３】
画像表示装置のスイッチング素子として、非晶質半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄
膜トランジスタ、または多結晶半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄膜トランジスタ等
が用いられている。多結晶半導体膜の形成方法としては、パルス発振のエキシマレーザビ
ームを光学系により線状に加工して、非晶質珪素膜に対し線状ビームを走査させながら照
射して結晶化する技術が知られている。
【０００４】
また、画像表示装置のスイッチング素子として、微結晶半導体膜をチャネル形成領域に用
いた薄膜トランジスタが用いられている（特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平４－２４２７２４号公報
特開２００５－４９８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多結晶半導体膜をチャネル形成領域に用いた薄膜トランジスタは、非晶質半導体膜をチャ
ネル形成領域に用いた薄膜トランジスタに比べて電界効果移動度が２桁以上高く、半導体
表示装置の画素部とその周辺の駆動回路を同一基板上に一体形成できるという利点を有し
ている。しかしながら、非晶質半導体膜をチャネル形成領域に用いた場合に比べて、半導
体膜の結晶化のために工程が複雑化するため、その分歩留まりが低減し、コストが高まる
という問題がある。
【０００７】
また、微結晶半導体膜の結晶粒の表面は、酸化されやすいという問題がある。このため、
チャネル形成領域の結晶粒が酸化されると、結晶粒の表面に酸化膜が形成されてしまい、
当該酸化膜がキャリアの移動の障害となり、薄膜トランジスタの電気特性が低下するとい
う問題がある。
【０００８】
上述した問題に鑑み、本発明は、電気特性が良好であり、信頼性の高い薄膜トランジス
タを有する液晶表示装置及びその液晶表示装置を量産高く作製する方法を提案することを
課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
逆スタガ型の薄膜トランジスタを有する液晶表示装置において、逆スタガの薄膜トランジ
スタは、ゲート電極上にゲート絶縁膜が形成され、ゲート絶縁膜上にチャネル形成領域と
して機能する微結晶半導体膜（セミアモルファス半導体膜ともいう。）が形成され、微結
晶半導体膜上にバッファ層が形成され、バッファ層上に一対のソース領域及びドレイン領
域が形成され、ソース領域及びドレイン領域の一部を露出するようにソース領域及びドレ
イン領域に接する一対のソース電極及びドレイン電極が形成される。このため、ソース領
域及びドレイン領域は、ソース電極及びドレイン電極に接する領域と、ソース電極及びド
レイン電極に接しない領域とを有する。また、ソース電極及びドレイン電極の外側におい
て、ソース領域及びドレイン領域の一部、並びにバッファ層の一部が露出しており、ソー
ス電極及びドレイン電極は、微結晶半導体膜及びソース領域及びドレイン領域の端部に重
ならない。また、ソース電極及びドレイン電極の端部の外側にソース領域及びドレイン領
域の端部、並びにバッファ層の端部が形成される。
【００１０】
ソース電極及びドレイン電極の端部と、ソース領域及びドレイン領域の端部が一致せず、
ソース電極及びドレイン電極の端部の外側にソース領域及びドレイン領域の端部が形成さ
れることにより、ソース電極及びドレイン電極の端部の距離が離れるため、ソース電極及
びドレイン電極間のリーク電流やショートを防止することができる。また、ソース電極及
びドレイン電極並びにソース領域及びドレイン領域の端部に電界が集中せず、ゲート電極
と、ソース電極及びドレイン電極との間でのリーク電流を防止することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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