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公開番号2025106400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025062220,2024080710
出願日2025-04-04,2010-03-05
発明の名称表示装置
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H10D 86/60 20250101AFI20250708BHJP()
要約【課題】配線抵抗の低い半導体装置、透過率の高い半導体装置及び開口率の高い半導体装置、表示装置、発光装置並びにそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置において、トランジスタ152は、ゲート電極132、半導体層112a及びソース電極又はドレイン電極136、138を透光性を有する材料を用いて形成し、ゲート配線104a又はソース配線126等の導電層を透光性を有する材料より抵抗率が低い材料で設ける。また、導電層108aと導電層110aとの積層構造で設けられているソース配及び/又はゲート配線を、透光性を有する材料と当該透光性を有する材料より抵抗率が低い材料を積層させて設ける。これにより、配線抵抗が低く、透過率の高い半導体装置を提供することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画素に、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、容量と、発光素子と、を有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインは、前記第２のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記容量と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインは、前記発光素子と電気的に接続される表示装置であって、
第１の絶縁層と、第１の酸化物層と、第２の酸化物層と、第３の酸化物層と、第２の絶縁層と、第４の酸化物層と、を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第２のトランジスタのゲート絶縁層として機能する領域と、前記容量の誘電体として機能する領域と、を有し、
前記第１の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第１の酸化物層は、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第２の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第２の酸化物層は、前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第３の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第３の酸化物層は、前記容量の一対の電極のうちの一方として機能する領域を有し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の酸化物層の上方に配置された領域と、前記第２の酸化物層の上方に配置された領域と、前記第３の酸化物層の上方に配置された領域と、を有し、
前記第２の絶縁層は、カラーフィルタとして機能する領域を有し、
前記第４の酸化物層は、前記第２の絶縁層の上方に配置された領域を有し、
前記第４の酸化物層は、前記発光素子の画素電極として機能する領域を有し、
前記画素の平面視において、前記第１のトランジスタのチャネル長方向は、第１の方向に沿った方向であり、
前記画素の平面視において、前記第２のトランジスタのチャネル長方向は、前記第１の方向に沿った方向である、表示装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
画素に、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、容量と、発光素子と、を有し、
前記第１のトランジスタのソース又はドレインは、前記第２のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのゲートは、前記容量と電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース又はドレインは、前記発光素子と電気的に接続される表示装置であって、
第１の絶縁層と、第１の酸化物層と、第２の酸化物層と、第３の酸化物層と、第２の絶縁層と、第４の酸化物層と、を有し、
前記第１の酸化物層と、前記第２の酸化物層と、前記第３の酸化物層とは、透光性を有し、
前記第１の絶縁層は、前記第２のトランジスタのゲート絶縁層として機能する領域と、前記容量の誘電体として機能する領域と、を有し、
前記第１の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第１の酸化物層は、前記第１のトランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第２の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第２の酸化物層は、前記第２のトランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第３の酸化物層は、前記第１の絶縁層の上面と接する領域を有し、
前記第３の酸化物層は、前記容量の一対の電極のうちの一方として機能する領域を有し、
前記第２の絶縁層は、前記第１の酸化物層の上方に配置された領域と、前記第２の酸化物層の上方に配置された領域と、前記第３の酸化物層の上方に配置された領域と、を有し、
前記第２の絶縁層は、カラーフィルタとして機能する領域を有し、
前記第４の酸化物層は、前記第２の絶縁層の上方に配置された領域を有し、
前記第４の酸化物層は、前記発光素子の画素電極として機能する領域を有し、
前記画素の平面視において、前記第１のトランジスタのチャネル長方向は、第１の方向に沿った方向であり、
前記画素の平面視において、前記第２のトランジスタのチャネル長方向は、前記第１の方向に沿った方向である、表示装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の酸化物層と前記第２の酸化物層と前記第３の酸化物層とは、インジウムを有する、表示装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の酸化物層と前記第２の酸化物層と前記第３の酸化物層とは、インジウムとガリウムと亜鉛とを有する、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、表示装置、発光装置又はそれらの製造方法に関する。特に、チャ
ネル形成領域に酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタで構成された回路を有する半導
体装置およびその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示装置に代表される表示装置のスイッチング素子として、アモルファスシリ
コン等のシリコン層をチャネル層として用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が広く用いら
れている。アモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタは、電界効果移動度が低いも
ののガラス基板の大面積化に対応することができるという利点を有している。
【０００３】
また、近年、半導体特性を示す金属酸化物を用いて薄膜トランジスタを作製し、電子デバ
イスや光デバイスに応用する技術が注目されている。例えば、金属酸化物の中で、酸化タ
ングステン、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛などは半導体特性を示すことが知られて
いる。このような金属酸化物で構成される透明半導体層をチャネル形成領域とする薄膜ト
ランジスタが開示されている（特許文献１）。
【０００４】
また、トランジスタのチャネル層は透光性を有する酸化物半導体層で形成すると共に、ゲ
ート電極、ソース電極、ドレイン電極も透光性を有する透明導電膜で形成することによっ
て、開口率を向上させる技術が検討されている（特許文献２）。
【０００５】
開口率を向上することにより、光利用効率が向上し、表示装置の省電力化及び小型化を達
成することが可能となる。その一方で、表示装置の大型化や、携帯機器への応用化の観点
からは、開口率の向上と共にさらなる消費電力の低減が求められている。
【０００６】
なお、電気光学素子の透明電極に対する金属補助配線の配線方法として、透明電極の上下
どちらかで、透明電極と導通がとれるように金属補助配線と透明電極が重なるように配線
されるものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
なお、アクティブマトリクス基板に設けられる付加容量電極をＩＴＯ、ＳｎＯ
２
等の透明
導電膜からなるものとし、付加容量用電極の電気抵抗を小さくするため、金属膜から成る
補助配線を付加容量用電極に接して設ける構成が知られている（例えば、特許文献４参照
）。
【０００８】
なお、非晶質酸化物半導体膜を用いた電界効果型トランジスタにおいて、ゲート電極、ソ
－ス電極及びドレイン電極の各電極として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ），インジウム
亜鉛酸化物，ＺｎＯ，ＳｎＯ
２
などの透明電極や、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ａｕ
，Ｔｉ，Ｔａなどの金属電極、又はこれらを含む合金の金属電極などを用いることができ
、それらを２層以上積層して接触抵抗を低減することや、界面強度を向上させることは知
られている（例えば、特許文献５参照）。
【０００９】
なお、アモルファス酸化物半導体を用いるトランジスタのソース電極、ドレイン電極およ
びゲート電極、補助容量電極の材料として、インジウム（Ｉｎ）、アルミ（Ａｌ）、金（
Ａｕ）、銀（Ａｇ）等の金属や、酸化インジウム（Ｉｎ
２
Ｏ
３
）、酸化スズ（ＳｎＯ
２
）
、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩ
ｎ
２
Ｏ
４
）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ
２
ＳｎＯ
４
）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ
２
ＳｎＯ
４
）
等の酸化物材料を用いることができ、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極の材料は
、全て同じでもよく、異なっても良いことが知られている（例えば、特許文献６、７参照
）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２００４－１０３９５７号公報
特開２００７－８１３６２号公報
特開平２－８２２２１号公報
特開平２－３１０５３６号公報
特開２００８－２４３９２８号公報
特開２００７－１０９９１８号公報
特開２００７－１１５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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