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公開番号2025108489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2025062492,2024016826
出願日2025-04-04,2013-12-26
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 20250101AFI20250715BHJP()
要約【課題】開口率が高い半導体装置を提供する。
【解決手段】トランジスタと、一対の電極を有する容量素子と、を有し、トランジスタの
チャネル形成領域および容量素子の一方の電極は、同一の絶縁表面上にそれぞれ形成され
た酸化物半導体層であり、容量素子の他方の電極は、透光性導電膜であり、容量素子の一
方の電極は、トランジスタに含まれるソース電極またはドレイン電極が形成された絶縁表
面と同一の絶縁表面上に形成された配線と電気的に接し、容量素子の他方の電極はトラン
ジスタに含まれるソース電極またはドレイン電極の一方と電気的に接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画素に、トランジスタと、容量と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜と、第１の酸化物半導体膜と、第２の酸化物半導体膜と、第１の導電膜と、第２の導電膜と、第３の導電膜と、第２の絶縁膜と、第４の導電膜と、第３の絶縁膜と、第５の導電膜と、を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記第１の酸化物半導体膜と接する領域と、前記第２の酸化物半導体膜と接する領域と、を有し、
前記第１の酸化物半導体膜は、前記第１の導電膜と接する領域と、前記第２の絶縁膜と接する領域と、前記第２の導電膜と接する領域と、を有し、
前記第１の酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第１の導電膜は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として機能する領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方として機能する領域を有し、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記第３の導電膜と接する領域を有し、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記容量の電極として機能する領域を有し、
前記第２の絶縁膜は、前記第４の導電膜と接する領域と、前記第３の絶縁膜と接する領域と、を有し、
前記第２の絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
前記第４の導電膜は、前記第３の絶縁膜と接する領域を有し、
前記第４の導電膜は、前記トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
前記第３の絶縁膜は、前記第５の導電膜と接する領域を有し、
前記第５の導電膜は、画素電極として機能する領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第２の導電膜と電気的に接続され、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記第２の絶縁膜を介さず前記第３の絶縁膜を介して前記第５の導電膜と重なる領域を有する、表示装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
画素に、トランジスタと、容量と、を有する表示装置であって、
第１の絶縁膜と、第１の酸化物半導体膜と、第２の酸化物半導体膜と、第１の導電膜と、第２の導電膜と、第３の導電膜と、第２の絶縁膜と、第４の導電膜と、第３の絶縁膜と、第５の導電膜と、を有し、
前記第１の絶縁膜は、前記第１の酸化物半導体膜と接する領域と、前記第２の酸化物半導体膜と接する領域と、を有し、
前記第１の酸化物半導体膜は、前記第１の導電膜と接する領域と、前記第２の絶縁膜と接する領域と、前記第２の導電膜と接する領域と、を有し、
前記第１の酸化物半導体膜は、前記トランジスタのチャネル形成領域を有し、
前記第１の導電膜は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の一方として機能する領域を有し、
前記第２の導電膜は、前記トランジスタのソース電極又はドレイン電極の他方として機能する領域を有し、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記第３の導電膜と接する領域を有し、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記容量の電極として機能する領域を有し、
前記第２の絶縁膜は、前記第４の導電膜と接する領域と、前記第３の絶縁膜と接する領域と、を有し、
前記第２の絶縁膜は、前記トランジスタのゲート絶縁膜として機能する領域を有し、
前記第４の導電膜は、前記第３の絶縁膜と接する領域を有し、
前記第４の導電膜は、前記トランジスタのゲート電極として機能する領域を有し、
前記第３の絶縁膜は、前記第５の導電膜と接する領域を有し、
前記第５の導電膜は、画素電極として機能する領域を有し、
前記第５の導電膜は、前記第２の導電膜と電気的に接続され、
前記第２の酸化物半導体膜は、前記第２の絶縁膜を介さず前記第３の絶縁膜を介して前記第５の導電膜と重なる領域を有し、
前記画素の平面視において、前記第５の導電膜は、前記第１の酸化物半導体膜と重なりを有さない、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の酸化物半導体膜及び前記第２の酸化物半導体膜はＩｎ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の酸化物半導体膜及び前記第２の酸化物半導体膜は酸化インジウムを有する、表示装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン
、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に
、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、または、そ
れらの作製方法に関する。特に、本発明は、例えば、酸化物半導体を有する半導体装置、
表示装置、または、発光装置、およびその作製方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイが広く普及してき
ている。フラットパネルディスプレイなどの表示装置において、行方向および列方向に配
設された画素内には、スイッチング素子であるトランジスタと、当該トランジスタと電気
的に接続された液晶素子と、当該液晶素子と並列に接続された容量素子とが設けられてい
る。
【０００３】
当該トランジスタの半導体膜を構成する半導体材料としては、アモルファス（非晶質）シ
リコンまたはポリ（多結晶）シリコンなどのシリコン半導体が汎用されている。
【０００４】
また、半導体特性を示す金属酸化物（以下、酸化物半導体と記す）は、トランジスタの半
導体膜に適用できる半導体材料である。例えば、酸化亜鉛またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化
物半導体を用いて、トランジスタを作製する技術が開示されている（特許文献１および特
許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－１２３８６１号公報
特開２００７－９６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
容量素子は一対の電極の間に誘電体膜が設けられており、一対の電極のうち、少なくとも
一方の電極は、トランジスタを構成するゲート電極、ソース電極またはドレイン電極など
と同一材料で形成されるため、金属などの遮光性を有する導電膜で形成されていることが
多い。
【０００７】
また、容量素子の容量値を大きくするほど、電界を加えた状況において、液晶素子の液晶
分子の配向を一定に保つことができる期間を長くすることができる。静止画を表示させる
ことのできる表示装置において、当該期間を長くできることは、画像データを書き換える
回数を低減することができ、消費電力の低減が望める。
【０００８】
容量素子の電荷容量を大きくするためには、画素内における容量素子の占有面積を大きく
する、具体的には一対の電極が重畳している面積を大きくするという手段がある。しかし
ながら、上記表示装置において、一対の電極が重畳している面積を大きくするために遮光
性を有する導電膜の面積を大きくすると、画素の開口率が低減し、画像の表示品位が低下
する。
【０００９】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の一態様は、開口率が高い半導体装置などを提供する
ことを目的の一つとする。または、電荷容量を増大させることが可能な容量素子を有する
半導体装置などを提供することを目的の一つとする。または、フォトリソグラフィ工程の
マスク枚数を削減することのできる半導体装置などを提供することを目的の一つとする。
または、オフ電流の低い半導体装置などを提供することを目的の一つとする。または、消
費電力を低減した半導体装置などを提供することを目的の一つとする。または、透明な半
導体層を用いた半導体装置などを提供することを目的の一つとする。または、信頼性の高
い半導体装置などを提供することを目的の一つとする。または、目にやさしい半導体装置
などを提供することを目的の一つとする。または、新規な半導体装置などを提供すること
を目的の一つとする。または、新規な半導体装置などの作製方法を提供することを目的の
一つとする。
【００１０】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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