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公開番号2025133769
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025108235,2024163331
出願日2025-06-26,2012-04-27
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H10D 30/67 20250101AFI20250904BHJP()
要約【課題】半導体装置をより少ない工程で作製する。
【解決手段】トランジスタと、画素電極とを有し、トランジスタは、第1のゲート電極と
、第1のゲート電極上の第1の絶縁層と、第1の絶縁層上の半導体層と、半導体層上の第
2の絶縁層と、第2の絶縁層上の第2のゲート電極とを有し、第1のゲート電極は、第1
の絶縁層を介して、半導体層と重なる領域を有し、第2のゲート電極は、第2の絶縁層を
介して、半導体層と重なる領域を有し、画素電極は、第2の絶縁層上に設けられ、第1の
領域は、第2のゲート電極の少なくとも一部が、半導体層の少なくとも一部と重なる領域
のうちの、少なくとも一部の領域であり、第2の領域は、画素電極が設けられた領域のう
ちの、少なくとも一部の領域であり、第1の領域における第2の絶縁層は、第2の領域に
おける第2の絶縁層よりも薄い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
トランジスタと、画素電極とを有し、
前記トランジスタは、第１のゲート電極と、前記第１のゲート電極上の第１の絶縁層と、前記第１の絶縁層上の半導体層と、前記半導体層上の第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層上の第２のゲート電極とを有し、
前記第１のゲート電極は、前記第１の絶縁層を介して前記半導体層と重なる領域を有し、
前記第２のゲート電極は、前記第２の絶縁層を介して前記半導体層と重なる領域を有し、
画素電極は、前記第２の絶縁層上に設けられ、
第１の領域は、前記第２のゲート電極の少なくとも一部が、前記半導体層の少なくとも一部と重なる領域のうちの、少なくとも一部の領域であり、
第２の領域は、前記画素電極が設けられた領域のうちの、少なくとも一部の領域であり、
前記第１の領域における前記第２の絶縁層は、前記第２の領域における前記第２の絶縁層よりも薄いことを特徴とする半導体装置。

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、及びそれらの作製方法に関する。特に、ト
ランジスタを用いた半導体装置、表示装置、発光装置、及びそれらの作製方法に関する。
または、半導体装置、表示装置、発光装置を用いた電子機器に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体層を挟んで上下にゲート電極を有する構成のトランジスタでは、オン電流を増や
すことが、または、しきい値を制御してオフ電流を低減することができることが知られて
いる。このような構成のトランジスタは、ダブルゲート型のトランジスタ、または、デュ
アルゲート型のトランジスタと呼ばれている。以下、このような構成のトランジスタを、
バックゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタとも呼ぶことがある。
【０００３】
バックゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタは、例えば、表示装置に用い
ることができる。（特許文献１の図７等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－１０９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の表示装置において、開口率を上げるため、または、画素電極へのノ
イズを減らすために、トランジスタの上には、平坦化用の絶縁層が形成され、当該平坦化
用の絶縁層上に画素電極が形成されている。ここで、トランジスタのバックゲート電極は
、当該平坦化用の絶縁層の下層であって、トランジスタの半導体層（チャネルが形成され
る半導体層）に近い位置に配置される。
【０００６】
特許文献１に記載の表示装置において、バックゲート電極は画素電極とは別の層に形成
されるので、バックゲート電極を設けない構成のトランジスタを用いた表示装置よりも、
その作製工程が増えるという課題がある。
【０００７】
表示装置の作製工程の増加を低減するために、バックゲート電極と画素電極を同じ層に
形成すると、バックゲート電極とトランジスタの半導体層の間に平坦化用の絶縁層が存在
する。平坦化用の絶縁層は一般に厚さが厚いため、当該バックゲート電極が十分に機能を
果たすことができないという課題がある。
【０００８】
本発明の一態様は、バックゲート電極を有するボトムゲート型のトランジスタを用いた
半導体装置を、より少ない工程で作製することを課題の一つとする。または、本発明の一
態様は、より少ない工程で作製可能な、バックゲート電極を有するボトムゲート型のトラ
ンジスタを用いた半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態
様は、バックゲート電極によって半導体層に強い電界を加えることができる半導体装置を
提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、しきい値電圧が制御され
る半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、ノーマリ
オフ状態になりやすい半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の
一態様は、オン電流の大きいトランジスタを用いた半導体装置を提供することを課題の一
つとする。または、本発明の一態様は、光がチャネル等に入射するのを抑制可能なトラン
ジスタを有する半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様
は、劣化しにくいトランジスタを有する半導体装置を提供することを課題の一つとする。
または、本発明の一態様は、ハーフトーンマスクまたはグレートーンマスクを用いて、ト
ランジスタのチャネルの上に設ける絶縁層の厚さを異ならせる半導体装置を提供すること
を課題の一つとする。または、本発明の一態様は、工程数の増加を抑えながら、より良い
半導体装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、工程数の増
加を抑えることにより、コストの増加を抑えた半導体装置を提供することを課題の一つと
する。または、本発明の一態様は、オフ電流の少ないトランジスタを用いて、正確な表示
を行うことができる表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態
様は、開口率の高い表示装置を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態
様は、画素電極へのノイズが少ない半導体装置を提供することを課題の一つとする。また
は、本発明の一態様は、画素電極の下に設けられる絶縁層が、バックゲート電極の下に設
けられる絶縁層よりも厚い半導体装置を提供することを課題の一つとする。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明の一態様は、トランジスタと、画素電極とを有し、トランジスタは、第１のゲー
ト電極と、第１のゲート電極上の第１の絶縁層と、第１の絶縁層上の半導体層と、半導体
層上の第２の絶縁層と、第２の絶縁層上の第２のゲート電極とを有し、第１のゲート電極
は、第１の絶縁層を介して、半導体層と重なる領域を有し、第２のゲート電極は、第２の
絶縁層を介して、半導体層と重なる領域を有し、画素電極は、第２の絶縁層上に設けられ
、第１の領域は、第２のゲート電極の少なくとも一部が、半導体層の少なくとも一部と重
なる領域のうちの、少なくとも一部の領域であり、第２の領域は、画素電極が設けられた
領域のうちの、少なくとも一部の領域であり、第１の領域における第２の絶縁層は、第２
の領域における第２の絶縁層よりも薄いことを特徴とする半導体装置である。
（【００１１】以降は省略されています）

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