(57)【要約】【課題】半導体装置のチャネルとして用いられる酸化物半導体に酸素を十分に供給し、さらに当該酸化物半導体から酸素が脱離することを抑制できる構造の半導体装置を実現すること。【解決手段】半導体装置は、第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層に対向する第１ゲート電極と、前記第１酸化物半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、前記第１酸化物半導体を覆い、第１開口が設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上方及び前記第１開口の内部に設けられ、前記第１酸化物半導体層に電気的に接続された第１導電層と、前記第１絶縁層の上面と前記第１導電層との間に設けられた酸化物層を有し、平面視において前記第１導電層と重ならない領域で、前記第１絶縁層は前記酸化物層から露出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１酸化物半導体層と、
前記第１酸化物半導体層に対向する第１ゲート電極と、
前記第１酸化物半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、
前記第１酸化物半導体層を覆い、第１開口が設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上方及び前記第１開口の内部に設けられ、前記第１酸化物半導体層に電気的に接続された第１導電層と、
前記第１絶縁層の上面と前記第１導電層との間に設けられた酸化物層を有し、
平面視において前記第１導電層と重ならない領域で、前記第１絶縁層は前記酸化物層から露出される半導体装置。
【請求項２】
第１酸化物半導体層と、
前記第１酸化物半導体層に対向する第１ゲート電極と、
前記第１酸化物半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、
前記第１酸化物半導体層を覆い、第１開口が設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上方及び前記第１開口の内部に設けられ、前記第１酸化物半導体層に電気的に接続された第１導電層と、
前記第１絶縁層の上面と前記第１導電層との間に設けられ、半導体又は導体である酸化物層を有する半導体装置。
【請求項３】
前記酸化物層には、平面視において前記第１開口と重なる第２開口が設けられている、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１導電層は、前記第２開口の側壁において前記酸化物層と接する、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
平面視において、前記酸化物層のパターンは、前記第１導電層のパターンと略同一のパターンである、請求項３又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記酸化物層は、Ａｒを含有する、請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１絶縁層は、酸化絶縁層であり、
前記酸化物層は、前記第１絶縁層と同じ組成の酸化絶縁層であり、
前記酸化物層の酸素の組成比は、前記第１絶縁層の酸素の組成比よりも大きい、請求項１乃至５のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１酸化物半導体層の上方において、前記第１酸化物半導体層に接する第１電極をさらに有し、
前記第１ゲート電極は、前記第１酸化物半導体層の下方に設けられ、
前記第１導電層は、前記第１開口の底部において前記第１電極に接する、請求項１乃至７のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１酸化物半導体層に対して前記第１ゲート電極とは反対側に設けられ、平面視において前記第１酸化物半導体層と重なる第２導電層をさらに有し、
前記第１絶縁層は、前記第１酸化物半導体層と前記第２導電層との間に設けられ、
前記酸化物層は、前記第１絶縁層の上面と前記第２導電層との間に設けられている、請求項１乃至８のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１ゲート絶縁層と同じ層の絶縁層の下方に設けられた第２ゲート電極と、
前記第２ゲート電極に対向する半導体層と、
前記第２ゲート電極と前記半導体層との間の第２ゲート絶縁層と、
前記半導体層に電気的に接続された第２電極をさらに有する、請求項１乃至９のいずれか一に記載の半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一に記載の半導体装置と、
前記半導体装置の上に設けられ、前記第１導電層に達する第３開口が設けられた第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上及び前記第３開口の内部に設けられ、前記第１導電層に接続された画素電極を有する表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態の一つは、半導体装置及び表示装置に関する。特に、本発明の実施形態の一つは、チャネルとして酸化物半導体が用いられた半導体装置及び当該半導体装置を備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン、および単結晶シリコンに替わり、酸化物半導体をチャネルに用いた半導体装置の開発が進められている（例えば、特許文献１）。酸化物半導体をチャネルに用いた半導体装置は、アモルファスシリコンをチャネルに用いた半導体装置と同様に単純な構造かつ低温プロセスで半導体装置を形成することができ、アモルファスシリコンをチャネルに用いた半導体装置よりも高い移動度を有することが知られている。酸化物半導体をチャネルに用いた半導体装置は、オフ電流が非常に低いことが知られている。
【０００３】
酸化物半導体をチャネルに用いた半導体装置が安定した動作をするために、その製造工程において酸化物半導体により多くの酸素を供給し、酸化物半導体に形成される酸素欠損を少なくすることが重要である。酸化物半導体に酸素を供給する方法の一つとして、特許文献１では、酸化物半導体を覆う絶縁層を、当該絶縁層が酸素をより多く含む条件で形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１９７７０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、酸素をより多く含む条件で形成された絶縁層は欠陥を多く含み、その欠陥に電子がトラップされることが原因と考えられる半導体装置の特性異常又は信頼性試験における特性変動が発生してしまう。一方、欠陥の少ない絶縁層を形成しようとすると、絶縁層に含まれる酸素を多くすることができないため、絶縁層から酸化物半導体に十分に酸素を供給することができない。また、当該絶縁層の上に導電層として金属膜を成膜すると、成膜された金属膜によって絶縁層の酸素が還元され、絶縁層が酸素欠乏状態になってしまう。酸素欠乏状態の絶縁層は、熱処理工程において酸化物半導体から酸素を引き抜いてしまう場合がある。
【０００６】
本発明の実施形態の一つは、半導体装置のチャネルとして用いられる酸化物半導体に酸素を十分に供給し、さらに当該酸化物半導体から酸素が脱離することを抑制できる構造の半導体装置を実現することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層に対向する第１ゲート電極と、前記第１酸化物半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、前記第１酸化物半導体を覆い、第１開口が設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上方及び前記第１開口の内部に設けられ、前記第１酸化物半導体層に電気的に接続された第１導電層と、前記第１絶縁層の上面と前記第１導電層との間に設けられた酸化物層を有し、平面視において前記第１導電層と重ならない領域で、前記第１絶縁層は前記酸化物層から露出される。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る半導体装置は、第１酸化物半導体層と、前記第１酸化物半導体層に対向する第１ゲート電極と、前記第１酸化物半導体層と前記第１ゲート電極との間の第１ゲート絶縁層と、前記第１酸化物半導体層を覆い、第１開口が設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上方及び前記第１開口の内部に設けられ、前記第１酸化物半導体層に電気的に接続された第１導電層と、前記第１絶縁層の上面と前記第１導電層との間に設けられ、半導体又は導体である酸化物層を有する。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、上記の半導体装置と、前記半導体装置の上に設けられ、前記第１電極に達する第３開口が設けられた第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上及び前記第３開口の内部に設けられ、前記第２電極に接続された画素電極を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素電極及び共通電極の平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号の後にアルファベットを付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１２】
本発明の各実施の形態において、基板から酸化物半導体層に向かう方向を上又は上方という。逆に、酸化物半導体層から基板に向かう方向を下又は下方という。このように、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、例えば、基板と酸化物半導体層との上下関係が図示と逆になるように配置されてもよい。また、以下の説明で、例えば基板上の酸化物半導体層という表現は、上記のように基板と酸化物半導体層との上下関係を説明しているに過ぎず、基板と酸化物半導体層との間に他の部材が配置されていてもよい。また、上方又は下方は、複数の層が積層された構造における積層順を意味するものであり、トランジスタの上方の画素電極と表現する場合、平面視においてトランジスタと画素電極とが重ならない位置関係であってもよい。一方、トランジスタの鉛直上方の画素電極と表現する場合は、平面視においてトランジスタと画素電極とが重なる位置関係を意味する。
【００１３】
「表示装置」とは、電気光学層を用いて映像を表示する構造体を指す。例えば、表示装置という用語は、電気光学層を含む表示パネルを指す場合もあり、又は表示セルに対して他の光学部材（例えば、偏光部材、バックライト、タッチパネル等）を装着した構造体を指す場合もある。ここで、「電気光学層」には、技術的な矛盾が生じない限り、液晶層、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）層、エレクトロクロミック（ＥＣ）層、電気泳動層が含まれ得る。したがって、後述する実施形態について、表示装置として、液晶層を含む液晶表示装置、及び有機ＥＬ層を含む有機ＥＬ表示装置を例示して説明するが、本実施形態における構造は、上述した他の電気光学層を含む表示装置へ適用することができる。
【００１４】
本明細書において「αはＡ、Ｂ又はＣを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣのいずれかを含む」、「αはＡ，Ｂ及びＣからなる群から選択される一つを含む」、といった表現は、特に明示が無い限り、αがＡ〜Ｃの複数の組み合わせを含む場合を排除しない。さらに、これらの表現は、αが他の要素を含む場合も排除しない。
【００１５】
なお、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。
【００１６】
〈第１実施形態〉
図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法について説明する。なお、以下に示す実施形態の半導体装置は、表示装置に用いられるトランジスタの他に、例えば、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＭＰＵ）などの集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）、又はメモリ回路に用いられてもよい。
【００１７】
［半導体装置１０の構成］
図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置１０の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す平面図である。
【００１８】
図１に示すように、半導体装置１０は基板１００の上方に設けられている。半導体装置１０は、第１ゲート電極１１０、第１ゲート絶縁層１２０、第１酸化物半導体層１３０、第１ソース電極１４１、第１ドレイン電極１４３、第１絶縁層１５０、酸化物層１６０、第１ソース配線１７１、及び第１ドレイン配線１７３を有する。第１ソース電極１４１及び第１ドレイン電極１４３を特に区別しない場合、これらの電極を第１電極１４０という場合がある。第１ソース配線１７１及び第１ドレイン配線１７３を特に区別しない場合、これらの配線を第１導電層１７０という場合がある。
【００１９】
第１ゲート電極１１０は基板１００の上に設けられている。第１ゲート電極１１０は第１酸化物半導体層１３０に対向する。第１ゲート絶縁層１２０は、第１ゲート電極１１０と第１酸化物半導体層１３０との間に設けられている。第１電極１４０は第１ゲート絶縁層１２０の上及び第１酸化物半導体層１３０の上に設けられている。第１電極１４０は、第１ゲート絶縁層１２０の上面から第１酸化物半導体層１３０のパターン端部に乗り上げて、第１酸化物半導体層１３０の上面まで連続している。つまり、第１電極１４０は第１酸化物半導体層１３０の側壁及び上面と接している。本実施形態では、第１ゲート電極１１０が第１酸化物半導体層１３０の下方に設けられたボトムゲート型の半導体装置１０を示したが、半導体装置は、ゲート電極が酸化物半導体層の上方に設けられたトップゲート型の半導体装置であってもよい。
【００２０】
第１絶縁層１５０は、第１酸化物半導体層１３０及び第１電極１４０を覆う。第１絶縁層１５０には第１開口１５１、１５３が設けられている。第１開口１５１は第１ソース電極１４１に達する開口である。第１開口１５３は第１ドレイン電極１４３に達する開口である。酸化物層１６０は第１絶縁層１５０の上に設けられている。酸化物層１６０には第２開口１６１、１６３が設けられている。第２開口１６１は第１開口１５１と連続する開口である。第２開口１６３は第１開口１５３と連続する開口である。
【００２１】
本実施形態では、第１開口１５１の内壁と第２開口１６１の内壁とが連続しており、第１開口１５３の内壁と第２開口１６３の内壁とが連続している。換言すると、断面視において、第２開口１６１の側壁及び第１開口１５１の側壁は連続した直線状であり、第２開口１６３の側壁及び第１開口１５３の側壁は連続した直線状である。酸化物層１６０は第１開口１５１、１５３の内部には設けられていない。
【００２２】
第１導電層１７０は酸化物層１６０の上及び第１開口１５１、１５３の内部に設けられている。換言すると、酸化物層１６０は、第１絶縁層１５０の上面と第１導電層１７０の下面との間に設けられている。さらに換言すると、第１絶縁層１５０の鉛直上方に設けられた第１導電層１７０は、酸化物層１６０によって第１絶縁層１５０の上面から離隔されている。平面視において第１導電層１７０と重ならない領域では、酸化物層１６０は除去されており、第１絶縁層１５０が酸化物層１６０から露出されている。第１導電層１７０は第２開口１６１、１６３において酸化物層１６０の側壁１６２、１６４に接している。第１導電層１７０は第１開口１５１、１５３の底部で第１電極１４０に接しており、第１電極１４０を介して第１酸化物半導体層１３０に電気的に接続されている。
【００２３】
図１では、断面視において第１開口１５１、１５３の側壁と第２開口１６１、１６３の側壁とが連続する直線状である構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、酸化物層１６０及び第１絶縁層１５０のエッチングレートの違いなどに起因して、第１開口１５１、１５３の傾斜角が第２開口１６１、１６３の傾斜角と異なっていてもよい。又は、第２開口１６１、１６３の開口サイズが第１開口１５１、１５３の開口サイズよりも大きく、第１開口１５１、１５３の側壁と第２開口１６１、１６３の側壁との間に段差が形成されていてもよい。
【００２４】
上記と同様に、図１では、断面視において酸化物層１６０の外縁１６９における側壁と第１導電層１７０の外縁１７９における側壁とが直線状である構成を例示したが、この構成に限定されない。外縁１６９における酸化物層１６０の傾斜角が外縁１７９における第１導電層１７０の傾斜角と異なっていてもよい。又は、酸化物層１６０と第１導電層１７０との間に段差が形成されていてもよい。
【００２５】
図１では、各層が１つの層で構成された場合を例示したが、各層が積層構造であってもよい。
【００２６】
図２に示すように、平面視において第１酸化物半導体層１３０は第１ゲート電極１１０の内側に設けられている。特に、半導体装置１０のチャネルが形成される領域において、第１酸化物半導体層１３０は第１ゲート電極１１０の内側に設けられている。換言すると、第１酸化物半導体層１３０のパターンの外縁は、第１ゲート電極１１０のパターンの外縁によって囲まれている。平面視において第１電極１４０は第１酸化物半導体層１３０を横切っている。換言すると、第１電極１４０は第１酸化物半導体層１３０と交差している。第２開口１６１は平面視において第１開口１５１と重なっている。第２開口１６３は平面視において第１開口１５３と重なっている。本実施形態では、平面視において第１開口１５１と第２開口１６１とは同じ位置に設けられており、第１開口１５３と第２開口１６３とは同じ位置に設けられている。なお、上記の構成はあくまで一実施形態に過ぎず、本発明は上記の構成に限定されない。
【００２７】
平面視において、酸化物層１６０のパターンは、第２開口１６１、１６３を除いて、第１導電層１７０のパターンと略同一のパターンである。つまり、平面視において、酸化物層１６０の外縁１６９及び第１導電層１７０の外縁１７９はほぼ同じ位置に存在する。図１及び図２に示すように、酸化物層１６０の端部及び第１導電層１７０の端部は揃っている。
【００２８】
なお、略同一とは、上記のように外縁１６９と外縁１７９とがほぼ同じ位置に存在することを指すが、両外縁が平面視において、両外縁が完全に一致する構成に限定されない。例えば、同じマスクを用いて第１導電層１７０及び酸化物層１６０を加工することで得られた両者のパターンを略同一のパターンという。ここで、酸化物層１６０及び第１導電層１７０は、それぞれのエッチングレート等の違いによって僅かに異なるパターンになる可能性がある。例えば、酸化物層１６０及び第１導電層１７０のそれぞれのパターン端部がテーパ形状である場合、又は酸化物層１６０と第１導電層１７０との間に段差が形成されており、酸化物層１６０の上面の一部が第１導電層１７０から露出されている場合、酸化物層１６０の外縁１６９は第１導電層１７０の外縁１７９より僅かに外側に位置する。つまり、酸化物層１６０のパターンは第１導電層１７０のパターンよりも僅かに外側に広がったパターンになる。このように、酸化物層１６０及び第１導電層１７０のそれぞれの加工に起因して、それぞれのパターンが完全同一ではない場合であっても、酸化物層１６０のパターンは第１導電層１７０のパターンと略同一のパターンであるという。
【００２９】
本実施形態では、酸化物層１６０が第１導電層１７０と略同一にパターニングされた構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、酸化物層１６０が絶縁層の場合、酸化物層１６０はパターニングされていなくてもよい。一方、酸化物層１６０が半導体層又は導電層の場合、第１ソース配線１７１と第１ドレイン配線１７３とを絶縁するために、酸化物層１６０はパターニングされる。つまり、平面視において第１導電層１７０と重ならない領域で、第１絶縁層１５０は酸化物層１６０から露出されている。
【００３０】
図２では、平面視において第１開口１５１、１５３と第２開口１６１、１６３とが完全同一のパターンで設けられた構成を例示したが、この構成に限定されない。平面視において第１開口１５１、１５３と第２開口１６１、１６３とが重なっていればよく、これらが完全同一のパターンでなくてもよい。同様に、図２では、平明視における酸化物層１６０と第１導電層１７０とが、第２開口１６１、１６３を除いて略同一のパターンで設けられた構成を例示したが、この構成に限定されない。
【００３１】
［各部材の材質］
基板１００として、ポリイミド基板、アクリル基板、シロキサン基板、またはフッ素樹脂基板などの樹脂を含み、可撓性を有するフレキシブル基板を用いることができる。基板１００の耐熱性を向上させるために、上記の樹脂に不純物を導入してもよい。特に、半導体装置１０がトップエミッション型のディスプレイである場合、基板１００が透明である必要はないため、基板１００の透明度を悪化させる不純物を用いることができる。一方、基板１００が可撓性を有する必要がない場合は、基板１００としてガラス基板、石英基板、およびサファイア基板など、透光性を有し、可撓性を有しない剛性基板を用いることができる。表示装置ではない集積回路に半導体装置１０が用いられる場合は、基板１００としてシリコン基板、炭化シリコン基板、化合物半導体基板などの半導体基板や、ステンレス基板などの導電性基板など、透光性を有さない基板を用いることができる。
【００３２】
第１ゲート電極１１０、第１電極１４０、及び第１導電層１７０として、一般的な金属材料を用いることができる。例えば、これらの部材として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの合金又は化合物が用いられる。
【００３３】
第１ゲート絶縁層１２０及び第１絶縁層１５０として、一般的な絶縁層性材料を用いることができる。例えば、これらの絶縁層として、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮxＯy）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯxＮy）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮxＯy）、窒化アルミニウム（ＡｌＮx）などの無機絶縁層を用いることができる。これらの絶縁層として、欠陥が少ない絶縁層を用いることが好ましい。例えば、第１絶縁層１５０の酸素の組成比は、第１絶縁層１５０と同じの組成の他の絶縁層酸素の組成比よりも、第１絶縁層１５０と同じの組成の絶縁層に対する化学量論比における酸素の組成比に近い。また、上記の絶縁層として、上記の無機絶縁材料の他に、有機絶縁材料を用いることができる。有機絶縁材料として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シロキサン樹脂などを用いることができる。第１絶縁層１５０として、無機絶縁層材料及び有機絶縁材料がそれぞれ単独で用いられてもよく、これらが積層されてもよい。
【００３４】
上記のＳｉＯxＮy及びＡｌＯxＮyは、酸素（Ｏ）よりも少ない量の窒素（Ｎ）を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。また、ＳｉＮxＯy及びＡｌＮxＯyは、窒素よりも少ない量の酸素を含有するシリコン化合物及びアルミニウム化合物である。
【００３５】
第１酸化物半導体層１３０として、半導体の特性を有する酸化金属を用いることができる。例えば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、及び酸素（Ｏ）を含む酸化物半導体を用いることができる。特に、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ：Ｏ＝１：１：１：４の組成比を有する酸化物半導体を用いることができる。ただし、本実施形態で使用されるＩｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む酸化物半導体は上記の組成に限定されるものではなく、上記とは異なる組成の酸化物半導体を用いることもできる。例えば、移動度を向上させるためにＩｎの比率を上記より大きくしてもよい。また、バンドギャップを大きくし、光照射による影響を小さくするためにＧａの比率を上記より大きくしてもよい。
【００３６】
Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む酸化物半導体に他の元素が添加されていてもよく、例えばＡｌ、Ｓｎなどの金属元素が添加されていてもよい。上記の酸化物半導体以外にも酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化バナジウム（ＶＯ2）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、Ｉｎ及びＧａを含む酸化物半導体（ＩＧＯ）、Ｉｎ及びＺｎを含む酸化物半導体（ＩＺＯ）、Ｉｎ、Ｓｎ及びＺｎを含む酸化物半導体（ＩＴＺＯ）、並びにＩｎ及びＷを含む酸化物半導体などを第１酸化物半導体層１３０として用いることができる。なお、第１酸化物半導体層１３０はアモルファスであってもよく、結晶性であってもよい。また、第１酸化物半導体層１３０はアモルファスと結晶の混相であってもよい。
【００３７】
酸化物層１６０として、第１酸化物半導体層１３０と同じの組成の酸化物半導体層、ＩＴＯなどの酸化物導電層、又はＳｉＯx、ＳｉＯxＮy、ＡｌＯx、ＡｌＯxＮyなどの酸化物絶縁層を用いることができる。なお、酸化物層１６０はスパッタリング法で形成することが好ましい。酸化物層１６０をスパッタリング法で形成した場合、酸化物層１６０の膜中にはスパッタリングで用いられたプロセスガスが残存する。例えば、スパッタリングのプロセスガスとしてＡｒが用いられた場合、酸化物層１６０の膜中にはＡｒが残存する。残存したＡｒは酸化物層１６０に対するＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）分析で検出することができる。なお、酸化物層１６０として、第１絶縁層１５０に用いられる材料と同じ組成の酸化絶縁層が用いられる場合、酸化物層１６０の酸素の組成比は第１絶縁層１５０の酸素の組成比よりも大きい。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る半導体装置１０によると、酸化物層１６０が第１絶縁層１５０の上面と第１導電層１７０との接触を抑制するため、第１絶縁層１５０中の酸素が第１導電層１７０によって還元されることを抑制することができる。つまり、第１絶縁層１５０が酸素欠乏状態になることが抑制されるため、第１酸化物半導体層１３０中の酸素が第１絶縁層１５０に拡散することを抑制できる。また、酸化物層１６０によって第１絶縁層１５０に酸素が供給されるため、第１絶縁層１５０の膜質に制限されることなく、第１酸化物半導体層１３０にとって適した膜質の第１絶縁層１５０を設けることができる。
【００３９】
［半導体装置１０の製造方法］
図３〜図７を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置１０の製造方法について説明する。図３〜図７は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【００４０】
図３に示すように、一般的なボトムゲート型の半導体装置を形成する方法で第１ゲート電極１１０から第１絶縁層１５０までの構造体を形成する。なお、第１絶縁層１５０の形成は、第１絶縁層１５０に生成される欠陥が少ない条件で行われる。つまり、成膜直後の第１絶縁層１５０は酸素を放出する絶縁層ではない、又は放出する酸素の量が不十分な絶縁層である。
【００４１】
次に、図４に示すように、第１絶縁層１５０の上に酸化物層１６０を形成する。酸化物層１６０の形成はスパッタリング法によって行われる。酸化物層１６０をスパッタリング法で形成すると、スパッタリング中にプロセスガスとして用いられた酸素ガスがプラズマ中でイオン化されることで酸素負イオンが生成される。この酸素負イオンは、シース電位によって成膜対象である基板１００に向かって加速され、基板１００の上部に形成された第１絶縁層１５０の中に打ち込まれる。つまり、成膜直後は酸素を放出しない、又は放出する酸素の量が不十分だった第１絶縁層１５０に対して、酸化物層１６０を形成する工程で酸素が導入される。この工程によって、第１絶縁層１５０は酸素を過剰に含み、熱処理等によって酸素を放出する絶縁層に変わる。この工程において、酸素は第１絶縁層１５０の上部の領域（酸化物層１６０と第１絶縁層１５０との界面付近）に導入されるが、下部の領域（第１酸化物半導体層１３０と第１絶縁層１５０との界面付近）の第１絶縁層１５０は欠陥が少ない絶縁層のままである。
【００４２】
酸化物層１６０を形成した後に熱処理を行う。この熱処理によって、第１絶縁層１５０に打ち込まれた酸素が第１絶縁層１５０中を拡散し、拡散した酸素の一部が第１酸化物半導体層１３０に到達する。第１酸化物半導体層１３０に到達した酸素によって、第１酸化物半導体層１３０に形成された酸素欠損が修復される。つまり、上記の熱処理によって第１酸化物半導体層１３０中の酸素欠損が低減する。
【００４３】
次に、図５に示すように、酸化物層１６０の上にフォトレジスト１８０が形成される。フォトレジスト１８０をマスクとして酸化物層１６０がエッチングされることで、酸化物層１６０に第２開口１６１、１６３が形成される。なお、酸化物層１６０のエッチングとしてウェットエッチングが用いられる。ただし、当該エッチングはドライエッチングで行われてもよい。
【００４４】
次に、図６に示すように、フォトレジスト１８０をマスクとして第１絶縁層１５０がエッチングされることで、第１絶縁層１５０に第１開口１５１、１５３が形成される。なお、第１絶縁層１５０のエッチングとしてドライエッチングが用いられる。ただし、当該エッチングはウェットエッチングで行われてもよい。
【００４５】
図６では、フォトレジスト１８０をマスクとして第１絶縁層１５０をエッチングする方法を例示したが、この方法に限定されない。例えば、第１絶縁層１５０のエッチングとして、第１絶縁層１５０のエッチングレートが酸化物層１６０のエッチングレートよりも十分に大きい（早い）条件が用いられる場合、図５に示すように酸化物層１６０に第２開口１６１、１６３が形成された状態でフォトレジスト１８０を除去し、酸化物層１６０をマスクとして第１絶縁層１５０のエッチングが行われてもよい。又は、同一のエッチングプロセスで酸化物層１６０及び第１絶縁層１５０の両方のエッチングが行われてもよい。
【００４６】
次に、図７に示すように、フォトレジスト１８０を除去し、第１導電層１７０を形成する。第１導電層１７０は、酸化物層１６０の上及び第１開口１５１、１５３の内部に形成される。第１導電層１７０は第１開口１５１、１５３の側壁において第１絶縁層１５０と接する。一方、第１絶縁層１５０の上面には酸化物層１６０が形成されているため、第１導電層１７０は第１絶縁層１５０の上面には接しない。そして、第１導電層１７０及び酸化物層１６０をエッチングすることで、図１に示す半導体装置１０を形成することができる。なお、第１導電層１７０と酸化物層１６０とを同一のプロセスでエッチングしてもよく、別々のプロセスでエッチングしてもよい。
【００４７】
ここで、図７に示す工程において、第１絶縁層１５０の上面に接するように第１導電層１７０を形成すると、第１導電層１７０の成膜時のエネルギー及び両者の酸化物の生成エンタルピーの差などに起因して、第１絶縁層１５０の酸素が還元されてしまう場合がある。第１絶縁層１５０の酸素が還元されると、第１絶縁層１５０は酸素欠乏状態になるため、その後の工程における熱処理によって第１絶縁層１５０が第１酸化物半導体層１３０の酸素を引き抜いてしまう場合がある。しかし、本実施形態のように、酸化物層１６０によって第１絶縁層１５０の上面と第１導電層１７０とが離隔されていることで、上記のような第１絶縁層１５０の酸素の還元を抑制することができる。
【００４８】
〈第２実施形態〉
図８及び図９を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置について説明する。
【００４９】
［半導体装置１０Ａの構成］
図８及び図９を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置１０Ａの構成について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す断面図である。図９は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概要を示す平面図である。図８及び図９に示す半導体装置１０Ａは、図１及び図２に示す半導体装置１０と類似しているが、第１酸化物半導体層１３０Ａの上方に、平面視において第１酸化物半導体層１３０Ａと重なる第２導電層１９０Ａが設けられている点において、半導体装置１０と相違する。以下の半導体装置１０Ａの説明において、半導体装置１０と同様の特徴については説明を省略し、主に半導体装置１０との相違点について説明する。
【００５０】
図８に示すように、第２導電層１９０Ａは、第１酸化物半導体層１３０Ａに対して第１ゲート電極１１０Ａとは反対側に設けられている。第２導電層１９０Ａは、平面視において第１酸化物半導体層１３０Ａと重なっている。酸化物層１６５Ａは、第１絶縁層１５０Ａの上面と第２導電層１９０Ａとの間に設けられている。換言すると、第２導電層１９０Ａは酸化物層１６５Ａによって第１絶縁層１５０Ａの上面から離隔されている。酸化物層１６５Ａは酸化物層１６０Ａと同一層に設けられている。第２導電層１９０Ａは第１導電層１７０Ａと同一層に設けられている。なお、この「同一層」とは、ある層がパターニングされることで形成された複数のパターニングされた層の関係を指す。
【００５１】
図９に示すように、平面視において第１酸化物半導体層１３０Ａは第２導電層１９０Ａの内側に設けられている。特に、半導体装置１０Ａのチャネルが形成される領域において、第１酸化物半導体層１３０Ａは第２導電層１９０Ａの内側に設けられている。換言すると、第１酸化物半導体層１３０Ａのパターンの外縁は、第２導電層１９０Ａのパターンの外縁によって囲まれている。
【００５２】
第２導電層１９０Ａには電圧が供給されてもよく、電圧が供給されずフローティングの状態であってもよい。第２導電層１９０Ａを単に遮光部材として機能させる場合は、第２導電層１９０Ａはフローティングの状態であってもよい。第２導電層１９０Ａをゲート電極として機能させる場合は、第２導電層１９０Ａに電圧を供給する。なお、第２導電層１９０Ａに電圧を供給する場合、第２導電層１９０Ａには第１ゲート電極１１０Ａとは異なる電圧が供給されてもよい。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係る半導体装置１０Ａによると、第１実施形態に係る半導体装置１０と同様の効果を得ることができる。さらに、第２導電層１９０Ａが遮光部材として機能することで、上方からの光が第１酸化物半導体層１３０Ａに照射されることを抑制することができる。第１酸化物半導体層１３０Ａへの光の入射を抑制することで、半導体装置１０Ａの特性変動を抑制することができる。また、第２導電層１９０Ａがゲート電極として機能することで、第１酸化物半導体層１３０Ａのバックチャネル側（第１酸化物半導体層１３０Ａの第１絶縁層１５０Ａ側）のキャリアの挙動を安定させることができる。これにより、半導体装置１０Ａの特性変動を抑制することができる。
【００５４】
〈第３実施形態〉
図１０〜図１４を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置を用いた表示装置について説明する。なお、以下に示す実施形態では、上記の第１実施形態及び第２実施形態で説明した半導体装置を液晶表示装置の回路に適用した構成ついて説明する。
【００５５】
［表示装置２０Ｂの概要］
図１０は、本発明の一実施形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。図１０に示すように、表示装置２０Ｂは、アレイ基板３００Ｂ、シール部４００Ｂ、対向基板５００Ｂ、フレキシブルプリント回路基板６００Ｂ（ＦＰＣ６００Ｂ）、およびＩＣチップ７００Ｂを有する。アレイ基板３００Ｂおよび対向基板５００Ｂはシール部４００Ｂによって貼り合わせられている。シール部４００Ｂに囲まれた液晶領域２２Ｂには、複数の画素回路３１０Ｂがマトリクス状に配置されている。液晶領域２２Ｂは、後述する液晶素子４１０Ｂと平面視において重なる領域である。
【００５６】
シール部４００Ｂと平面視において重なるシール領域２４Ｂは、液晶領域２２Ｂの周囲の領域である。ＦＰＣ６００Ｂは端子領域２６Ｂに設けられている。端子領域２６Ｂはアレイ基板３００Ｂが対向基板５００Ｂから露出された領域であり、シール領域２４Ｂの外側に設けられている。なお、シール領域２４Ｂの外側とは、シール部４００Ｂが設けられた領域及びシール部４００Ｂによって囲まれた領域の外側を意味する。ＩＣチップ７００ＢはＦＰＣ６００Ｂ上に設けられている。ＩＣチップ７００Ｂは各画素回路３１０Ｂを駆動させるための信号を供給する。
【００５７】
［表示装置２０Ｂの回路構成］
図１１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の回路構成を示すブロック図である。図１１に示すように、画素回路３１０Ｂが配置された液晶領域２２ＢのＤ１方向（列方向）に隣接する位置にはソースドライバ回路３２０Ｂが設けられており、液晶領域２２ＢのＤ２方向（行方向）に隣接する位置にはゲートドライバ回路３３０Ｂが設けられている。ソースドライバ回路３２０Ｂ及びゲートドライバ回路３３０Ｂは、上記のシール領域２４Ｂに設けられている。ただし、ソースドライバ回路３２０Ｂ及びゲートドライバ回路３３０Ｂが設けられる領域はシール領域２４Ｂに限定されず、画素回路３１０Ｂが設けられた領域の外側であれば、どの領域でもよい。
【００５８】
ソースドライバ回路３２０Ｂからソース配線３２１ＢがＤ１方向に延びており、Ｄ１方向に配列された複数の画素回路３１０Ｂに接続されている。ゲートドライバ回路３３０Ｂからゲート配線３３１ＢがＤ２方向に延びており、Ｄ２方向に配列された複数の画素回路３１０Ｂに接続されている。
【００５９】
端子領域２６Ｂには端子部３３３Ｂが設けられている。端子部３３３Ｂとソースドライバ回路３２０Ｂとは接続配線３４１Ｂで接続されている。同様に、端子部３３３Ｂとゲートドライバ回路３３０Ｂとは接続配線３４１Ｂで接続されている。ＦＰＣ６００Ｂが端子部３３３Ｂに接続されることで、ＦＰＣ６００Ｂが接続された外部機器と表示装置２０Ｂとが接続され、外部機器からの信号によって表示装置２０Ｂに設けられた各画素回路３１０Ｂが駆動する。
【００６０】
第１実施形態及び第２実施形態に示す半導体装置は、画素回路３１０Ｂ、ソースドライバ回路３２０Ｂ、及びゲートドライバ回路３３０Ｂに含まれるトランジスタに適用される。
【００６１】
［表示装置２０Ｂの画素回路３１０Ｂ］
図１２は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。図１２に示すように、画素回路３１０Ｂはトランジスタ８００Ｂ、保持容量８９０Ｂ、及び液晶素子４１０Ｂなどの素子を含む。トランジスタ８００Ｂは第１ゲート電極８１０Ｂ、第１ソース電極８３０Ｂ、及び第１ドレイン電極８４０Ｂを有する。第１ゲート電極８１０Ｂはゲート配線３３１Ｂに接続されている。第１ソース電極８３０Ｂはソース配線３２１Ｂに接続されている。第１ドレイン電極８４０Ｂは保持容量８９０Ｂ及び液晶素子４１０Ｂに接続されている。第１実施形態及び第２実施形態に示す半導体装置は、図１２に示すトランジスタに適用される。なお、本実施形態では、説明の便宜上、８３０Ｂをソース電極といい、８４０Ｂをドレイン電極というが、それぞれの電極のソースとしての機能とドレインとしての機能とが入れ替わってもよい。
【００６２】
［表示装置２０Ｂの断面構造］
図１３は、本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。図１３に示すように、表示装置２０Ｂは、同一基板上に構造が異なるトランジスタ８００Ｂ、９００Ｂが設けられた表示装置である。トランジスタ８００Ｂの構造はトランジスタ９００Ｂの構造とは異なる。具体的には、トランジスタ８００Ｂは、チャネルとして第１酸化物半導体層８２０Ｂが用いられたボトムゲート型トランジスタである。トランジスタ９００Ｂは、チャネルとして半導体層９２０Ｂが用いられたトップゲート型トランジスタである。例えば、トランジスタ８００Ｂは画素回路３１０Ｂに用いられ、トランジスタ９００Ｂはソースドライバ回路３２０Ｂ及びゲートドライバ回路３３０Ｂに用いられる。なお、トランジスタ９００Ｂが画素回路３１０Ｂに用いられてもよい。
【００６３】
トランジスタ８００Ｂは、基板３０１Ｂに形成されたトランジスタであり、絶縁層３４０Ｂ、３４２Ｂ、３４４Ｂ、３４６Ｂを下地層とするトランジスタである。絶縁層３４６Ｂの上に第１ゲート電極８１０Ｂが設けられている。第１ゲート電極８１０Ｂの上方に第１酸化物半導体層８２０Ｂが設けられている。第１ゲート電極８１０Ｂは第１酸化物半導体層８２０Ｂに対向している。第１ゲート電極８１０Ｂと第１酸化物半導体層８２０Ｂとの間に、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３４８Ｂが設けられている。第１酸化物半導体層８２０Ｂのパターンの一方の端部には第１ソース電極８３０Ｂが設けられており、他方の端部には第１ドレイン電極８４０Ｂが設けられている。第１ソース電極８３０Ｂ及び第１ドレイン電極８４０Ｂは、それぞれ第１酸化物半導体層８２０Ｂの上面及び側面において、第１酸化物半導体層８２０Ｂに接続されている。
【００６４】
第１酸化物半導体層８２０Ｂ、第１ソース電極８３０Ｂ、及び第１ドレイン電極８４０Ｂの上に第１絶縁層３５０Ｂ、３５２Ｂが設けられている。第１絶縁層３５０Ｂ、３５２Ｂには、開口８５１Ｂ、８６１Ｂが設けられている。第１絶縁層３５２Ｂの上及び開口８５１Ｂの内部に第１ソース配線８５０Ｂが設けられている。第１絶縁層３５２Ｂの上及び開口８６１Ｂの内部に第１ドレイン配線８６０Ｂが設けられている。第１絶縁層３５２Ｂの上面と第１ソース配線８５０Ｂとの間には酸化物層８５３Ｂが設けられている。第１絶縁層３５２Ｂの上面と第１ドレイン配線８６０Ｂとの間には酸化物層８５５Ｂが設けられている。
【００６５】
第１ソース配線８５０Ｂ及び第１ドレイン配線８６０Ｂの上に第２絶縁層３５４Ｂが設けられている。第２絶縁層３５４Ｂの上に、複数の画素に共通して設けられる共通電極８８０Ｂが設けられている。共通電極８８０Ｂの上に第２絶縁層３５６Ｂが設けられている。第２絶縁層３５４Ｂ、３５６Ｂには第３開口８７１Ｂが設けられている。第２絶縁層３５６Ｂの上及び第３開口８７１Ｂの内部に画素電極８７０Ｂが設けられている。画素電極８７０Ｂは第１ドレイン配線８６０Ｂに接続されている。
【００６６】
図１４は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素電極及び共通電極の平面図である。図１４に示すように、共通電極８８０Ｂは、平面視において画素電極８７０Ｂと重なる重畳領域と、画素電極８７０Ｂと重ならない非重畳領域とを有する。画素電極８７０Ｂと共通電極８８０Ｂとの間に電圧を供給すると、重畳領域の画素電極８７０Ｂから非重畳領域の共通電極８８０Ｂに向かって横電界が形成される。この横電界によって液晶素子４１０Ｂに含まれる液晶分子が動作することで、画素の階調が決定される。
【００６７】
上記の構造において、トランジスタ８００Ｂとして、図１又は図８の半導体装置１０、１０Ａを適用することができる。この場合、図１又は図８と図１３とを対比すると、それぞれの図面における各部材は、以下のように対応する。第１ゲート電極１１０、１１０Ａは第１ゲート電極８１０Ｂに対応する。第１ゲート絶縁層１２０、１２０Ａは絶縁層３４８Ｂに対応する。第１酸化物半導体層１３０、１３０Ａは第１酸化物半導体層８２０Ｂに対応する。第１ソース電極１４１、１４１Ａは第１ソース電極８３０Ｂに対応する。第１ドレイン電極１４３、１４３Ａは第１ドレイン電極８４０Ｂに対応する。第１絶縁層１５０、１５０Ａは第１絶縁層３５０Ｂ、３５２Ｂに対応する。第１開口１５１、１５１Ａは開口８５１Ｂに対応する。第１開口１５３、１５３Ａは開口８６１Ｂに対応する。酸化物層１６０は酸化物層８５３Ｂ、８５５Ｂに対応する。第１ソース配線１７１、１７１Ａは第１ソース配線８５０Ｂに対応する。第１ドレイン配線１７３、１７３Ａは第１ドレイン配線８６０Ｂに対応する。
【００６８】
トランジスタ９００Ｂは、基板３０１Ｂに形成されたトランジスタであり、絶縁層３４０Ｂを下地層とするトランジスタである。絶縁層３４０Ｂの上に遮光層９１０Ｂが設けられている。遮光層９１０Ｂの上に絶縁層３４２Ｂが設けられている。絶縁層３４２Ｂの上に半導体層９２０Ｂが設けられている。半導体層９２０Ｂの上方に第２ゲート電極９３０Ｂが設けられている。半導体層９２０Ｂと第２ゲート電極９３０Ｂとの間に、ゲート絶縁層として機能する絶縁層３４４Ｂが設けられている。第２ゲート電極９３０Ｂの上に絶縁層３４６Ｂ、３４８Ｂ、３５０Ｂ、３５２Ｂが設けられている。これらの絶縁層には、開口９４１Ｂ、９５１Ｂが設けられている。絶縁層３５２Ｂの上及び開口９４１Ｂの内部に第２ソース配線９４０Ｂが設けられている。絶縁層３５２Ｂの上及び開口９５１Ｂの内部に第２ドレイン配線９５０Ｂが設けられている。第２ソース配線９４０Ｂ及び第２ドレイン配線９５０Ｂの上に絶縁層３５４Ｂが設けられている。上記の構成を換言すると、第２ゲート電極９３０Ｂは、トランジスタ８００Ｂのゲート絶縁層と同じ層（絶縁層３４８Ｂ）の下方に設けられている、ということができる。
【００６９】
〈第４実施形態〉
図１５及び図１６を用いて、本発明の一実施形態に係る半導体装置を用いた表示装置について説明する。なお、以下に示す実施形態では、上記の第１実施形態及び第２実施形態で説明した半導体装置を有機ＥＬ表示装置の回路に適用した構成ついて説明する。なお、表示装置２０Ｃの概要及び回路構成は図１０及び図１１に示すものと同様なので、説明を省略する。
【００７０】
［表示装置２０Ｃの画素回路３１０Ｃ］
図１５は、本発明の一実施形態に係る表示装置の画素回路を示す回路図である。図１５に示すように、画素回路３１０Ｃは駆動トランジスタ９６０Ｃ、選択トランジスタ９７０Ｃ、保持容量９８０Ｃ、及び発光素子ＤＯなどの素子を含む。選択トランジスタ９７０Ｃのソース電極は信号線９７１Ｃに接続され、選択トランジスタ９７０Ｃのゲート電極はゲート線９７３Ｃに接続されている。駆動トランジスタ９６０Ｃのソース電極はアノード電源線９６１Ｃに接続され、駆動トランジスタ９６０Ｃのドレイン電極は発光素子ＤＯの一端に接続されている。発光素子ＤＯの他端はカソード電源線９６３Ｃに接続されている。駆動トランジスタ９６０Ｃのゲート電極は選択トランジスタ９７０Ｃのドレイン電極に接続されている。保持容量９８０Ｃは駆動トランジスタ９６０Ｃのゲート電極及びドレイン電極に接続されている。信号線９７１Ｃには、発光素子ＤＯの発光強度を決める階調信号が供給される。ゲート線９７３Ｃには、上記の階調信号を書き込む画素行を選択する信号が供給される。
【００７１】
［表示装置２０Ｃの断面構造］
図１６は、本発明の一実施形態に係る表示装置の断面図である。図１６に示す表示装置２０Ｃの構成は、図１３に示す表示装置２０Ｂと類似しているが、表示装置２０Ｃの絶縁層３５４Ｃよりも上方の構造が表示装置２０Ｂの絶縁層３５４Ｂよりも上方の構造と相違する。以下、図１６に示す表示装置２０Ｃの構成のうち、図１３に示す表示装置２０Ｂと同様の構成については説明を省略し、表示装置２０Ｂとの相違点について説明する。
【００７２】
図１６に示すように、表示装置２０Ｃは、絶縁層３５４Ｃの上方に画素電極９８１Ｃ、発光層９８３Ｃ、及び共通電極９８５Ｃを有する。画素電極９８１Ｃは絶縁層３５４Ｃの上及び開口８７１Ｃの内部に設けられている。画素電極９８１Ｃの上に絶縁層３５８Ｃが設けられている。絶縁層３５８Ｃには開口３５９Ｃが設けられている。開口３５９Ｃは発光領域に対応する。つまり、絶縁層３５８Ｃは画素を画定する。開口３５９Ｃによって露出した画素電極９８１Ｃの上に発光層９８３Ｃ及び共通電極９８５Ｃが設けられている。画素電極９８１Ｃ及び発光層９８３Ｃは、各画素に対して個別に設けられている。一方、共通電極９８５Ｃは、複数の画素に共通して設けられている。発光層９８３Ｃは、画素の表示色に応じて異なる材料が用いられる。
【００７３】
第３実施形態及び４実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態で説明した半導体装置を液晶表示装置及び有機ＥＬ表示装置に適用した構成について例示したが、これらの表示装置以外の表示装置(例えば、有機ＥＬ表示装置以外の自発光型表示装置又は電子ペーパ型表示装置)に当該半導体装置を適用してもよい。また、中小型の表示装置から大型の表示装置まで、特に限定することなく上記半導体装置の適用が可能である。
【００７４】
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の表示装置を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００７５】
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【符号の説明】
【００７６】
１０：半導体装置、  ２０Ｂ：表示装置、  ２２Ｂ：液晶領域、  ２４Ｂ：シール領域、  ２６Ｂ：端子領域、  １００：基板、  １１０：第１ゲート電極、  １２０：第１ゲート絶縁層、  １３０：第１酸化物半導体層、  １４０：第１電極、  １４１：第１ソース電極、  １４３：第１ドレイン電極、  １５０：第１絶縁層、  １５１、１５３：第１開口、  １６０、１６５Ａ：酸化物層、  １６１、１６３：第２開口、  １６２、１６４：側壁、  １６９：外縁、  １７０：第１導電層、  １７１：第１ソース配線、  １７３：第１ドレイン配線、  １７９：外縁、  １８０：フォトレジスト、  １９０Ａ：第２導電層、  ３００Ｂ：アレイ基板、  ３０１Ｂ：基板、  ３１０Ｂ：画素回路、  ３２０Ｂ：ソースドライバ回路、  ３２１Ｂ：ソース配線、  ３３０Ｂ：ゲートドライバ回路、  ３３１Ｂ：ゲート配線、  ３３３Ｂ：端子部、  ３４０Ｂ、３４２Ｂ、３４４Ｂ、３４６Ｂ、３４８Ｂ、３５８Ｃ：絶縁層、  ３４１Ｂ：接続配線、  ３５０Ｂ：第１絶縁層、  ３５２Ｂ：第１絶縁層、  ３５４Ｂ：第２絶縁層、  ３５６Ｂ：第２絶縁層、  ３５９Ｃ：開口、  ４００Ｂ：シール部、  ４１０Ｂ：液晶素子、  ５００Ｂ：対向基板、  ６００Ｂ：ＦＰＣ、  ７００Ｂ：チップ、  ８００Ｂ：トランジスタ、  ８１０Ｂ：第１ゲート電極、  ８２０Ｂ：第１酸化物半導体層、  ８３０Ｂ：第１ソース電極、  ８４０Ｂ：第１ドレイン電極、  ８５０Ｂ：第１ソース配線、  ８５１Ｂ、８６１Ｂ：開口、  ８５３Ｂ、８５５Ｂ：酸化物層、  ８６０Ｂ：第１ドレイン配線、  ８７０Ｂ：画素電極、  ８７１Ｂ：第３開口、  ８８０Ｂ：共通電極、  ８９０Ｂ：保持容量、  ９００Ｂ：トランジスタ、  ９１０Ｂ：遮光層、  ９２０Ｂ：半導体層、  ９３０Ｂ：第２ゲート電極、  ９４０Ｂ：第２ソース配線、  ９４１Ｂ、９５１Ｂ：開口、  ９５０Ｂ：第２ドレイン配線、  ９６０Ｃ：駆動トランジスタ、  ９６１Ｃ：アノード電源線、  ９６３Ｃ：カソード電極、  ９７０Ｃ：選択トランジスタ、  ９７１Ｃ：信号線、  ９７３Ｃ：ゲート線、  ９８０Ｃ：保持容量、  ９８１Ｃ：画素電極、  ９８３Ｃ：発光層、  ９８５Ｃ：共通電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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