(57)【要約】【課題】同一基板内にシリコン（Ｓｉ） ＴＦＴと酸化物半導体 ＴＦＴを形成することを可能とする。【解決手段】Ｓｉ１０２を用いた第１のＴＦＴと酸化物半導体１０７を用いた第２のＴＦＴが形成された基板１００を有する表示装置であって、前記第１のＴＦＴは前記第２のＴＦＴよりも前記基板１００側に形成され、前記第１のＴＦＴのソースドレイン電極１１５は第１のスルーホール１１３を介して前記Ｓｉ１０２と接続し、前記第２のＴＦＴのソースドレイン電極１１６は第２のスルーホール１１４を介して酸化物半導体１０７と接続し、平面で視て前記酸化物半導体１０７のチャネルを挟んで、前記酸化物半導体１０７の上に金属膜１０８が形成され、前記金属膜１０８と前記酸化物半導体１０７を覆ってＡｌＯ１０９が形成され、前記ＡｌＯ１０９に形成された前記第２のスルーホール１１４を介して前記第２のソースドレイン電極１１６と前記金属膜１０８が接続していることを特徴とする表示装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉを用いた第１のＴＦＴと酸化物半導体を用いた第２のＴＦＴが形成された基板を有する表示装置であって、
前記Ｓｉは前記酸化物半導体よりも前記基板側に形成され、
前記第１のＴＦＴのソースドレイン電極は第１のスルーホールを介して前記Ｓｉと接続し、
前記第２のＴＦＴのソースドレイン電極は第２のスルーホールを介して前記酸化物半導体と接続し、
平面で視て前記酸化物半導体のチャネルを挟んで、前記酸化物半導体の上に金属膜が形成され、前記チャネルはチャネル幅を有し、
前記金属膜と前記酸化物半導体を覆ってＡｌＯが形成され、
前記ＡｌＯに形成された前記第２のスルーホールを介して前記第２のソースドレイン電極と前記金属膜が接続していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記ＡｌＯは、平面で視て前記第１のＴＦＴの前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホール以外の全面を覆って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ＡｌＯは、平面で視て前記第１のＴＦＴの前記酸化物半導体及び前記第２のスルーホール以外の全面を覆って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記金属膜の前記チャネル幅と平行な幅は、前記酸化物半導体の前記チャネル幅と平行な幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記酸化物半導体と前記金属膜と前記第２のスルーホールは平面で視て重複していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記酸化物半導体と前記第２のスルーホールは平面で視て重複していないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２のスルーホールの前記チャネル幅と平行な幅は、前記金属膜の前記チャネル幅と平行な幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記第１のＴＦＴはトップゲート型であり、
前記第１のＴＦＴのゲート電極と同時に前記第２のＴＦＴの遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１のＴＦＴはボトムゲート型であり、
前記第１のＴＦＴのゲート電極と同時に前記第２のＴＦＴのゲート電極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２のＴＦＴは表示領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１のＴＦＴは前記表示領域の周辺に配置した周辺回路領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記金属膜はＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒのいずれかまたはそれらの合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示装置は液晶表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記表示装置は有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、シリコン（Ｓｉ）を用いたＴＦＴと酸化物半導体を用いたＴＦＴの両者による、ハイブリッド構造を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている構成となっている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。一方、有機ＥＬ表示装置は、各画素に自発光する有機ＥＬ層とＴＦＴを配置することによってカラー画像を形成する。有機ＥＬ表示装置はバックライトを必要としないので、薄型化には有利である。
【０００３】
ＬＴＰＳ（Lｏｗ  Ｔｅｍｐｅａｒｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）は移動度が高いので、駆動回路用ＴＦＴとして適している。一方、酸化物半導体はＯＦＦ抵抗が高く、これをＴＦＴに用いるとＯＦＦ電流を小さくすることが出来る。
【０００４】
酸化物半導体を用いたＴＦＴを記載したものとして、特許文献１および特許文献２が挙げられる。特許文献１には、チャネルを構成する酸化物半導体の上に金属酸化物を形成して、これをゲート絶縁膜として用いる構成が記載されている。特許文献２には、酸化物半導体を用いたボトム型ＴＦＴにおいて、チャネルエッチングの犠牲層として金属酸化物あるいは半導体層を用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７５７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−５４８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画素のスイッチングとして用いられるＴＦＴは、リーク電流が小さいことが必要である。酸化物半導体によるＴＦＴは、リーク電流を小さくすることが出来る。酸化物半導体のうち光学的に透明でかつ結晶質でないものをＴＡＯＳ（Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。ＴＡＯＳには、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯＮ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｏｘｉｄｅ）等がある。しかしＴＡＯＳはキャリアの移動度が小さいので、表示装置内に内蔵する駆動回路を、ＴＡＯＳを用いたＴＦＴで形成することは難しい場合がある。以後ＴＡＯＳは、酸化物半導体の意味でも使用し、また、ＴＡＯＳを用いたＴＦＴ、あるいは酸化物半導体を用いたＴＦＴの意味でも使用する。
【０００７】
一方、ＬＴＰＳで形成したＴＦＴは移動度が大きいので、駆動回路をＬＴＰＳを用いたＴＦＴで形成することが出来る。以後ＬＴＰＳは、ＬＴＰＳを用いたＴＦＴの意味でも使用する。なお、本発明は駆動回路用として移動度がＬＴＰＳほど必要とされない場合は非晶質Ｓｉ（ａ−Ｓｉ）を用いることもできる。
しかし、ＬＴＰＳを画素におけるスイッチングＴＦＴとして使用する場合には、ＬＴＰＳはリーク電流が大きいので、通常は、２個のＬＴＰＳを直列にして使用する。以後ＬＴＰＳはＰｏｌｙ−Ｓｉの意味でも使用する。
【０００８】
そこで、表示領域における画素のスイッチング素子としてＴＡＯＳを用い、周辺駆動回路のＴＦＴにＬＴＰＳを用いれば、合理的である。しかし、ＬＴＰＳとＴＡＯＳでは、材料の性質が異なるために、同一基板に形成するには課題がある。すなわち、ＬＴＰＳにソース電極とドレイン電極を形成する場合、表面酸化物を除去するためにＬＴＰＳを佛酸（ＨＦ）洗浄する必要があるが、ＴＡＯＳは佛酸（ＨＦ）によって溶解してしまうので、同じプロセスを用いることが出来ない。
【０００９】
本発明の課題は、このような問題を解決することによって、ＬＴＰＳによるＴＦＴとＴＡＯＳによるＴＦＴを同じ基板に形成することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００１１】
（１）Ｓｉを用いた第１のＴＦＴと酸化物半導体を用いた第２のＴＦＴが形成された基板を有する表示装置であって、前記第１のＴＦＴは前記第２のＴＦＴよりも前記基板側に形成され、前記第１のＴＦＴのソースドレイン電極は第１のスルーホールを介して前記Ｓｉと接続し、前記第２のＴＦＴのソースドレイン電極は第２のスルーホールを介して酸化物半導体と接続し、平面で視て前記酸化物半導体のチャネルを挟んで、前記酸化物半導体の上に金属膜が形成され、前記金属膜と前記酸化物半導体を覆ってアルミニウム酸化物（ＡｌＯ）が形成され、前記ＡｌＯに形成された前記第２のスルーホールを介して前記第２のソースドレイン電極と前記金属膜が接続していることを特徴とする表示装置。
【００１２】
（２）前記ＡｌＯは、平面で視て前記第１のＴＦＴの前記第１のスルーホール及び前記第２のスルーホール以外の全面を覆って形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】実施例１におけるスルーホールを形成する前の断面図である。
【図４】実施例１においてスルーホールを形成した状態の断面図である。
【図５】実施例１においてＡｌＯにスルーホールを形成した状態の断面図である。
【図６】実施例１において、ＳＤ電極を形成した状態の断面図である。
【図７】ＡｌＯおよび金属膜の形成範囲を示す平面図である。
【図８】図７において、さらに第２のスルーホールを形成した状態を示す平面図である。
【図９】実施例１の他の形態を示す断面図である。
【図１０】図９に対応するＡｌＯおよび金属膜の形成範囲を示す平面図である。
【図１１】図１０において、さらに第２のスルーホールを形成した状態を示す平面図である。
【図１２】実施例１のさらに他の形態を示す平面図である。
【図１３】実施例１のさらに他の形態を示す平面図である。
【図１４】実施例２の製造工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く製造工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く製造工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く製造工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く製造工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く製造工程を示す断面図である。
【図２０】実施例２の構成を示す断面図である。
【図２１】実施例２の他の構成を示す断面図である。
【図２２】液晶表示装置の表示領域の断面図である。
【図２３】有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ断面図である。
【図２５】有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１および図２において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が対向して形成され、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が挟持されている。ＴＦＴ基板１００の下には下偏光板１３０が貼り付けられ、対向基板２００の上側には上偏光板２３０が貼り付けられている。
【００１６】
ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００が１枚になっている部分が端子部１５０となっており、液晶表示装置に外部から信号や電力を供給するためのフレキシブル配線基板１６０が接続される。液晶表示パネルは自身では発光しないので、背面にバックライト４００が配置している。
【００１７】
液晶表示装置は図１に示すように、表示領域１０と周辺領域２０に分けることが出来る。表示領域１０には多数の画素がマトリクス状に形成され、各画素はスイッチングＴＦＴを有している。周辺領域には、走査線、映像信号線等を駆動するための、駆動回路が形成されている。
【００１８】
画素に使用されるＴＦＴは、リーク電流が小さいことが必要なので、ＴＡＯＳを用い、周辺駆動回路に使用されるＴＦＴは移動度が大きい必要があるので、ＬＴＰＳを使用することが合理的である。ＬＴＰＳ工程において、ＬＴＰＳとドレイン電極あるいはソース電極を接続する場合は、ＬＴＰＳを覆っている絶縁膜にスルーホールを形成し、かつ、スルーホールにおけるＬＴＰＳの表面酸化物を除去するために佛酸（ＨＦ）洗浄する必要がある。
【００１９】
しかし、同じプロセスを、ＴＡＯＳを用いたＴＦＴに適用するとＴＡＯＳが佛酸（ＨＦ）に溶けてしまい、ＴＦＴを形成することが出来ない。したがって、同一基板にＬＴＰＳによるＴＦＴとＴＡＯＳによるＴＦＴを形成するためには、この問題を解決しなければならない。図６はこの問題を解決する本発明の構成を示すものであり、図３乃至図５は図６の構成を実現するプロセスである。
【００２０】
図３は、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００に、下地膜１０１を形成し、その上にＬＴＰＳ（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を形成したものである。下地膜１０１は、基板１００から不純物が半導体層１０２を汚染することを防止するためであり、シリコン酸化物ＳｉＯ及びシリコン窒化物ＳｉＮの積層膜で形成する場合が多い。
【００２１】
ＬＴＰＳ１０２はまず、ａ−Ｓｉ（非晶質Ｓｉ）をＣＶＤによって５０ｎｍ程度の厚さに形成する。その後、ａ−Ｓｉにエキシマレーザを照射して、ａ−ＳｉをＰｏｌｙ−Ｓｉに変換する。図３は、Ｐｏｌｙ−Ｓｉに変換された半導体層１０２を島状にパターニングした状態を示す断面図である。
【００２２】
ＬＴＰＳ１０２を覆って、ゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３はＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料にしてＣＶＤによって形成したＳｉＯである。ゲート絶縁膜１０３の上にゲート電極１０４を形成する。ゲート電極１０４は、Ａｌ合金、Ｍｏ、Ｗあるいはこれらの積層膜等で形成される。
【００２３】
図３において、ＴＡＯＳ１０７を用いたＴＦＴは右側に記載されているが、ＴＡＯＳＴＦＴが形成される領域には、ゲート電極１０４と同時に遮光膜１０５が形成される。ＴＡＯＳ１０７は表示領域に形成されることを予定しているが、表示領域では、バックライトからの光に晒されるので、ＴＡＯＳ１０７に光電流が流れることを防止する必要があるからである。また、ＴＡＯＳ１０７は光が照射されることによって性質が変化する場合がある。遮光膜１０５はこの点でも効果がある。なお、ＬＴＰＳＴＦＴを表示領域に使用する場合は、下地膜１０１の下に遮光膜を形成することが望ましい。ゲート電極１０４および遮光膜１０５を構成する金属はスパッタリングによって形成され、その後、フォトリソグラフィによって、パターニングする。
【００２４】
図３に示すように、ゲート電極１０４および遮光膜１０５を覆って第１層間絶縁膜１０６が形成される。第１層間絶縁膜１０６は２層構造となる場合が多いが、２層構造とする場合は、下側にＳｉＮ層を形成し、上側にＳｉＯ層を形成することが望ましい。第１層間絶縁膜１０６はＴＡＯＳ１０６に対する下地膜としての役割もあるからである。
【００２５】
第１層間絶縁膜１０６の上にＴＡＯＳ１０７を形成する。ＴＡＯＳ１０７には例えばＩＧＺＯを使用し、基板全面に厚さ１０ｎｍ乃至１００ｎｍに形成した後、パターニングする。
【００２６】
その後全面に金属膜１０８を形成する。金属膜１０８は合金膜を含む意味である。金属膜１０８としては、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、あるいは、これらの金属の合金であるＭｏＷ、ＭｏＣｒ等が使用される。但し、Ａｌ等は、佛酸（ＨＦ）に侵されるので好ましくないので、Ｔｉのようなバリアメタルを積層して用いる。その後、金属膜１０８をＴＡＯＳ１０７のドレイン部あるいはソース部に残すようにして除去する。つまり平面で視て、金属膜１０８を、チャネル部を挟むように形成する。金属膜１０８のパターニングの例を図７に示す。金属膜１０８の役割は、後で形成されるＡｌＯ１０９に対してスルーホール１１４を形成した際に、酸化シリコン洗浄液である佛酸（ＨＦ）によって、ＴＡＯＳ１０７が消失することを防止することである。
【００２７】
金属膜１０８の厚さはこの佛酸（ＨＦ）洗浄に耐えればよいので、１０ｎｍ以上あればよい。一方、金属膜１０８の上に形成されるＡｌＯは５０ｎｍ程度なので、このＡｌＯの段切れを生じさせないためには、厚さは１００ｎｍ以下が望ましい。したがって、金属膜１０８の厚さは、より好ましくは３０ｎｍ乃至７０ｎｍであり、典型的には５０ｎｍである。
【００２８】
なお、ＴＡＯＳ１０７に金属膜１０８が接触している部分は、金属膜１０８がＴＡＯＳ１０７から酸素を吸い込むために、ＴＡＯＳ１０７は導電性となっている。但し、ＴＡＯＳ１０７のチャネル部は半導体のままである。
【００２９】
その後、ＡｌＯ１０９をスパッタリングによって厚さ５０ｎｍ程度に全面に形成し、パターニングを行う。ＡｌＯ１０９の主たる役割は、ドライエッチングによって、スルーホール１１４を形成する際、ＴＡＯＳ１０７および金属膜１０８が消失することを防止すること、及び、ＴＡＯＳ１０７を水素等から保護することである。
【００３０】
ＡｌＯ１０９は、例えば、３０乃至６０ｎｍで形成され、典型的には５０ｎｍである。ＡｌＯ１０９は、図７に例示するように、ＬＴＰＳＴＦＴが形成される領域を除いて全面に形成される。ＬＴＰＳ１０２にはスルーホール１１３を形成するので、スルーホール１１３の形成を妨げないために、ＬＴＰＳＴＦＴが形成された部分には、ＡｌＯ１０９は形成されていない。なお、図１０等で説明するように、ＡｌＯ１０９は、ＬＴＰＳ１０２全体を避ける必要はなく、スルーホール１１３を除いて全面に形成することも出来る。
【００３１】
その後、第２ゲート絶縁膜１１０を例えばＳｉＯによって形成する。第２ゲート絶縁膜１１０もＴＥＯＳを原料としてＣＶＤによって形成することが出来る。第２ゲート絶縁膜１１０の上に第２ゲート電極１１１を形成する。第２ゲート電極１１２は、Ａｌ合金、Ｍｏ、Ｗあるいはこれらの積層膜等で形成される。
【００３２】
その後、第２層間絶縁膜１１２を形成する。第２層間絶縁膜１１２はＳｉＯ及びＳｉＮの積層膜で形成することも出来る。この場合、ＳｉＯが下層であることが好ましい。ＳｉＮから放出される水素がＴＡＯＳを劣化させることを防止するためである。
【００３３】
図４は、このようにして形成された絶縁層にスルーホール１１３、１１４を形成した断面図である。スルーホール１１３、１１４はフッ素系のガスを用いたドライエッチングによって形成される。図４に示すように、ＬＴＰＳＴＦＴ側のスルーホール１１３は第２層間絶縁膜１１２、第２ゲート絶縁膜１１０、第１層間絶縁膜１０６、第１ゲート絶縁膜１０３の４層に対して形成される。一方、ＴＡＯＳＴＦＴの側は、ＡｌＯ１０９および金属層１０８が存在しない場合は、第２層間絶縁膜１１２および第２ゲート絶縁膜１１０の２層である。したがって、スルーホール１１４形成時にＴＡＯＳ１０７が消失してしまう恐れがある。
【００３４】
本発明は、スルーホール１１４を形成する部分にＡｌＯ１０９を形成することによって、これを防止している。すなわち、ＡｌＯ１０９は、フッ素系のガスに対しては耐性があり、ストッパーとすることが出来るからである。図４の状態は、ＬＴＰＳＴＦＴ側は、スルーホールはＬＴＰＳ１０２に到達し、ＴＡＯＳＴＦＴ側では、ＡｌＯ１０９において、スルーホールが止まっている状態である。
【００３５】
図４では、ＬＴＰＳＴＦＴ側においては、スルーホール１１３がＬＴＰＳに到達しているが、ＬＴＰＳ１０２の表面にはＳｉの酸化膜が形成されているので、このままＳＤ（ソースドレイン）電極を形成してもＬＴＰＳは動作しない。そこで、図５のＡで示す領域において、佛酸（ＨＦ）洗浄液を用いてスルーホール１１３を洗浄してＬＴＰＳ１０２表面のＳｉ酸化膜を除去する。
【００３６】
この時、図５の領域Ｂに示すように、ＴＡＯＳＴＦＴ側のスルーホール１１４においては、佛酸（ＨＦ）によって、ＡｌＯ１０９にスルーホール１１４が形成される。ＡｌＯ１０９は、フッ素系のドライエッチングに対しては耐性があるが、佛酸（ＨＦ）にはエッチングされる。佛酸（ＨＦ）洗浄の目的は、ＬＴＰＳ１０２のＳｉ酸化膜を除去することであるから、佛酸（ＨＦ）洗浄の条件はこれに合わせる必要がある。仮に佛酸（ＨＦ）によって、ＡｌＯ１０９のスルーホールが早く形成されてしまうと、この部分においてＴＡＯＳ１０７が消失する危険がある。
【００３７】
本発明は、ＴＡＯＳ１０７の上に金属膜１０８を形成することによって、ＡｌＯ１０９にスルーホール１１４が形成された後でも、佛酸（ＨＦ）がＴＡＯＳ１０７に到達することを確実に防止している。したがって、ＴＡＯＳ１０７の消失を確実に防止しつつ、ＬＴＰＳＴＦＴ側のスルーホール１１３におけるＳｉ酸化膜の除去とＴＡＯＳＴＦＴ側におけるＡｌＯ１０９のスルーホール１１４の形成を確実に行うことが出来る。
【００３８】
その後、図６に示すように、ＬＴＰＳＴＦＴ側のスルーホール１１３に第１ＳＤ電極１１５を形成し、ＴＡＯＳＴＦＴ側のスルーホール１１４に第２ＳＤ電極１１６を形成する。したがって、ＬＴＰＳＴＦＴとＴＡＯＳＴＦＴを高い歩留まりで形成することが出来る。なお、本明細書におけるＳＤ電極とは、ソース・ドレイン電極の意味であり、ＴＦＴのソース電極あるいはドレイン電極の総称である。
【００３９】
図７は、図４に対応したＡｌＯ１０９の形成範囲と金属膜１０８の形成範囲を示す模式平面図である。図７では、ＴＡＯＳＴＦＴおよびＬＴＰＳＴＦＴ以外の要素は省略されている。図７において、ＡｌＯ１０９は、ＬＴＰＳＴＦＴが形成された領域を除いて全面に形成されている。ＴＡＯＳＴＦＴの部分には、スルーホールはまだ形成されていない。
【００４０】
図８は、図５に対応する平面図であり、ＴＡＯＳＴＦＴ側にスルーホール１１４が形成されている状態である。このスルーホール１１４は佛酸（ＨＦ）によってＬＴＰＳのスルーホール１１３に対応する部分を洗浄するのと同時に形成されたものである。
【００４１】
図９は、本実施例の他の形態を示す断面図である。図９が図６と異なる点は、ＡｌＯ１０９がＬＴＰＳ１０２側のスルーホール１１３の部分を除いて全面に形成されている点である。すなわち、図９では、ＬＴＰＳ１０２はスルーホール１１３を除く大部分においてＡｌＯ１０９によって覆われているので、ＬＴＰＳＴＦＴもＡｌＯ１０９によって保護されている。
【００４２】
図１０は、図９に対応するＡｌＯ１０９のパターニングの状態を示す模式平面図である。図１０が図７と異なる点は、ＡｌＯ１０９はＬＴＰＳ１０２のスルーホールが形成される部分を除いて全面に形成されていることである。図１１は、ＴＡＯＳＴＦＴ側において、スルーホール１１４を形成した状態を示す模式平面図である。図１１が図８と異なる点は、ＡｌＯ１０９はＬＴＰＳ１０２のスルーホールが形成される部分を除いて全面に形成されていることである。
【００４３】
図１２は、本実施例におけるさらに他の形態を示す模式平面図である。図１２が図１１と異なる点は、ＴＡＯＳ１０７における金属膜１０８の形成範囲である。図１２では、ＴＡＯＳＴＦＴの金属膜１０８の幅がＴＡＯＳ１０７よりも広くなっているので、チャンネル幅を大きくすることが出来る。
【００４４】
図１３は、本実施例におけるさらに他の形態を示す模式平面図である。図１３が図１１と異なる点は、ＴＡＯＳ１０７における金属膜１０８の形成範囲である。図１３では、金属膜１０８をＴＡＯＳ１０７の外側に延在させ、ＴＡＯＳ１０７と重複していない部分において、スルーホール１１４を形成している。したがって、スルーホール形成時のプロセスからＴＡＯＳ１０７を平面的にも隔絶することが出来る。
【００４５】
以上の平面図では、スルーホール１１４の幅は金属膜１０８の幅よりも小さい。したがって、佛酸（ＨＦ）がスルーホールを介して、側面からＴＡＯＳ１０７を侵食するという現象を回避することが出来る。また、以上の模式平面図では、ＴＡＯＳ１０７の平面は矩形であるとして説明したが、これに限らずＴＡＯＳ１０７の平面形状は種々の形態をとることが出来る。いずれにしても、以上で説明した構成を適用することが出来る。
【実施例２】
【００４６】
実施例１では、ＴＡＯＳＴＦＴがゲートと基板の間に半導体層が配置されるトップゲート型の場合であるが、本発明は、ＴＡＯＳＴＦＴが、ゲートが半導体層と基板の間に配置されるボトムゲート型の場合についても適用できる。本実施例はＴＡＯＳＴＦＴがボトムゲート型の場合である。図１４乃至図２０はＴＡＯＳＴＦＴがボトムゲートの場合について、本発明を適用した場合のプロセスを示す断面図である。
【００４７】
図１４は、ＴＦＴ基板１００に下地膜１０１、ＬＴＰＳ１０２、第１ゲート絶縁膜１０３、第１ゲート電極１０４、第２ゲート電極（遮光膜）１０５を形成した状態を示す断面図である。構成は、実施例１における図３で説明したのと同様である。但し、図３では、１０５は遮光膜としての役割を持っているが、図１４では、ＴＡＯＳＴＦＴのゲート電極としての役割とＴＡＯＳの遮光膜としての役割を合わせ持っている。
【００４８】
図１５は、第１ゲート電極１０４、第２ゲート電極１０５を覆って第１層間絶縁膜１０６を形成した状態を示す断面図である。第１層間絶縁膜１０６は２層構造の場合もあるが、構成は図３で説明したのと同様である。図１５において、第１層間絶縁膜１０６の上にＴＡＯＳ１０７を形成してパターニングし、ＴＡＯＳ１０７の両側に金属膜１０８を形成する。金属膜１０８の役割は図３で説明したとおりである。
【００４９】
図１６は、ＴＡＯＳ１０７、金属膜１０８、第１層間絶縁膜１０６を覆ってＡｌＯ１０９を全面に形成し、その後、ＬＴＰＳ１０２が形成されている部分を除いてＡｌＯ１０９を除去した状態を示す断面図である。図１６において、点線はＡｌＯ１０９が除去された状態を示す。金属膜１０８の形成領域、ＡｌＯ１０９の形成領域は、図７および図８と同様である。
【００５０】
その後、図１７に示すように、ＡｌＯ１０８、第１層間絶縁膜１０６等を覆って第２層間絶縁膜１１２を形成する。第２層間絶縁膜１１０の構成は図３で説明したのと同様である。本実施例では、ＴＡＯＳＴＦＴのゲート電極（第２ゲート電極）１０５は遮光膜が兼ねており、ゲート絶縁膜は第１層間絶縁膜１０６が兼ねているので、実施例１における第２ゲート絶縁膜１１０および第２ゲート電極１１１の形成は不要である。
【００５１】
その後、図１８に示すように、絶縁膜にスルーホール１１３，１１４を形成する。ＬＴＰＳ側のスルーホール１１３は３層の絶縁膜に形成するのに対して、ＴＡＯＳＴＦＴ側では、ＡｌＯ１０９と金属膜１０８が無ければ、１層の絶縁膜に対してスルーホール１１４を形成することになるので、実施例１で説明したのと同様な問題が生ずる。
【００５２】
本発明では、図１８に示すように、ＴＡＯＳＴＦＴ全体をＡｌＯ１０９で覆い、かつ、ＴＡＯＳＴＦＴのドレイン部とソース部を覆って金属膜１０８を形成するので、スルーホール１１４形成時のフッ素系ガスを用いたドライエッチングでＴＡＯＳ１０７が消失することはない。
【００５３】
また、スルーホール１１３を形成後、図１９の領域Ａにおいて、ＬＴＰＳのスルーホール１１３から酸化シリコンを除去するために佛酸（ＨＦ）洗浄を行うことも実施例１で説明したのと同様である。そして、佛酸（ＨＦ）洗浄時に、図１９の領域Ｂに示すように、ＴＡＯＳＴＦＴにおける金属膜１０８にスルーホール１１４を形成し、佛酸（ＨＦ）に対して金属膜１０８がレジストとなってＴＡＯＳ１０７を保護することも実施例１で説明したのと同様である。その後、図２０に示すように、ＬＴＰＳ側に第１ＳＤ電極１１５を形成し、ＴＡＯＳ側に第２ＳＤ電極１１６を形成する。
【００５４】
図２１は本実施例において、ＡｌＯ１０９の形成範囲をＬＴＰＳＴＦＴ側のスルーホール１１３部分を除いて全領域に形成した場合の断面図である。図２１が図２０と異なる点は、ＡｌＯ１０９がスルーホール１１３の部分を除いて、ＬＴＰＳ１０２の大部分を覆っている点である。これによって、ＡｌＯ１０９によるバリア効果を向上させることが出来る。
【００５５】
ＡｌＯ１０９の形成範囲、および金属膜１０８の形成範囲を示す平面図は、図１０乃至図１３と同様である。また、ＴＡＯＳ１０７の平面形状は、矩形に限らず、種々の形状に対応することが出来る点もトップゲートの場合と同様である。
【００５６】
このように、ＴＡＯＳＴＦＴがボトムゲートタイプの場合においても、ＬＴＰＳ１０２のスルーホール１１３に対応する部分から酸化シリコンを除去するとともに、ＴＡＯＳ１０７においても、スルーホール１１４部分において、ＴＡＯＳ１０７が消失することを防止することが出来る。これによって、信頼性の高いＬＴＰＳＴＦＴとＴＡＯＳＴＦＴを同一基板に形成することが出来る。
【実施例３】
【００５７】
図２２は、実施例１乃至２で説明した、ＴＡＯＳによるＴＦＴを表示領域に適用した場合を示す断面図である。図２２において、ＴＦＴ基板１００の上にＴＦＴアレイ層１２０が形成されている。ＴＦＴアレイ層１２０は図６、９、２０、２１等で示すＴＡＯＳ ＴＦＴの層構造を有している。図２２では、その上に有機パッシベーション膜１１７が形成されている。
【００５８】
図２２はＩＰＳ方式の液晶表示装置の場合であり、有機パッシベーション膜１１７の上にコモン電極１２１が平面状に形成されている。コモン電極１２１を覆って容量絶縁膜１２２が形成され、その上に画素電極１２３が形成されている。画素電極１２３は、櫛歯状あるいはストライプ状である。画素電極１２３を覆って液晶分子３０１を初期配向させるための配向膜１２４が形成されている。
【００５９】
画素電極１２３とコモン電極１２１の間に映像信号が印加されると、矢印で示すように電気力線が発生し、液晶分子３０１を回転させて液晶層３００の透過率を制御することによって、画像を形成する。
【００６０】
図２２において液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置されている。対向基板２００にはカラーフィルタ２０１とブラックマトリクス２０２が形成されている。カラーフィルタ２０１とブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成され、その上に液晶分子３０１を初期配向させるための配向膜２０４が形成されている。
【００６１】
液晶表示装置において、画素電極１２３に映像信号が書き込まれると、画素電極１２３とコモン電極１２１と容量絶縁膜１２２によって形成される保持容量によって、１フレームの間、電圧が保持される。この時ＴＦＴのリーク電流が大きいと、画素電極１２３の電圧が変化し、フリッカ等が発生して、良好な画像を形成できなくなる。本発明のＴＡＯＳ ＴＦＴを用いることによって、リーク電流が小さい、良好な画像を有する液晶表示装置を実現することが出来る。
【実施例４】
【００６２】
実施例１乃至２で説明したＬＴＰＳ ＴＦＴとＴＡＯＳ ＴＦＴの組み合わせは、有機ＥＬ表示装置にも適用することが出来る。図２３は、有機ＥＬ表示装置２の平面図である。図２３において、表示領域１０と周辺回路領域２０が形成されている。表示領域１０には、有機ＥＬ駆動ＴＦＴやスイッチングＴＦＴが形成されている。スッチングＴＦＴには、リーク電流の小さいＴＡＯＳ ＴＦＴが好適である。周辺駆動回路はＴＦＴによって形成されるが、主に、ＬＴＰＳ ＴＦＴが用いられる。
【００６３】
図２３において、表示領域１０を覆って反射防止用偏光板２２０が貼り付けられている。有機ＥＬ表示装置には反射電極が形成されているので、外光反射を抑えるために偏光板２２０が使用されている。表示領域２０以外の部分に端子部１５０が形成され、端子部１５０には有機ＥＬ表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板１６０が接続している。
【００６４】
図２４は図２３のＢ−Ｂ断面図である。図２４において、ＴＦＴ基板１００に有機ＥＬ層を含む表示素子層２１０が形成されている。表示素子層２１０は図２４の表示領域１０に対応して形成されている。有機ＥＬ材料は水分によって分解するので、外部からの水分の侵入を防止するために、表示素子層２１０を覆って保護層２１４がＳｉＮ等によって形成されている。保護層２１４の上に偏光板２２０が貼り付けられている。また、表示素子層２１０以外の部分には端子部１５０が形成され、端子部１５０にフレキシブル配線基板１６０が接続している。
【００６５】
図２５は有機ＥＬ表示装置の表示領域の断面図である。図２５において、ＴＦＴ基板１００の上にＴＦＴアレイ層１２０が形成されている。図６、９、２０、２１等で示すＴＡＯＳ ＴＦＴの層構造を有している。図２５において、ＴＦＴアレイ層１２０の上に有機パッシベーション膜１１７が形成されている。
【００６６】
図２５において、有機パッシベーション膜１１７の上にカソードとしての下部電極２１１が形成されている。下部電極は反射電極としてのＡｌ合金等と、カソードとしてのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等との積層膜で形成されている。下部電極２１１の上には、有機ＥＬ層２１２が形成されている。有機ＥＬ層２１２は、例えば電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層等で形成される。有機ＥＬ層２１２の上には、アノードとしての上部電極２１３が形成される。上部電極２１３は、透明導電膜であるＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等によって形成されるほか、銀等の金属の薄膜で形成される場合もある。上部電極２１３を覆って保護膜２１４がＳｉＮ等によって形成され、保護膜２１４には反射を防止するための偏光板２２０が粘着材２２１によって接着している。
【００６７】
ＴＦＴアレイ層には、駆動ＴＦＴ、スイッチングＴＦＴ等の種々のＴＦＴが形成されるが、本発明を用いることによって、ＬＴＰＳ ＴＦＴとＴＡＯＳ ＴＦＴを共通のプロセスで形成できるので、ＬＴＰＳ ＴＦＴとＴＡＯＳ ＴＦＴの種々の組み合わせを用いることが出来るため、画像品質の優れた、かつ、消費電力の小さい有機ＥＬ表示装置を実現することが出来る。
【００６８】
以上の説明では、保護膜としてＡｌＯを使用しているが、これに限らず、ＡｌＯと同様に、フッ素系にドライエッチングガスに耐えることが出来、佛酸（ＨＦ）によってエッチング可能な金属酸化膜等であれば、使用することが出来る。
【００６９】
以上の説明では、ＴＡＯＳ ＴＦＴを表示領域に使用し、ＬＴＰＳ ＴＦＴを周辺駆動回路に使用するとして説明したが、製品仕様に応じて、周辺回路にＴＡＯＳ ＴＦＴを加えても良いし、表示領域にＬＴＰＳ ＴＦＴを加えても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１…液晶表示装置、  ２…有機ＥＬ表示装置、  １０…表示領域、  ２０…周辺回路領域、  １００…ＴＦＴ基板、  １０１…下地膜、  １０２…ＬＴＰＳ、  １０３…第１ゲート絶縁膜、  １０４…第１ゲート電極、  １０５…遮光膜、  １０６…第１層間絶縁膜、  １０７…ＴＡＯＳ、  １０８…金属膜、  １０９…ＡｌＯ、  １１０…第２ゲート絶縁膜、  １１１…第２ゲート電極、  １１２…第２層間絶縁膜、  １１３…第１スルーホール、  １１４…第２スルーホール、  １１５…第１ＳＤ電極、  １１６…第２ＳＤ電極、  １１７…有機パッシベーション膜、  １２０…ＴＦＴアレイ層、  １２１…コモン電極、  １２２…容量絶縁膜、  １２３…画素電極、  １２４…配向膜、  １３０…下偏光板、  １４０…スルーホール、  １５０…端子部、  １６０…フレキシブル配線基板、  ２００…対向基板、  ２０１…カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ２１０…表示素子層、  ２１１…下部電極、  ２１２…有機ＥＬ層、  ２１３…上部電極、  ２１４…保護層、  ２２１…粘着材、  ２２０…反射防止用偏光板、  ２３０…上偏光板、  ３００…液晶層、  ３０１…液晶分子、  ４００…バックライト
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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