(57)【要約】      （修正有）【課題】酸化物半導体層を用いた表示装置製造の際の積層膜数及びエッチング工程の低減を図り、さらに画素の開口率の向上をも達成する。【解決手段】透明基板１０１上に形成されたゲート電極１０２と、ゲート電極１０２を被覆するゲート絶縁膜１０３と、ゲート絶縁膜１０３上に形成された酸化物半導体１０４と、チャネル領域を挟むドレイン電極１０６及びソース電極１０７と、ドレイン電極１０６及びソース電極１０７を被覆する層間容量膜１０８と、層間容量膜１０８上に形成されたコモン電極１０９と、コモン電極１０９と対向する画素電極１０７とを有する表示装置において、酸化物半導体１０４とドレイン電極１０６及びソース電極１０７との間には、チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層１０５が形成され、ドレイン電極１０６及びソース電極１０７は、酸化物半導体１０４と直接接触している。【選択図】図１
2013258358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された酸化物半導体と、前記酸化物半導体のチャネル領域を挟み、且つ離間して形成されるドレイン電極及びソース電極と、前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する層間容量膜と、前記層間容量膜上に形成されたコモン電極と、前記コモン電極と対向して形成され、前記ソース電極と接続される画素電極とを有する表示装置において、
前記酸化物半導体と前記ドレイン電極及びソース電極との間には、前記チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層が形成され、
前記ドレイン電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、
前記ドレイン電極及びソース電極は、前記酸化物半導体と直接接触していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記酸化物半導体の全部は、平面的に見て前記ゲート電極と重畳しており、
前記ソース電極及び前記画素電極は、同一の透明導電膜で、一体的に形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、前記ソース電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、
前記画素電極は、前記ソース電極を構成する前記金属膜で形成され、
前記ソース電極と前記画素電極とは連続的に形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
透明基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された酸化物半導体と、前記酸化物半導体のチャネル領域を挟み、且つ離間して形成されるドレイン電極及びソース電極と、前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する保護絶縁膜と、前記ソース電極と接続される下部電極と、前記下部電極上に形成された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆して形成された上部電極とを有する表示装置において、
前記酸化物半導体と前記ドレイン電極及びソース電極との間であって、且つ前記チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層が形成され、
前記ドレイン電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、
前記ドレイン電極及びソース電極は、前記酸化物半導体と直接接触していることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の表示装置において、
前記ソース電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、
前記下部電極は、前記ソース電極を構成する前記金属膜で形成され、
前記ソース電極と前記下部電極とは連続的に形成され、
前記上部電極は、透明導電膜で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項４に記載の表示装置において、
前記ソース電極及び前記下部電極は、同一の透明導電膜で一体的に形成され、
前記上部電極は、金属膜で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の表示装置において、
前記ソース電極及びドレイン電極を形成する前記透明導電膜の厚さは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の表示装置において、
前記エッチングストッパ層の鉛直方向における断面形状は、テーパ形状を有し、該テーパ形状のテーパ角は１０度以上７５度以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の表示装置において、
前記エッチングストッパ層の高さは、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９に記載の表示装置において、
前記酸化物半導体は、少なくともＺｎＯ，ＩｎＧａＺｎＯ，ＺｎＩｎＯ，又はＺｎＳｎＯのうちいずれか一つを含むことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の表示装置において、
前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ又は酸化インジウム亜鉛のいずれかで形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の表示装置において、
前記金属膜は、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｔａ，Ａｇのうちいずれかを一つを含むことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極を被覆してゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体を形成する工程と、
前記酸化物半導体のチャネル領域を被覆するエッチングストッパ層を形成する工程と、
前記酸化物半導体に直接接触させ、且つ前記エッチングストッパ層上で離間するように透明導電膜を成膜し、ドレイン電極、ソース電極及び画素電極を形成する工程と、
前記ドレイン電極上に、さらに金属膜を成膜してドレイン電極を積層化させる工程と、
前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する層間容量膜を形成する工程と、
前記層間容量膜上に透明導電膜を成膜してコモン電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の表示装置の製造方法において、前記ドレイン電極を成膜化する工程の際に成膜する前記金属膜を、ウェットエッチングで形成する場合には、前記ドレイン電極及びソース電極を形成する透明導電膜を結晶化させるためのアニール処理を行ってから前記ウェットエッチングを行い、
前記金属膜を、ドライエッチングで形成する場合には、前記アニール処理は行わないことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、特に、ＴＦＴ回路中に酸化物半導体を用いた表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、マルチメディアプレーヤーなど、多くの携帯型の情報機器の表示装置に液晶モジュール（液晶表示装置）、有機エレクトロルミネッセンス表示装置などの各種表示装置が利用されている。
【０００３】
これらの表示装置には、ガラスや樹脂による絶縁基板が表示パネルの一部に利用され、該絶縁基板の表面には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、各画素電極を駆動するスイッチング素子として用いられている。
【０００４】
絶縁基板上にＴＦＴ、並びにＴＦＴを駆動するための信号を伝送するデータ線、ＴＦＴを介して信号を画素電極へと伝送するゲート線等は、例えばガラス基板などの絶縁基板の上に、フォトレジストなどのレジスト膜を用いて、フォトリソグラフィ技術による選択エッチングによって微細な所定のパターン形状に形成される。
【０００５】
上記のような構成を採用する表示装置は、フレキシブル化及び低コスト化のため、積層膜数の低減や、フォトリソグラフィ技術の選択エッチングの工程数の低減等が所望されている。さらに、表示装置の重要な表示性能の一つである画素の開口率の向上も両立させることが求められている。
【０００６】
そして近年、上記の要望に対処するため、ＴＦＴのチャネル部分を形成する半導体層として酸化物半導体層を用い、導電膜からなるデータ線及び画素電極を該酸化物半導体層に直接接続する技術が採用されている。
【０００７】
上記技術について特許文献１では、基板上にゲート線、ゲート絶縁膜が形成され、その上部にデータ線、画素電極、酸化物半導体層が形成され、そして酸化物半導体層と画素電極、データ線が直接接続されており、画素電極とデータ線とが異なる導電膜で形成されている。
【０００８】
しかしながら特許文献１の構成では、データ線を覆って酸化物半導体層が形成されるため、データ線の段差部と酸化物半導体層が接触している箇所において、酸化物半導体層の断線が生じやすい。また、構造上画素電極及び酸化物半導体層の加工は、データ線の形成後に行われるため、画素電極及び酸化物半導体層をエッチングで形成する際に、エッチング液によるデータ線の溶解、腐食等が生じ、その結果データ線が断線し、表示装置の表示性能が著しく低下する可能性が高くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−９９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を解決し、表示装置製造の際の積層膜数及びエッチング工程の低減を図り、さらに画素の開口率の向上をも達成することのできる、酸化物半導体層を用いた表示装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、以下のような技術的特徴を有している。
（１）  透明基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成された酸化物半導体と、前記酸化物半導体のチャネル領域を挟み、且つ離間して形成されるドレイン電極及びソース電極と、前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する層間容量膜と、前記層間容量膜上に形成されたコモン電極と、前記コモン電極と対向して形成され、前記ソース電極と接続される画素電極とを有する表示装置において、前記酸化物半導体と前記ドレイン電極及びソース電極との間には、前記チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層が形成され、前記ドレイン電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、前記ドレイン電極及びソース電極は、前記酸化物半導体と直接接触していることを特徴とする表示装置である。
【００１２】
（２）  上記（１）に記載の表示装置において、前記酸化物半導体の全部は、平面的に見て前記ゲート電極と重畳しており、前記ソース電極及び前記画素電極は、同一の透明導電膜で、一体的に形成されることを特徴とする。
【００１３】
（３）  上記（１）に記載の表示装置において、前記ソース電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、前記画素電極は、前記ソース電極を構成する前記金属膜で形成され、前記ソース電極と前記画素電極とは連続的に形成されることを特徴とする。
【００１４】
（４）  透明基板上に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された酸化物半導体と、前記酸化物半導体のチャネル領域を挟み、且つ離間して形成されるドレイン電極及びソース電極と、前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する保護絶縁膜と、前記ソース電極と接続される下部電極と、前記下部電極上に形成された有機ＥＬ素子と、前記有機ＥＬ素子を被覆して形成された上部電極とを有する表示装置において、前記酸化物半導体と前記ドレイン電極及びソース電極との間には、前記チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層が形成され、前記ドレイン電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、前記ドレイン電極及びソース電極は、前記酸化物半導体と直接接触していることを特徴とする表示装置である。
【００１５】
（５）  上記（４）に記載の表示装置において、前記ソース電極は、透明導電膜と金属膜とが積層された積層膜であり、前記下部電極は、前記ソース電極を構成する前記金属膜で形成され、前記ソース電極と前記下部電極とは連続的に形成され、前記上部電極は、透明導電膜で形成されることを特徴とする。
【００１６】
（６）  上記（４）に記載の表示装置において、前記ソース電極及び前記下部電極は、同一の透明導電膜で一体的に形成され、前記上部電極は、金属膜で形成されることを特徴とする。
【００１７】
（７）  上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の表示装置において、前記ソース電極及びドレイン電極を形成する前記透明導電膜の厚さは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
（８）  上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の表示装置において、前記エッチングストッパ層の鉛直方向における断面形状は、テーパ形状を有し、該テーパ形状のテーパ角は１０度以上７５度以下であることを特徴とする。
【００１９】
（９）  上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の表示装置において、前記エッチングストッパ層の高さは、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
（１０）  上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の表示装置において、前記酸化物半導体は、少なくともＺｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ、ＺｎＩｎＯ、又はＺｎＳｎＯのうちいずれか一つを含むことを特徴とする。
【００２１】
（１１）  上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の表示装置において、前記透明導電膜は、酸化インジウムスズ又は酸化インジウム亜鉛のいずれかで形成されていることを特徴とする。
【００２２】
（１２）  上記（１）乃至（１１）のいずれかに記載の表示装置において、前記金属膜は、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ａｇのうちいずれかを一つを含むことを特徴とする。
【００２３】
（１３）  基板上にゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極を被覆してゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上に酸化物半導体を形成する工程と、前記酸化物半導体のチャネル領域を被覆するエッチングストッパ層を形成する工程と、前記酸化物半導体に直接接触させ、且つ前記エッチングストッパ層上で離間するように透明導電膜を成膜し、ドレイン電極、ソース電極及び画素電極を形成する工程と、前記ドレイン電極上に、さらに金属膜を成膜してドレイン電極を積層化させる工程と、前記ドレイン電極及びソース電極を被覆する層間容量膜を形成する工程と、前記層間容量膜上に透明導電膜を成膜してコモン電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする表示装置の製造方法である。
【００２４】
（１４）  上記（１３）に記載の表示装置の製造方法において、前記ドレイン電極を成膜化する工程の際に成膜する前記金属膜をウェットエッチングで形成する場合には、前記ドレイン電極及びソース電極を形成する前記透明導電膜に対して結晶化させるためのアニール処理を行ってから前記ウェットエッチングを行い、前記金属膜を、ドライエッチングで形成する場合には、前記アニール処理は行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、表示装置製造の際の積層膜数及びエッチング工程を低減することができ、さらに画素の開口率の向上をも達成することができる、酸化物半導体層を用いた表示装置及びその製造方法を提供することができ、信頼性の高いディスプレイ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による表示装置に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ａ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ｂ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ｃ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ｄ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ｅ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図２（ｆ）】本発明による表示装置の製造方法に係る第一の実施例を説明する図である。
【図３】本発明による表示装置に係る第二の実施例を説明する図である。
【図４】本発明による表示装置に係る第三の実施例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明による表示装置に係る第一の実施例を説明する図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ´における断面図を示す。
本発明の表示装置は、図１（ｂ）に示すように、透明基板１０１上に形成されたゲート電極１０２と、ゲート電極１０２を被覆するゲート絶縁膜１０３と、ゲート絶縁膜１０３上に形成された酸化物半導体１０４と、酸化物半導体１０４のチャネル領域を挟み、且つ離間して形成されるドレイン電極１０６及びソース電極１０７と、ドレイン電極１０６及びソース電極１０７を被覆する層間容量膜１０８と、層間容量膜１０８上に形成されたコモン電極１０９と、コモン電極１０９と対向して形成され、前記ソース電極１０７と接続される画素電極１０７とを有する表示装置において、酸化物半導体１０４とドレイン電極１０６及びソース電極１０７との間には、前記チャネル領域を被覆するエッチングストッパ層１０５が形成され、ドレイン電極１０６は、透明導電膜１０６（ａ）と金属膜１０６（ｂ）とが積層された積層膜であり、ドレイン電極１０６及びソース電極１０７は、酸化物半導体１０４と直接接触していることを特徴としている。
【００２８】
本発明の表示装置は、液晶表示装置や有機ＥＬ装置等種々の表示装置に対して適用可能であるが、本実施例においては液晶表示装置に対して適用する場合を説明する。
図１（ａ）は本実施例の表示装置の平面図であり、隣接する一対のドレイン線１０６とゲート線１０２とで囲まれた一画素を表している。なお、ドレイン線及びゲート線のそれぞれはドレイン電極１０６及びゲート電極１０２をそれぞれ兼ねている。
【００２９】
また、本実施例においては、画素領域全体に渡って形成される画素電極は、ソース電極１０７を形成する透明導電膜と同一の透明導電膜を用いて、ソース電極１０７と一体的に形成されている。１０９（ｂ）は、コモン電極の開口部である。
【００３０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´における断面図である。図１（ｂ）から明らかなように、本発明の表示装置は、ＴＦＴのチャネルに酸化物半導体を用いているが、その構造としては、最下層にゲート電極、その上部に半導体層、ソース・ドレイン電極を積層するボトムゲート型（逆スタガ型）のＴＦＴを採用している。
【００３１】
即ち、ガラス等の透明絶縁基板１０１上に、金属膜の成膜によりゲート電極１０２が形成され、ゲート電極１０２を覆うように、ＳｉＮ等の絶縁膜からなるゲート絶縁膜１０３が形成されている。そしてゲート絶縁膜１０３上には、ＴＦＴのチャネルとなる酸化物半導体１０４が形成されている。
【００３２】
酸化物半導体は、キャリア移動が速い、特性バラつきが少ない、バンドギャップが大きい等の特性を有しており、液晶ディスプレイや有機ＥＬ装置等の表示装置に適している。酸化物半導体１０４の材料としては、ＺｎＯ，ＩｎＧａＺｎＯ，ＺｎＩｎＯ，ＺｎＳｎＯ等の酸化物が用いられる。
【００３３】
ここで、特に図示はしていないが、本実施例に係る表示装置はいわゆるバックライト方式の液晶表示装置であり、酸化物半導体層１０４がバックライト光の影響を受けないようにするために、酸化物半導体１０４はゲート電極１０２からはみ出さないように形成することが好ましい。
【００３４】
酸化物半導体層１０４上には、酸化物半導体層１０４を保護するための、例えばシリコン酸化膜等の絶縁膜、又は複数の絶縁体の積層膜からなるエッチングストッパ層１０５が形成されている。エッチングストッパ層１０５は、後述するドレイン電極やソース電極をエッチングで形成する際に使用するエッチング液で、酸化物半導体１０５が損傷するのを防止する役割を果たす。
【００３５】
そして、ドレイン電極１０６及びソース電極１０７が、酸化物半導体層１０４と直接接触し、且つエッチングストッパ層１０５上で離間するように形成されている。ソース電極１０７は、前述のように表示装置の画素領域全体に渡り形成され、画素電極としての機能も果たすために、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の透明導電膜で形成することが好ましい。
【００３６】
一方ドレイン電極１０６は、必ずしも透明導電膜で形成する必要はないが、ドレイン電極１０６が酸化物半導体１０４を被覆する部分において、酸化物半導体層１０４が、ソース電極１０７をエッチングで形成する際のエッチング液で溶解・腐食等損傷するのを防止するために、少なくとも酸化物半導体層１０４と接触する部分においては、ソース電極１０７と同様、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜で形成することが好ましい。
【００３７】
しかし、ドレイン電極１０６は映像信号を伝送するドレイン線をも兼ねているため、ドレイン電極１０６を、抵抗値の高い透明導電膜だけで形成すると、ドレイン線を伝送する映像信号の伝送速度が遅くなってしまい、表示に際してタイムラグが生じてしまう。そこで、そのようなタイムラグを解消するために、透明導電膜１０６（ａ）上に、透明導電膜１０６（ａ）よりも抵抗値が低い金属膜を成膜し、低抵抗な金属膜１０６（ｂ）を形成する。これにより、ドレイン電極１０６は、透明導電膜１０６（ａ）と金属膜１０６（ｂ）の積層膜となる。
【００３８】
以上が本発明の表示装置で使用する、酸化物半導体を用いたＴＦＴの基本的構成であるが、当該構成は、ＴＦＴに種々の周辺回路が形成された場合でも同様である。
【００３９】
ドレイン電極１０６及びソース電極１０７上には、これらを被覆するように層間容量膜１０８が形成されている。層間容量膜１０８は、ＴＦＴを介してドレイン線からの映像信号が画素電極１０７に印加された後に、ＴＦＴがオフとなっても該映像信号が画素電極１０７に比較的長く蓄積される等のために設けられたものとなっており、ゲート絶縁膜１０３と同様ＳｉＮ等の絶縁膜から形成されている。
【００４０】
層間容量膜１０８上には、ＩＴＯ等の透明導電膜を成膜することでコモン電極１０９が形成され、横電界（ＩＰＳ）方式液晶表示装置を実現するための、いわゆるバックプレーンが完成する。
【００４１】
なお、本実施例においては、酸化物半導体１０５を用いたＴＦＴが形成された基板の構成についてのみ説明したが、この基板と対向する、カラーフィルター等を含む対向基板や、基板間の液晶層等の構造については種々公知のものが適用可能であり、本発明においては特に限定されないため、説明を省略する。以下の実施例についても同様である。
【００４２】
本発明の表示装置は、上記のように酸化物半導体１０４上に、酸化物半導体１０４を保護するエッチングストッパ層１０５を形成することで、酸化物半導体１０４へのエッチング液や外力等によるダメージを抑制し、さらにその後にソース電極及び画素電極１０７（透明導電膜）、及びドレイン電極１０６（ｂ）（金属膜）を加工することで、ドレイン線を兼ねるドレイン電極１０６の損傷を防止することができる。
【００４３】
さらに、酸化物半導体１０４はソース・画素電極１０７（透明導電膜）を加工する際のエッチング液に溶解するため、酸化物半導体１０４とドレイン電極１０６が接触する部分に、ソース・画素電極１０７と同層のパターン１０６（ａ）(透明導電膜）を残すことにより酸化物半導体１０４の保護を確実なものとすることができる。
【００４４】
なお、上記で説明していない各部分の素材や寸法等の詳細については、以下の製造方法の説明において詳述する。
【００４５】
図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明による表示装置の製造方法の一実施例を示す。図２の各図面においては、左側に平面図、右側に平面図に記載された線Ａ−Ａ’における断面図を示す。
まず図２（ａ）に示すように、例えばガラスからなる透明絶縁基板２０１上にフォトリソグラフィ法等により金属膜を成膜し、ゲート線と一体化したゲート電極２０２を形成する。ゲート電極２０２は例えば、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｔａ，Ａｇ，あるいはその他の金属の単膜、それらの合金膜、それらの積層膜で構成される。
【００４６】
その後、ゲート電極２０２を被覆するようにゲート絶縁膜２０３を形成する。ゲート絶縁膜２０３はシリコン酸化膜，シリコン窒化膜，Ａｌ２Ｏ３等の透明絶縁膜，またはそれらの積層膜で形成する。なお、図２（ｂ）の平面図においては、説明の便宜上ゲート絶縁膜２０３は図示されていないが、これはゲート絶縁膜２０３が透明であることを意味するものではなく、不透明であってもよい。他の実施例の絶縁膜についても同様である。
【００４７】
次に図２（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜２０３上に酸化物半導体層２０４を成膜し、フォトリソグラフィ法等によりパターンを形成する。このとき、バックライト方式の液晶ディスプレイの場合は、バックライト光の影響によるＴＦＴ特性劣化を防止するため、酸化物半導体層２０４がゲート電極２０２からはみ出さないように、即ち図２（ｂ）の平面図に示すように、平面的に見て酸化物半導体層２０４の全部がゲート電極２０２と重畳するように形成する。バックライトを必要としない有機ＥＬディスプレイや反射型液晶ディスプレイ等では、酸化物半導体層２０４の全部をゲート電極２０２と重畳させる必要はない。
【００４８】
この酸化物半導体層２０４は、後述するドレイン電極やソース電極をエッチングで形成する際に用いるエッチング液に溶解してしまうおそれがある。そこで図２（ｃ）に示すように、酸化物半導体層２０４のチャネル領域を覆うようにシリコン酸化膜，シリコン窒化膜，Ａｌ２Ｏ３等の絶縁膜またはそれらの積層膜を成膜・加工し、エッチングストッパ層２０５を形成する。
【００４９】
ここで酸化物半導体層２０４のチャネル領域とは、ＴＦＴの半導体層において、キャリア（電子又は正孔）が、ソース電極及びドレイン電極を介して、ゲート電極により制御されながら流れる領域のことである。チャネル領域を覆うには、エッチングストッパ層２０５が図２（ｃ）の平面図に示す程度に酸化物半導体層２０４の中央部など所定部分を覆っていれば良い。
【００５０】
また、エッチングストッパ層２０５の高さとしては、低すぎると酸化物半導体層２０４がエッチング液と接触して損傷してしまう可能性が高くなる。また、高さが高すぎると、表示装置の厚みが増すだけでなく、酸化物半導体層を被覆する、ドレイン電極やソース電極となる透明導電膜層に局所的な亀裂が発生し易くなり、エッチング液が当該亀裂から侵入する危険性が高くなる。したがって、エッチングストッパ層２０５の高さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度が好ましい。
【００５１】
さらにエッチングストッパ層２０５は、後述の透明導電膜層２０６（ａ）、２０７との接触部分において、透明導電膜層を断線させないために、断面形状としてテーパ形状を有し、そのテーパ角が１０度〜７５度であることが好ましい。なお、テーパ角とは図２（ｃ）で示すθである。
【００５２】
次に図２（ｄ）に示すように、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜を成膜し、エッチングストッパ層２０５上で離間されるようにドレイン電極２０６（ａ）、ソース電極２０７を加工する。この時、ソース電極２０７の透明導電膜は、図２（ｄ）の平面図で示すように、画素領域全体に渡って形成し、そのまま画素電極としても機能するように加工する。透明導電膜は真空蒸着法等の蒸着方法で、アモルファス状態で形成される。
【００５３】
なお、このときの、ソース電極２０７及びドレイン電極の透明導電膜層２０６（ａ）の膜厚は、表示装置の薄型化と、保護機能のバランスを考慮して、１０〜１００ｎｍ程度にすることが好ましい。
【００５４】
この後、ドレイン電極２０６（ａ）上には、前述のようにデータ信号をタイムラグなく伝搬させるための金属膜２０６（ｂ）を形成する必要があるが、この金属膜２０６（ｂ）の形成を、エッチング液を用いたウェットエッチングで行う場合には、アモルファス状態の透明導電膜２０６（ａ）及び２０７を結晶状態にするために１５０℃〜４００℃程度でアニール処理を行う必要がある。アモルファス状態の透明導電膜は、エッチング液により溶解してしまうからである。ドレイン電極の金属膜２０６（ｂ）の形成を、プラズマやガス等を用いたドライエッチングで形成する場合には結晶化のためのアニール処理は必要ない。
【００５５】
上記の処理後、図２（ｅ）に示すように、データ信号を伝送する金属膜２０６（ｂ）を成膜し、ドレイン電極側の透明導電膜２０６（ａ）を被覆するように加工する。これにより、ドレイン線を伝送する映像信号が、タイムラグなく画素電極に供給されることになり、表示性能を損なうことがない。
【００５６】
ドレイン電極の金属膜２０６（ｂ）は、透明導電膜２０６（ａ）よりも抵抗値が低ければよく、例えばゲート電極２０２と同様に、Ｍｏ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｔａ，Ａｇ，あるいはその他の金属の単膜、それらの合金膜、それらの積層膜で構成される。
【００５７】
また図２（ｅ）の断面図では、ドレイン電極下層の透明導電膜２０６（ａ）と金属膜２０６（ｂ）とが同じ大きさでパターン加工されているが、フォトリソグラフィの合わせ精度や加工による寸法縮小があることから、大きさが異なっていても良い。
【００５８】
そして図２（ｆ）に示すように、シリコン酸化膜，シリコン窒化膜，Ａｌ２Ｏ３等の絶縁膜またはそれらの積層膜を成膜して層間容量膜２０８を形成し、スルーホールを形成した後、透明導電膜を成膜、加工してコモン電極２０９を形成することで本発明の第一の実施例で説明したＩＰＳ液晶ディスプレイのバックプレーンが完成する。
【００５９】
上記の製造方法を採用することにより、積層する膜数やエッチング工程数を低減させることができ、表示装置の薄型化及び低コスト化を図ることができる。さらに、酸化物半導体２０４がエッチングストッパ層２０５やドレイン電極の透明導電膜２０６（ａ）により保護されているため、断線を起こすことがなく、表示性能が損なわれるのを防止することができる。しかも、酸化物半導体に画素電極（ソース電極）を直接接触させることで、高開口率の画素を構成することが可能となる。
【００６０】
図３に本発明による表示装置の第二の実施例を示す。第一の実施例を示す図１との違いは、ソース電極３０７が透明導電膜３０７（ａ）と金属層３０７（ｂ）との積層構造になり、第一の実施例においては透明導電膜１０７のみであった画素電極部が金属層３０７（ｂ）のみになっている点である。
【００６１】
図３で示すような構造を採用した場合、画素電極部の３０７（ｂ）は反射性を有し、ゆえに本実施例における表示装置は反射型画素を有することとなる。この場合、光源はフロントライト方式が適しており、これにより、屋外などでの視認性を高めたディスプレイが実現可能である。
【００６２】
図４は本発明の表示装置を有機ＥＬディスプレイに応用した場合の実施例である。本実施例における表示装置の、酸化物半導体を含むＴＦＴ部分においては、図１及び図３で示す、第一及び第二の実施例に係る液晶表示装置と同様であるが、本実施例における表示装置は、第二の実施例において反射電極として用いていた金属膜４０７（ｂ）を下部電極として用い、さらに透明導電膜を成膜して形成した上部電極４１０と共に有機ＥＬ素子４０９を挟み込んだ、トップエミッション構造を有する有機ＥＬ表示装置であることを特徴とする。
【００６３】
さらに、図示はしていないが、第一の実施例と同様にソース電極の透明導電膜４０７（ａ）を、画素領域全体に渡って一体的に形成して下部電極４０７（ｂ）としての機能を備えさせ、金属膜を成膜して形成した上部電極４１０と共に有機ＥＬ素子４０９を挟み込んだ、ボトムエミッション構造とすることもできる。
【００６４】
本発明を、このように有機ＥＬ表示装置に適用することにより、元々バックライトが不要で薄型化を実現できる有機ＥＬ装置において、さらなる薄型化を実現することができる。
【００６５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は上記の実施例に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、表示装置製造の際の積層膜数及びエッチング工程を低減することができ、さらに画素の開口率の向上をも達成することができる、酸化物半導体層を用いた表示装置及びその製造方法を提供することができ、信頼性の高いディスプレイ装置を提供することが可能になる。
【符号の説明】
【００６７】
１０１、２０１、３０１、４０１  透明絶縁基板
１０２、２０２、３０２、４０２  ゲート電極
１０３、２０３、３０３、４０３  ゲート絶縁膜
１０４、２０４、３０４、４０４  酸化物半導体
１０５、２０５、３０５、４０５（ａ）  エッチングストッパ層
１０６（ａ）、２０６（ａ）、３０６（ａ）、４０６（ａ）  ドレイン電極（透明導電膜）
１０６（ｂ）、２０６（ｂ）、３０６（ｂ）、４０６（ｂ）  ドレイン電極（金属膜）
１０７、２０７、３０７（ａ）、４０７（ａ）  ソース電極（透明導電膜）
３０７（ｂ）、４０７（ｂ）  ソース電極（金属膜）
１０８、２０８、３０８、４０８  層間容量膜
１０９（ａ）、２０９（ａ）、３０９（ａ）  コモン電極（透明導電膜）
１０９（ｂ）、２０９（ｂ）、３０９（ｂ）  コモン電極（開口部）
４０５（ｂ）  画素分離層
４０９  有機ＥＬ素子
４１０  上部電極
【図１】
2013258358.tif 000003
【図２（ａ）】
2013258358.tif 000004
【図２（ｂ）】
2013258358.tif 000005
【図２（ｃ）】
2013258358.tif 000006
【図２（ｄ）】
2013258358.tif 000007
【図２（ｅ）】
2013258358.tif 000008
【図２（ｆ）】
2013258358.tif 000009
【図３】
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【図４】
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