半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体装置具备：薄膜晶体管，其具有氧化物半导体层；以及配线连接部(201)，配线连接部(201)具备：下部导电部(3t)，其与栅极电极由同一导电膜形成；绝缘层(15)，其具有将下部导电部(3t)的至少一部分露出的接触孔(CH2)；以及上部导电部(19t)，其至少一部分配置在接触孔(CH2)内，绝缘层(15)包含栅极绝缘层(4)、保护层(9)以及层间绝缘层(13)，在接触孔的侧壁，栅极绝缘层(4)具有上段部(41)和位于上段部(41)的基板侧的下段部(42)，当从基板的法线方向观看时，下段部(42)的侧面位于比上段部(41)的侧面靠外侧，上部导电部(19t)在接触孔内与下部导电部(3t)以及栅极绝缘层(4)的下段部(42)的侧面和上表面接触。

Semiconductor devices and their manufacturing methods

A semiconductor device has: a thin film transistor, an oxide semiconductor layer, and a wiring connection part (201), and the wiring connection part (201) is equipped with a lower conductive part (3T), which is formed by the same conducting film with the gate electrode; the insulating layer (15) has a contact hole (CH2) that exposes at least a part of the lower lead part (3T); and At least part of the upper conductive part (19T) is arranged in the contact hole (CH2), the insulating layer (15) includes a gate insulating layer (4), a protection layer (9), and an interlayer insulating layer (13), at the side wall of the contact hole, the gate insulating layer (4) has the upper part (41) and the lower part (42) on the substrate side of the upper part (41), when viewed from the normal direction of the substrate. The side of the lower section (42) is located on the lateral side of the upper section (41), and the upper conductive part (19T) contacts the side and the upper surface of the lower part (42) of the lower conductive part (3T) and the gate insulating layer (4) in the contact hole.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及使用氧化物半导体形成的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
液晶显示装置等使用的有源矩阵基板按每个像素具备薄膜晶体管(ThinFilmTransistor：以下称为“TFT”)等开关元件。作为这样的开关元件，以往广泛使用将非晶硅膜作为活性层的TFT(以下，称为“非晶硅TFT”)、将多晶硅膜作为活性层的TFT(以下，称为“多晶硅TFT”)。有源矩阵基板一般具有包含多个像素的显示区域和显示区域以外的区域(周边区域)。在显示区域的各像素中设置有沿着像素的列方向延伸的源极配线、沿着像素的行方向延伸的栅极配线、像素电极以及TFT。在周边区域设置有用于将栅极配线或源极配线与外部配线连接的多个端子部。例如，栅极配线从显示区域延伸到周边区域，经由端子部(栅极端子)与栅极驱动器连接。另一方面，源极配线与例如与栅极配线由同一膜形成的栅极连接配线电连接。将该连接部称为“源极/栅极连接部”。栅极连接配线在周边区域中经由端子部(源极端子)连接到源极驱动器。栅极配线、源极配线、栅极连接配线等配线例如是金属配线。在本说明书中，将对栅极端子部、源极端子部、源极/栅极连接部等配线彼此进行连接的结构总称为“配线连接部”。近年来，已提出代替非晶硅、多晶硅而使用氧化物半导体作为TFT的活性层的材料。将这样的TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体具有比非晶硅高的迁移率。因此，氧化物半导体TFT能以比非晶硅TFT高的速度进行动作。另外，氧化物半导体膜是由比多晶硅膜简便的工艺形成，因此也能应用于需要大面积的装置。已提出例如具有底栅结构并且以覆盖氧化物半导体层的沟道区域的方式设置有保护层(蚀刻阻挡层)的结构作为氧化物半导体TFT。将这样的结构称为“沟道保护型(或蚀刻阻挡型)”。在蚀刻阻挡型TFT的制造工艺中，在氧化物半导体层上形成保护层后，形成源极/漏极电极。因此，在进行用于形成源极/漏极电极的蚀刻(源极/漏极分离)时，保护层作为蚀刻阻挡物发挥功能，因此能降低沟道区域由于蚀刻而受到的损害。在具备蚀刻阻挡型的氧化物半导体TFT的有源矩阵基板中，会增加形成保护层的工序。正在研究用于抑制光掩模的个数而制造这样的有源矩阵基板的各种工艺(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2011-070981号
技术实现思路
专利技术要解决的问题在现有的有源矩阵基板中，在配线连接部中，栅极配线、源极配线、栅极连接配线等金属配线有时会产生腐蚀。后面详细描述。本专利技术的实施方式是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种新的配线连接结构，在具备氧化物半导体TFT的半导体装置中，能抑制配线的腐蚀。用于解决问题的方案本专利技术的一实施方式的半导体装置具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；层间绝缘层，其覆盖上述薄膜晶体管；以及配线连接部，在上述半导体装置中，上述薄膜晶体管具有：栅极电极，其形成在上述基板之上；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；氧化物半导体层，其形成在上述栅极绝缘层上；保护层，其覆盖上述氧化物半导体层的至少沟道区域；以及源极电极和漏极电极，其形成为分别与上述氧化物半导体层接触，上述配线连接部具备：下部导电部，其与上述栅极电极由同一导电膜形成；绝缘层，其形成在上述下部导电部上，并且具有将上述下部导电部的至少一部分露出的接触孔；以及上部导电部，其至少一部分配置在上述接触孔内，上述绝缘层包含上述栅极绝缘层、上述保护层以及上述层间绝缘层，在上述接触孔的侧壁，上述栅极绝缘层具有上段部和位于上述上段部的上述基板侧的下段部，当从上述基板的法线方向观看时，上述下段部的侧面位于比上述上段部的侧面靠外侧，上述上部导电部在上述接触孔内与上述下部导电部以及上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面和上表面接触。在某实施方式中，上述配线连接部还具有氧化物半导体连接部，上述氧化物半导体连接部位于上述保护层和上述栅极绝缘层之间，并且与上述氧化物半导体层由同一半导体膜形成，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述氧化物半导体连接部的侧面位于上述保护层的侧面与上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面之间，上述上部导电部在上述接触孔内还与上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面以及上述氧化物半导体连接部的侧面和上表面接触。在某实施方式中，在上述接触孔的上述侧壁，上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面与上述保护层的侧面是对齐的。在某实施方式中，在上述接触孔的上述侧壁，上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面与上述氧化物半导体连接部的侧面是对齐的。在某实施方式中，上述上部导电部从上述接触孔的底面经过上述侧壁延伸到上述层间绝缘层上。在某实施方式中，上述上部导电部在上述栅极绝缘层的上述下段部的上表面上具有端部。在某实施方式中，上述上部导电部在上述氧化物半导体连接部的上表面上具有端部。在某实施方式中，上述配线连接部还具有源极连接部，上述源极连接部位于上述保护层和上述层间绝缘层之间，并且与上述源极电极由同一导电膜形成，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述源极连接部的侧面位于比上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面靠内侧，上述上部导电部在上述接触孔内还与上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面、上述保护层的侧面以及上述源极连接部的侧面和上表面接触。在某实施方式中，上述源极连接部的侧面与上述保护层的侧面以及上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面是对齐的。在某实施方式中，具有：标记部，其与上述栅极电极由同一导电膜形成；岛状的绝缘膜，其覆盖上述标记部；氧化物半导体盖部，其与上述氧化物半导体层由同一半导体膜形成，并且配置为隔着上述绝缘膜与上述标记部至少部分地重叠；以及上部导电体盖部，其覆盖上述氧化物半导体盖部，在上述绝缘膜的周缘，上述绝缘膜具有另一上段部和位于上述另一上段部的上述基板侧的另一下段部，当从上述基板的法线方向观看时，上述另一下段部的侧面位于比上述另一上段部的侧面靠外侧，上述另一上段部的侧面与上述氧化物半导体盖部的侧面是对齐的，上述上部导电体盖部配置为与上述另一下段部的侧面和上表面、上述另一上段部的侧面以及上述氧化物半导体盖部的侧面和上表面接触。在某实施方式中，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面与上述下段部的侧面的距离D为1μm以上且10μm以下。在某实施方式中，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述保护层的侧面与上述氧化物半导体连接部的侧面的距离d1大于上述上段部的侧面与上述下段部的侧面的距离D。在某实施方式中，上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系半导体。在某实施方式中，上述氧化物半导体层包含结晶质部分。本专利技术的一实施方式的半导体装置的制造方法是具备薄膜晶体管和配线连接部的半导体装置的制造方法，包含：工序(A)，在基板上形成栅极用导电膜，将其图案化，由此在形成薄膜晶体管的TFT形成区域形成上述薄膜晶体管的栅极电极，在形成配线连接部的配线连接部形成区域形成上述配线连接部的下部导电部；工序(B)，形成覆盖上述栅极电极和上述下部导电部的栅极绝缘层；工序(C)，在上述栅极绝缘层上形成氧化物半导体膜，将其图案化，由此形成上述薄膜晶体管的氧化物半导体层；工序(D)，在上述氧化物半导体层和上述栅极绝缘层上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；层间绝缘层，其覆盖上述薄膜晶体管；以及配线连接部，上述半导体装置的特征在于，上述薄膜晶体管具有：栅极电极，其形成在上述基板之上；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；氧化物半导体层，其形成在上述栅极绝缘层上；保护层，其覆盖上述氧化物半导体层的至少沟道区域；以及源极电极和漏极电极，其形成为分别与上述氧化物半导体层接触，上述配线连接部具备：下部导电部，其与上述栅极电极由同一导电膜形成；绝缘层，其形成在上述下部导电部上，并且具有将上述下部导电部的至少一部分露出的接触孔；以及上部导电部，其至少一部分配置在上述接触孔内，上述绝缘层包含上述栅极绝缘层、上述保护层以及上述层间绝缘层，在上述接触孔的侧壁，上述栅极绝缘层具有上段部和位于上述上段部的上述基板侧的下段部，当从上述基板的法线方向观看时，上述下段部的侧面位于比上述上段部的侧面靠外侧，上述上部导电部在上述接触孔内与上述下部导电部以及上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面和上表面接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 JP 2015-1866301.一种半导体装置，具备：基板；薄膜晶体管，其支撑于上述基板；层间绝缘层，其覆盖上述薄膜晶体管；以及配线连接部，上述半导体装置的特征在于，上述薄膜晶体管具有：栅极电极，其形成在上述基板之上；栅极绝缘层，其覆盖上述栅极电极；氧化物半导体层，其形成在上述栅极绝缘层上；保护层，其覆盖上述氧化物半导体层的至少沟道区域；以及源极电极和漏极电极，其形成为分别与上述氧化物半导体层接触，上述配线连接部具备：下部导电部，其与上述栅极电极由同一导电膜形成；绝缘层，其形成在上述下部导电部上，并且具有将上述下部导电部的至少一部分露出的接触孔；以及上部导电部，其至少一部分配置在上述接触孔内，上述绝缘层包含上述栅极绝缘层、上述保护层以及上述层间绝缘层，在上述接触孔的侧壁，上述栅极绝缘层具有上段部和位于上述上段部的上述基板侧的下段部，当从上述基板的法线方向观看时，上述下段部的侧面位于比上述上段部的侧面靠外侧，上述上部导电部在上述接触孔内与上述下部导电部以及上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面和上表面接触。2.根据权利要求1所述的半导体装置，上述配线连接部还具有氧化物半导体连接部，上述氧化物半导体连接部位于上述保护层和上述栅极绝缘层之间，并且与上述氧化物半导体层由同一半导体膜形成，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述氧化物半导体连接部的侧面位于上述保护层的侧面与上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面之间，上述上部导电部在上述接触孔内还与上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面以及上述氧化物半导体连接部的侧面和上表面接触。3.根据权利要求1所述的半导体装置，在上述接触孔的上述侧壁，上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面与上述保护层的侧面是对齐的。4.根据权利要求2所述的半导体装置，在上述接触孔的上述侧壁，上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面与上述氧化物半导体连接部的侧面是对齐的。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，上述上部导电部从上述接触孔的底面经过上述侧壁延伸到上述层间绝缘层上。6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，上述上部导电部在上述栅极绝缘层的上述下段部的上表面上具有端部。7.根据权利要求2或4所述的半导体装置，上述上部导电部在上述氧化物半导体连接部的上表面上具有端部。8.根据权利要求1所述的半导体装置，上述配线连接部还具有源极连接部，上述源极连接部位于上述保护层和上述层间绝缘层之间，并且与上述源极电极由同一导电膜形成，当从上述基板的法线方向观看时，在上述接触孔的上述侧壁，上述源极连接部的侧面位于比上述栅极绝缘层的上述下段部的侧面靠内侧，上述上部导电部在上述接触孔内还与上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面、上述保护层的侧面以及上述源极连接部的侧面和上表面接触。9.根据权利要求8所述的半导体装置，上述源极连接部的侧面与上述保护层的侧面以及上述栅极绝缘层的上述上段部的侧面是对齐的。10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的半导体装置，具有：标记部，其与上述栅极电极由同一导电膜形成；岛状的绝缘膜，其覆盖上述标记部；氧化物半导体盖部，其与上述氧化物半导体层由同一半导体膜形成，并且配置为隔着上述绝缘膜与上述标记部至少部分地重叠；以及上部导电体盖部，其覆盖上述氧化物半导体盖部，在上述绝缘膜的周缘，上述绝缘膜具有另一上段部和位于上述另一上段部的上述基板侧的另一下段部，当从上述基板的法线方向观看时，上述另一下段部的侧面位于比上述另一上段部的侧面靠外侧，上述另一上段部的侧面与上述氧化物半导体盖部的侧面是对齐的，上述上部导电体盖部配置为与上述另一下段部的侧面和上表面、上述另一上段部的侧面以及上述氧化物半导体盖部的侧面和上表面接触。11.根据权利要求1至10中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：原义仁，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP