[发明专利]半导体装置

说明书

本申请是申请日为“2009年12月4日”、申请号为“200910253848.4”、题为“半导体装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法，其中具有由将氧化物半导体膜用于沟道形成区的薄膜晶体管(下面称为TFT)构成的电路。例如，本发明涉及一种电子设备，其中作为其部件安装了以液晶显示面板为代表的光电器件或具有有机发光元件的发光显示装置。

背景技术

以液晶显示装置为代表的形成在玻璃衬底等的平板上的薄膜晶体管使用非晶硅、多晶硅来制造。使用非晶硅的薄膜晶体管具有如下特性：虽然其场效应迁移率低，但是可以对应于玻璃衬底的大面积化。另一方面，使用结晶硅的薄膜晶体管具有如下特性：虽然其场效应迁移率高，但是需要进行激光退火等的晶化工序，并其不一定适合于玻璃衬底的大面积化。

针对于此，使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并将其应用于电子器件及光器件的技术受到瞩目。例如，专利文献1及专利文献2公开了使用氧化锌、In-Ga-Zn-O类氧化物半导体用作氧化物半导体膜制造薄膜晶体管，并将其用作图像显示装置的开关元件等的技术。而且，钻研通过对栅电极和源电极或漏电极也使用具有透光性的电极，提高开口率的技术(专利文献3和专利文献4)。

[专利文献1]日本专利申请公开2007–123861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2007–096055号公报

[专利文献3]日本专利申请公开2007–123700号公报

[专利文献4]日本专利申请公开2007–81362号公报

在很多情况下，将构成栅电极、源电极或漏电极的导电层延长，以在同一个岛上形成连接元件和元件，例如连接晶体管和晶体管的布线。因此，在很多情况下，连接晶体管的栅极和别的晶体管的栅极的布线(称为栅极布线)由与晶体管的栅电极相同的层结构或相同材料形成，并且连接晶体管的源极和别的晶体管的源极的布线(称为源极布线)由与晶体管的源电极相同的层结构或相同材料形成。由此，在作为栅电极、源电极或漏电极使用具有透光性的材料而形成的情况下，栅极布线及源极布线与栅电极及源电极或漏电极同样，使用具有透光性的材料形成。

然而，在很多情况下，与具有遮光性及反射性的材料如铝、钼、钛、钨、钕、铜、银等相比，具有透光性的材料如氧化铟锡、氧化铟锌及氧化铟锡锌(indium tin zinc oxide)等的电导率低。因此，当使用具有透光性的材料形成布线时，布线电阻增高。例如，在制造大型显示装置的情况下，因为布线延长，所以布线电阻成为极高。当布线电阻增高时，发生传播该布线的信号的波形畸变，由于布线电阻导致的电压下降，而使供应的电压变小。因此，供应准确的电压和电流变得困难，而进行正常的显示和工作是很困难的。

另外，从显示特性的观点来看，需要像素具有大电容元件并实现高开口率化。通过各像素具有高开口率，提高光利用效率，因此实现显示装置的低耗电化及小型化。近年来，像素尺寸的微细化进步，需要提供更高清晰的图像。像素尺寸的微细化导致一个像素中占有的晶体管及布线的形成面积的增大，因此像素的开口率下降。为了在规定的像素尺寸中获得各像素的高开口率，必须高效地设计像素的电路结构所需要的电路要素。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的之一在于提供开口率高的半导体装置或其制造方法。另外，本发明的目的之一还在于提供耗电量低的半导体装置或其制造方法。

所公开的发明的一例是一种半导体装置，包括：设置在具有绝缘表面的衬底上的氧化物半导体层；覆盖氧化物半导体层的栅极绝缘膜；设置在栅极绝缘膜上的按顺序层叠第一导电层、第二导电层并包括栅电极的栅极布线；覆盖氧化物半导体层和包括栅电极的栅极布线的绝缘膜；以及设置在绝缘膜上的电连接到氧化物半导体层并按顺序层叠第三导电层、第四导电层的包括源电极的源极布线，其中栅电极由第一导电层形成，并且栅极布线由第一导电层和第二导电层形成，并且源电极由第三导电层形成，并且源极布线由第三导电层和第四导电层形成。