[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本申请是优先权日为2009年8月7日、申请日为2010年8月6日、申请号为201010248821.9，发明名称为“半导体器件及其制造方法”发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体器件、显示器件、它们的制造方法，或者使用半导体器件或显示器件的方法。特别地，本发明涉及包括光透射的半导体层的液晶显示器件、它的制造方法，或者使用液晶显示器件的方法。

背景技术

近年来，平板显示(例如液晶显示(LCD))已经得到了广泛使用。特别地，在每个像素中都含有薄膜晶体管的有源矩阵LCD已经被经常使用了。此外，其中源极驱动器(信号线驱动电路)和栅极驱动器(扫描线驱动器电路)中的一个或两者被形成于与像素部分相同的基板上的显示器件已经进行了开发。作为薄膜晶体管，包含作为半导体层的非晶硅或多晶硅(多晶态硅)的薄膜晶体管已经得到了广泛使用。

取代此类硅材料，光透射的金属氧化物已经吸引了注意力。例如，人们已经预期了将In-Ga-Zn-O基氧化物等用作显示器件(例如液晶显示)中所需要的半导体材料。特别地，人们已经考虑将In-Ga-Zn-O基氧化物等应用于薄膜晶体管的沟道层。此外，通过将光透射的电极用作栅电极、源电极或漏电极来提高孔径率(aperture ratio)的技术已经得到了研究(参见参考文献1和2)。[参考文献]

参考文献1：日本公开专利申请No.2007-123700

参考文献2：日本公开专利申请No.2007-081362

发明内容

通常，在其中源极驱动器和栅极驱动器中的一个或两者作为用于控制像素部分内的薄膜晶体管的驱动器电路部分形成于与像素部分相同的基板之上的显示器件中，象从FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线，或者用于将元件连接到不同元件的布线(wiring)(例如，用于将薄膜晶体管连接到不同的薄膜晶体管的布线)直接从用于栅电极和源电极(漏电极)的导电层延伸出并且形成于相同的岛内。因此，用于将薄膜晶体管的栅极连接到不同的薄膜晶体管的栅极的布线(该布线称为栅极布线)使用与薄膜晶体管的栅电极相同的层结构和材料来形成；用于将薄膜晶体管的源极连接到不同的薄膜晶体管的源极的布线(该布线称为源极布线)使用与薄膜晶体管的源电极相同的层结构和材料来形成；以及在很多情况下，象电源线或信号线那样的引线布线使用与栅极布线或源极布线相同的层结构和材料来形成。因此，在栅电极和源电极(漏电极)使用光透射材料来形成的情形中，象电源线或信号线那样的引线布线、在驱动器电路部分中的栅极布线和源极布线，以及在像素部分中的栅极布线和源极布线往往使用光透射材料以与栅电极和源电极(漏电极)的形成方式相似的方式来形成。

但是，通常，光透射的导电材料(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟锡锌(ITZO))具有高于具有光阻挡性质和发射性的导电材料(例如铝(Al)、钼(Mo)、钛(Ti)、钨(W)、钕(Nd)、铜(Cu)或银(Ag))的电阻值。因此，当象从FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线或者在驱动器电路部分中的布线使用光透射的导电材料来形成时，布线电阻则增大。特别地，由于驱动器电路部分需要高速运行，当布线电阻增大时，通过布线传输的信号的波形失真，这损害了驱动器电路部分的高速运行。因此，要供应精确的电压和电流是困难，使得像素部分难以执行正常的显示和运行。

相反，在驱动器电路部分内的栅电极和源电极(漏电极)使用光阻挡材料来形成并且栅极布线和源极布线同样使用光阻挡导电材料形成的情形中，布线的电导率得到了提高。因此，要抑制象从FPC端子等引出的电源线或信号线那样的引线布线的布线电阻的增大以及在驱动器电路部分内的信号波形的失真是可能的。此外，通过使用光透射的材料来形成像素部分中的栅电极和源电极(漏电极)，孔径率能够得以提高并且功率消耗能够得以降低。

另外，就显示性能而言，高存储电容和较高的孔径率是像素所需要的。各自具有高孔径率的像素提高了光利用效率，以致能够实现电能节约及显示器件的小型化。近年来，已经使像素的尺寸变得更小了并且更高分辨率的图像已经成了需求。但是，像素尺寸的减小引起了在一个像素内的形成薄膜晶体管和布线的大区域，以致降低了像素的孔径率。因此，为了在规定尺寸的每个像素中获得高的孔径率，有必要有效地布置为像素的电路结构所需的电路元件。

此外，含有光透射的半导体层的薄膜晶体管倾向为常态导通的而薄膜晶体管的阈值电压是不稳定的；因而，要执行高速运行是困难的，特别是在驱动器电路部分中。