JP6121149B2 - 酸化物半導体素子、酸化物半導体素子の製造方法、表示装置及びイメージセンサ - Google Patents

酸化物半導体素子、酸化物半導体素子の製造方法、表示装置及びイメージセンサ Download PDF

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Description

本発明は、酸化物半導体素子、酸化物半導体素子の製造方法、表示装置及びイメージセンサに関する。
近年、In−Ga−Zn−O系の酸化物半導体薄膜を酸化物半導体層(チャネル層)に用いた酸化物半導体素子、特に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor : TFT)の研究開発が盛んである。酸化物半導体薄膜は低温成膜が可能であり、且つアモルファスシリコンよりも高移動度を示し、更に可視光に透明であることから、プラスチック板やフィルム等の基板上にフレキシブルなTFTを形成することが可能である。
しかしながら、実用化に向けてLCD(Liquid Crystal Display)や有機ELディスプレイ等の駆動回路に上記TFTを使用する場合には、TFT駆動時の動作不安定性(ΔVth:閾値シフト)や光照射時の動作不安定性が問題となる。
TFT駆動時の動作不安定性については、In−Ga−Zn−O系の酸化物が水分や酸素、汚染等に対して耐性が低いため、In−Ga−Zn−O系の酸化物を主体とした酸化物半導体層が大気中に露出していると当該酸化物が経年劣化してしまうことに起因する。
また、光照射時の動作不安定性については、LCDのバックライトや有機ELの青色発光層はλ=450nm程度の発光ピークを持ち、発光スペクトルの裾が420nmまで続いており、これらの光が照射されるIn−Ga−Zn−O系等、In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体層が、一般的に、可視光短波長領域の光(波長400nm以上450nm以下の光)に対して動作不安定となることに起因する。
そこで、特許文献1には、In−Ga−Zn−O系の酸化物を主体とした酸化物半導体層の露出面上に保護層を形成して、酸化物半導体層を水分等から保護することにより、TFT駆動時の動作不安定性の改善を図ることが開示されている。また、この保護膜形成時に酸素拡散制御を行うことにより、光照射時の動作不安定性の改善を図ることが開示されている。
また、特許文献2には、In−Ga−Zn−O系の酸化物を主体とした酸化物半導体層を保護する保護層上に、波長500nm以下の領域に大きな吸収又は反射を持つ樹脂材料や金属材料で構成された遮光膜を設けたTFTが開示されている。
特許第4982619号公報 国際公開第2009/075281号
しかしながら、特許文献1の保護層だけでは、水分や酸素、汚染等に対して十分に酸化物半導体層を保護できない。
また、特許文献2において、保護層上に樹脂材料で構成された遮光膜を設けるだけでは、水分や酸素等に対して十分に酸化物半導体層を保護できない。また、保護層上に単に金属材料で構成された遮光膜を設けても、遮光膜がある分だけ余計に製造コストが掛かる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光照射時の動作安定性を確保すると共に、製造コストを抑えつつ酸化物半導体層の保護機能を高める酸化物半導体素子、酸化物半導体素子の製造方法、表示装置及びイメージセンサを提供することを目的とする。
本発明の上記課題は下記の手段によって解決された。
<1>金属材料で構成された電極と、In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に積層され、無機絶縁層と、前記電極と同じ金属材料で構成された多層の金属層とを含む保護層と、を有し、前記多層の金属層は、前記無機絶縁層の内部に配置された反射金属層を含む酸化物半導体素子。
<2>前記多層の金属層の総厚は、50nm以上である、<1>に記載の酸化物半導体素子。
<3>前記酸化物半導体層の前記保護層が配置されている側とは反対側にゲート絶縁層を介して配置されたゲート電極を含み、前記電極は、前記保護層を挟んでそれぞれ前記酸化物半導体層に積層され、前記酸化物半導体層を介して互いに導通可能なソース電極及びドレイン電極であり、前記多層の金属層の少なくとも一部は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と同じ金属材料で構成され、前記保護層の頂部に配置されている、<1>又は<2>に記載の酸化物半導体素子。
>前記多層の金属層は、前記保護層の頂部に配置された犠牲金属層と、前記無機絶縁層の内部に配置され前記犠牲金属層よりも波長400nm以上450nm以下の光の反射率が高い前記反射金属層と、を有する、前記<〜<3>の何れか1つに記載の酸化物半導体素子。
>前記多層の金属層は、前記ゲート電極と同じ金属材料で構成されている、前記<3>又は<4>に記載の酸化物半導体素子。
>前記無機絶縁層は、前記多層の金属層の金属材料を含んでいる、前記<1>〜前記<>の何れか1つに記載の酸化物半導体素子。
>In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体層を形成する工程と、金属材料で構成された電極を形成する工程と、前記酸化物半導体層に積層され、無機絶縁層と、前記電極と同じ金属材料で構成された多層の金属層とを含む保護層を形成する工程と、を有し、
前記多層の金属層は、前記無機絶縁層の内部に配置された反射金属層を含み、
前記電極を形成する工程は、前記無機絶縁層及び酸化物半導体層に金属導電膜を成膜する工程と、前記金属導電膜をパターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を含み、前記保護層を形成する工程のうち前記反射金属層を形成する工程では、前記電極を形成する工程で、前記金属導電膜をパターニングする際に、前記ソース電極及びドレイン電極を形成するとともに、前記無機絶縁層に前記金属導電膜を残して前記金属層を形成する
酸化物半導体素子の製造方法。
>前記<1>〜前記<>の何れか1つに記載の酸化物半導体素子を備えた表示装置。
>前記<1>〜前記<>の何れか1つに記載の酸化物半導体素子を備えたイメージセンサ。
本発明によれば、光照射時の動作安定性が確保されると共に、製造コストが抑えられつつ酸化物半導体層の保護機能を高められる。
本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTの一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTの別の例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTのさらに別の例を示す模式図である。 (A)〜(F)は、図1に示すTFTの一連の製造工程図である。 (A)〜(C)は、図4(F)から続くTFTの一連の製造工程図である。 (A)〜(F)は、図2に示すTFTの一連の製造工程図である。 (A)〜(E)は、図6(F)から続くTFTの一連の製造工程図である。 本発明の電気光学装置の一実施形態の液晶表示装置の一部分の概略断面図である。 図8に示す液晶表示装置の電気配線の概略構成図である。 本発明の電気光学装置の一実施形態のアクティブマトリックス方式の有機EL表示装置の一部分の概略断面図である。 図10に示す有機EL表示装置の電気配線の概略構成図である。 波長を横軸、ΔVthを縦軸として、実施例1,2及び比較例1の波長毎のΔVthの算出結果をプロットしたグラフ図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る酸化物半導体素子及び酸化物半導体素子の製造方法について具体的に説明する。なお、図中、同一又は対応する機能を有する部材(構成要素)には同じ符号を付して適宜説明を省略する。また、以下で説明する場合に用いる「上」及び「下」という用語は、便宜的に用いるものであって、方向に拘束されるべきでない。
1.酸化物半導体素子:薄膜トランジスタの概略構成
本発明の実施形態に係る酸化物半導体素子は、薄膜トランジスタ:TFTやフォトダイオード等である。以下では、酸化物半導体素子としてTFTを一例に挙げて説明する。
本実施形態のTFTは、少なくとも、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体層、ソース電極及びドレイン電極を有し、ゲート電極に電圧を印加して、酸化物半導体層に流れる電流を制御し、ソース電極とドレイン電極間の電流をスイッチングする機能を有するアクテイブ素子である。
TFTの素子構造としては、ゲート電極の位置に基づいた、いわゆる逆スタガ構造(ボトムゲート型とも呼ばれる)及びスタガ構造(トップゲート型とも呼ばれる)があるが、本実施形態では、逆スタガ構造が用いられる。
また、酸化物半導体層とソース電極及びドレイン電極(適宜、「ソース・ドレイン電極」という。)との接触部分に基づき、いわゆるトップコンタクト型、ボトムコンタクト型のいずれの態様であってもよい。
なお、トップゲート型とは、TFTが形成されている基板を最下層としたときに、ゲート絶縁層の上側にゲート電極が配置され、ゲート絶縁層の下側に酸化物半導体層が形成された形態であり、ボトムゲート型とは、ゲート絶縁層の下側にゲート電極が配置され、ゲート絶縁層の上側に酸化物半導体層が形成された形態である。また、ボトムコンタクト型とは、ソース・ドレイン電極が酸化物半導体層よりも先に形成されて酸化物半導体層の下面がソース・ドレイン電極に接触する形態であり、トップコンタクト型とは、酸化物半導体層がソース・ドレイン電極よりも先に形成されて酸化物半導体層の上面がソース・ドレイン電極に接触する形態である。
図1は、本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTの一例を示す模式図である。
図1に示すTFT10は、基板12の一方の主面上に形成されたゲート電極14と、このゲート電極14を覆うゲート絶縁層16と、このゲート絶縁層16のゲート電極14が配置されている側とは反対側に配置された酸化物半導体層18と、を有している。さらに、TFT10は、酸化物半導体層18のゲート絶縁層16が配置されている側と反対側に互いに離間して配置されたソース電極20及びドレイン電極22と、これらソース・ドレイン電極20,22との間から露出する酸化物半導体層18の表面上に形成された保護層24とを有している。
そして、本例では保護層24が、酸化物半導体層18と隣接する無機絶縁層26と、ソース・ドレイン電極20,22と接触せず無機絶縁層26と隣接する金属層28とで構成されている。
図2は、本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTの別の例を示す模式図である。
図2に示すTFT30は、TFT10と同様の、基板12と、ゲート電極14と、ゲート絶縁層16と、酸化物半導体層18と、ソース・ドレイン電極20,22と、を有している。さらに、TFT30は、TFT10の保護層24とは構成が異なる保護層32を有している。
そして、本例ではこの保護層32が、酸化物半導体層18と隣接する無機絶縁層34と、二層構造とされた金属層36とで構成されている。この金属層36は、無機絶縁層34内に設けられた反射金属層36Aと、反射金属層36Aと対向して無機絶縁層34と外側(基板12方向とは反対側)で隣接する犠牲金属層36Bとを有している。
図3は、本発明の実施形態に係るTFTであって、ボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFTの別の例を示す模式図である。
図3に示すTFT40は、TFT10と同様の、基板12と、ゲート電極14と、ゲート絶縁層16と、酸化物半導体層18と、ソース・ドレイン電極20,22と、を有している。さらに、TFT40は、TFT10の保護層24とは構成が異なる保護層42を有している。
そして、本例ではこの保護層42が、酸化物半導体層18と隣接する無機絶縁層44と、無機絶縁層44内に設けられた金属層46とを有している。
なお、本実施形態に係るTFTは、上記以外にも、様々な構成をとることが可能であり、例えば基板12上に絶縁層を設けたり、酸化物半導体層18を複数層にしたり、酸化物半導体層18とソース・ドレイン電極20,22との間にコンタクト層を設けたりする構成であってもよい。
以下、TFT10,30,40の各構成要素について詳述する。
<TFTの詳細構成>
−基板−
基板12の形状、構造、大きさ等については、膜を成膜可能な主面があることを前提として特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが出来る。基板12の構造は単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
基板12の材質としては特に限定はなく、例えばガラス、YSZ(イットリウム安定化ジルコニウム)等の無機基板、樹脂基板や、その複合材料等を用いることが出来る。中でも軽量である点、可撓性を有する点から樹脂基板やその複合材料が好ましい。具体的には、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリベンズアゾール、ポリフェニレンサルファイド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、液晶ポリマー、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アイオノマー樹脂、シアネート樹脂、架橋フマル酸ジエステル、環状ポリオレフィン、芳香族エーテル、マレイミドーオレフィン、セルロース、エピスルフィド化合物等の合成樹脂基板、酸化珪素粒子との複合プラスチック材料、金属ナノ粒子、無機酸化物ナノ粒子、無機窒化物ナノ粒子等との複合プラスチック材料、カーボン繊維、カーボンナノチューブとの複合プラスチック材料、ガラスフェレーク、ガラスファイバー、ガラスビーズとの複合プラスチック材料、粘土鉱物や雲母派生結晶構造を有する粒子との複合プラスチック材料、薄いガラスと上記単独有機材料との間に少なくとも1回の接合界面を有する積層プラスチック材料、無機層と有機層を交互に積層することで、少なくとも1回以上の接合界面を有するバリア性能を有する複合材料、ステンレス基板或いはステンレスと異種金属を積層した金属多層基板、アルミニウム基板或いは表面に酸化処理(例えば陽極酸化処理)を施すことで表面の絶縁性を向上させた酸化皮膜付きのアルミニウム基板等を用いることが出来る。また、樹脂基板は、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、又は低吸湿性等に優れていることが好ましい。前記樹脂基板は、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層や、樹脂基板の平坦性や下部電極との密着性を向上するためのアンダーコート層等を備えることが好ましい。ここで、アンダーコート層を樹脂基板の片面に形成した場合には、内部残留応力にて樹脂基板に反りが生じるため、両面にコートするかもしくは、低応力に制御した膜質、または積層にて圧縮/引張応力にて制御した方が好ましい。また、アンダーコート層は、バリア性を高めるため、後述するゲート絶縁層16などに用いられる材料が好ましい。
−ゲート電極−
ゲート電極14は、基板12の一方の主面上に形成されている。
ゲート電極14を構成する導電膜は、高い導電性を有するものを用いることが好ましく、例えばAl,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Au等の金属膜や、Al−Nd、Ag合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜等を用いることができる。ただし、後述するように、金属層の材料をゲート電極14と同じ材料とするためには、金属膜を用いることが好ましい。
−ゲート絶縁層−
ゲート絶縁層16は、ゲート電極14を覆うように、基板12とは反対側のゲート電極14の表面上と、基板12の露出面上に積層されている。
ゲート絶縁層16を構成する絶縁膜は、高い絶縁性を有するものが好ましく、例えばSiO,SiN(xは窒素不定比量),SiON,Al,Y,Ta,HfO等の絶縁膜、又はこれらの化合物を少なくとも二つ以上含む絶縁膜としてもよい。
−酸化物半導体層−
酸化物半導体層18は、ゲート電極14とは反対側のゲート絶縁層16の表面上に積層されている。
酸化物半導体層18は、In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体を主体としていればよく、その他に不純物等を含有していても良い。ここで、「主体」とは、酸化物半導体層18を構成する構成成分のうち、最も多く含有されている成分を表す。
酸化物半導体は、非晶質又は結晶質のいずれであってもよいが、好ましくは、非晶質酸化物半導体が用いられる。半導体膜を酸化物半導体により構成すれば、非晶質シリコンの半導体膜に比べて電荷の移動度がはるかに高く、低電圧で駆動させることができる。また、酸化物半導体を用いれば、通常、シリコンよりも光透過性が高い半導体膜を形成することができる。また、酸化物半導体、特に非晶質酸化物半導体は、低温(例えば室温)で均一に成膜が可能であるため、プラスチックのような可撓性のある樹脂基板を用いるときに特に有利となる。
酸化物半導体の構成材料としては、In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含んでいれば、特に限定されることはないが、In、Ga及びZnのうちの少なくとも1種を含む酸化物(例えばIn−O系)が好ましい。特に、In、Ga及びZnのうちの少なくとも2種を含む酸化物(例えばIn−Zn−O系、In−Ga−O系、Ga−Zn−O系)が好ましく、In、Ga及びZnを全て含む酸化物がより好ましい。In−Ga−Zn−O系酸化物半導体としては、結晶状態における組成がInGaO(ZnO)(mは6未満の自然数)で表される酸化物半導体が好ましく、特に、InGaZnOがより好ましい。この組成の酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。ただし、In−Ga−Zn−O系の組成比は、厳密にIn:Ga:Zn=1:1:1となる必要はない。
酸化物半導体層18の層構造は、2層以上から構成されていても良く、酸化物半導体層18が低抵抗層と高抵抗層より形成され、低抵抗層がゲート絶縁層16と接し、高抵抗層がソース電極20及びドレイン電極22の少なくとも一方と電気的に接していることが好ましい。
酸化物半導体層18の厚みは、特に限定されないが、キャリア移動の確保及びコストの抑制という両者の観点から、30nm以上60nm以下であることがより好ましい。
−ソース・ドレイン電極−
ソース・ドレイン電極20,22は、ゲート絶縁層16とは反対側の酸化物半導体層18の表面上に互いに間隔をあけて形成されており、ゲート電極14の印加電圧によって酸化物半導体層18と導通可能になっている。
ソース・ドレイン電極20,22を構成する導電膜は、高い導電性を有するものを用い、例えばAl,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Au等の金属膜、Al−Nd、Ag合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の金属酸化物導電膜等を用いて形成することが出来る。ただし、後述するように、金属層の材料をソース・ドレイン電極20,22と同じ材料とするためには、金属膜を用いることが好ましい。また、ソース・ドレイン電極20,22としてはこれらの導電膜を単層構造又は2層以上の積層構造として用いることが出来る。
成膜する導電膜の膜厚は、成膜性やエッチングやリフトオフ法によるパターンニング性、導電性等を考慮すると、1nm以上1000nm以下とすることが好ましく、50nm以上500nm以下とすることがより好ましい。
−保護層−
TFT10,30,40の各保護層24,32,42は、ソース・ドレイン電極20,22との間から露出する酸化物半導体層18上に積層され、酸化物半導体層18を水や酸素等から保護している。
また、各保護層24,32,42は、無機絶縁層26,34,44と、金属層28,36,46とを含んでいる。
これにより、本実施形態に係るTFT10,30,40では、保護層24,32,42の外側(基板12とは反対側)から酸化物半導体層18側に向かって波長400nm以上450nm以下の光が入射しても、金属層28,36,46があるためにそこで反射されるので、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制される。したがって、酸化物半導体層18がIn,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含んでいて波長400nm以上450nm以下の光に弱くても(TFTの動作不安定を起こすものであっても)、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制されるため、TFT10,30,40の光照射時の動作安定性を確保することができる。
また、金属層28,36,46は、一般的な保護層として単体で用いられる無機絶縁層26,34,44よりも緻密性が高いので、保護層24,32,42の外側から酸化物半導体層18側に向かう水や酸素等を透過し難く、酸化物半導体層18に対する保護機能を高めることができる。
さらに、遮光層として光を吸収する吸収膜を用いる場合に比べ、金属層28,36,46を用いると、光照射による熱の発生を抑制できる。
さらにまた、金属層28,36,46以外の保護層24,32,42の部分が、無機絶縁層26,34,44であるため、水分が透過し易い有機絶縁層である場合に比べて、金属層28,36,46が錆び難い。
無機絶縁層26,34,44の構成材料は、特に限定されないが、SiO,SiO,MgO,Al,GeO,NiO,SrO,Y,ZrO,CeO,RbO,Sc,La,Nd,Sm,Gd,Dy,Er,Yb,Ta,Ta,Nb,HfO,Ga,TiO等の金属酸化物、AlN,SiN,SiN等の金属窒化物等の無機材料が挙げられる。中でも、成膜速度が速いSiOやGd等が好ましく、Gdがより好ましい。また、酸素量調整、組成調整、又は元素ドーピング等により抵抗率を変化させるなどしてIn−Ga−Zn−O系等酸化物半導体層18と同様の材料を用いることもできる。
また、酸化物半導体層18との密着性を高めるという観点から、無機絶縁層26,34,44は、酸化物半導体層18の構成材料の少なくとも一部の金属を含むことが好ましい。同様に、無機絶縁層26,34,44は、金属層28,36,46の金属材料を含むことが好ましい。
無機絶縁層26,34,44の厚みは、保護機能の確保及びコストの抑制という両者の観点から、1μm以上1mm以下が好ましい。さらに好ましくは5μm以上100μm以下であり、最も好ましくは10μm以上50μm以下である。
また、無機絶縁層26、及び反射金属層36Aを含む無機絶縁層34の厚みは、図1及び図2に示すように、その上に積層される金属層28及び犠牲金属層36Bが、ソース・ドレイン電極20,22と接触しないように、ソース・ドレイン電極20,22の厚み以上であることが好ましく、成膜ミスやパターニングミスによる誤接触を防ぐために、ソース・ドレイン電極20,22の厚み超であることが好ましい。
金属層28,36,46は、ソース・ドレイン電極20,22とは接触せず(非導通であり)、その構成材料は、製造時に同一ターゲット(同一材料)を用いることができ、製造コストを抑えることができるという観点から、ソース・ドレイン電極20,22と同じであることが好ましい。又は、同様の観点から、金属層28,36,46の構成材料は、ゲート電極14と同じであることが好ましい。さらに、金属層28,36,46の構成材料は、製造コストをより抑えることができるという観点から、ソース・ドレイン電極20,22及びゲート電極14と同じであることが好ましい。
具体的に、構成材料は、Al,Cu,Ni,Mo,Cr,Ta,Ti,Au,Ag,Pt,Rh,Sn,Fe,Nb,Si,Mo−Nb等の金属材料が挙げられる。金属層28,36,46の構成材料は、上記の中でも、波長400nm以上450nm以下の光に対する反射率が50%以上であるAg,Al,Rh,Moであることが好ましい。
本実施形態の金属層は、金属層28,36のように、少なくともその一部が保護層24,32の頂部に形成されることが好ましい。後述するように、金属層28,36の形成を、ソース・ドレイン電極20,22の形成と同時に行え、製造プロセスを簡略化することができるからである。
また、本実施形態の金属層は、金属層28,46のように単層でなく、金属層36のように多層であることが好ましい。多層であれば、内側にある金属層の劣化を抑制することができるからである。なお、多層の間に、無機絶縁層が挟まれていることがより好ましい。
具体的に、図2に示す金属層36を例に挙げて説明すると、犠牲金属層36Bが無機絶縁層34を挟んで反射金属層36Aの外側に配置されているため、外側からの水や酸素等を受け止める。したがって、内側にある反射金属層36Aが水や酸素等を受けなくなり、反射金属層36Aの劣化(水酸化等)を抑制できる。これにより、反射金属層36Aは、金属層36の本来の機能である反射機能を維持できる。
犠牲金属層36Bは、水や酸素を受け止めることから、反射金属層36Aよりも耐食性が高い方が好ましい。一方で、反射金属層36Aは、犠牲金属層36Bよりも、反射率が高い方が好ましい。なお、反射金属層36Aは、犠牲金属層36Bがある分耐食性を考慮する必要性が薄いので、反射率が高い材料の選択幅が広くなっている。
金属層28,36,46の総厚は、特に限定されないが、金属層28,36,46の電気容量を抑制して発熱を回避するという観点から、50nm以上であることが好ましい。
また、金属層28や犠牲金属層36Bは、ソース・ドレイン電極20,22との電気的導通を避けるために、無機絶縁層26の厚みがソース・ドレイン電極20,22の厚みよりも厚くされ、ソース・ドレイン電極20,22と接触しない高さに配置されている。また、金属層46や反射金属層36Aは、無機絶縁層44,34に囲まれており、ソース・ドレイン電極20,22とは接触していない。
2.酸化物半導体素子の製造方法:TFTの製造方法
次に、本実施形態に係る酸化物半導体素子の製造方法としてTFT10の製造方法を一例に挙げて説明する。
(TFT10の製造方法)
図4(A)〜(F)及び図5(A)〜(C)は、TFT10の一連の製造工程図である。
−ゲート電極形成工程−
まず、ゲート電極形成工程を行う。このゲート電極形成工程では、図4(A)に示すように、基板12を用意する。そして、図4(B)に示すように、用意した基板12上に導電膜14Aを成膜する。この成膜方法としては、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD(Chemical Vapor Deposition)、プラズマCVD法等の化学的方式等の中から使用する材料との適性を考慮した方法が用いられる。
成膜後は、図4(C)に示すように、導電膜14Aをフォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングすることにより、導電膜14Aからゲート電極14を形成する。この際、ゲート電極14及びゲート配線を同時にパターンニングすることが好ましい。
−ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程及び無機絶縁層形成工程−
次に、ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程及び無機絶縁層形成工程を行う。これらの形成工程は、ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程及び無機絶縁層形成工程と順番に行ってもよいが、同時に行ってもよく、また以下のように成膜だけ順番通りにし、パターニングは逆の順番にしてもよい。
これらの形成工程では、まず、図4(D)に示すように、ゲート電極14上及び基板12上に、絶縁膜16A、酸化物半導体膜18A、及び絶縁膜26Aを順次成膜する。
これらの成膜方法としては、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式等の中から使用する材料との適性を考慮した方法が用いられる。これらの中でも、膜厚の制御がし易いという観点から、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD又はプラズマCVD法等の気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法(PLD法)がより好ましい。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法がさらに好ましい。例えば、RFマグネトロンスパッタリング成膜法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜することができる。
なお、絶縁膜16A、酸化物半導体膜18A、及び絶縁膜26Aの成膜方法は、これらを連続的に成膜できる点で、同じであることが好ましい。
次に、図4(E)に示すように、絶縁膜26Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、絶縁膜26Aから、保護層24の一部としての無機絶縁層26を形成する。
次に、図4(F)に示すように、酸化物半導体膜18Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、酸化物半導体膜18Aから酸化物半導体層18を形成する。ここで、酸化物半導体膜18Aのゲート電極14と対向するチャネル部分は、無機絶縁層26で覆われているため、この無機絶縁層26がチャネル部分へのエッチングストッパの役割を果たしている。したがって、チャネル部分がエッチングにより劣化することを抑制できる。
次に、図5(A)に示すように、絶縁膜16Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、絶縁膜16Aからゲート絶縁層16を形成する。ここで、酸化物半導体膜18Aのゲート電極14と対向するチャネル部分は、無機絶縁層26で覆われているため、この無機絶縁層26がチャネル部分へのエッチングストッパの役割を果たしている。したがって、チャネル部分がエッチングにより劣化することを抑制できる。
次に、図5(B)に示すように、無機絶縁層26上、酸化物半導体層18上及びゲート絶縁層16上に金属導電膜20Aを成膜する。
この成膜方法としては、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式等の中から使用する材料との適性を考慮した方法が用いられる。
−ソース・ドレイン電極形成工程及び金属層形成工程−
次に、図5(C)に示すように、金属導電膜20Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングして、金属導電膜20Aからソース・ドレイン電極20,22を形成する。ここで、保護層24の一部としての金属層28はこの後に形成してもよいが、製造プロセスを簡略化するという観点から、金属導電膜20Aのパターニングの際に、ソース・ドレイン電極20,22の間で無機絶縁層26の表面に金属導電膜20Aを残して、金属層28を形成することが好ましい。
以上の工程を経ることにより、図1に示すTFT10を作製することができる。
(TFT30の製造方法)
次に、本実施形態に係る酸化物半導体素子の製造方法としてTFT30の製造方法を一例に挙げて説明する。
図6(A)〜(F)及び図7(A)〜(C)は、TFT30の一連の製造工程図である。
−ゲート電極形成工程−
まず、ゲート電極形成工程を行う。このゲート電極形成工程は、図6(A)〜(C)に示すように、TFT10のゲート電極形成工程と同じである。
−ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程、無機絶縁層形成工程及び金属層形成工程−
次に、ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程、無機絶縁層形成工程及び金属層形成工程を行う。これらの形成工程は、ゲート絶縁層形成工程、酸化物半導体層形成工程及び無機絶縁層形成工程と順番に行ってもよいが、同時に行ってもよく、また以下のように成膜だけ順番通りにし、パターニングは逆の順番にしてもよい。
これらの形成工程では、まず、図6(D)に示すように、ゲート電極14上及び基板12上に、絶縁膜16A、酸化物半導体膜18A、絶縁膜34A、及び金属導電膜36Cを順次成膜する。成膜方法は、TFT10における各膜の成膜方法と同じである。
次に、図6(E)に示すように、絶縁膜34A及び金属導電膜36Cを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、絶縁膜34Aから無機絶縁層34の一部を形成し、金属導電膜36Cから反射金属層36Aを形成する。
次に、図6(F)に示すように、絶縁膜34Bを、酸化物半導体膜18A上及び反射金属層36A上に成膜する。この成膜方法としては、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式等の中から使用する材料との適性を考慮した方法が用いられる。
次に、図7(A)に示すように、絶縁膜34Bを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、絶縁膜34Bと先に形成しておいた一部の無機絶縁層34から、保護層32の一部としての無機絶縁層34を形成する。この形成の際、反射金属層36Aは無機絶縁層34に囲まれる。
次に、図7(B)に示すように、酸化物半導体膜18Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、酸化物半導体膜18Aから酸化物半導体層18を形成する。ここで、酸化物半導体膜18Aのゲート電極14と対向するチャネル部分は、無機絶縁層34で覆われているため、この無機絶縁層34がチャネル部分へのエッチングストッパの役割を果たしている。したがって、チャネル部分がエッチングにより劣化することを抑制できる。
次に、図7(C)に示すように、絶縁膜16Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングする。これにより、絶縁膜16Aからゲート絶縁層16を形成する。ここで、酸化物半導体膜18Aのゲート電極14と対向するチャネル部分は、無機絶縁層34で覆われているため、この無機絶縁層34がチャネル部分へのエッチングストッパの役割を果たしている。したがって、チャネル部分がエッチングにより劣化することを抑制できる。
次に、図7(D)に示すように、無機絶縁層34上、酸化物半導体層18上及びゲート絶縁層16上に、金属導電膜20Aを成膜する。成膜方法は、TFT30における各膜の成膜方法と同じである。
−ソース・ドレイン電極形成工程及び金属層形成工程−
次に、図7(E)に示すように、金属導電膜20Aを、フォトリソグラフィー及びエッチング法又はリフトオフ法等により所定の形状にパターンニングして、金属導電膜20Aからソース・ドレイン電極20,22を形成する。ここで、保護層32の一部としての犠牲金属層36Bはこの後に形成してもよいが、製造プロセスを簡略化するという観点から、金属導電膜20Aのパターニングの際に、ソース・ドレイン電極20,22の間で無機絶縁層34上に金属導電膜20Aを残して、犠牲金属層36Bを形成することが好ましい。
以上の工程を経ることにより、図2に示すTFT30を作製することができる。
3.変形例
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
例えば、酸化物半導体膜18Aの成膜後の何れかの工程の間に、酸化物半導体膜18A(酸化物半導体層18)をアニールする工程を行ってもよい。アニールの熱処理温度によっては、酸化物半導体膜18A中の酸素が拡散され、光照射時の動作安定性を向上させることができる。ただし、本実施形態の場合、金属層28,36,46により、酸化物半導体膜18Aに当たる光量が抑制されるため、アニールの熱処理温度を低くすることができる。これにより、フレキシブルな基板12を得る際の材料の選択幅が広がる。
また、TFT10,30の製造方法では、ソース・ドレイン電極20,22と金属層28又は犠牲金属層36Bの構成材料を同じ金属材料としているが、ゲート電極14と金属層28又は犠牲金属層36Bの構成材料を同じ金属材料としてもよい。
4.応用
以上で説明した本実施形態に係るTFT10,30,40の用途には特に限定はないが、例えば電気光学装置(例えば液晶表示装置、有機EL(Electro Luminescence)表示装置、無機EL表示装置等の表示装置、等)における駆動素子、特に大面積デバイスに用いる場合に好適である。
さらに本実施形態のTFT10,30,40は、樹脂基板を用いた低温プロセスで作製可能なデバイスに特に好適であり、各種センサ、MEMS(Micro Electro Mechanical System)等、種々の電子デバイスにおける駆動素子(駆動回路)として、好適に用いられるものである。
5.電気光学装置及びセンサ
本実施形態の電気光学装置又はセンサは、本実施形態に係るTFT10を備えて構成される。
電気光学装置の例としては、表示装置(例えば液晶表示装置、有機EL表示装置、無機EL表示装置、等)がある。
センサの例としては、CCD(Charge Coupled Device)又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサが好適である。
以下、本実施形態に係るTFT10を備えた電気光学装置又はセンサの代表例として、液晶表示装置、有機EL表示装置について説明する。
6.液晶表示装置
図8に、本発明の電気光学装置の一実施形態の液晶表示装置について、その一部分の概略断面図を示し、図9にその電気配線の概略構成図を示す。
図8に示すように、本実施形態の液晶表示装置100は、図1に示したボトムゲート構造でトップコンタクト型のTFT10と、TFT10のパッシベーション層102で保護された酸化物半導体層18上に画素下部電極104およびその対向上部電極106で挟まれた液晶層108と、各画素に対応させて異なる色を発色させるためのRGBカラーフィルタ110とを備え、TFT10の基板12側およびRGBカラーフィルタ110上にそれぞれ偏光板112a、112bを備えた構成である。
また、図9に示すように、本実施形態の液晶表示装置100は、互いに平行な複数のゲート配線112と、該ゲート配線112と交差する、互いに平行なデータ配線114とを備えている。ここでゲート配線112とデータ配線114は電気的に絶縁されている。ゲート配線112とデータ配線114との交差部付近に、TFT10が備えられている。
TFT10のゲート電極14は、ゲート配線112に接続されており、TFT10のソース電極20はデータ配線114に接続されている。また、TFT10のドレイン電極22はゲート絶縁層16に設けられたコンタクトホール116を介して(コンタクトホール116に導電体が埋め込まれて)画素下部電極104に接続されている。この画素下部電極104は、接地された対向上部電極106とともにキャパシタ118を構成している。
このような液晶表示装置100は、波長400nm以上450nm以下の光を含むバックライトが反射してTFT10の保護層24の外側から基板12側(TFT形成側)に向かって照射される。
本実施形態のTFT10では、酸化物半導体層18側に向かうバックライトが金属層28で反射されるので、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制される。したがって、酸化物半導体層18がIn,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含んでいて波長400nm以上450nm以下の光に弱くても、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制されるため、TFT10の光照射時の動作安定性を確保することができる。このため、液晶表示装置100の信頼性が増す。
7.有機EL表示装置
図10に、本発明の電気光学装置の一実施形態のアクティブマトリックス方式の有機EL表示装置について、その一部分の概略断面図を示し、図11に電気配線の概略構成図を示す。
有機EL表示装置の駆動方式には、単純マトリックス方式とアクティブマトリックス方式の2種類がある。単純マトリックス方式は低コストで作製できるメリットがあるが、走査線を1本ずつ選択して画素を発光させることから、走査線数と走査線あたりの発光時間は反比例する。そのため高精細化、大画面化が困難となっている。アクティブマトリックス方式は画素ごとにトランジスタやキャパシタを形成するため製造コストが高くなるが、単純マトリックス方式のように走査線数を増やせないという問題はないため高精細化、大画面化に適している。
本実施形態のアクティブマトリックス方式の有機EL表示装置200は、図1に示したボトムゲート構造のTFT10が、基板12上に設けられている。この基板12は例えば可撓性支持体であって、PENなどのプラスチックフィルムであり、絶縁性とするために表面に基板絶縁層202を有する。その上にパターニングされたカラーフィルタ層204が設置される。駆動TFT部にゲート電極14を有し、さらにゲート絶縁層16がゲート電極14上に設けられる。ゲート絶縁層16の一部には電気的接続のためにコネクションホールが開けられる。駆動TFT部に酸化物半導体層18が設けられ、その上にソース電極20及びドレイン電極22が設けられる。ドレイン電極22と有機EL素子の画素電極(陽極)206とは、連続した一体であって、同一材料・同一工程で形成される。スイッチングTFTのドレイン電極22と駆動TFTは、コネクション電極208によってコネクションホールで電気的に接続される。さらに、画素電極部の有機EL素子が形成される部分を除いて、全体が絶縁膜210で覆われる。画素電極部の上に、発光層を含む有機層212および陰極214が設けられ有機EL素子部が形成される。
また、図11に示すように、本実施形態の有機EL表示装置200は、互いに平行な複数のゲート配線220と、該ゲート配線220と交差する、互いに平行なデータ配線222および駆動配線224とを備えている。ここで、ゲート配線220とデータ配線222、駆動配線224とは電気的に絶縁されている。スイッチング用TFT10bのゲート電極14は、ゲート配線220に接続されており、スイッチング用TFT10bのソース電極20はデータ配線222に接続されている。また、スイッチング用TFT10bのドレイン電極22は駆動用TFT10aのゲート電極14に接続されるとともに、キャパシタ226を用いることで駆動用TFT10aをオン状態に保つ。駆動用TFT10aのソース電極20は駆動配線224に接続され、ドレイン電極22は有機層212に接続される。
このような有機EL表示装置200は、発光層からの光が基板12側から放出されるボトムエミッション型とされており、400nm以上450nm以下の波長光を含む光がTFT10の保護層24の外側(基板12とは反対側)の発光層から酸化物半導体層18側に向かって照射される。
本実施形態のTFT10では、酸化物半導体層18側に向かう光が金属層28で反射されるので、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制される。したがって、酸化物半導体層18がIn,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含んでいて波長400nm以上450nm以下の光に弱くても、酸化物半導体層18に当たる光量が抑制されるため、TFT10の光照射時の動作安定性を確保することができる。このため、有機EL表示装置200の信頼性が増す。
以下に実施例を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下に説明する実施例1は、参考例に相当する。
(実施例1)
実施例1では、図1に示すTFT10と同型のTFTを作製した。
具体的に、実施例1のTFTの作製では、まずLCD用ガラス基板を用意し、これを洗浄(超音波洗浄:アルカリ洗浄液、リンス、乾燥⇒オゾン処理)した。次にDCスパッタにて、ゲート電極用の導電膜としてMo−Nbを約100nm成膜した。成膜後は、導電膜をパターニングしてゲート電極を形成した。このパターニングは、ポジフォトレジストをスピンコートで塗布、プリベーク(90℃:ホットプレート/1min)、露光(約100mJ/cm)、現像、ポストベーク(120℃:ホットプレート/2min)、エッチング(市販エッチング液:燐酸+硝酸+酢酸)、洗浄、乾燥の順で行った。
次に、ゲート絶縁層用の絶縁膜としてSiO、酸化物半導体層用の酸化物半導体膜としてInGaZnO(結晶状態における組成表記だが実施例では非晶質状態)、無機絶縁層用の絶縁膜としてSiOを順次成膜した。
ゲート絶縁層用の絶縁膜の成膜は、成膜温度を350度とし成膜雰囲気をSiHとNOの混合ガスとしたプラズマCVDにより行い、膜の厚みを約100nmとした。
酸化物半導体層用の酸化物半導体膜の成膜は、成膜温度を室温とし成膜雰囲気をArとOの混合ガスとしたDCスパッタにより行い、膜の厚みを約50nmとした。
無機絶縁層用の絶縁膜の成膜は、成膜温度を250度とし成膜雰囲気をSiHとNOの混合ガスとしたプラズマCVDにより行い、膜の厚みを約100nmとした。
次に、フォトリソグラフィーでレジストパターニングを行い、そして無機絶縁層用の絶縁膜をCHFガス雰囲気のドライエッチングにてパターニングした。そして、Oプラズマにてレジストを除去した。これにより、絶縁膜から無機絶縁層を形成した。
次に、フォトリソグラフィーでレジストパターニングを行い、そして酸化物半導体層用の酸化物半導体膜をITOエッチャント使用のウエットエッチングにてパターニングした。そして、Oプラズマにてレジストを除去した。これにより、酸化物半導体膜から酸化物半導体層を形成した。
次に、フォトリソグラフィーでレジストパターニングを行い、そしてゲート絶縁層用の絶縁膜をCHFガス雰囲気のドライエッチングにてパターニングした。そして、Oプラズマにてレジストを除去した。これにより、絶縁膜からゲート絶縁層を形成した。
次に、DCスパッタにて、ソース・ドレイン電極用の金属導電膜として、Moを約100nm成膜した。成膜後は、この金属導電膜をパターニングしてソース・ドレイン電極を形成すると共に、金属層を形成した。このパターニングは、ポジフォトレジストをスピンコートで塗布、プリベーク(90℃:ホットプレート/1min)、露光(約100mJ/cm)、現像、ポストベーク(120℃:ホットプレート/2min)、エッチング(市販エッチング液:燐酸+硝酸+酢酸)、洗浄、乾燥の順で行った。
以上の工程を経て、実施例1に係るTFTを作製した。
(実施例2)
実施例2では、図2に示すTFT30と同型のTFTを作製した。
具体的に、ゲート電極、ゲート絶縁層、酸化物半導体層、無機絶縁層(の一部)、ソース・ドレイン電極、及び金属層(ソース・ドレイン電極と同時に形成する犠牲金属層)の形成は、実施例1と同一の方法で形成した。
ただし、実施例2では、無機絶縁膜のパターニングの前に、無機絶縁層上に金属膜としてのMoをDCスパッタにより成膜しておき、無機絶縁膜のパターニングで、金属膜も共にパターニングする。これにより、無機絶縁層の一部と、金属層(反射金属層)を形成する。そして、この金属層上及び酸化物半導体層上に、さらに絶縁膜(SiO)を成膜してパターニングし、無機絶縁層を形成した。ソース・ドレイン電極及び犠牲金属層の形成は、この無機絶縁層を全て形成した後に行った。
以上の工程を経て、実施例2に係るTFTを作製した。
(比較例1)
比較例1では、ソース・ドレイン電極の形成の際に、犠牲金属層を形成しない以外は、図1に示すTFT10と同一の方法でTFTを作製した。
(評価)
作製した実施例1,2及び比較例1に係るTFTの光照射時の動作安定性(ΔVth)について評価を行った。なお、TFTの素子サイズは、それぞれチャネル長180um、チャネル幅1mmである。
各TFTはダーク環境下に1時間大気中に放置して、TFT保管環境下での室内光の影響を排除した。そして、各TFTに対して、ゲート電極、ソース・ドレイン電極間には電圧印加しない状態で保護層側から光照射(キセノンランプを分光にて10uW/cm)した。照射時間は10分後のタイミングでゲート電極、ソース・ドレイン電極間に電圧を印加し、Vg−Id特性を測定した(この時、光照射は継続、測定波長は400nm〜500nmの間で20nm毎)。これにより、予め光照射していない時のVg-Id特性からVthを算出したものから、波長毎のΔVthを算出した。
なお、測定毎に光照射時の影響を排除するために、1計測(例:500nm)終了する毎に、光照射していない時のVg-Id特性を再現するまで、ダーク環境下で放置した。また、Vg−Id特性の測定には、半導体パラメータ・アナライザ(アジレントテクノロジー社製)を用いた。
波長毎のΔVthの算出結果を表1及び図12に示す。
表1及び図12に示す結果から、比較例1では、波長400nm〜450nmの光照射に対して、|ΔVth|が1Vを上回り、TFTが動作不安定であることが分かる。特に、波長400nm〜420nmの光照射に対しては、|ΔVth|が飛躍的に大きくなり(悪くなり)、TFTが一層動作不安定であることが分かる。
これに対し、実施例1及び2では、波長400nm〜450nmのどの波長の光照射であっても、|ΔVth|が1Vを下回り、TFTの動作安定性が確保されていることが分かる。特に、波長400nm〜420nmの光照射に対しても、|ΔVth|が飛躍的に大きくなることもなく、TFTの動作安定性がより確保されていることが分かる。
10,30,40 TFT(酸化物半導体素子)
14 ゲート電極(電極)
16 ゲート絶縁層
18 酸化物半導体層
20 ソース電極(電極)
22 ドレイン電極(電極)
24,32,42 保護層
26,34,44 無機絶縁層
28,36,46 金属層
36B 犠牲金属層(金属層)
36A 反射金属層(金属層)

Claims (9)

  1. 金属材料で構成された電極と、
    In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体層と、
    前記酸化物半導体層に積層され、無機絶縁層と、前記電極と同じ金属材料で構成された多層の金属層とを含む保護層と、
    を有し、
    前記多層の金属層は、前記無機絶縁層の内部に配置された反射金属層を含む、
    酸化物半導体素子。
  2. 前記多層の金属層の総厚は、50nm以上である、
    請求項1に記載の酸化物半導体素子。
  3. 前記酸化物半導体層の前記保護層が配置されている側とは反対側にゲート絶縁層を介して配置されたゲート電極を含み、
    前記電極は、前記保護層を挟んでそれぞれ前記酸化物半導体層に積層され、前記酸化物半導体層を介して互いに導通可能なソース電極及びドレイン電極であり、
    前記多層の金属層の少なくとも一部は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と同じ金属材料で構成され、前記保護層の頂部に配置されている、
    請求項1又は請求項2に記載の酸化物半導体素子。
  4. 前記多層の金属層は、前記保護層の頂部に配置された犠牲金属層と、前記無機絶縁層の内部に配置され前記犠牲金属層よりも波長400nm以上450nm以下の光の反射率が高い前記反射金属層と、を有する、
    請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の酸化物半導体素子。
  5. 前記多層の金属層は、前記ゲート電極と同じ金属材料で構成されている、
    請求項3又は請求項4に記載の酸化物半導体素子。
  6. 前記無機絶縁層は、前記多層の金属層の金属材料を含んでいる、
    請求項1〜請求項の何れか1項に記載の酸化物半導体素子。
  7. In,Zn,Ga及びSnから選ばれる少なくとも1種を含む酸化物半導体層を形成する工程と、
    金属材料で構成された電極を形成する工程と、
    前記酸化物半導体層に積層され、無機絶縁層と、前記電極と同じ金属材料で構成された多層の金属層とを含む保護層を形成する工程と、
    を有し、
    前記多層の金属層は、前記無機絶縁層の内部に配置された反射金属層を含み、
    前記電極を形成する工程は、前記無機絶縁層及び酸化物半導体層に金属導電膜を成膜する工程と、前記金属導電膜をパターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、を含み、
    前記保護層を形成する工程のうち前記反射金属層を形成する工程では、前記電極を形成する工程で、前記金属導電膜をパターニングする際に、前記ソース電極及びドレイン電極を形成するとともに、前記無機絶縁層に前記金属導電膜を残して前記反射金属層を形成する
    酸化物半導体素子の製造方法。
  8. 請求項1〜請求項の何れか1項に記載の酸化物半導体素子を備えた表示装置。
  9. 請求項1〜請求項の何れか1項に記載の酸化物半導体素子を備えたイメージセンサ。
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