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Description
ゲート電極と、前記ゲート電極に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた酸化物半導体からなる半導体層と、を有する薄膜トランジスタであって、前記ゲート電極は前記半導体層の少なくとも一部と対向した、前記薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有し、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している。
酸化物半導体からなる半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有し、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している。
酸化物半導体からなる半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタと、
シリコンを主成分とする第1層と、チタンを主成分とし前記第1層に接した第2層と、を有し、前記半導体層に対して前記ゲート電極の反対側に位置し、前記半導体層のチャネル領域と対向した遮光層と、
前記半導体層と前記遮光層との間に介在した他の絶縁層と、を備え、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している。
表示装置は、薄膜トランジスタ(Thin-film Transistor:TFT)を用いている。薄膜トランジスタの半導体層は、非晶質シリコン、多結晶シリコン又は酸化物半導体で形成されている。酸化物半導体層は、非晶質シリコン層及び多結晶シリコン層と比べてリーク電流が低い、非晶質シリコン層と比べて移動度が高い、多結晶シリコン層と比べて製造コストが低い、等の特長を有している。
図1に示すように、表示装置1は、画像を表示するアクティブエリア(表示領域)ACTと、アクティブエリアACTの外側の額縁領域(非表示領域)と、を備えている。表示装置1は、液晶表示パネルPLNを備えている。液晶表示パネルPLNは、アレイ基板ARや、対向基板及び液晶層を備えている。対向基板は、アレイ基板ARに所定の隙間を置いて対向配置されている。液晶層は、アレイ基板ARと対向基板との間に挟持されている。
この実施形態において、ゲート電極GEは、さらにコア層LCを含んでいる。コア層LCは、第2層L2に対して第1層L1の反対側に位置している。ここでは、コア層LCは、ゲート電極GEのコア層であり、ゲート電極GEの電気的な機能のコアとなる。コア層LCは、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)等の金属材料あるいはこれらの金属材料を含む合金などによって形成されている。本実施形態において、コア層LCはアルミニウム合金で形成されている。
上記コア層LC、第2層L2及び第1層L1は、絶縁基板10の主面の上方に順に積層されている。第1層L1は、第2層L2より半導体層SMC側に位置している。ここでは、第1層L1及び第2層L2のそれぞれのサイズはコア層LCのサイズと同一であり、第1層L1及び第2層L2はコア層LCに完全に重なって形成されている。この場合、1回のフォトリソグラフィ工程で、積層されたアルミニウム合金膜、チタン膜及びシリコン膜にパターニングを施すことにより、コア層LC、第2層L2及び第1層L1を同時に形成することができる。2回又は3回のフォトリソグラフィ工程を必要としないため、製造工程の削減を図ることができる。
すなわち、シリコン層(第1層L1)及びチタン層(第2層L2)の積層体は、少なくともゲート電極GEを形成すればよく、必要に応じて走査線Gを形成すればよい。
第2電極E2は、半導体層SMCの上方に位置し、第2領域R2に接している。この実施形態において、第2電極E2は、ゲート絶縁層GI及び半導体層SMCの上に形成されている。第2電極E2の一端は、第2領域R2とチャネル領域R3との境界に対向している。すなわち、本実施形態において、チャネル領域R3のチャネル長は、対向する第1電極E1の一端から第2電極E2の一端までの距離に相当する。
上記のように、本実施形態に係る薄膜トランジスタTRは、ボトムゲート型薄膜トランジスタの構造をとっている。
本願発明者が第1水素蓄積量と第2水素蓄積量とを調査したところ、第1水素蓄積量は、第2水素蓄積量と比べて多い結果となった。詳しくは、第1水素蓄積量は、第2水素蓄積量の10倍程度であった。
上記のことから、第1の実施形態によれば、信頼性に優れた表示装置1を得ることができる。
遮光層LSは、半導体層SMCに対してゲート電極GEの反対側に位置し、半導体層SMCのチャネル領域R3と対向している。このため、遮光層LSは、絶縁基板10の主面とは反対の外面側からチャネル領域R3に向けて放出される光を遮蔽することができる。
なお、遮光層LSは、第3方向Zにて、半導体層SMCの少なくともチャネル領域R3と対向している。この実施形態において、ゲート電極GEは、チャネル領域R3の全体、第1領域R1の一部及び第2領域R2の一部と対向している。但し、遮光層LSと第1領域R1とが対向する領域や、遮光層LSと第2領域R2とが対向する領域が大きくなるほど、寄生容量が大きくなり、薄膜トランジスタTRの動作に及ぼす悪影響が大きくなるため、遮光層LSのサイズに関しては留意する必要がある。
なお、ゲート電極GEは、必要に応じてコア層LCを含んでいればよい。例えば、コア層LC無しにゲート電極GEを形成する場合、第2層L2がゲート電極GEのコア層となるように形成される。
上記のように、本実施形態に係る薄膜トランジスタTRは、トップゲート型薄膜トランジスタの構造をとっている。
上記のことから、第2の実施形態によれば、信頼性に優れた表示装置1を得ることができる。
シリコン層(第1層L1又は第3層L3)とチタン層(第2層L2又は第4層L4)との積層体を有していればよい。この場合においても、ゲート電極GE及び遮光層LSの少なくとも一方は大量の水素を蓄積することができるため、半導体層SMCまで到達する水素の量を一層低減することができる。例えば、半導体層SMCに光が照射されることの無い表示装置1の場合、表示装置1は遮光層LS無しに形成されていてもよい。
上述した薄膜トランジスタTRは、表示装置以外の半導体装置に適用可能であり、例えば、各種メモリ、又は各種センサに適用可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]ゲート電極と、前記ゲート電極に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた半導体層と、を有する薄膜トランジスタであって、前記ゲート電極は前記半導体層の少なくとも一部と対向した、前記薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有する、表示装置。
[2]半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有する、表示装置。
[3]半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタと、
シリコンを主成分とする第1層と、チタンを主成分とし前記第1層に接した第2層と、を有し、前記半導体層に対して前記ゲート電極の反対側に位置し、前記半導体層のチャネル領域と対向した遮光層と、
前記半導体層と前記遮光層との間に介在した他の絶縁層と、を備える、表示装置。
[4]前記半導体層は、インジウム、ガリウム及び亜鉛の少なくとも一を含む酸化物半導体層である[1]乃至[3]の何れか1に記載の表示装置。
[5]前記第1層は、前記第2層より前記半導体層側に位置している[1]乃至[3]の何れか1に記載の表示装置。
[6]前記第2層は、前記第1層より前記半導体層側に位置している[1]乃至[3]の何れか1に記載の表示装置。
[7]前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成している[1]乃至[3]の何れか1に記載の表示装置。
[8]シリコンを主成分とする第3層と、チタンを主成分とし前記第3層に接した第4層と、を有し、前記半導体層に対して前記ゲート電極の反対側に位置し、前記半導体層のチャネル領域と対向した遮光層と、
前記半導体層と前記遮光層との間に介在した他の絶縁層と、をさらに備える[2]に記載の表示装置。
[9]前記第3層は、前記第4層より前記半導体層側に位置している[8]に記載の表示装置。
[10]前記第3層及び第4層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成している[8]に記載の表示装置。
Claims (8)
- ゲート電極と、前記ゲート電極に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた酸化物半導体からなる半導体層と、を有する薄膜トランジスタであって、前記ゲート電極は前記半導体層の少なくとも一部と対向した、前記薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有し、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している、表示装置。 - 酸化物半導体からなる半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタを備え、
前記ゲート電極は、シリコンを主成分とする第1層とチタンを主成分とし前記第1層に接した第2層とを含み前記絶縁層に接した積層体を有し、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している、表示装置。 - 酸化物半導体からなる半導体層と、前記半導体層に重畳して設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ前記半導体層の少なくとも一部と対向したゲート電極と、を有する薄膜トランジスタと、
シリコンを主成分とする第1層と、チタンを主成分とし前記第1層に接した第2層と、を有し、前記半導体層に対して前記ゲート電極の反対側に位置し、前記半導体層のチャネル領域と対向した遮光層と、
前記半導体層と前記遮光層との間に介在した他の絶縁層と、を備え、
前記第1層及び第2層は、少なくともこれらの境界近傍にシリサイド化されたシリサイド領域を形成し、
前記シリサイド領域は水素を蓄積している、表示装置。 - 前記半導体層は、インジウム、ガリウム及び亜鉛の少なくとも一を含んでいる請求項1乃至3の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記第1層は、前記第2層より前記半導体層側に位置している請求項1乃至3の何れか1項に記載の表示装置。
- 前記第2層は、前記第1層より前記半導体層側に位置している請求項1乃至3の何れか1項に記載の表示装置。
- シリコンを主成分とする第3層と、チタンを主成分とし前記第3層に接した第4層と、を有し、前記半導体層に対して前記ゲート電極の反対側に位置し、前記半導体層のチャネル領域と対向した遮光層と、
前記半導体層と前記遮光層との間に介在した他の絶縁層と、をさらに備える請求項2に記載の表示装置。 - 前記第3層は、前記第4層より前記半導体層側に位置している請求項7に記載の表示装置。
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