TWI539608B - Semiconductor device and display device - Google Patents

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TWI539608B
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Tohru Okabe
Hirohiko Nishiki
Takeshi Hara
kenichi Kitoh
Hisao Ochi
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Sharp Kk
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Description

半導體裝置及顯示裝置
本發明係關於一種半導體裝置及顯示裝置。
在用於液晶顯示裝置之液晶面板中，呈矩陣狀設置有多個TFT作為用以控制各像素之動作之開關元件。先前，作為用於TFT之半導體膜，一般而言使用非晶矽等矽半導體，而近年來，提出使用電子遷移率更高之氧化物半導體作為半導體膜。於下述專利文獻1中記載有將使用此種氧化物半導體之TFT用作開關元件之液晶顯示裝置之一例。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利特開2010-230744號公報
由於氧化物半導體之電子遷移率較高，故而可使TFT進一步小型化，從而可謀求液晶面板中之開口率之提高，除此以外，可於設置有TFT之陣列基板上設置各種電路部。另一方面，若氧化物半導體吸取來自其他膜或外部之水分，則其電特性容易產生變化，有上述電路部因該變化而變得不正常作動之虞。
本發明係基於如上所述之情況而完成者，其目的在於使非顯示部用電晶體不易產生動作不良。
本發明之半導體裝置包括：基板；第1金屬膜，其形成於上述基板上；第1絕緣膜，其至少形成於上述第1金屬膜上；半導體膜，其形成於上述第1絕緣膜上；第2金屬膜，其至少形成於上述半導體膜上；第2絕緣膜，其至少形成於上述第2金屬膜上；有機絕緣膜，其形成於上述第2絕緣膜上；第1透明電極膜，其形成於上述有機絕緣膜上；第3絕緣膜，其至少形成於上述第1透明電極膜上；第2透明電極膜，其至少形成於上述第3絕緣膜上；顯示部，其於上述基板之板面內顯示圖像；顯示部用電晶體，其配置於上述顯示部，且至少包括包含上述第1金屬膜之第1閘極電極部、包含上述半導體膜且於俯視時與上述第1閘極電極部重疊之第1通道部、包含上述第2金屬膜且連接於上述第1通道部之第1源極電極部、及包含上述第2金屬膜且連接於上述第1通道部之第1汲極電極部；第1透明電極部，其配置於上述顯示部並且包含上述第1透明電極膜；第1絕緣部，其配置於上述顯示部並且包含上述第2絕緣膜、上述有機絕緣膜及上述第3絕緣膜，且於其在俯視時與上述第1汲極電極部重疊之位置貫通形成有接觸孔；第2透明電極部，其配置於上述顯示部並且包含上述第2透明電極膜，且通過上述接觸孔而連接於上述第1汲極電極部；非顯示部，其於上述基板之板面內配置於上述顯示部外；非顯示部用電晶體，其配置於上述非顯示部，且至少包括包含上述第1金屬膜之第2閘極電極部、包含上述半導體膜且於俯視時與上述第2閘極電極部重疊之第2通道部、包含上述第2金屬膜且連接於上述第2通道部之第2源極電極部、及包含上述第2金屬膜且連接於上述第2通道部之第2汲極電極部；上層側絕緣部，其配置於上述非顯示部並且包含上述第3絕緣膜；及下層側絕緣部，其配置於上述非顯示部並且至少包含上述第2絕緣膜，且積層於上述上層側絕緣部之下層側。
如此，若將配置於基板之板面內之顯示部之顯示部用電晶體中之第1閘極電極部接通，則經由第1通道部使第1源極電極部與第1汲極電極部通電，藉此連接於第1汲極電極部之第2透明電極部得以充電，因此可基於第2透明電極部與第1透明電極部之間所產生之電位差而於顯示部顯示圖像。
且說，用於有機絕緣膜之材料多數情況下具有易吸濕之性質。若有機絕緣膜所含有之水分被半導體膜吸取而產生劣化，則有半導體膜之電特性產生變化之虞。顯示部用電晶體由於在第1源極電極部與第1汲極電極部之間流通之電流量較少，故而即便包含半導體膜之第1通道部產生劣化而導致其電特性產生變化，對其動作造成不良影響之可能性亦較低，但非顯示部用電晶體有於第2源極電極部與第2汲極電極部之間流通之電流量變多之情形，關於此種非顯示部用電晶體，若包含半導體膜之第2通道部產生劣化而導致其電特性產生變化，則對動作造成不良影響之可能性變高。
關於此點，如上所述，非顯示部用電晶體由於在包含第3絕緣膜之上層側絕緣部與至少包含第2絕緣膜之下層側絕緣部之間不包括有機絕緣膜，故而包含半導體膜之第2通道部不易產生劣化，因此第2通道部之電特性不易產生變化。藉此，非顯示部用電晶體不易產生動作不良。
作為本發明之實施態樣，較佳為以下構成。
(1)上述下層側絕緣部係設為膜厚相對較上述上層側絕緣部大者。如此，由於下層側絕緣部之膜厚相對大於上層側絕緣部之膜厚，故而於該半導體裝置之製造過程中，在成膜第3絕緣膜(上層側絕緣部)時可使較第2絕緣膜(下層側絕緣部)更下層側不易受到損傷。
(2)包括保護膜，其以至少介置於上述半導體膜與上述第2金屬膜之間之形式形成而保護上述半導體膜，上述顯示部用電晶體包括第1 保護部，該第1保護部包含上述保護膜且於在俯視時與上述第1通道部重疊之位置貫通形成有2個第1開口部，上述第1源極電極部通過2個上述第1開口部中之一者而連接於上述第1通道部，相對於此，上述第1汲極電極部通過2個上述第1開口部中之另一者而連接於上述第1通道部，上述非顯示部用電晶體包括第2保護部，該第2保護部包含上述保護膜且於在俯視時與上述第2通道部重疊之位置貫通形成有2個第2開口部，上述第2源極電極部通過2個上述第2開口部中之一者而連接於上述第2通道部，相對於此，上述第2汲極電極部通過2個上述第2開口部中之另一者而連接於上述第2通道部，上述下層側絕緣部係設為包含上述第2絕緣膜與上述保護膜者。如此，由於可藉由介置於半導體膜與第2金屬膜之間之保護膜保護半導體膜，故而於製造過程中在成膜第2金屬膜時，亦不易蝕刻包含半導體膜之第1通道部及第2通道部。而且，由於下層側絕緣部係設為包含第2絕緣膜與保護膜者，故而於該半導體裝置之製造過程中，在成膜第3絕緣膜時可使較第2絕緣膜及保護膜更下層側不易受到損傷。又，藉由在包含保護膜之第1保護部形成2個第1開口部，而可對第1通道部分別連接第1源極電極部及第1汲極電極部。又，藉由在包含保護膜之第2保護部形成2個第2開口部，而可對第2通道部分別連接第2源極電極部及第2汲極電極部。
(3)上述保護膜包含氧化矽。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜之材料，故而於顯示部用電晶體及非顯示部用電晶體中，藉由將在半導體膜之上層側保護半導體膜之保護膜之材料設為氧化矽，而使包含半導體膜之第1通道部及第2通道部之電特性不易產生變化。
(4)上述顯示部用電晶體中，構成上述第1絕緣部之上述第2絕緣膜之膜厚大於構成上述第1絕緣部之上述第3絕緣膜之膜厚，且與構成上述非顯示部用電晶體所包括之上述下層側絕緣部之上述第2絕緣膜 之膜厚相同。如此，由於第2絕緣膜於顯示部與非顯示部中以同一膜厚成膜，故而可以1次完成成膜步驟。藉此，可謀求工站時間之縮短化等。
(5)上述第3絕緣膜包含氮化矽。由於氮化矽與例如氧化矽等相比於成膜時易含有氫，故而有半導體膜被該氫還原之虞，但藉由在非顯示部用電晶體中使至少包含第2絕緣膜之下層側絕緣部之膜厚大於包含第3絕緣膜之上層側絕緣部之膜厚，從而包含半導體膜之第2通道部不易被還原，因此第2通道部之電特性不易產生變化。
(6)上述有機絕緣膜包含丙烯酸系樹脂材料。由於丙烯酸系樹脂材料具有易吸水之性質，故而有半導體膜因該水分而產生劣化之虞，但藉由在非顯示部用電晶體中使至少包含第2絕緣膜之下層側絕緣部之膜厚大於包含第3絕緣膜之上層側絕緣部之膜厚，從而包含半導體膜之第2通道部不易產生劣化，因此第2通道部之電特性不易產生變化。
(7)上述半導體膜包含氧化物半導體。雖氧化物半導體具有易被氧化或還原之性質，但藉由將非顯示部用電晶體設為不包括有機絕緣膜之構成，從而包含半導體膜之第2通道部不易產生劣化，因此第2通道部之電特性不易產生變化。
(8)包括：掃描信號線，其配置於上述顯示部，且藉由連接於上述第1閘極電極部而對上述顯示部用電晶體傳輸掃描信號；及緩衝電路部，其配置於上述非顯示部，且連接於上述掃描信號線並且供給上述掃描信號；上述非顯示部用電晶體構成上述緩衝電路部。如此，於構成緩衝電路部之非顯示部用電晶體中，在第2源極電極部與第2汲極電極部之間流通之電流量有大於在顯示部用電晶體之第1源極電極部與第1汲極電極部之間流通之電流量的傾向，故而若形成非顯示部用電晶體之第2通道部之半導體膜因來自其他膜或外部之水分而產生劣 化，導致電特性產生變化，則不正常地作動之可能性變得更高。然而，如上所述，藉由使非顯示部用電晶體不包括有機絕緣膜，從而第2通道部不易產生劣化，因此構成緩衝電路部之非顯示部用電晶體不易產生動作不良。
(9)上述第2絕緣膜包含氧化矽。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜之材料，故而藉由在非顯示部用電晶體中將構成下層側絕緣部之第2絕緣膜之材料設為氧化矽，從而包含半導體膜之第2通道部之電特性更不易產生變化。
(10)上述第1絕緣膜係設為包含氮化矽之下層側第1絕緣膜、與配置於上述下層側第1絕緣膜與上述半導體膜之間且包含氧化矽之上層側第1絕緣膜的積層構造。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜之材料，故而藉由在顯示部用電晶體及非顯示部用電晶體中將配置於下層側第1絕緣膜與半導體膜之間之上層側第1絕緣膜之材料設為氧化矽，從而包含半導體膜之第1通道部及第2通道部之電特性不易產生變化。
(11)上述第2絕緣膜及上述第3絕緣膜於上述顯示部及上述非顯示部之整個區域內俯視時之圖案相同。如此，例如於將第3絕緣膜成膜並圖案化之後，可使用該第3絕緣膜作為抗蝕膜而將第2絕緣膜圖案化。藉此，由於將第2絕緣膜圖案化時不需要掩膜，故而可謀求製造設備之簡化及製造成本之降低等。而且，由於將第2絕緣膜圖案化時不使用有機絕緣膜作為抗蝕膜，故而可提高有機絕緣膜之圖案之自由度，藉此，於非顯示部中可實現在包含第3絕緣膜之上層側絕緣部與至少包含第2絕緣膜之下層側絕緣部之間不介置有機絕緣膜之構成。
其次，為解決上述問題，本發明之顯示裝置包括：上述半導體裝置；對向基板，其以與上述半導體裝置對向之方式配置；及液晶層，其配置於上述半導體裝置與上述對向基板之間。
根據此種顯示裝置，由於上述半導體裝置之非顯示部用電晶體不易產生動作不良，故而動作可靠性等優異。
根據本發明，可使非顯示部用電晶體不易產生動作不良。
10‧‧‧液晶顯示裝置
11‧‧‧液晶面板(顯示裝置)
11a‧‧‧CF基板(對向基板)
11b、111b、511b‧‧‧陣列基板(半導體裝置)
11c‧‧‧液晶層
11d‧‧‧配向膜
11e‧‧‧配向膜
11f‧‧‧偏光板
11g‧‧‧偏光板
11h‧‧‧濾色器
11i‧‧‧遮光層
12‧‧‧控制電路基板
13‧‧‧可撓性基板
14‧‧‧背光裝置
14a‧‧‧底座
15‧‧‧外部構件
15a‧‧‧開口部
16‧‧‧外部構件
17、117、517‧‧‧顯示部用TFT(顯示部用電晶體)
17a‧‧‧第1閘極電極部
17b、517b‧‧‧第1源極電極部
17c、517c‧‧‧第1汲極電極部
17d、517d‧‧‧第1通道部
17e‧‧‧第1保護部
17e1、17e2‧‧‧第1開口部
18‧‧‧像素電極部(第2透明電極部)
18a‧‧‧狹縫
19‧‧‧閘極配線(掃描信號線)
20‧‧‧源極配線
21‧‧‧驅動器
22‧‧‧共用電極部(第1透明電極部)
23‧‧‧第1透明電極膜
24‧‧‧第2透明電極膜
25‧‧‧第1絕緣部
26‧‧‧緩衝電路部
27‧‧‧行控制電路部
28‧‧‧列控制電路部
29、129、529、629‧‧‧非顯示部用TFT(非顯示部用電晶體)
29a‧‧‧第2閘極電極部
29b、529b、629b‧‧‧第2源極電極部
29c、529c、629c‧‧‧第2汲極電極部
29d、529d、629d‧‧‧第2通道部
29e、629e‧‧‧第2保護部
29e1、29e2、629e1、629e2‧‧‧第2開口部
30、530‧‧‧下層側絕緣部
31、531‧‧‧上層側絕緣部
34‧‧‧第1金屬膜
35、435‧‧‧閘極絕緣膜(第1絕緣膜)
35a‧‧‧下層側閘極絕緣膜(下層側第1絕緣膜)
35b‧‧‧上層側閘極絕緣膜(上層側第1絕緣膜)
36、536‧‧‧半導體膜
37‧‧‧保護膜
38、538‧‧‧第2金屬膜
39、139、239、339、439、539‧‧‧第1層間絕緣膜(第2絕緣膜)
40‧‧‧有機絕緣膜
41、141、241、341、541‧‧‧第2層間絕緣膜(第3絕緣膜)
139a‧‧‧下層側第1層間絕緣膜
139b‧‧‧上層側第1層間絕緣膜
AA‧‧‧顯示部
B‧‧‧著色部
CH‧‧‧接觸孔
G‧‧‧著色部
GS‧‧‧玻璃基板(基板)
NAA‧‧‧非顯示部
R‧‧‧著色部
T1~T7‧‧‧膜厚
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸
圖1係表示本發明之實施形態1之安裝有驅動器之液晶面板、可撓性基板與控制電路基板之連接構成之概略平面圖。
圖2係表示液晶顯示裝置之沿著長邊方向之剖面構成之概略剖面圖。
圖3係表示液晶面板之剖面構成之概略剖面圖。
圖4係概略性地表示構成液晶面板之陣列基板之配線構成之平面圖。
圖5係表示顯示部用TFT之配線構成之平面圖。
圖6係表示顯示部中之像素之平面構成之平面圖。
圖7係圖6之vii-vii線剖面圖。
圖8係表示非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖9係表示本發明之實施形態2之非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖10係表示顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖11係表示本發明之實施形態3之非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖12係表示本發明之實施形態4之非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖13係表示本發明之實施形態5之非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖14係表示本發明之實施形態6之顯示部用TFT之剖面構成之剖 面圖。
圖15係表示非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
圖16係表示本發明之實施形態7之非顯示部用TFT之剖面構成之剖面圖。
<實施形態1>
藉由圖1至圖8對本發明之實施形態1進行說明。於本實施形態中，對液晶顯示裝置10進行例示。再者，於各圖式之一部分示出有X軸、Y軸及Z軸，且以各軸方向成為各圖式中所示之方向之方式進行描繪。又，關於上下方向，以圖2等為基準，且將該圖上側設為正側並且將該圖下側設為背側。
如圖1及圖2所示，液晶顯示裝置10包括：液晶面板(顯示裝置)11，其包括可顯示圖像之顯示部AA及顯示部AA外之非顯示部NAA；驅動器(面板驅動部)21，其驅動液晶面板11；控制電路基板(外部之信號供給源)12，其自外部對驅動器21供給各種輸入信號；可撓性基板(外部連接零件)13，其將液晶面板11與外部之控制電路基板12電性連接；及作為外部光源之背光裝置(照明裝置)14，其對液晶面板11供給光。又，液晶顯示裝置10亦包括相互進行組裝且用以收容、保持液晶面板11及背光裝置14之正背一對外部構件15、16，於其中之正側之外部構件15形成有用以自外部視認顯示於液晶面板11之顯示部AA之圖像之開口部15a。本實施形態之液晶顯示裝置10係用於可攜式資訊終端(包含電子書或PDA(Personal Digital Assistant，個人數位助理)等)、行動電話(包含智慧型手機等)、筆記型電腦(包含平板型筆記型電腦等)、數位相框、可攜式遊戲機、電子墨水紙等各種電子機器(未圖示)。因此，構成液晶顯示裝置10之液晶面板11之畫面尺寸係設為數英吋~十數英吋左右，一般而言設為被分類為小型或中小型之大 小。
首先，對背光裝置14進行簡單說明。如圖2所示，背光裝置14包括：底座14a，其朝向正側(液晶面板11側)開口，且形成為大致箱形；未圖示之光源(例如冷陰極管、LED、有機EL等)，其配置於底座14a內；及未圖示之光學構件，其以覆蓋底座14a之開口部之形式配置。光學構件具有將自光源發出之光轉換為面狀等功能。
繼而，對液晶面板11進行說明。如圖1所示，液晶面板11整體形成為縱長之方形狀(矩形狀)，於偏靠其長邊方向上之一端部側(圖1所示之上側)之位置配置有顯示部(有效區)AA，並且於偏靠其長邊方向上之另一端部側(圖1所示之下側)之位置分別安裝有驅動器21及可撓性基板13。於該液晶面板11中，顯示部AA外之區域成為不顯示圖像之非顯示部(無效區)NAA，該非顯示部NAA包含包圍顯示部AA之大致框狀之區域(下述CF基板11a中之邊框部分)、及於長邊方向之另一端部側所確保之區域(下述陣列基板11b中之不與CF基板11a重疊而露出之部分)，且於其中之在長邊方向之另一端部側所確保之區域內包含驅動器21及可撓性基板13之安裝區域(安裝區域)。液晶面板11之短邊方向與各圖式之X軸方向一致，長邊方向與各圖式之Y軸方向一致。再者，於圖1中，較CF基板11a小一圈之框狀之一點鏈線表示顯示部AA之外形，較該實線更外側之區域成為非顯示部NAA。
繼而，對連接於液晶面板11之構件進行說明。如圖1及圖2所示，控制電路基板12係藉由螺釘等而安裝於背光裝置14中之底座14a之背面(與液晶面板11側為相反側之外表面)。該控制電路基板12係於酚醛紙或玻璃環氧樹脂製之基板上安裝有用以對驅動器21供給各種輸入信號之電子零件，並且佈線形成有未圖示之特定圖案之配線(導電路徑)。於該控制電路基板12，經由未圖示之ACF(Anisotropic Conductive Film，各向異性導電膜)而電性且機械連接有可撓性基板 13之一端部(一端側)。
如圖2所示，可撓性基板(FPC基板)13包括具有絕緣性及可撓性且包含合成樹脂材料(例如聚醯亞胺系樹脂等)之基材，於該基材上具有多根配線圖案(未圖示)，且長度方向上之一端部如上所述般連接於配置在底座14a之背面側之控制電路基板12，相對於此，另一端部(另一端側)連接於液晶面板11中之陣列基板11b，因此該可撓性基板13於液晶顯示裝置10內係以剖面形狀成為大致U型之方式彎曲成折回狀。於可撓性基板13之長度方向上之兩端部，配線圖案露出至外部而構成端子部(未圖示)，該等端子部分別電性連接於控制電路基板12及液晶面板11。藉此，可將自控制電路基板12側供給之輸入信號傳輸至液晶面板11側。
如圖1所示，驅動器21係設為包含內部具有驅動電路之LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)晶片者，且藉由基於自作為信號供給源之控制電路基板12供給之信號而作動，對自作為信號供給源之控制電路基板12供給之輸入信號進行處理而生成輸出信號，並將該輸出信號向液晶面板11之顯示部AA輸出。該驅動器21於俯視時形成為橫長之方形狀(沿著液晶面板11之短邊形成為長條狀)，並且對於液晶面板11(下述陣列基板11b)之非顯示部NAA進行直接安裝，即，進行COG(Chip On Glass，玻璃覆晶)安裝。再者，驅動器21之長邊方向與X軸方向(液晶面板11之短邊方向)一致，驅動器21之短邊方向與Y軸方向(液晶面板11之長邊方向)一致。
再次對液晶面板11進行說明。如圖3所示，液晶面板11包括：一對基板11a、11b；及液晶層11c，其介置於兩基板11a、11b之間，且包含作為光學特性隨著電場施加而產生變化之物質之液晶分子；兩基板11a、11b係以維持相當於液晶層11c之厚度之間隙之狀態藉由未圖示之密封劑而貼合。本實施形態之液晶面板11之動作模式為將IPS(In- Plane Switching，橫向電場切換)模式進一步改良而成之FFS(Fringe Field Switching，邊緣場切換)模式，於一對基板11a、11b中之陣列基板11b側，一併形成有下述像素電極部(第2透明電極部)18及共用電極部(第1透明電極部)22，且將該等像素電極部18與共用電極部22配置於不同層。一對基板11a、11b中之正側(正面側)為CF基板(對向基板)11a，背側(背面側)為陣列基板(半導體裝置)11b。該等CF基板11a及陣列基板11b係包括大致透明(具有較高之透光性)之玻璃基板GS，且於該玻璃基板GS上積層形成各種膜而成。其中，CF基板11a如圖1及圖2所示，短邊尺寸與陣列基板11b大致相等，但長邊尺寸小於陣列基板11b，並且其係相對於陣列基板11b以使長邊方向上之一(圖1所示之上側)端部對齊之狀態而貼合。因此，陣列基板11b中之長邊方向上之另一(圖1所示之下側)端部遍及特定範圍不與CF基板11a重合，而成為正背兩板面露出至外部之狀態，於此處確保驅動器21及可撓性基板13之安裝區域。再者，於兩基板11a、11b之內表面側分別形成有用以使液晶層11c中所包含之液晶分子配向之配向膜11d、11e。又，於兩基板11a、11b之外表面側分別貼附有偏光板11f、11g。
首先，對藉由已知之光微影法而積層形成於陣列基板11b之內表面側(液晶層11c側、與CF基板11a之對向面側)之各種膜進行說明。如圖7所示，於陣列基板11b，自下層(玻璃基板GS)側起依序積層形成有第1金屬膜(閘極金屬膜)34、閘極絕緣膜(第1絕緣膜)35、半導體膜36、保護膜37、第2金屬膜(源極金屬膜)38、第1層間絕緣膜(第2絕緣膜)39、有機絕緣膜40、第1透明電極膜23、第2層間絕緣膜(第3絕緣膜)41、第2透明電極膜24。
第1金屬膜34係由鈦(Ti)及銅(Cu)之積層膜形成。閘極絕緣膜35係由包含氮化矽(SiNx)之下層側閘極絕緣膜(下層側第1絕緣膜)35a、與包含氧化矽(SiO2)之上層側閘極絕緣膜(上層側第1絕緣膜)35b之積層 膜形成。半導體膜36係設為包含作為氧化物半導體之一種的含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜者。形成半導體膜36之含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜為非晶質或結晶質。該半導體膜36於顯示部AA中構成下述顯示部用TFT17之第1通道部17d等，相對於此，於非顯示部NAA中構成下述非顯示部用TFT29之第2通道部29d等。保護膜37係設為包含氧化矽(SiO2)者。
第2金屬膜38係由鈦(Ti)及銅(Cu)之積層膜形成。第1層間絕緣膜39係設為包含氧化矽(SiO2)者。有機絕緣膜40包含作為有機材料之丙烯酸系樹脂材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA，polymethyl methacrylate))，且作為平坦化膜發揮功能。第1透明電極膜23及第2透明電極膜24包含ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)或ZnO(Zinc Oxide，氧化鋅)等透明電極材料。第2層間絕緣膜41包含氮化矽(SiNx)，且俯視時之圖案與上述第1層間絕緣膜39相同，詳細內容於之後敍述。上述各膜中之第1透明電極膜23及第2透明電極膜24僅形成於陣列基板11b之顯示部AA而不形成於非顯示部NAA，相對於此，閘極絕緣膜35、保護膜37、第1層間絕緣膜39及第2層間絕緣膜41等包含絕緣材料之各絕緣膜(除有機絕緣膜40以外之各絕緣膜)係作為遍及陣列基板11b之大致整個面之整面狀之圖案(於一部分具有開口)而形成。又，第1金屬膜34、半導體膜36及第2金屬膜38係以特定之圖案形成於陣列基板11b之顯示部AA及非顯示部NAA之兩者。
繼而，依序對陣列基板11b中之存在於顯示部AA內之構成進行詳細說明。如圖5及圖6所示，於陣列基板11b之顯示部AA，呈矩陣狀排列設置有作為開關元件之多個顯示部用TFT(顯示部用電晶體)17及多個像素電極部18，並且於該等顯示部用TFT17及像素電極部18之周圍，以包圍其等之方式配設有形成為格子狀之閘極配線(掃描信號線、列控制線)19及源極配線(行控制線、資料線)20。換言之，於形成 為格子狀之閘極配線19及源極配線20之交叉部，呈矩陣狀並列配置有顯示部用TFT17及像素電極部18。閘極配線19包含第1金屬膜34，相對於此，源極配線20包含第2金屬膜38，且於其等相互之交叉部位之間以介置之形式配置有閘極絕緣膜35及保護膜37。閘極配線19與源極配線20分別連接於顯示部用TFT17之第1閘極電極部17a與第1源極電極部17b，像素電極部18連接於顯示部用TFT17之第1汲極電極部17c(圖7)，詳細內容於之後敍述。又，於本實施形態中，顯示部用TFT17係以載置於閘極配線19上之形式配置(圖6)。
如圖7所示，顯示部用TFT17包括：第1閘極電極部17a，其包含第1金屬膜34；第1通道部17d，其包含半導體膜36且於俯視時與第1閘極電極部17a重疊；第1保護部17e，其包含保護膜37且於在俯視時與第1通道部17d重疊之位置貫通形成有2個第1開口部17e1、17e2；第1源極電極部17b，其包含第2金屬膜38且通過2個第1開口部17e1、17e2中之一第1開口部17e1而連接於第1通道部17d；及第1汲極電極部17c，其包含第2金屬膜38且通過2個第1開口部17e1、17e2中之另一第1開口部17e2而連接於第1通道部17d。其中，第1通道部17d橫跨第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c而可使電子於兩電極17b、17c部之間移動。此處，形成第1通道部17d之半導體膜36為含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜，該含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜由於電子遷移率較非晶矽薄膜等高出例如20倍~50倍左右，故而可容易地使顯示部用TFT17小型化，且使像素電極部18之透過光量極大化，因此於謀求高精細化及低消耗電力化等方面較佳。具有此種含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜之顯示部用TFT17係於最下層配置第1閘極電極部17a，並於其上層側介隔閘極絕緣膜35積層第1通道部17d而成的逆交錯型，且為與一般之具有非晶矽薄膜之TFT相同之積層構造。
如圖6及圖7所示，像素電極部18包含第2透明電極膜24，且於由閘極配線19與源極配線20所包圍之區域內整體上於俯視時形成為縱長之方形狀(矩形狀)，並且藉由設置複數條縱長之狹縫18a(於圖6中為3條)而形成為大致梳齒狀。該像素電極部18係形成於第2層間絕緣膜41上，且於其與下述共用電極部22之間介置有第2層間絕緣膜41。於像素電極部18之下層側配置有第1絕緣部25，該第1絕緣部25係包含第1層間絕緣膜39、有機絕緣膜40及第2層間絕緣膜41，且於在俯視時與第1汲極電極部17c重疊之位置貫通形成有接觸孔CH。由於像素電極部18通過該接觸孔CH而連接於顯示部用TFT17之第1汲極電極部17c，故而若將顯示部用TFT17之第1閘極電極部17a接通，則經由第1通道部17d使第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c通電，藉此可對像素電極部18施加特定之電位。再者，該接觸孔CH係以如下方式形成：於成膜第2層間絕緣膜41時，使用掩膜進行圖案化而於第2層間絕緣膜41形成開口部，並使用形成有該開口部之第2層間絕緣膜41作為抗蝕膜而對下層側之第1層間絕緣膜39及有機絕緣膜40進行蝕刻，藉此於第1層間絕緣膜39及有機絕緣膜40分別形成與第2層間絕緣膜41之開口部連通之開口部。共用電極部22包含第1透明電極膜23，且設為遍及陣列基板11b之顯示部AA之大致整個面之所謂整面狀之圖案。共用電極部22係以夾隔於構成第1絕緣部25之有機絕緣膜40與第2層間絕緣膜41之間之形式配置。由於自未圖示之共用配線對共用電極部22施加共用電位(基準電位)，故而藉由如上述般利用顯示部用TFT17控制對像素電極部18施加之電位，可使兩電極18、22之間產生特定之電位差。若兩電極18、22之間產生電位差，則藉由像素電極部18之狹縫18a而對液晶層11c施加除包含沿著陣列基板11b之板面之成分以外，亦包含相對於陣列基板11b之板面之法線方向之成分的邊緣電場(斜向電場)，因此除可適當地切換液晶層11c中所包含之液晶分子中存在於狹 縫18a者之配向狀態以外，亦可適當地切換存在於像素電極部18上者之配向狀態。因此，液晶面板11之開口率變高而獲得充分之透過光量，並且可獲得較高之視角性能。再者，於陣列基板11b亦可設置電容配線(未圖示)，其與閘極配線19平行且橫穿像素電極部18，並且介隔閘極絕緣膜35、保護膜37、第1層間絕緣膜39、有機絕緣膜40及第2層間絕緣膜41而重疊於陣列基板11b。
繼而，對CF基板11a中之存在於顯示部AA內之構成進行詳細說明。如圖3所示，於CF基板11a設置有濾色器11h，其係由R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)等各著色部以於俯視時與陣列基板11b側之各像素電極部18重疊之方式呈矩陣狀並列配置多個而成。於形成濾色器11h之各著色部之間形成有用以防止混色之大致格子狀之遮光層(黑矩陣)11i。遮光層11i係設為於俯視時與上述閘極配線19及源極配線20重疊之配置。於濾色器11h及遮光層11i之表面設置有配向膜11d。再者，於該液晶面板11中，由R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之3色之著色部及與該等對向之3個像素電極部18之組而構成作為顯示單元之1個顯示像素。顯示像素包含具有R之著色部之紅色像素、具有G之著色部之綠色像素、及具有B之著色部之藍色像素。該等各色之像素係藉由在液晶面板11之板面沿著列方向(X軸方向)重複排列配置而構成像素群，且該像素群沿著行方向(Y軸方向)排列配置有多個。
其次，對陣列基板11b中之存在於非顯示部NAA內之構成進行詳細說明。於陣列基板11b之非顯示部NAA中之與顯示部AA之短邊部相鄰之位置，如圖4所示般設置有行控制電路部27，相對於此，於與顯示部AA之長邊部相鄰之位置設置有列控制電路部28。行控制電路部27及列控制電路部28可進行用以將來自驅動器21之輸出信號供給至顯示部用TFT17之控制。行控制電路部27及列控制電路部28具有控制電路，其係以與顯示部用TFT17相同之含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧 化物薄膜(半導體膜36)為基底而於陣列基板11b上形成為單石積體電路，藉此用以控制輸出信號向顯示部用TFT17之供給。行控制電路部27及列控制電路部28係於陣列基板11b之製造步驟中，在將顯示部用TFT17等圖案化時藉由已知之光微影法同時地於陣列基板11b上圖案化。
其中，行控制電路部27係如圖4所示般配置於與顯示部AA之圖4所示之下側之短邊部相鄰之位置、換言之為Y軸方向上成為顯示部AA與驅動器21之間之位置，且形成於沿著X軸方向延伸之橫長之方形狀的範圍。該行控制電路部27具有開關電路(RGB開關電路)，該開關電路係連接於配置在顯示部AA之源極配線20並且將來自驅動器21之輸出信號中所包含之圖像信號分配至各源極配線20。具體而言，源極配線20係於陣列基板11b之顯示部AA中沿著X軸方向並列配置有多根，並且分別連接於形成R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)之各色之像素之各顯示部用TFT17，相對於此，行控制電路部27係藉由開關電路而將來自驅動器21之圖像信號分配並供給至R、G、B之各源極配線20。又，行控制電路部27亦可包括位準偏移器電路或ESD(electrostatic discharge，靜電放電)保護電路等附屬電路。
相對於此，列控制電路部28係如圖4所示般配置於與顯示部AA之圖4所示之左側之長邊部相鄰之位置，且形成於沿著Y軸方向延伸之縱長之範圍。列控制電路部28具有掃描電路，該掃描電路係連接於配置在顯示部AA之閘極配線19，並且將來自驅動器21之輸出信號中所包含之掃描信號以特定之時序供給至各閘極配線19而依序對各閘極配線19進行掃描。具體而言，閘極配線19係於陣列基板11b之顯示部AA中沿著Y軸方向並列配置有多根，相對於此，列控制電路部28係藉由利用掃描電路將來自驅動器21之控制信號(掃描信號)依序供給至自顯示部AA中圖4所示之上端位置之閘極配線19至下端位置之閘極配線19 為止，而進行閘極配線19之掃描。又，於列控制電路部28中亦可包括位準偏移器電路或ESD保護電路等附屬電路。再者，行控制電路部27及列控制電路部28係藉由形成於陣列基板11b上之連接配線而連接於驅動器21。
如圖4所示，於該列控制電路部28所具備之掃描電路中包含緩衝電路部26，該緩衝電路部26係連接於閘極配線19並且將掃描信號放大而輸出至閘極配線19。而且，於該緩衝電路部26中包括非顯示部用TFT(非顯示部用電晶體)29。該非顯示部用TFT29係配置於陣列基板11b之板面中之非顯示部NAA，並且於陣列基板11b之製造步驟中與顯示部用TFT17同時形成。非顯示部用TFT29係用以於在掃描電路中進行之信號處理之最終段輸出掃描信號者，因此所要處理之電流量大於顯示部用TFT17所要處理之電流量。
對非顯示部用TFT29之積層構造進行說明。如圖8所示，非顯示部用TFT29包括：第2閘極電極部29a，其包含第1金屬膜34；第2通道部29d，其包含半導體膜36且於俯視時與第2閘極電極部29a重疊；第2保護部29e，其包含保護膜37且於在俯視時與第2通道部29d重疊之位置貫通形成有2個第2開口部29e1、29e2；第2源極電極部29b，其包含第2金屬膜38且通過2個第2開口部29e1、29e2中之一第2開口部29e1而連接於第2通道部29d；及第2汲極電極部29c，其包含第2金屬膜38且通過2個第2開口部29e1、29e2中之另一第2開口部29e2而連接於第2通道部29d。其中，第2通道部29d橫跨第2源極電極部29b與第2汲極電極部29c而可使電子於兩電極部29b、29c之間移動。形成該第2通道部29d之半導體膜36係設為與顯示部用TFT17之第1通道部17d為同一含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜。又，非顯示部用TFT29係與顯示部用TFT17同樣地於最下層配置第2閘極電極部29a，且於其上層側介隔閘極絕緣膜35積層第2通道部29d而成之逆交錯型。
而且，如圖8所示，於相對於上述非顯示部用TFT29之上層側，按照下層側絕緣部30及上層側絕緣部31之順序進行積層配置。下層側絕緣部30包含第1層間絕緣膜39及保護膜37，相對於此，上層側絕緣部31包含第2層間絕緣膜41，於兩絕緣部30、31之間未介置有機絕緣膜40。即，設為在相對於非顯示部用TFT29之上層側不存在有機絕緣膜40之構成。因此，構成下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39、與構成上層側絕緣部31之第2層間絕緣膜41於顯示部AA中在俯視時相互重疊之位置均具有成為接觸孔CH之開口部(參照圖7)，並且於非顯示部NAA中均積層於非顯示部用TFT29上，因此可以說其等俯視時之圖案大致相同，相對於此，有機絕緣膜40雖於顯示部AA中具有成為接觸孔CH之開口部，但於非顯示部NAA中並未積層於非顯示部用TFT29上，從而可以說其俯視時之圖案與第1層間絕緣膜39及第2層間絕緣膜41不同。而且，下層側絕緣部30係設為膜厚相對較上層側絕緣部31大者。詳細而言，下層側絕緣部30(第1層間絕緣膜39及保護膜37)之膜厚T1為上層側絕緣部31(第2層間絕緣膜41)之膜厚T2之約2倍左右。更具體而言，上層側絕緣部31之膜厚T2設為約100nm左右，相對於此，下層側絕緣部30之膜厚T1設為約200nm左右。又，構成下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39之膜厚相對大於構成上層側絕緣部31之第2層間絕緣膜41之膜厚。進而，如圖7及圖8所示，構成顯示部用TFT17所包括之第1絕緣部25之第1層間絕緣膜39之膜厚係設為大於構成第1絕緣部25之第2層間絕緣膜41之膜厚，且與構成於俯視時與非顯示部用TFT29重疊之下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39之膜厚相同。因此，可以1次完成於陣列基板11b之製造過程中進行之第1層間絕緣膜39之成膜步驟。又，構成顯示部用TFT17所包括之第1絕緣部25之第2層間絕緣膜41之膜厚係設為與於俯視時與非顯示部用TFT29重疊之上層側絕緣部31之膜厚T2相同。再者，於本實施形態中，關於 「上層側」及「下層側」之記載，將在相對於玻璃基板GS之板面之法線方向上靠近玻璃基板GS之側(圖7及圖8所示之下側)設為「下層側」，將遠離玻璃基板GS之側(圖7及圖8所示之上側)設為「上層側」。又，若如上所述般設為於非顯示部用TFT29中在下層側絕緣部30及上層側絕緣部31之間不介置有機絕緣膜40之構成，則於形成顯示部用TFT17所包括之接觸孔CH時，假設使用有機絕緣膜40作為抗蝕膜進行圖案化，會導致構成下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39被蝕刻。因此，於本實施形態中，在形成顯示部用TFT17所包括之接觸孔CH時，使用第2層間絕緣膜41作為抗蝕膜而對下層側之第1層間絕緣膜39及有機絕緣膜40進行蝕刻，藉此可提高有機絕緣膜40之圖案之自由度，而實現於非顯示部用TFT29中在下層側絕緣部30及上層側絕緣部31之間不介置有機絕緣膜40之構成，並且亦可謀求掩膜之使用片數之減少。
藉由如上所述之構成可獲得以下作用及效果。即，由於用於有機絕緣膜40之丙烯酸系樹脂材料具有易吸濕之性質，故而若有機絕緣膜40所含有之水分被半導體膜36吸取而產生劣化，則有半導體膜36之電特性產生變化之虞。配置於陣列基板11b之顯示部AA之顯示部用TFT17由於在第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c之間流通之電流量較少，故而即便包含半導體膜36之第1通道部17d因有機絕緣膜40所含有之水分產生劣化而導致其電特性產生變化，對其動作造成不良影響之可能性亦變低。然而，配置於陣列基板11b之非顯示部NAA之非顯示部用TFT29由於為用以於在列控制電路部28之掃描電路中進行之信號處理之最終段輸出掃描信號者，故而所要處理之電流量多於顯示部用TFT17所要處理之電流量，因此若包含半導體膜36之第2通道部29d產生劣化而導致其電特性產生變化，則對動作造成不良影響之可能性變高。尤其，該半導體膜36為包含作為氧化物半導體之含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜者，具有易被氧化或還原之性質 並且具有隨著被氧化或還原而其電特性易產生變化之性質，因此非顯示部用TFT29所包括之第2通道部29d之劣化成為問題。又，若於有機絕緣膜40含有水分之狀態下在其上層側成膜第2層間絕緣膜41，則於伴隨著成膜之高溫環境下水分會蒸發，藉此第2層間絕緣膜41成為多孔質而易吸取來自外部之水分，結果亦有水分自第2層間絕緣膜41被供給至半導體膜36之虞。
關於此點，於本實施形態中，由於非顯示部用TFT29係設為於其上層側不包括有機絕緣膜40之積層構造，故而不易產生包含半導體膜36之第2通道部29d因水分而產生劣化之情形。又，若不存在有機絕緣膜40，則亦可避免包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31成為多孔質，因此亦可抑制來自外部之水分被供給至包含半導體膜36之第2通道部29d。而且，由於包含第1層間絕緣膜39及保護膜37之下層側絕緣部30之膜厚T1相對大於包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31之膜厚T2，故而於陣列基板11b之製造過程中在成膜第2層間絕緣膜41(上層側絕緣部31)時可使較第1層間絕緣膜39(下層側絕緣部30)更下層側不易受到損傷。尤其，於第2層間絕緣膜41之成膜時係使用電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)法，從而有較第1層間絕緣膜39及保護膜37更下層側會受到損傷之擔憂，因此較佳為將下層側絕緣部30之膜厚T1設為如上所述之設定。藉此，非顯示部用TFT29不易產生動作不良。
進而，由於形成第1層間絕緣膜39之氧化矽與氮化矽或丙烯酸系樹脂材料相比，為不易氧化或還原半導體膜36之材料，故而藉由將包含第1層間絕緣膜39之下層側絕緣部30之膜厚T1確保為充分大，可使包含半導體膜36之第2通道部29d之電特性更不易產生變動。又，形成第2層間絕緣膜41之氮化矽與氧化矽相比於成膜時易含有氫，而有半導體膜36被該氫還原之虞，但藉由將包含第1層間絕緣膜39之下層側 絕緣部30之膜厚T1確保為充分大，可使包含半導體膜36之第2通道部29d不易被第2層間絕緣膜41所含有之氫還原，因此可使第2通道部29d之電特性不易產生變動。又，由於相對於半導體膜36配置於上層側之保護膜37及配置於下層側之閘極絕緣膜35之上層側閘極絕緣膜35b均包含氧化矽，故而半導體膜36不易被氧化或還原，藉此可使包含半導體膜36之第2通道部29d之電特性更不易產生變動。
如以上所說明般本實施形態之陣列基板(半導體裝置)11b包括：玻璃基板(基板)GS；第1金屬膜34，其形成於玻璃基板GS上；閘極絕緣膜(第1絕緣膜)35，其至少形成於第1金屬膜34上；半導體膜36，其形成於閘極絕緣膜35上；第2金屬膜38，其至少形成於半導體膜35上；第1層間絕緣膜(第2絕緣膜)39，其至少形成於第2金屬膜38上；有機絕緣膜40，其形成於第1層間絕緣膜39上；第1透明電極膜23，其形成於有機絕緣膜40上；第2層間絕緣膜(第3絕緣膜)41，其至少形成於第1透明電極膜23上；第2透明電極膜24，其至少形成於第2層間絕緣膜41上；顯示部AA，其於玻璃基板GS之板面內顯示圖像；顯示部用TFT(顯示部用電晶體)17，其配置於顯示部AA，且至少包括包含第1金屬膜34之第1閘極電極部17a、包含半導體膜36且於俯視時與第1閘極電極部17a重疊之第1通道部17d、包含第2金屬膜38且連接於第1通道部17d之第1源極電極部17b、及包含第2金屬膜38且連接於第1通道部17d之第1汲極電極部17c；共用電極部(第1透明電極部)22，其配置於顯示部AA並且包含第1透明電極膜23；第1絕緣部25，其配置於顯示部AA並且包含第1層間絕緣膜39、有機絕緣膜40及第2層間絕緣膜41，且於其在俯視時與第1汲極電極部17c重疊之位置貫通形成有接觸孔CH；像素電極部(第2透明電極部)18，其配置於顯示部AA並且包含第2透明電極膜24，且通過接觸孔CH而連接於第1汲極電極部17c；非顯示部NAA，其於玻璃基板GS之板面內配置於顯示部AA外；非顯示 部用TFT(非顯示部用電晶體)29，其配置於非顯示部NAA，且至少包括包含第1金屬膜34之第2閘極電極部29a、包含半導體膜36且於俯視時與第2閘極電極部29a重疊之第2通道部29d、包含第2金屬膜38且連接於第2通道部29d之第2源極電極部29b、及包含第2金屬膜38且連接於第2通道部29d之第2汲極電極部29c；上層側絕緣部31，其配置於非顯示部NAA並且包含第2層間絕緣膜41；及下層側絕緣部30，其配置於非顯示部NAA並且至少包含第1層間絕緣膜39，且積層於上層側絕緣部31之下層側。
如此，若將配置於玻璃基板GS之板面內之顯示部AA之顯示部用TFT17中之第1閘極電極部17a接通，則經由第1通道部17d使第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c通電，藉此連接於第1汲極電極部17c之像素電極部18得以充電，因此可基於像素電極部18與共用電極部22之間所產生之電位差而於顯示部AA顯示圖像。
不過，用於有機絕緣膜40之材料多數情況下具有易吸濕之性質。若有機絕緣膜40所含有之水分被半導體膜36吸取而產生劣化，則有半導體膜36之電特性產生變化之虞。顯示部用TFT17由於在第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c之間流通之電流量較少，故而即便包含半導體膜36之第1通道部17d產生劣化而導致其電特性產生變化，對其動作造成不良影響之可能性亦較低，但非顯示部用TFT29有於第2源極電極部29b與第2汲極電極部29c之間流通之電流量變多之情形，關於此種非顯示部用TFT29，若包含半導體膜36之第2通道部29d產生劣化而導致其電特性產生變化，則對動作造成不良影響之可能性變高。
關於此點，如上所述，非顯示部用TFT29由於在包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31與至少包含第1層間絕緣膜39之下層側絕緣部30之間不包括有機絕緣膜40，故而包含半導體膜36之第2通道部29d 不易產生劣化，因此第2通道部29d之電特性不易產生變化。藉此，非顯示部用TFT29不易產生動作不良。
又，下層側絕緣部30之膜厚T1相對大於上層側絕緣部31。如此，由於下層側絕緣部30之膜厚T1相對大於上層側絕緣部31之膜厚T2，故而於該陣列基板11b之製造過程中在成膜第2層間絕緣膜41(上層側絕緣部31)時可使較第1層間絕緣膜39(下層側絕緣部30)更下層側不易受到損傷。
又，包括保護膜37，其以至少介置於半導體膜36與第2金屬膜38之間之形式形成而保護半導體膜36，且顯示部用TFT17包括第1保護部17e，其包含保護膜37且於在俯視時與第1通道部17d重疊之位置貫通形成有2個第1開口部17e1、17e2，第1源極電極部17b通過2個第1開口部17e1、17e2中之一者而連接於第1通道部17d，相對於此，第1汲極電極部17c通過2個第1開口部17e1、17e2中之另一者而連接於第1通道部17d，非顯示部用TFT29包括第2保護部29e，其包含保護膜37且於在俯視時與第2通道部29d重疊之位置貫通形成有2個第2開口部29e1、29e2，第2源極電極部29b通過2個第2開口部29e1、29e2中之一者而連接於第2通道部29d，相對於此，第2汲極電極部29c通過2個第2開口部29e1、29e2中之另一者而連接於第2通道部29d，下層側絕緣部30係設為包含第2絕緣膜39與保護膜37者。如此，由於可利用介置於半導體膜36與第2金屬膜38之間之保護膜37保護半導體膜36，故而於製造過程中在成膜第2金屬膜38時，亦不易蝕刻包含半導體膜36之第1通道部17d及第2通道部29d。而且，由於下層側絕緣部30係設為包含第1層間絕緣膜39與保護膜37者，故而於該陣列基板11b之製造過程中在成膜第2層間絕緣膜40時可使較第1層間絕緣膜39及保護膜37更下層側不易受到損傷。又，藉由在包含保護膜37之第1保護部17e形成2個第1開口部17e1、17e2，可對第1通道部17d分別連接第1源極電極部 17b及第1汲極電極部17c。又，藉由在包含保護膜37之第2保護部29e形成2個第2開口部29e1、29e2，可對第2通道部29d分別連接第2源極電極部29b及第2汲極電極部29c。
又，保護膜37包含氧化矽。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜36之材料，故而於顯示部用TFT17及非顯示部用TFT29中藉由將在半導體膜36之上層側保護半導體膜36之保護膜37之材料設為氧化矽，而使包含半導體膜36之第1通道部17d及第2通道部29d之電特性不易產生變化。
又，顯示部用TFT17中，構成第1絕緣部25之第1層間絕緣膜39之膜厚大於構成第1絕緣部25之第2層間絕緣膜41之膜厚T2，且與構成非顯示部用TFT29所包括之下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39之膜厚相同。如此，由於第1層間絕緣膜39於顯示部AA與非顯示部NAA中以同一膜厚成膜，故而可以1次完成成膜步驟。藉此，可謀求工站時間之縮短化等。
又，第2層間絕緣膜41包含氮化矽。由於氮化矽與例如氧化矽等相比於成膜時易含有氫，故而有半導體膜36被該氫還原之虞，但藉由在非顯示部用TFT29中將至少包含第1層間絕緣膜39之下層側絕緣部30之膜厚T1設為大於包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31之膜厚T2，而使包含半導體膜36之第2通道部29d不易被還原，因此第2通道部29d之電特性不易產生變化。
又，有機絕緣膜40包含丙烯酸系樹脂材料。由於丙烯酸系樹脂材料具有易吸水之性質，故而有半導體膜36因該水分而產生劣化之虞，但藉由在非顯示部用TFT29中將至少包含第1層間絕緣膜39之下層側絕緣部30之膜厚T1設為大於包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31之膜厚T2，而使包含半導體膜36之第2通道部29d不易產生劣化，因此第2通道部29d之電特性不易產生變化。
又，半導體膜36包含氧化物半導體。氧化物半導體具有易被氧化或還原之性質，但藉由將非顯示部用TFT29設為不包括有機絕緣膜40之構成，而使包含半導體膜36之第2通道部29d不易產生劣化，因此第2通道部29d之電特性不易產生變化。又，若將半導體膜36設為氧化物半導體，則於製造過程中在成膜第2金屬膜38時易被蝕刻，但於半導體膜36與第2金屬膜38之間介置有保護膜37，半導體膜36受到保護膜37之保護，因此於成膜第2金屬膜38時不易被蝕刻。
又，包括：閘極配線(掃描信號線)19，其配置於顯示部AA且藉由連接於第1閘極電極部17a而對顯示部用TFT17傳輸掃描信號；及緩衝電路部26，其配置於非顯示部NAA，且連接於閘極配線19並且供給掃描信號；非顯示部用TFT29構成緩衝電路部26。如此，於構成緩衝電路部26之非顯示部用TFT29中，在第2源極電極部29b與第2汲極電極部29c之間流通之電流量有大於在顯示部用TFT17之第1源極電極部17b與第1汲極電極部17c之間流通之電流量之傾向，因此若形成非顯示部用TFT29之第2通道部29d之半導體膜36因來自其他膜或外部之水分產生劣化而導致電特性產生變化，則不正常地作動之可能性變得更高。然而，如上所述，藉由使非顯示部用TFT29不包括有機絕緣膜40，而使第2通道部29d不易產生劣化，因此構成緩衝電路部26之非顯示部用TFT29不易產生動作不良。
又，第1層間絕緣膜39包含氧化矽。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜36之材料，故而藉由在非顯示部用TFT29中將構成下層側絕緣部30之第1層間絕緣膜39之材料設為氧化矽，而使包含半導體膜36之第2通道部29d之電特性更不易產生變化。
又，閘極絕緣膜35係設為包含氮化矽之下層側閘極絕緣膜(下層側第1絕緣膜)35a、與配置於下層側閘極絕緣膜35a與半導體膜36之間 且包含氧化矽之上層側閘極絕緣膜(上層側第1絕緣膜)35b的積層構造。由於氧化矽與例如氮化矽或有機絕緣材料等相比，為不易氧化或還原半導體膜36之材料，故而藉由在顯示部用TFT17及非顯示部用TFT29中將配置於下層側閘極絕緣膜35a與半導體膜36之間之上層側閘極絕緣膜35b之材料設為氧化矽，而使包含半導體膜36之第1通道部17d及第2通道部29d之電特性不易產生變化。
又，第1層間絕緣膜39及第2層間絕緣膜41於顯示部AA及非顯示部NAA之整個區域內俯視時之圖案相同。如此，例如於將第2層間絕緣膜41成膜並圖案化之後，可使用該第2層間絕緣膜41作為抗蝕膜而對第1層間絕緣膜39進行圖案化。藉此，由於將第1層間絕緣膜39圖案化時不需要掩膜，故而可謀求製造設備之簡化及製造成本之降低等。而且，由於在將第1層間絕緣膜39圖案化時不使用有機絕緣膜40作為抗蝕膜，故而可提高有機絕緣膜40之圖案之自由度，藉此，可實現於非顯示部NAA中在包含第2層間絕緣膜41之上層側絕緣部31與至少包含第1層間絕緣膜39之下層側絕緣部30之間不介置有機絕緣膜40之構成。
又，本實施形態之液晶面板(顯示裝置)11包括：上述陣列基板11b；CF基板(對向基板)11a，其以與陣列基板11b對向之方式配置；及液晶層11c，其配置於陣列基板11b與CF基板11a之間。根據此種液晶面板11，由於上述陣列基板11b之非顯示部用TFT29不易產生動作不良，故而動作可靠性等優異。
<實施形態2>
藉由圖9或圖10對本發明之實施形態2進行說明。於該實施形態2中，示出在非顯示部NAA中將第1層間絕緣膜139設為雙層構造者。再者，對於與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖9及圖10所示，本實施形態之第1層間絕緣膜139於顯示部AA中設為單層構造，但於非顯示部NAA中設為雙層構造。於非顯示部NAA中，在俯視時與非顯示部用TFT129重疊之第1層間絕緣膜139包含下層側第1層間絕緣膜139a、及上層側第1層間絕緣膜139b。於顯示部NAA中，在俯視時與顯示部用TFT117重疊之第1層間絕緣膜139僅包含下層側第1層間絕緣膜139a。於陣列基板111b之製造過程中，首先，將下層側第1層間絕緣膜139a於顯示部AA及非顯示部NAA之兩者中成膜之後，將上層側第1層間絕緣膜139b僅於非顯示部NAA中選擇性地成膜。下層側第1層間絕緣膜139a及上層側第1層間絕緣膜139b均設為與第2層間絕緣膜141相同之膜厚T2。因此，於非顯示部NAA中，第1層間絕緣膜139之膜厚為第2層間絕緣膜141之膜厚T2之約2倍。
<實施形態3>
藉由圖11對本發明之實施形態3進行說明。於該實施形態3中，示出使第1層間絕緣膜239之膜厚較上述實施形態1薄者。再者，對於與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖11所示，本實施形態之第1層間絕緣膜239之膜厚T3為第2層間絕緣膜241之膜厚T2之約1.5倍。於設定第1層間絕緣膜239之膜厚時，例如可根據包含氮化矽之第2層間絕緣膜241之氫含量而變更第1層間絕緣膜239之膜厚。於本實施形態中，由於第2層間絕緣膜241之氫含量少於上述實施形態1所記載之第2層間絕緣膜41之氫含量，故而使第1層間絕緣膜239之膜厚T3薄於實施形態1所記載之第1層間絕緣膜39之膜厚。
<實施形態4>
藉由圖12對本發明之實施形態4進行說明。於該實施形態4中，示出使第1層間絕緣膜339之膜厚較上述實施形態1厚者。再者，對於 與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖12所示，本實施形態之第1層間絕緣膜339之膜厚T4為第2層間絕緣膜341之膜厚T2之約3倍。於本實施形態中，由於第2層間絕緣膜341之氫含量多於上述實施形態1所記載之第2層間絕緣膜41之氫含量，故而使第1層間絕緣膜339之膜厚T4厚於實施形態1所記載之第1層間絕緣膜39之膜厚。
<實施形態5>
藉由圖13對本發明之實施形態5進行說明。於該實施形態5中，示出進一步變更第1層間絕緣膜439之膜厚者。再者，對於與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖13所示，本實施形態之第1層間絕緣膜439之膜厚T5與閘極絕緣膜435之膜厚T6大致相等。
<實施形態6>
藉由圖14及圖15對本發明之實施形態6進行說明。於該實施形態6中，示出去除上述實施形態1所記載之保護膜37者。再者，對於與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖14及圖15所示，本實施形態之陣列基板511b設為於半導體膜536上直接積層第2金屬膜538，且於兩膜536、538之間不介置上述實施形態1所記載之保護膜37之構成。根據此種構成，如圖14所示，顯示部用TFT517係藉由在包含半導體膜536之第1通道部517d之兩端部上直接積層包含第2金屬膜538之第1源極電極部517b及第1汲極電極部517c而謀求各者之連接。同樣地，如圖15所示，非顯示部用TFT529係藉由在包含半導體膜536之第2通道部529d之兩端部上直接積層包含第2金屬膜538之第2源極電極部529b及第2汲極電極部529c而謀求各者之連接。而且，非顯示部用TFT529中之下層側絕緣部530設為僅包含第1層間絕緣膜539者。僅包含第1層間絕緣膜539之下層側絕緣部530 之膜厚T7設為相對大於包含第2層間絕緣膜541之上層側絕緣部531之膜厚T2。即便為此種構成，於該陣列基板511b之製造過程中，在成膜第2層間絕緣膜541(上層側絕緣部531)時亦可使較第1層間絕緣膜539(下層側絕緣部530)更下層側不易受到損傷。
<實施形態7>
藉由圖16對本發明之實施形態7進行說明。於該實施形態7中，示出變更構成非顯示部用TFT629之第2保護部629e之形態者。再者，對於與上述實施形態1相同之構造、作用及效果，省略重複之說明。
如圖16所示，構成本實施形態之非顯示部用TFT629之第2保護部629e中，較第2汲極電極部629c相對於第2通道部629d之連接部位更靠與第2源極電極部629b側為相反側(圖16所示之右側)之部分被去除。即，形成於第2保護部629e之2個第2開口部629e1、629e2中之第2汲極電極部629c側之第2開口部629e2之形成範圍被擴張。因此，第2汲極電極部629c係以直接積層於第2通道部629d之端部上之形式進行連接。
<其他實施形態>
本發明並不限定於藉由上述記載及圖式所說明之實施形態，例如以下之實施形態亦包含於本發明之技術範圍內。
(1)除上述各實施形態以外，亦可對下層側絕緣部(第1層間絕緣膜及保護膜)之膜厚之相對值(尤其是相對於形成上層側絕緣部之第2層間絕緣膜之膜厚之相對值)或絕對值進行適當變更。於變更下層側絕緣部之膜厚時，若包含氮化矽之第2層間絕緣膜之氫含量較多，則增大下層側絕緣部之膜厚，相反地，若第2層間絕緣膜之氫含量較少，則減小下層側絕緣部之膜厚即可。
(2)於上述各實施形態中，作為配置於非顯示部之非顯示部用TFT，例示有用以於在掃描電路中進行之信號處理之最終段輸出掃描 信號者，但對於擔負除此以外之功能之非顯示部用TFT亦可應用本發明。
(3)於非顯示部設置有擔負各種功能之非顯示部用TFT，但無須對於所有此種非顯示部用TFT，去除有機絕緣膜。具體而言，關於連接於用以於在掃描電路中進行之信號處理之最終段輸出掃描信號之非顯示部用TFT、且所要處理之電流量較小之非顯示部用TFT，亦可使有機絕緣膜殘存。如此，藉由使有機絕緣膜儘可能殘存，可提高良率。
(4)於上述各實施形態中，對配置於非顯示部之列控制電路部所包括之非顯示部用TFT進行了例示，但對於配置於非顯示部之行控制電路部所包括之非顯示部用TFT亦可同樣地應用本發明。
(5)除上述各實施形態以外，亦可對閘極絕緣膜、保護膜、第1層間絕緣膜、有機絕緣膜、及第2層間絕緣膜之具體材料分別進行適當變更。
(6)於上述各實施形態中，示出將用於半導體膜之氧化物半導體設為含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜之情形，但亦可使用其他種類之氧化物半導體。具體而言，可使用含有銦(In)、矽(Si)及鋅(Zn)之氧化物、含有銦(In)、鋁(Al)及鋅(Zn)之氧化物、含有錫(Sn)、矽(Si)及鋅(Zn)之氧化物、含有錫(Sn)、鋁(Al)及鋅(Zn)之氧化物、含有錫(Sn)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物、含有鎵(Ga)、矽(Si)及鋅(Zn)之氧化物、含有鎵(Ga)、鋁(Al)及鋅(Zn)之氧化物、含有銦(In)、銅(Cu)及鋅(Zn)之氧化物、含有錫(Sn)、銅(Cu)及鋅(Zn)之氧化物等。
(7)於上述各實施形態中，示出顯示部用TFT、非顯示部用TFT、行控制電路部及列控制電路部包括含有銦(In)、鎵(Ga)及鋅(Zn)之氧化物薄膜作為半導體膜之構成者，但除此以外，例如亦可使用包含非晶矽(a-Si)或多晶矽等之半導體膜。作為多晶矽，例如可使用CG矽(Continuous Grain Silicon，連續結晶矽)薄膜。
(8)於上述各實施形態中，對動作模式設為FFS模式之液晶面板進行了例示，但除此以外，對於設為IPS(In-Plane Switching)模式或VA(Vertical Alignment：垂直配向)模式等其他動作模式之液晶面板亦可應用本發明。
(9)於上述各實施形態中，示出由鈦(Ti)及銅(Cu)之積層膜形成第1金屬膜及第2金屬膜之情形，但例如亦可使用鉬(Mo)、氮化鉬(MoN)、氮化鈦(TiN)、鎢(W)、鈮(Nb)、鉬-鈦合金(MoTi)、鉬-鎢合金(MoW)等代替鈦。除此以外，亦可使用鈦、銅、鋁等之單層之金屬膜。
(10)於上述各實施形態中，示出於陣列基板上直接COG安裝驅動器者，但於經由ACF而連接於陣列基板之可撓性基板上安裝驅動器者亦包含於本發明內。
(11)於上述各實施形態中，示出於陣列基板之非顯示部設置行控制電路部及列控制電路部之情形，但亦可省略行控制電路部與列控制電路部之任一者而使驅動器擔負其功能。
(12)於上述各實施形態中，例示有形成為縱長之方形狀之液晶面板，但對於形成為橫長之方形狀之液晶面板或形成為正方形狀之液晶面板亦可應用本發明。
(13)對於上述各實施形態所記載之液晶面板，以積層之形式安裝有觸控面板或視差障壁面板(開關液晶面板)等功能性面板者亦包含於本發明內。
(14)於上述各實施形態中，作為液晶顯示裝置所包括之背光裝置，例示有邊緣照明型者，但使用直下型背光裝置者亦包含於本發明內。
(15)於上述各實施形態中，例示有包括作為外部光源之背光裝置之透過型液晶顯示裝置，但本發明亦可應用於利用外部光進行顯示之 反射型液晶顯示裝置，於該情形時，可省略背光裝置。
(16)於上述各實施形態中，使用TFT作為液晶顯示裝置之開關元件，但亦可應用於使用TFT以外之開關元件(例如薄膜二極體(TFD))之液晶顯示裝置，又，除可應用於進行彩色顯示之液晶顯示裝置以外，亦可應用於進行黑白顯示之液晶顯示裝置。
(17)於上述各實施形態中，例示有使用液晶面板作為顯示面板之液晶顯示裝置，但亦可對於使用其他種類之顯示面板(PDP(電漿顯示面板)或有機EL面板等)之顯示裝置應用本發明。於該情形時，可省略背光裝置。
(18)於上述各實施形態中，例示有被分類為小型或中小型且用於可攜式資訊終端、行動電話、筆記型電腦、數位相框、可攜式遊戲機、電子墨水紙等各種電子機器等之液晶面板，但亦可對於畫面尺寸例如為20英吋~90英吋且被分類為中型或大型(超大型)之液晶面板應用本發明。於該情形時，可將液晶面板用於電視接收裝置、電子看板(數位標牌)、電子黑板等電子機器。
(19)於上述各實施形態中，示出在形成接觸孔時使用形成有開口部之第2層間絕緣膜作為抗蝕膜而對第1層間絕緣膜及有機絕緣膜進行蝕刻之情形，但例如亦可於成膜第1層間絕緣膜、有機絕緣膜及第2層間絕緣膜時分別採取其他方法進行圖案化而形成開口部。
(20)於上述各實施形態中，示出將顯示部用TFT以載置於閘極配線上之形式進行配置之情形，但將顯示部用TFT配置於在俯視時不與閘極配線重疊之位置者亦包含於本發明內。於該情形時，只要以自閘極配線之一部分分支出第1閘極電極部之形式形成即可。又，亦可設為將顯示部用TFT以載置於特定之配線上之形式進行配置之構成。
11b‧‧‧陣列基板(半導體裝置)
29‧‧‧非顯示部用TFT(非顯示部用電晶體)
29a‧‧‧第2閘極電極部
29b‧‧‧第2源極電極部
29c‧‧‧第2汲極電極部
29d‧‧‧第2通道部
29e‧‧‧第2保護部
29e1、29e2‧‧‧第2開口部
30‧‧‧下層側絕緣部
31‧‧‧上層側絕緣部
34‧‧‧第1金屬膜
35‧‧‧閘極絕緣膜(第1絕緣膜)
35a‧‧‧下層側閘極絕緣膜(下層側第1絕緣膜)
35b‧‧‧上層側閘極絕緣膜(上層側第1絕緣膜)
36‧‧‧半導體膜
37‧‧‧保護膜
38‧‧‧第2金屬膜
39‧‧‧第1層間絕緣膜(第2絕緣膜)
41‧‧‧第2層間絕緣膜(第3絕緣膜)
GS‧‧‧玻璃基板(基板)
T1、T2‧‧‧膜厚
X‧‧‧軸
Z‧‧‧軸

Claims (11)

  1. 一種半導體裝置，其包括：基板；第1金屬膜，其形成於上述基板上；第1絕緣膜，其至少形成於上述第1金屬膜上；半導體膜，其形成於上述第1絕緣膜上；第2金屬膜，其至少形成於上述半導體膜上；第2絕緣膜，其至少形成於上述第2金屬膜上；有機絕緣膜，其形成於上述第2絕緣膜上；第1透明電極膜，其形成於上述有機絕緣膜上；第3絕緣膜，其至少形成於上述第1透明電極膜上；第2透明電極膜，其至少形成於上述第3絕緣膜上；顯示部，其於上述基板之板面內顯示圖像；顯示部用電晶體，其配置於上述顯示部，且至少包括：第1閘極電極部，其包含上述第1金屬膜；第1通道部，其包含上述半導體膜且於俯視時與上述第1閘極電極部重疊；第1源極電極部，其包含上述第2金屬膜且連接於上述第1通道部；及第1汲極電極部，其包含上述第2金屬膜且連接於上述第1通道部；第1透明電極部，其配置於上述顯示部並且包含上述第1透明電極膜；第1絕緣部，其配置於上述顯示部並且包含上述第2絕緣膜、上述有機絕緣膜及上述第3絕緣膜，且於其在俯視時與上述第1汲極電極部重疊之位置貫通形成有接觸孔；第2透明電極部，其配置於上述顯示部並且包含上述第2透明電極膜，且通過上述接觸孔而連接於上述第1汲極電極部； 非顯示部，其於上述基板之板面內配置於上述顯示部外；非顯示部用電晶體，其配置於上述非顯示部，且至少包括：第2閘極電極部，其包含上述第1金屬膜；第2通道部，其包含上述半導體膜且於俯視時與上述第2閘極電極部重疊；第2源極電極部，其包含上述第2金屬膜且連接於上述第2通道部；及第2汲極電極部，其包含上述第2金屬膜且連接於上述第2通道部；上層側絕緣部，其配置於上述非顯示部並且包含上述第3絕緣膜；下層側絕緣部，其配置於上述非顯示部並且至少包含上述第2絕緣膜，且積層於上述上層側絕緣部之下層側；及保護膜，其係以至少介置於上述半導體膜與上述第2金屬膜之間之形式形成而保護上述半導體膜；其中上述下層側絕緣部係設為膜厚相對大於上述上層側絕緣部者；上述顯示部用電晶體包括第1保護部，該第1保護部包含上述保護膜且於在俯視時與上述第1通道部重疊之位置貫通形成有2個第1開口部，上述第1源極電極部通過2個上述第1開口部中之一者而連接於上述第1通道部，相對於此，上述第1汲極電極部通過2個上述第1開口部中之另一者而連接於上述第1通道部；上述非顯示部用電晶體包括第2保護部，該第2保護部包含上述保護膜且於在俯視時與上述第2通道部重疊之位置貫通形成有2個第2開口部，上述第2源極電極部通過2個上述第2開口部中之一者而連接於上述第2通道部，相對於此，上述第2汲極電極部通過2個上述第2開口部中之另一者而連接於上述第2通道部；上述下層側絕緣部係設為包含上述第2絕緣膜與上述保護膜者。
  2. 如請求項1之半導體裝置，其中上述保護膜包含氧化矽。
  3. 如請求項2之半導體裝置，其中上述顯示部用電晶體中，構成上述第1絕緣部之上述第2絕緣膜之膜厚大於構成上述第1絕緣部之上述第3絕緣膜之膜厚，且與構成上述非顯示部用電晶體所包括之上述下層側絕緣部之上述第2絕緣膜之膜厚相同。
  4. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述第3絕緣膜包含氮化矽。
  5. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述有機絕緣膜包含丙烯酸系樹脂材料。
  6. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述半導體膜包含氧化物半導體。
  7. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其包括：掃描信號線，其配置於上述顯示部，且藉由連接於上述第1閘極電極部而對上述顯示部用電晶體傳輸掃描信號；及緩衝電路部，其配置於上述非顯示部，且連接於上述掃描信號線並且供給上述掃描信號；上述非顯示部用電晶體構成上述緩衝電路部。
  8. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述第2絕緣膜包含氧化矽。
  9. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述第1絕緣膜係設為包含氮化矽之下層側第1絕緣膜、與配置於上述下層側第1絕緣膜與上述半導體膜之間且包含氧化矽之上層側第1絕緣膜的積層構造。
  10. 如請求項1至3中任一項之半導體裝置，其中上述第2絕緣膜及上述第3絕緣膜於上述顯示部及上述非顯示部之整個區域內俯視時之圖案相同。
  11. 一種顯示裝置，其包括：如請求項1至10中任一項之半導體裝置；對向基板，其以與上述半導體裝置對向之方式配置；及液晶層，其配置於上述半導體裝置與上述對向基板之間。
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