IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ NLTテクノロジー株式会社の特許一覧 ▶ 武漢天馬微電子有限公司の特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-01
(45)【発行日】2024-04-09
(54)【発明の名称】薄膜デバイス
(51)【国際特許分類】
   H01L 29/786 20060101AFI20240402BHJP
   H01L 21/336 20060101ALI20240402BHJP
   H01L 27/088 20060101ALI20240402BHJP
   H01L 21/8234 20060101ALI20240402BHJP
   H10K 50/10 20230101ALI20240402BHJP
   H05B 33/02 20060101ALI20240402BHJP
   H01L 27/06 20060101ALI20240402BHJP
【FI】
H01L29/78 616S
H01L29/78 618B
H01L29/78 613Z
H01L29/78 616V
H01L29/78 619A
H01L29/78 616L
H01L29/78 618A
H01L27/088 331E
H01L27/088 E
H01L27/088 B
H05B33/14 A
H05B33/02
H01L27/06 102A
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2020024601
(22)【出願日】2020-02-17
(65)【公開番号】P2020205402
(43)【公開日】2020-12-24
【審査請求日】2023-01-23
(31)【優先権主張番号】P 2019110865
(32)【優先日】2019-06-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】303018827
【氏名又は名称】Tianma Japan株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】520272868
【氏名又は名称】武漢天馬微電子有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001678
【氏名又は名称】藤央弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】竹知 和重
(72)【発明者】
【氏名】田中 淳
(72)【発明者】
【氏名】世良 賢二
(72)【発明者】
【氏名】ユェン ヨン
【審査官】石塚 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2018/0061922(US,A1)
【文献】特開2017-201665(JP,A)
【文献】国際公開第2012/176422(WO,A1)
【文献】特開2010-102698(JP,A)
【文献】特開2018-074076(JP,A)
【文献】特開2011-009724(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 29/786
H01L 21/336
H01L 27/088
H01L 21/8234
H10K 50/10
H05B 33/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリシリコン素子と、
酸化物半導体素子と、
を含み、
前記ポリシリコン素子は、低抵抗ポリシリコンからなる第1部分を含み、
前記酸化物半導体素子は、低抵抗酸化物半導体からなる第2部分を含み、
前記第1部分はポリシリコン膜に含まれ、前記第2部分は酸化物半導体膜に含まれ、前記ポリシリコン膜と前記酸化物半導体膜は同一の絶縁層上に直接配置され、
前記第1部分と前記第2部分とは、互いに重るように積層され、接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項2】
請求項1に記載の薄膜デバイスであって、
前記第1部分と前記第2部分とは直接に接触している、
薄膜デバイス。
【請求項3】
ポリシリコン素子と、
酸化物半導体素子と、
を含み、
前記ポリシリコン素子は、低抵抗ポリシリコンからなる第1部分を含み、
前記酸化物半導体素子は、低抵抗酸化物半導体からなる第2部分を含み、
前記第1部分と前記第2部分とは、互いに重るように積層され、且つ金属膜を介して接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項4】
ポリシリコン素子と、
酸化物半導体素子と、
を含み、
前記ポリシリコン素子は、低抵抗ポリシリコンからなる第1部分を含み、
前記酸化物半導体素子は、低抵抗酸化物半導体からなる第2部分を含み、
前記第1部分と前記第2部分とは、互いに重るように積層され、且つ金属シリサイド膜を介して接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項5】
請求項4に記載の薄膜デバイスであって、
前記金属シリサイド膜は、前記酸化物半導体の構成元素の少なくとも一つ、シリコン元素、及び金属元素から成る混合層である、
薄膜デバイス。
【請求項6】
請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の薄膜デバイスであって、
前記第1部分及び前記第2部分の一方は、他方より上層に配置され、
前記第1部分及び前記第2部分は、前記一方の材料からなるビアを介して接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項7】
請求項1、3または4に記載の薄膜デバイスであって、
前記第1部分と前記第2部分とに、コンタクト抵抗を低下させるようにイオンが注入されている、
薄膜デバイス。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の薄膜デバイスであって、
前記ポリシリコン素子は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、
酸化物半導体素子は、酸化物半導体薄膜トランジスタであり、
前記第1部分は、前記ポリシリコン薄膜トランジスタのソース/ドレインに含まれ、
前記第2部分は、前記酸化物半導体薄膜トランジスタのソース/ドレインに含まれている、
薄膜デバイス。
【請求項9】
請求項8に記載の薄膜デバイスであって、
前記ポリシリコン薄膜トランジスタは、チャネルの上にゲート絶縁膜を介して配置されたゲートを含み、
前記ゲートは層間絶縁膜で覆われ、
前記酸化物半導体薄膜トランジスタの前記ソース/ドレインの一部は、前記層間絶縁膜上に形成されている、
薄膜デバイス。
【請求項10】
請求項8記載の薄膜デバイスであって、
前記第1部分は層間絶縁膜で覆われ、
前記層間絶縁膜の上に前記第2部分が配置され、
前記第1部分と前記第2部分とは、前記層間絶縁膜内に形成されたビアを介して接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項11】
請求項10記載の薄膜デバイスであって、
前記ビアに金属シリサイド膜が存在する、
薄膜デバイス。
【請求項12】
請求項11に記載の薄膜デバイスであって、
前記ビアに存在する金属シリサイド膜が、前記酸化物半導体の構成元素の少なくとも一つ、シリコン元素、及び金属元素を含む混合層である、
薄膜デバイス。
【請求項13】
請求項8に記載の薄膜デバイスであって、
前記ポリシリコン薄膜トランジスタは、第1ソース/ドレイン及び第2ソース/ドレインを含み、
前記第1ソース/ドレインは前記第1部分を含み、
前記第2ソース/ドレインは、前記第2部分と同一層内に形成されている低抵抗酸化物半導体膜を介して金属膜と接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項14】
請求項8に記載の薄膜デバイスであって、
前記ポリシリコン薄膜トランジスタの少なくとも一部覆うシリコン窒化膜と、
前記シリコン窒化膜と前記酸化物半導体薄膜トランジスタとの間のシリコン酸化膜と、
をさらに含む、
薄膜デバイス。
【請求項15】
ポリシリコン素子と、
酸化物半導体素子と、
を含む薄膜デバイスであって、
前記ポリシリコン素子は、低抵抗ポリシリコンからなる第1部分を含み、
前記酸化物半導体素子は、低抵抗酸化物半導体からなる第2部分を含み、
前記ポリシリコン素子は、ポリシリコン薄膜トランジスタであり、
前記酸化物半導体素子は、酸化物半導体薄膜トランジスタを含み、
前記第1部分は、前記ポリシリコン薄膜トランジスタのソース/ドレインに含まれ、
前記薄膜デバイスは、
前記ポリシリコン薄膜トランジスタの少なくとも一部覆うシリコン窒化膜と、
前記シリコン窒化膜と前記酸化物半導体薄膜トランジスタとの間のシリコン酸化膜と、
をさらに含み、
前記シリコン窒化膜内に形成されたビア内において前記第1部分と前記第2部分とが互いに重るように積層されて接続されており、
前記ビア内の前記第2部分から平面視において離れた位置に形成された第2部分が前記酸化物半導体薄膜トランジスタのソース/ドレインを形成しており、前記ビア内の前記第2部分と前記平面視において離れた位置に形成された第2部分とが金属膜で接続されている、
薄膜デバイス。
【請求項16】
薄膜デバイスの製造方法であって、
高抵抗ポリシリコンからなる第3部分と低抵抗ポリシリコンからなる第4部分とを含む、ポリシリコン膜を形成し、
高抵抗酸化物半導体からなる第5部分と、低抵抗酸化物半導体からなり、前記第4部分と重るように積層され接続されている第6部分と、を含む、酸化物半導体膜を形成し、
前記第4部分と前記第6部分とを含む積層部に、イオンを注入することをさらに含む、
薄膜デバイスの製造方法。
【請求項17】
薄膜デバイスの製造方法であって、
高抵抗ポリシリコンからなる第3部分と低抵抗ポリシリコンからなる第4部分とを含む、ポリシリコン膜を形成し、
高抵抗酸化物半導体からなる第5部分と、低抵抗酸化物半導体からなり、前記第4部分と重るように積層され接続されている第6部分と、を含む、酸化物半導体膜を形成し、
前記酸化物半導体膜の形成は、前記ポリシリコン膜の形成の後、
アルゴンガスのみによるスパッタ法により、前記第4部分を覆うように第1酸化物半導体膜を形成し、
アルゴンガス及び酸素ガスによるスパッタ法により、前記第1酸化物半導体膜上に第2酸化物半導体膜を形成する、ことを含む、
薄膜デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、薄膜デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(LTPS TFT)と、酸化物半導体TFTとを、一つの画素回路に組み込む技術が、実用化されている。以下、この技術をHTD(Hybrid TFT Display)技術と呼ぶ。HTD技術は、移動度が高い低温ポリシリコンTFTと、リーク電流が少ない酸化物半導体TFTの双方を画素回路に組み込むことで、表示品質の向上と消費電力の低減を図る。
【0003】
例えば、特許文献1及び特許文献2は、HTD技術を開示している。いずれの特許文献も、ビアホール(コンタクトホール)と金属配線とを用いて、低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインと、酸化物半導体TFTのソース/ドレインとを接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許出願公開第2015/0055051号
【文献】米国特許出願公開第2018/0240855号
【文献】米国特許出願公開第2017/0155000号
【文献】米国特許出願公開第2018/0122835号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のように、ビアホールと金属配線とにより、低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインと、酸化物半導体TFTのソース/ドレインとの間のコンタクトを得る場合、画素回路内に多数のビアホールが必要となる。ビアホールは多くの面積を必要とし、また、ビアホールと他の要素との間の設計マージンも必要とする。そのため、ビアホールの増加が、高精細化の妨げとなる。ポリシリコン素子と酸化物半導体素子とを含む表示装置と異なる薄膜デバイスにおいても同様に、ビアホールの増加は回路サイズの縮小を妨げる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様の薄膜デバイスは、ポリシリコン素子と、酸化物半導体素子と、を含む。前記ポリシリコン素子は、低抵抗ポリシリコンからなる第1部分を含む。前記酸化物半導体素子は、低抵抗酸化物半導体からなる第2部分を含む。前記第1部分と前記第2部分とは、互いに重なるように積層され、接続されている。
【0007】
本開示の一態様の薄膜デバイスの製造方法は、高抵抗ポリシリコンからなる第3部分と低抵抗ポリシリコンからなる第4部分とを含む、ポリシリコン膜を形成し、高抵抗酸化物半導体からなる第5部分と、低抵抗酸化物半導体からなり、前記第4部分と重るように積層され接続されている第6部分と、を含む、酸化物半導体膜を形成する、ことを含む。
【発明の効果】
【0008】
本開示の一態様によれば、ポリシリコン素子と酸化物半導体素子とを含む回路のサイズを縮小できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】OLED表示装置の構成例を模式的に示す。
図2A】画素回路の構成例を示す。
図2B】画素回路の他の構成例を示す。
図2C】画素回路の他の構成例を示す。
図3】互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図4図3に示す構成例の製造方法の一例を示すフローチャートである。
図5】コンタクト抵抗をより低くするためのプロセス例を説明する図である。
図6A】コンタクト抵抗をより低くするための他のプロセス例を説明する図である。
図6B】コンタクト抵抗をより低くするための他のプロセス例を説明する図である。
図7】互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図8図7に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図9】互いのソース/ドレインが金属膜を介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図10図9に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図11A】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図11B】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図12A図11Aに示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図12B図11Bに示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図13】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図14図13に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図15】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図16図15に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図17】互いのソース/ドレインが積層されたビア及び金属膜により接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図18図17に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図19】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図20】図19に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図21】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている、低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図22図21に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図23】互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図24】互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図25】互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図26図25に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
図27】互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造を示す。
図28図27に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。各図において共通の構成については同一の参照符号が付されている。説明をわかりやすくするため、図示した物の寸法、形状については、誇張して記載している場合もある。
【0011】
[概要]
以下において、薄膜デバイスの例として、OLED(Organic Light-Emitting Diode)表示装置を説明する。本開示のOLED表示装置は、画素回路内及び/又は周辺回路内に、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(LTPS TFT)と酸化物半導体TFTとを含み、それらのソース/ドレインが(物理的に)接続されている。
【0012】
具体的には、低温ポリシリコンTFTは低抵抗化されたポリシリコン(低抵抗ポリシリコン)で形成されているソース/ドレインを含み、酸化物半導体TFTは低抵抗化された酸化物半導体(低抵抗酸化物半導体)で形成されているソース/ドレインを含む。低抵抗化されたソース/ドレインのシート抵抗は、一般に、10Ωから100kΩの範囲内であり、例えば、数十Ωから数十kΩの範囲内にある。低抵抗化されていない(高抵抗)チャネルのシート抵抗は、一般に、1MΩから10GΩの範囲内にあり、例えば数MΩから数GΩの範囲内にある。
【0013】
低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインと酸化物半導体TFTのソース/ドレインとは、少なくとも部分的に積層方向において見て重なっており、直接又は導体を介して接続されている。二つのTFTのソース/ドレインをつなぐ導体は、例えば、金属又は低抵抗化された半導体である。
【0014】
低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインと酸化物半導体TFTのソース/ドレインとを、二つのビアホール(コンタクトホール)と金属膜により接続する構成においては、二つのビアホールにより回路面積が大きくなる。具体的には、ビアホールは多くの面積を必要とし、また、ビアホールと他の要素との間の設計マージンも必要とする。そのため、ビアホールの増加が、高精細化の妨げとなる。本開示の構成は、低温ポリシリコンTFTと酸化物半導体TFTのソース/ドレインを接続するためのビアホールを低減して、回路面積を小さくすることができる。
【0015】
ポリシリコン素子と酸化物半導体素子とを含む表示装置と異なる薄膜デバイスにおいても同様に、ビアホールの増加は回路サイズの縮小を妨げる。したがって、低温ポリシリコンTFTと酸化物半導体TFTの上記接続方法は、他の半導体素子の接続に適用することができる。一方は、低抵抗ポリシリコンからなる導体部分(第1部分)を含むポリシリコン素子であり、他方は低抵抗酸化物半導体からなる導体部分(第2部分)を含む酸化物半導体素子である。二つの導体部分は互いに重るように積層され、接続されている。二つの導体部分は、直接又は導体を介して接続されている。ポリシリコン素子は、低温ポリシリコンでなくてもよい。
【0016】
酸化物半導体は、フッ化水素(HF)に対して耐性が低い。例えば、低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン表面(コンタクト領域)のシリコン酸化物をエッチングするためにHF処理を行うと、酸化物半導体の露出している部分もエッチングされてしまう。低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインのコンタクト領域上に酸化物半導体膜を形成することで、HF処理を不要としてもよい。
【0017】
<実施形態1>
[表示装置構成]
図1は、OLED表示装置1の構成例を模式的に示す。OLED表示装置1は、OLED素子が形成されるTFT(Thin Film Transistor)基板10と、有機発光素子を封止する封止基板20と、TFT基板10と封止基板20とを接合する接合部(ガラスフリットシール部)30を含んで構成されている。TFT基板10と封止基板20との間には、例えば、乾燥窒素が封入されており、接合部30により封止されている。封止基板20及び接合部30は封止構造部の一つであり、他の例として、封止構造部は、例えば薄膜封止構造(TFE:Thin Film Encapsulation)を有してもよい。
【0018】
TFT基板10の表示領域25の外側のカソード電極形成領域14の周囲に、走査ドライバ31、エミッションドライバ32、保護回路33、ドライバIC34、デマルチプレクサ36が配置されている。ドライバIC34は、FPC(Flexible Printed Circuit)35を介して外部の機器と接続される。走査ドライバ31、エミッションドライバ32、保護回路33は、TFT基板10に形成された周辺回路である。
【0019】
走査ドライバ31はTFT基板10の走査線を駆動する。エミッションドライバ32は、エミッション制御線を駆動して、各画素の発光期間を制御する。ドライバIC34は、例えば、異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)を用いて実装される。
【0020】
ドライバIC34は、走査ドライバ31及びエミッションドライバ32に電源及びタイミング信号(制御信号)を与える。さらに、ドライバIC34は、デマルチプレクサ36に、電源及びデータ信号を与える。
【0021】
デマルチプレクサ36は、ドライバIC34の一つのピンの出力を、d本(dは2以上の整数)のデータ線に順次出力する。デマルチプレクサ36は、ドライバIC34からのデータ信号の出力先データ線を、走査期間内にd回切り替えることで、ドライバIC34の出力ピン数のd倍のデータ線を駆動する。
【0022】
[画素回路構成]
TFT基板10上には、複数の副画素(単に画素とも呼ぶ)のアノード電極にそれぞれ供給する電流を制御する複数の画素回路が形成されている。図2Aは、画素回路の構成例を示す。各画素回路は、駆動トランジスタT1と、選択トランジスタT2と、エミッショントランジスタT3と、保持容量C1とを含む。画素回路は、OLED素子E1の発光を制御する。トランジスタは、TFTである。
【0023】
選択トランジスタT2は副画素を選択するスイッチである。選択トランジスタT2はnチャネル型酸化物半導体TFTであり、ゲート端子は、走査線16に接続されている。ソース端子は、データ線15に接続されている。ドレイン端子は、駆動トランジスタT1のゲート端子に接続されている。
【0024】
駆動トランジスタT1はOLED素子E1の駆動用のトランジスタ(駆動TFT)である。駆動トランジスタT1はpチャネル型低温ポリシリコンTFTであり、そのゲート端子は選択トランジスタT2のドレイン端子に接続されている。駆動トランジスタT1のソース端子は電源線18(Vdd)に接続されている。ドレイン端子は、エミッショントランジスタT3のソース端子に接続されている。駆動トランジスタT1のゲート端子とソース端子との間に保持容量C1が形成されている。
【0025】
エミッショントランジスタT3は、OLED素子E1への駆動電流の供給と停止を制御するスイッチである。エミッショントランジスタT3はnチャネル型酸化物半導体TFTであり、ゲート端子はエミッション制御線17に接続されている。エミッショントランジスタT3のソース端子は駆動トランジスタT1のドレイン端子に接続されている。エミッショントランジスタT3のドレイン端子は、OLED素子E1に接続されている。
【0026】
次に、画素回路の動作を説明する。走査ドライバ31が走査線16に選択パルスを出力し、選択トランジスタT2をオン状態にする。データ線15を介してドライバIC34から供給されたデータ電圧は、保持容量C1に格納される。保持容量C1は、格納された電圧を、1フレーム期間を通じて保持する。保持電圧によって、駆動トランジスタT1のコンダクタンスがアナログ的に変化し、駆動トランジスタT1は、発光階調に対応した順バイアス電流をOLED素子E1に供給する。
【0027】
エミッショントランジスタT3は、駆動電流の供給経路上に位置する。エミッションドライバ32は、エミッション制御線17に制御信号を出力して、エミッショントランジスタT3のオンオフを制御する。エミッショントランジスタT3がオン状態のとき、駆動電流がOLED素子E1に供給される。エミッショントランジスタT3がオフ状態のとき、この供給が停止される。エミッショントランジスタT3のオンオフを制御することにより、1フレーム周期内の点灯期間(デューティ比)を制御することができる。
【0028】
図2Bは、画素回路の他の構成例を示す。当該画素回路は、図2AのエミッショントランジスタT3に代えて、リセットトランジスタT4を有する。リセットトランジスタT4は、nチャネル型酸化物半導体TFTである。リセットトランジスタT4は、基準電圧供給線11とOLED素子E1のアノードとの電気的接続を制御する。リセットトランジスタT4のゲート端子にリセット制御線19からリセット制御信号が供給されることによりこの制御が行われる。なお、リセットトランジスタT4は、様々な目的で使用することができる。
【0029】
図2Cは、画素回路の他の構成例を示す。当該画素回路は、nチャネル型のトランジスタT1からT7を含む。トランジスタT2のゲート端子にVscan2信号が入力される。選択トランジスタT2を介して、保持容量C1にデータ電圧が与えられる。トランジスタT4及びT6のゲートにVscan1信号が入力される。トランジスタT4及びT6は、OLED素子E1のアノードにVrefを与え、保持容量C1に閾値電圧を設定する。トランジスタT3及びT5のゲートには、それぞれ、信号Vem1及びVem2が入力され、OLED素子E1の発光の有無を制御する。
【0030】
例えば、駆動トランジスタT1は低温ポリシリコンTFTであり、トランジスタT6は酸化物半導体TFTである。他のトランジスタは、それぞれ、低温ポリシリコンTFT又は酸化物半導体TFTである。駆動トランジスタT1のソース/ドレインと、トランジスタT6のソース/ドレインとが、接続されている。なお、図2A、2B及び2Cの画素回路は例であって、画素回路は他の回路構成を有してよい。
【0031】
以上説明した画素回路は、互いのソース/ドレインが接続される低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTを含む。本明細書で説明する接続構成により、ビアホールの数を低減し、高精細化に寄与することができる。
【0032】
[低温ポリシリコンTFTと酸化物半導体TFTの接続]
以下において、相互接続された、低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの構成例を説明する。以下に説明する例において、酸化物半導体はIGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)であるとする。本明細書で説明する構成は、他の酸化物半導体の素子に適用することができる。
【0033】
図3は、互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT510及び酸化物半導体TFT560の断面構造を示す。樹脂又はガラスで形成された可撓性又は不撓性の絶縁基板101上に低温ポリシリコンTFT510及び酸化物半導体TFT560が形成されている。
【0034】
低温ポリシリコンTFT510は、ソース/ドレイン105及び107と、面内方向においてソース/ドレイン105及び107間のチャネル103を含む。ソース/ドレイン105及び107は、高濃度不純物ドーピングにより低抵抗化された低温ポリシリコンで形成されている。チャネル103は、低抵抗化されていない低温ポリシリコン(高抵抗低温ポリシリコン)で形成されている。
【0035】
ソース/ドレイン105及び107並びにチャネル103(半導体膜)は、低温ポリシリコン層に含まれる。低温ポリシリコン層は、絶縁基板101の上に(直接)形成されている。図3の例においてソース/ドレイン105及び107並びにチャネル103は絶縁基板101に接触しているが、これらの間に他の絶縁層(例えばシリコン窒化層)が存在してもよい。
【0036】
低温ポリシリコンTFT510は、さらに、ゲート123と、積層方向においてゲート123とチャネル103との間に存在するゲート絶縁膜115を含む。チャネル103、ゲート絶縁膜115及びゲート123は、この順で下から(基板側から)並ぶように積層されており、ゲート絶縁膜115は、チャネル103及びゲート123と接触している。ゲート123は金属で形成され金属層M1に含まれる。ゲート絶縁膜115は、本例においてシリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_1に含まれる。図3の例において、低温ポリシリコンTFT510はトップゲート構造を有するが、ボトムゲート構造を有してもよい。
【0037】
酸化物半導体TFT560は、ソース/ドレイン111及び113と、面内方向においてソース/ドレイン111及び113間のチャネル109を含む。ソース/ドレイン111及び113は、低抵抗化されたIGZOで形成されている。チャネル109は、低抵抗化されていないIGZO(高抵抗IGZO)で形成されている。
【0038】
ソース/ドレイン111及び113並びにチャネル109(半導体膜)は酸化物半導体層に含まれる。酸化物半導体層は、絶縁基板101の上に(直接)形成されている。図3の例においてソース/ドレイン111及び113並びにチャネル109は絶縁基板101に接触しているが、これらの間に他の絶縁層(例えばシリコン窒化層)が存在してもよい。
【0039】
酸化物半導体TFT560は、さらに、ゲート125と、積層方向においてゲート125とチャネル109との間に存在するゲート絶縁膜117を含む。チャネル109、ゲート絶縁膜117及びゲート125は、この順で下から(基板側から)並ぶように積層されており、ゲート絶縁膜117は、チャネル109及びゲート125と接触している。ゲート125は金属で形成され、金属層M2に含まれる。ゲート絶縁膜117は、本例においてシリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_2に含まれる。図3の例において、酸化物半導体TFT560はトップゲート構造を有するが、ボトムゲート構造を有してもよい。
【0040】
低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン105と酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン113は、接続部150において接続されている。接続部150において、低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン105の一部(第1部分)と、酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン113の一部(第2部分)とが、互いに重なるように積層されている。これら部分は、積層方向において見て重なっており、かつ、(直接)接触している。図3の例において、酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン113の端部が、低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン105の端部の上にある。
【0041】
層間絶縁膜119は、低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン107、ゲート123、ソース/ドレイン105の一部、及び、酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン113の一部を覆い、これらに接触している。層間絶縁膜119は、本例において、シリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_2に含まれる。
【0042】
層間絶縁膜121は、酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン113の一部、ゲート125、ソース/ドレイン111の一部を覆い、これらに接触している。層間絶縁膜121は、本例において、シリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_3に含まれる。図3に示す構成例において、層間絶縁膜119はシリコン酸化物層SiO_2からなる単層構造を有するが、下から(絶縁基板101側から)、シリコン酸化物層及びシリコン窒化物層の順で積層された多層構造を有してもよい。
【0043】
電極129は層間絶縁膜121上に形成され、層間絶縁膜119、121に形成されたビアホールを介して、低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン107に接続されている。ビアホール内のビアは、電極129とソース/ドレイン107とを相互接続している。電極129とビアは同一の金属で形成されている。電極129は、金属で形成され、金属層M3に含まれる。
【0044】
電極127は層間絶縁膜121上に形成され、層間絶縁膜121に形成されたビアホールを介して、酸化物半導体TFT560のソース/ドレイン111に接続されている。ビアホール内のビアは、電極127とソース/ドレイン111とを相互接続している。電極127とビアは同一の金属で形成されている。電極127は、金属で形成され、金属層M3に含まれる。なお、絶縁層はシリコン酸化物と異なる材料、例えば、シリコン窒化物で形成されてもよい。
【0045】
[製造方法]
次に図3に示すTFT510及び560の製造方法を説明する。図4は、これらの製造方法の一例を示すフローチャートである。製造方法は、絶縁基板101上に低温ポリシリコン層を形成する(S101)。具体的には、例えばCVD法によってアモルファスシリコンを堆積し、エキシマレーザアニールにより結晶化して、(低温)ポリシリコン膜を形成する。フォトリソグラフィによるパターニングによってポリシリコン膜は島状に加工される。
【0046】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_1を成膜する(S102)。さらに、スパッタ法等により金属層M1を成膜し、金属層M1とシリコン酸化物層SiO_1とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S103)。次に、製造方法は、ゲート123(金属層M1)をマスクとして使用してポリシリコン膜のソース/ドレイン領域に不純物を注入し、不純物の活性化を行う。さらに、水素化処理によってダングリングボンドを終端する(S104)。
【0047】
次に、製造方法は、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S105)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2を成膜する(S106)。次に、製造方法は、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S107)。ゲート123及び125の材料は任意であり、例えば、Mo、W、Nb、Al等が使用される。ゲート123及び125は、単層構造又は多層構造を有し得る。
【0048】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_2をフォトリソグラフィによりパターニングする(S108)。次に、製造方法は、金属層M2(ゲート125)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S109)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S110)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_3において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S111)。
【0049】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M3を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S112)。金属層M3は、電極127及び129を含み、さらに、電極127及び129をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン111及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン107と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。
【0050】
電極127及び129は、例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行うことで形成する。電極127及び129は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。
【0051】
図3に示す構成例において、低温ポリシリコンTFT510の低抵抗LTPS部分と酸化物半導体TFT560の低抵抗IGZO部分とが接続部150において直接に接触している。これらの界面のコンタクト抵抗をより低くするためのプロセス(製造方法)の例を説明する。図5は、上記コンタクト抵抗をより低くするためのプロセス例を説明する図である。
【0052】
製造方法は、低温ポリシリコン層に不純物を注入してソース/ドレイン105を形成した後、アルゴンガス(Arガス)のみにより、酸化物半導体層IGZO_1(第1酸化物半導体膜)をスパッタ法により成膜する(S301)。酸化物半導体層IGZO_1は、ソース/ドレイン105の表面を覆う。
【0053】
次に、製造方法は、アルゴンガス及び酸素ガス(Arガス及び02ガス)により、酸化物半導体層IGZO_2(第2酸化物半導体膜)をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィにより酸化物半導体層IGZO_1及びIGZO_2をパターニングする(S302)。次に、製造方法は、Heプラズマによって酸化物半導体層IGZO_1及びIGZO_2の一部を低抵抗化してソース/ドレイン113を形成する(S303)。ソース/ドレイン113の一部が、ソース/ドレイン105の端部を含む一部を覆い、接触している。
【0054】
上述のように、酸化物半導体層IGZO_1は02ガスを使用することなく成膜されるため、低抵抗LTPS部の低抵抗IGZO部との界面は、酸化物半導体層の形成において酸化されることがない。これにより、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面のコンタクト抵抗をより低くすることができる。
【0055】
図6Aは、上記コンタクト抵抗をより低くするための他のプロセス例を説明する図である。製造方法は、低温ポリシリコン層に不純物を注入してソース/ドレイン105を形成した後、Ar及び02ガスの雰囲気中で、IGZO層をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィによりIGZO層をパターニングして、IGZO膜303を形成する(S311)。IGZO膜303の一部は、ソース/ドレイン105の端部を含む一部を覆い、接触している。
【0056】
次に、製造方法は、IGZO膜303にイオン、例えば、B、Ar又はHイオンを注入して、IGZO膜303を低抵抗化する(S312)。イオン注入により、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面のコンタクト抵抗をより低くすることができる。イオンは、低温ポリシリコン層のコンタクト領域以外の他領域にも注入されるため、他の領域の特性への提供が少ない元素が選択される。
【0057】
図6Bは、上記コンタクト抵抗をより低くするための他のプロセス例を説明する図である。本製造方法は、低温ポリシリコン層に不純物を注入してソース/ドレイン105を形成した後、金属膜311をスパッタ法により成膜する(S321)。この金属膜311としては、例えば、モリブデン膜やチタン膜を用いることが可能である。この際、界面反応により、低抵抗LTPSと金属膜の界面に金属シリサイド膜313が形成される。
【0058】
その後、この金属膜311をウエットエッチング法でエッチング除去する(S322)。エッチング後には、低抵抗LTPSの表面に金属シリサイド膜313が残存する。次に、Ar及び02ガスの雰囲気中でIGZO層をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィによりIGZO層をパターニングして、IGZO膜303を形成する。IGZO膜303の一部は、ソース/ドレイン105の端部を含む一部を覆い、接触している。次に、製造方法は、HeプラズマによってIGZO膜303を低抵抗化する。
【0059】
上述のように、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面には金属シリサイド膜が形成される。これにより、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面のコンタクト抵抗をより低くすることができる。また、金属シリサイド膜は、低抵抗IGZOの構成元素であるインジウム、ガリウム、亜鉛の少なくとも一つの元素、シリコン元素、及び、金属元素、から成る混合層でもよい。この金属元素の例としては、モリブデンやチタンが可能である。
【0060】
<実施形態2>
互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図7は、互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT512及び酸化物半導体TFT562の断面構造を示す。以下においては、図3に示す構成例との相違点を主に説明する。
【0061】
酸化物半導体TFT562のソース/ドレイン113は、層間絶縁膜119よりも上の層である。図7の例において、ソース/ドレイン113の一部は、接続部150において低温ポリシリコンTFT512のソース/ドレイン105の一部を覆って接触し、他の一部は層間絶縁膜119の一部を覆って接触している。酸化物半導体TFT562のゲート絶縁膜117は、シリコン酸化物層SiO_3に含まれている。低温ポリシリコンTFT512及び酸化物半導体TFT562を覆う層間絶縁膜133は、シリコン酸化物層SiO_4に含まれている。
【0062】
上述のように、図7に示す構成例において、低温ポリシリコン薄膜トランジスタ512は、チャネル103の上にゲート絶縁膜115を介して配置されたゲート123を含み、そのゲート123は層間絶縁膜119で覆われている。酸化物半導体薄膜トランジスタ562のソース/ドレイン113の一部は、その層間絶縁膜119上に形成されている。
【0063】
図8は、図7に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS121からステップS124は、図4のフローチャートにおけるステップS101からステップS104と同様である。製造方法は、低温ポリシリコン層への不純物注入、活性化及び水素化処理を行った(S124)後、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングする(S125)。次に、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S126)。
【0064】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S127)。さらに、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、金属層M2とシリコン酸化物層SiO_3とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S128)。
【0065】
次に、製造方法は、金属層M2(ゲート125)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S129)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。
【0066】
次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_4を成膜する(S130)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_4において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S131)。ステップS132は、図4のフローチャートにおけるステップS112と同様である。
【0067】
上述のように、本例の製造方法は、低温ポリシリコン層の一部と金属層M1を覆う層間絶縁膜119を形成した後に、IGZO層をパターニングする。IGZO層のパターニングにおいて、低温ポリシリコン層は、層間絶縁膜119又はIGZO層に覆われている。低温ポリシリコン層及び金属層M1は、エッチャントにさらされず、それにより影響を避けることができる。
【0068】
<実施形態3>
互いのソース/ドレインが金属膜を介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図9は、互いのソース/ドレインが金属膜を介して接続されている低温ポリシリコンTFT514及び酸化物半導体TFT564の断面構造を示す。以下においては、図7に示す構成例との相違点を主に説明する。
【0069】
低温ポリシリコンTFT514と酸化物半導体TFT564との接続部151は、金属膜141を含む。金属膜141は、金属層M2に含まれる。金属膜141は、例えば、ゲート123、125又は電極127、129と同様の材料又は構造を有してもよく、これらと異なる材料又は構造を有してもよい。酸化物半導体TFT564のゲート125は金属層M3に含まれる。電極127、129は、金属層M4に含まれる。
【0070】
金属膜141は、積層方向において見て、低温ポリシリコンTFT514のソース/ドレイン105(の一部)と酸化物半導体TFT564のソース/ドレイン113(の一部)との間において、それらと接触し、それらを相互接続している。このように、接続部151は、低抵抗LTPS、金属膜、低抵抗IGZOの積層構造を有している。金属膜141により、ソース/ドレイン105及び113のコンタクトをより安定に確保できる。
【0071】
図10は、図9に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS141からステップS144は、図8のフローチャートにおけるステップS121からステップS124と同様である。ステップS145において、製造方法は、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う。これにより、金属膜141が形成される。
【0072】
次に、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングする(S146)。次に、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S147)。
【0073】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S148)。さらに、スパッタ法等により金属層M3を成膜し、金属層M2とシリコン酸化物層SiO_3とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S149)。
【0074】
次に、製造方法は、金属層M3(ゲート125)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S150)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_4を成膜する(S151)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_4において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S152)。
【0075】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M4を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S153)。例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行って、金属層M4を形成する。金属層M4は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。金属層M4は、電極127及び129を含み、さらに、電極127及び129をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン111及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン107と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。
【0076】
<実施形態4>
互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの一方の半導体膜が他方の半導体膜よりも上層に配置され、それらの間の絶縁膜を貫通するビアにより、積層方向において見て互いに重なる部分が接続されている。ビアは、上層の半導体で形成されている。以下においては、酸化物半導体膜が上層に配置されている例が説明される。
図11Aは、互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT516及び酸化物半導体TFT566の断面構造を示す。以下においては、図3に示す構成例との相違点を主に説明する。図3に示す構成例において、低温ポリシリコン層とIGZO層(酸化物半導体層)とは、同一の絶縁層(絶縁基板101)上に形成されている。図11Aに示す例において、これらは、異なる絶縁層上に形成されている。
【0077】
低温ポリシリコンTFT516及び酸化物半導体TFT566の接続部153は、層間絶縁膜119を貫通するビア142を含む。ビア142は、低抵抗IGZOで形成されている。酸化物半導体TFT566のソース/ドレイン111及び113並びにチャネル109は、層間絶縁膜119上に形成されている。酸化物半導体TFT566のソース/ドレイン113と低温ポリシリコンTFT516のソース/ドレイン105とは、ビア142によって接続されている。
【0078】
ビア142は、積層方向において見て、低温ポリシリコンTFT516のソース/ドレイン105(の一部)と酸化物半導体TFT566のソース/ドレイン113(の一部)との間において、それらと接触し、それらを相互接続している。低温ポリシリコンTFT516のソース/ドレイン105の一部(第1部分)、酸化物半導体TFT566のソース/ドレイン113の一部(第2部分)、ビア142は、積層方向において見て重なっている。
【0079】
酸化物半導体TFT566のゲート絶縁膜117はシリコン酸化物層SiO_3に含まれる。酸化物半導体TFT566を覆い、シリコン酸化物を低温ポリシリコンTFT516介して覆う層間絶縁膜121は、シリコン酸化物層SiO_4に含まれる。
【0080】
図12は、図11Aに示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS161からステップS164は、図4のフローチャートにおけるステップS101からステップS104と同様である。ステップS164の後、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_2を成膜する(S165)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2において異方性エッチングを行い、接続部153のためのビアホールを形成する(S166)。
【0081】
次に、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S167)。IGZO層は、酸化物半導体TFT566のIGZO膜、及び、接続部153のためのビアホール内の部分を含む。次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S168)。さらに、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、金属層M2とシリコン酸化物層SiO_3とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S169)。
【0082】
次に、製造方法は、金属層M2(ゲート125)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S170)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。これにより、ソース/ドレイン111及び113に加え、ビア142も低抵抗化される。
【0083】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_4を成膜する(S171)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_4において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S172)。
【0084】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M3を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S173)。例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行って、金属層M3を形成する。金属層M3は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。金属層M3は、電極127及び129を含み、さらに、電極127及び129をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン111及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン107と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。
【0085】
図11Bは、互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの断面構造のその他の構成を示す。以下においては、図11Aに示す構成例との相違点を主に説明する。図11Bに示す構成例では、ビアの中の低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面に、金属シリサイド膜341、342が存在する。
【0086】
これにより、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面のコンタクト抵抗をより低くすることができる。また、金属シリサイド膜は、低抵抗IGZOの構成元素であるインジウム、ガリウム、亜鉛の少なくとも一つの元素、シリコン元素、及び、金属元素、から成る混合層でもよい。この金属元素の例としては、モリブデンやチタンが可能である。
【0087】
図12Bは、図11Bに示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。図12AのステップS161からステップS166と同様のステップの後、金属層をスパッタ法などで成膜する(S261)。この金属膜の例としては、モリブデン膜やチタン膜が可能である。この際、界面反応により、ビアの中の低抵抗LTPSと金属膜層の界面に金属シリサイド膜が形成される。金属膜成膜後に200℃から300℃程度でアニール処理を行うと、界面反応が促進され金属シリサイド膜がより形成されやすい。
【0088】
その後、この金属膜をウエットエッチング法でエッチング除去する(S262)。エッチング後には、ビアの中の低抵抗LTPSの表面に金属シリサイド膜が残存する。引き続いて、図12AのS167以降と同様なステップを行う。上記の200℃から300℃程度でアニール処理以外にも、その後のSiOの成膜プロセス等で200℃から300℃程度の温度履歴を経ることがあり、これらの昇温時にも金属シリサイドの形成が促進される。
【0089】
このような製造方法において、ビアの中の低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面には金属シリサイドが形成される。これにより、低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面のコンタクト抵抗をより低くすることができる。また、金属シリサイドは、低抵抗IGZOの構成元素であるインジウム、ガリウム、亜鉛の少なくとも一つの元素、シリコン元素、及び、金属元素、から成る混合層でもよい。この金属元素の例としては、モリブデンやチタンが可能である。また、このように低抵抗LTPS部と低抵抗IGZO部の界面に金属シリサイドが存在する構成は、図11Bの構成に限らず、本明細書に記載の全ての構成に用いることが可能である。
【0090】
互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図13は、互いのソース/ドレインが積層されたビア及び金属膜により接続されている低温ポリシリコンTFT516及び酸化物半導体TFT566の断面構造を示す。
【0091】
本構成例において、層間絶縁膜が多層構造を有している。以下において、図11に示す構成例との相違点を説明する。層間絶縁膜は、下から(絶縁基板101側から)、下層膜120及び上層膜119で構成されている。下層膜120は、シリコン窒化物層SiNに含まれ、上層膜119は、シリコン酸化物層SiO_2に含まれている。
【0092】
図14は、図13に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。図12のフローチャートとの相違点は、シリコン酸化物層SiO_2を成膜するステップ(S165)の前に、シリコン窒化物層SiNを成膜するステップ(S175)が加えられた点である。これによりシリコン窒化物層SiN、シリコン酸化物層SiO_2の順で2層積層した構造とすることができる。
【0093】
互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図15は、互いのソース/ドレインが積層されたビア及び金属膜により接続されている低温ポリシリコンTFT516及び酸化物半導体TFT566の断面構造を示す。
【0094】
本構成例において、層間絶縁膜が多層構造を有している。以下において、図13に示す構成例との相違点を説明する。層間絶縁膜は、シリコン窒化物層SiNの下層膜120は、低温ポリシリコンTFT516のゲート123を覆う形状にパターニングされている。
【0095】
図16は、図15に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。図12のフローチャートとの相違点は、シリコン酸化物層SiO_2を成膜するステップ(S165)の前に、シリコン窒化物層SiNを成膜しパターニングするステップ(S177)が加えられた点である。これにより低温ポリシリコンTFT516のゲート123を覆う形状にパターニングした構造とすることができる。
【0096】
なお、図示はしないが、層間絶縁膜は、下から(絶縁基板101側から)シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸化物の順で3層積層された構造でもよいし、シリコン酸化物、シリコン窒化物の順で2層積層された構造でもよい。
【0097】
上記構成例は、低温ポリシリコン層と酸化物半導体層が異なる絶縁層上に形成されている。これらの厚みを制御することで、低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの特性をそれぞれ個別に制御することができる。また、低抵抗ポリシリコン膜と低抵抗酸化物半導体膜及びそれらの間の絶縁膜により、保持容量を形成することができる。
【0098】
<実施形態5>
互いのソース/ドレインが積層されたビア及び金属膜により接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図17は、互いのソース/ドレインが積層されたビア及び金属膜により接続されている低温ポリシリコンTFT518及び酸化物半導体TFT568の断面構造を示す。以下においては、図11に示す構成例との相違点を主に説明する。
【0099】
低温ポリシリコンTFT518と酸化物半導体TFT568との接続部155は、金属膜144を含む。金属膜144は、金属層M2に含まれる。金属膜144は、金属層M2に含まれる。金属膜144は、例えば、ゲート123、125又は電極127、129と同様の材料又は構造を有してもよく、これらと異なる材料又は構造を有してもよい。酸化物半導体TFT568のゲート125は金属層M3に含まれる。電極127、129は、金属層M4に含まれる。
【0100】
金属膜144は、積層方向において見て、低温ポリシリコンTFT518のソース/ドレイン105(の一部)とビア142との間において、それらと接触し、それらを相互接続している。このように、接続部155は、低抵抗LTPS、金属膜、低抵抗IGZOの積層構造を有している。金属膜144により、ソース/ドレイン105とビア142とのコンタクトをより安定に確保できる。
【0101】
図18は、図17に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS181からステップS186は、図12のフローチャートにおけるステップS161からステップS166と同様である。ステップS186の後、製造方法は、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングする(S187)。これにより、ビアホール内に金属膜144が形成される。
【0102】
次に、製造方法は、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S188)。IGZO層は、酸化物半導体TFT568のIGZO膜、及び、接続部155のためのビアホール内の部分を含む。次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S189)。さらに、スパッタ法等により金属層M3を成膜し、金属層M3とシリコン酸化物層SiO_3とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S190)。
【0103】
次に、製造方法は、金属層M3(ゲート125)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S191)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。これにより、ソース/ドレイン111及び113に加え、ビア142も低抵抗化される。
【0104】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_4を成膜する(S192)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_4において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S193)。
【0105】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M4を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S194)。例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行って、金属層M4を形成する。金属層M4は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。金属層M4は、電極127及び129を含み、さらに、電極127及び129をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン111及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン107と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。
【0106】
<実施形態6>
ここまでの実施形態では、互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの構成を示してきた。このような構成に対して、図19に示すように、ビア部で低抵抗LTPSと接続されている低抵抗IGZO部352と、酸化物半導体TFTのソース/ドレインを形成する低抵抗IGZO部351とがお互いに繋がることなく個別パターンとして形成されていてもよい。低抵抗IGZO部351、352は、金属層M3の電極353により相互接続されている。
【0107】
低温ポリシリコンTFTでは、ポリシリコン中のダングリングボンド欠陥を水素で補償するために、層間絶縁膜として膜中に水素を多く含むシリコン窒化膜(プラズマCVD法で形成)を用いることが多い。このシリコン窒化膜は原子密度として膜中に20~30%程度の水素を含んでおり、この水素が下層のポリシリコン中へ拡散しダングリングボンドで結合することにより欠陥を補償する。
【0108】
一方で、この水素はビア部で接する低抵抗IGZO中へも拡散する。例えば図13のように、ビア部において、低抵抗LTPSと接続されている低抵抗IGZOと酸化物半導体TFTのソース/ドレインを形成する低抵抗IGZOとが繋がっていると、このビア部で接する低抵抗IGZO中へ拡散した水素はソース/ドレインを形成する低抵抗IGZO中へも拡散し、更にチャネル部のIGZO中へも拡散してしまう場合もある。
【0109】
このような場合、チャネル部のIGZOもある程度低抵抗化されてしまい、TFTとして動作しない(オフ状態を示さない)場合がある。これに対して図19の構成では、ビア部で低抵抗LTPSと接続されている低抵抗IGZO部352と、酸化物半導体TFTのソース/ドレインを形成する低抵抗IGZO部351とが繋がっていないので、チャネル部のIGZO中へ水素が拡散することはなく、より確実にTFT動作を実現することが可能である。
【0110】
図20は、図19に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS161からステップS166は、図14を参照して説明した通りである。ステップ166の後、IGZO層を成膜してフォトリソグラフィによりパターニングを行う(S265)。この際に、ビア部でLTPSと接続されるIGZO膜と、酸化物半導体TFTのソース/ドレインを形成するIGZO膜とが分離した個別のパターンとして形成される。その後、図14のフローチャートにおけるステップS168からステップS172と同様のプロセスを行う。
【0111】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M3を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S266)。例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行って、金属層M3を形成する。金属層M3は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。金属層M3の電極353は、酸化物半導体TFTのソース/ドレインを形成する低抵抗IGZO部351と、低温ポリシリコンTFTのソース/ドレインのビア部で低抵抗LTPSと接続されている低抵抗IGZO部352とを接続する。
【0112】
<実施形態7>
互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図21は、互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている、低温ポリシリコンTFT520及び酸化物半導体TFT570の断面構造を示す。以下においては、図11Aに示す構成例との相違点を主に説明する。
【0113】
酸化物半導体TFT570は、ボトムゲート構造を有している。ゲート126は、絶縁膜118上に接触して形成されている。絶縁膜118は、シリコン酸化物層SiO_1に含まれる。ゲート126は、積層方向において見て、チャネル109と重なるように、チャネル109よりも下の層に形成されている。ゲート126とチャネル109と間のゲート絶縁膜122は、層間絶縁膜119と共に、シリコン酸化物層SiO_2に含まれている。
【0114】
絶縁膜134は、積層方向において見て、チャネル109と重なるように、チャネル109よりも上の層に形成されている。図21の例において、絶縁膜134は、チャネル109を覆い、接触している。絶縁膜134は、ソース/ドレイン111、113の形成のための低抵抗化処理において、マスクとして働く。
【0115】
低温ポリシリコンTFT520のゲート123及び酸化物半導体TFT570のゲート126は、共に、金属層M1に含まれる。電極127及び129は、金属層M2に含まれる。
【0116】
図22は、図21に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS201及びS202は、図18のフローチャートのステップS181及びS182と同様である。ステップS202の後、製造方法は、スパッタ法等により金属層M1を成膜し、金属層M1とシリコン酸化物層SiO_1とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S203)。これにより、低温ポリシリコンTFT520のゲート123及びゲート絶縁膜115、酸化物半導体TFT570のゲート126、並びに絶縁膜118が形成される。
【0117】
次に、製造方法は、ゲート123(金属層M1)をマスクとして使用してポリシリコン膜のソース/ドレイン領域に不純物を注入し、不純物の活性化を行う。さらに、水素化処理によってダングリングボンドを終端する(S204)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2を成膜する(S205)。
【0118】
次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2において異方性エッチングを行い、接続部153のためのビアホールを形成する(S206)。次に、製造方法は、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S207)。IGZO層は、酸化物半導体TFT570のIGZO膜、及び、接続部153のためのビアホール内の部分を含む。
【0119】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_3を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S208)。これにより、酸化物半導体膜上に絶縁膜134が形成される。次に、製造方法は、絶縁膜134(シリコン酸化物層SiO_3)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S209)。低抵抗化は、例えば、IGZO層のソース/ドレイン領域をHeプラズマにさらす。低抵抗化は、B、Ar、H等のイオン注入により行ってもよい。これにより、ソース/ドレイン111及び113に加え、ビア142も低抵抗化される。
【0120】
次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_4を成膜する(S210)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_4において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S211)。
【0121】
次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M2を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S212)。例えば、Ti/Al/Ti等の導電膜を堆積し、パターニングを行って、金属層M2を形成する。金属層M2は単層構造を有してもよく、上記金属材料と異なる金属材料で形成されてもよい。金属層M2は、電極127及び129を含み、さらに、電極127及び129をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン111及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン107と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。
【0122】
<実施形態8>
互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図23は、互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT522及び酸化物半導体TFT572の断面構造を示す。以下においては、図3に示す構成例との相違点を主に説明する。
【0123】
図23の構成例は、低温ポリシリコンTFT522のソース/ドレイン107とビア130との間に、低抵抗IGZO膜114を含む。低抵抗IGZO膜114は、酸化物半導体TFT572のソース/ドレイン111、113と同一層内にあり、同一プロセスで同時に形成される。低抵抗IGZO膜114は、積層方向において見て、低温ポリシリコンTFT522のソース/ドレイン107(の一部)とビア130との間において、それらと接触し、それらを相互接続している。ビア130は電極129とソース/ドレイン107とをつなぐために形成されており、電極129に連続している。
【0124】
低抵抗IGZO膜114が存在しない場合、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_におけるビアホールの形成後、低温ポリシリコンTFT522のソース/ドレイン107の表面に形成されたシリコン酸化物を、フッ化水素酸により除去する(HF処理)ことがある。HF処理において、酸化物半導体TFT572のソース/ドレイン111もフッ化水素酸にさらされる。酸化物半導体のフッ化水素酸に対する耐性は高くないため、エッチングされ得る。
【0125】
図23に示す構成例の低抵抗IGZO膜114は、HF処理を不要とする。図23の構成例において、低温ポリシリコンTFT522のソース/ドレイン107はビアに露出せず、低抵抗IGZO膜114に覆われている。シリコン酸化物層SiO_2、SiO_
におけるビアホールの形成において、低抵抗IGZO膜114はエッチャントに触れるが、ソース/ドレイン107はエッチャントに触れることはない。したがって、ソース/ドレイン107の表面のシリコン酸化物を除去するためのHF処理が不要である。
【0126】
互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図24は、互いのソース/ドレインがビアを介して接続されている低温ポリシリコンTFT524及び酸化物半導体TFT574の断面構造を示す。以下においては、図21に示す構成例との相違点を主に説明する。
【0127】
図24の構成例は、低温ポリシリコンTFT524のソース/ドレイン107とビア130との間に、低抵抗IGZO膜116を含む。低抵抗IGZO膜116は、酸化物半導体TFT57のソース/ドレイン111、113と同一層内にあり、同一プロセスで同時に形成される。低抵抗IGZO膜116は、積層方向において見て、低温ポリシリコンTFT524のソース/ドレイン107(の一部)とビア130との間において、それらと接触し、それらを相互接続している。ビア130は電極129とソース/ドレイン107とをつなぐために形成されており、電極129に連続している。
【0128】
低抵抗IGZO膜116は、図23に示す低抵抗IGZO膜114と同様に、ソース/ドレイン107の表面のシリコン酸化物を除去するためのHF処理を不要とすることができる。
【0129】
<実施形態9>
互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。以下においては、図7に示す構成例との相違点を主に説明する。以下に説明する構成例は、ポリシリコン薄膜トランジスタの少なくとも一部覆うシリコン窒化膜と、シリコン窒化膜と酸化物半導体薄膜トランジスタとの間のシリコン酸化膜と、を含む。シリコン窒化膜によりポリシリコンの水素化処理を省略し、シリコン酸化膜によりシリコン窒化膜内の水素が酸化物半導体膜へ拡散するのを抑制する。
【0130】
図25は、互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT526及び酸化物半導体TFT576の断面構造を示す。図25に示す構成例は、低温ポリシリコンTFT526のソース/ドレイン107及びソース/ドレイン105の一部上に、それらと接触してシリコン窒化膜120が形成されている。シリコン窒化膜120は、層間絶縁膜である。
【0131】
図25に示す構成例は、さらに、酸化物半導体TFT576のソース/ドレイン113(酸化物半導体膜)とシリコン窒化膜120との間に、シリコン酸化物からなる層間絶縁膜119を含む。シリコン窒化膜120は、層間絶縁膜119で覆われており、酸化物半導体膜は、シリコン窒化膜120から離間されている。接続部150は、層間絶縁膜119と層間絶縁膜121との間(層間絶縁膜119の外側)に存在する。
【0132】
シリコン窒化膜120を形成することで、低温ポリシリコン膜の水素化処理を省略することができる。層間絶縁膜119は、シリコン窒化膜120内のHが酸化物半導体膜へ拡散するのを抑制するバリア膜として働く。
【0133】
図26は、図25に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。ステップS221からステップS223は、図8に示すフローチャートのステップS121からステップS123と同様である。ステップS224は、ステップS124において水素化処理が省略されている。ステップS224の後、製造方法は、CVD法等によりシリコン窒化膜を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S225)。シリコン窒化膜の成膜により、低温ポリシリコン膜にHを与えることができる。ステップS226からステップS233は、図8に示すフローチャートのステップS125からステップS132と同様である。
【0134】
<実施形態10>
互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT及び酸化物半導体TFTの他の構成例を示す。図27は、互いのソース/ドレインが直接に接触している低温ポリシリコンTFT528及び酸化物半導体TFT578の断面構造を示す。実施形態1の図3の構成例と比較して、低温ポリシリコン層と酸化物半導体層の成膜順序が逆である。なお、他の実施形態においても、低温ポリシリコン層と酸化物半導体層の成膜順序が逆でもよい。
【0135】
酸化物半導体TFT578は、ソース/ドレイン411及び413と、面内方向においてソース/ドレイン411及び413間のチャネル409を含む。ソース/ドレイン411及び413は、低抵抗化されたIGZOで形成されている。チャネル409は、低抵抗化されていないIGZOで形成されている。ソース/ドレイン411及び413並びにチャネル409(半導体膜)は酸化物半導体層に含まれる。酸化物半導体層は、絶縁基板101の上に(直接)形成されている。図27の例においてソース/ドレイン411及び413並びにチャネル09は絶縁基板101に接触しているが、これらの間に他の絶縁層(例えばシリコン窒化層)が存在してもよい。
【0136】
酸化物半導体TFT578は、さらに、ゲート425と、積層方向においてゲート425とチャネル409との間に存在するゲート絶縁膜41を含む。チャネル409、ゲート絶縁膜417及びゲート425は、この順で下から(基板側から)並ぶように積層されており、ゲート絶縁膜417は、チャネル409及びゲート425と接触している。ゲート425は金属で形成され、金属層M1に含まれる。ゲート絶縁膜417は、本例においてシリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_1に含まれる。図27の例において、酸化物半導体TFT578はトップゲート構造を有するが、ボトムゲート構造を有してもよい。
【0137】
低温ポリシリコンTFT528は、ソース/ドレイン405及び407と、面内方向においてソース/ドレイン405及び407間のチャネル403を含む。ソース/ドレイン405及び407は、高濃度不純物ドーピングにより低抵抗化された低温ポリシリコンで形成されている。チャネル403は、低抵抗化されていない低温ポリシリコンで形成されている。ソース/ドレイン405及び407並びにチャネル403(半導体膜)は、低温ポリシリコン層に含まれる。低温ポリシリコン層は、絶縁基板101の上に(直接)形成されている。図27の例においてソース/ドレイン405及び407並びにチャネル403は絶縁基板101に接触しているが、これらの間に他の絶縁層(例えばシリコン窒化層)が存在してもよい。
【0138】
低温ポリシリコンTFT528は、さらに、ゲート423と、積層方向においてゲート423とチャネル403との間に存在するゲート絶縁膜415を含む。チャネル403、ゲート絶縁膜415及びゲート423は、この順で下から(基板側から)並ぶように積層されており、ゲート絶縁膜415は、チャネル403及びゲート423と接触している。ゲート423は金属で形成され金属層M2に含まれる。ゲート絶縁膜415は、本例においてシリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_2に含まれる。図27の例において、低温ポリシリコンTFT528はトップゲート構造を有するが、ボトムゲート構造を有してもよい。
【0139】
酸化物半導体TFT578のソース/ドレイン413と低温ポリシリコンTFT528
のソース/ドレイン405とは、接続部450において接続されている。接続部450において、酸化物半導体TFT578のソース/ドレイン413の一部と低温ポリシリコンTFT528のソース/ドレイン405の一部とが、互いに重なるように積層されている。これら部分は、積層方向において見て重なっており、かつ、(直接)接触している。図27の例において、低温ポリシリコンTFT510のソース/ドレイン405の端部が、酸化物半導体TFT58のソース/ドレイン413の端部の上にある。
【0140】
層間絶縁膜419は、低温ポリシリコンTFT528のチャネル403及びソース/ドレイン405、407、並びに、酸化物半導体TFT578を覆い、これらに接触している。層間絶縁膜419は、本例において、シリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_2に含まれる。
【0141】
層間絶縁膜421は、層間絶縁膜419上に積層され、低温ポリシリコンTFT528及び酸化物半導体TFT578を(部分的に層間絶縁膜419を介して)覆っている。層間絶縁膜421は、本例において、シリコン酸化物で形成され、シリコン酸化物層SiO_3に含まれる。
【0142】
電極429は層間絶縁膜421に形成され、層間絶縁膜419、421に形成されたビアホールを介して、低温ポリシリコンTFT528のソース/ドレイン407に接続されている。ビアホール内のビアは、電極429とソース/ドレイン407とを相互接続している。電極429とビアは同一の金属で形成されている。電極429は、金属で形成され、金属層M3に含まれる。
【0143】
電極427は層間絶縁膜421に形成され、層間絶縁膜419、421に形成されたビアホールを介して、酸化物半導体TFT578のソース/ドレイン411に接続されている。ビアホール内のビアは、電極427とソース/ドレイン411とを相互接続している。電極427とビアは同一の金属で形成されている。電極427は、金属で形成され、金属層M3に含まれる。なお、絶縁層はシリコン酸化物と異なる材料、例えば、シリコン窒化物で形成されてもよい。
【0144】
図28は、図27に示す構成例の製造方法の一例のフローチャートである。製造方法は、スパッタ法等によりIGZO層を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S241)。次に、製造方法は、CVD法等によりシリコン酸化物層SiO_1を成膜する(S242)。さらに、スパッタ法等により金属層M1を成膜し、金属層M1とシリコン酸化物層SiO_1とを同時に、フォトリソグラフィによりパターニングする(S243)。
【0145】
次に、製造方法は、例えばCVD法によってアモルファスシリコン膜を堆積し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S244)。製造方法は、さらに、エキシマレーザアニール(ELA)により、アモルファスシリコン膜を結晶化して(低温)ポリシリコン膜を形成し、さらに、金属層M1(ゲート425)をマスクとして使用して、IGZO層のソース/ドレイン領域を低抵抗化する(S245)。
【0146】
次に、製造方法は、ポリシリコン膜のソース/ドレイン領域に不純物を注入し、不純物の活性化を行う。さらに、水素化処理によってダングリングボンドを終端する(S246)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2を成膜する(S247)。次に、製造方法は、スパッタ法等により金属層M2を成膜し、フォトリソグラフィによりパターニングを行う(S248)。ゲート423及び425の材料及び構造は実施形態1と同様でよい。
【0147】
次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_3を成膜する(S249)。次に、製造方法は、シリコン酸化物層SiO_2、SiO_3において異方性エッチングを行い、ビアホールを形成する(S250)。次に、製造方法は、スパッタ法等によって、金属層M3を成膜し、フォトリソグラフィによるパターニングを行う(S251)。金属層M3は、電極27及び29を含み、さらに、電極27及び29をそれぞれ、酸化物半導体TFTのソース/ドレイン11及び低温ポリシリコンTFTのソース/ドレイン07と接続するビア(ビアホールの内側の部分)を含む。電極27及び29並びにビアの材料及び構造は、実施形態1と同様でよい。
【0148】
以上、本開示の実施形態を説明したが、本開示が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本開示の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【0149】
101 絶縁基板、103、109、403、409 チャネル、105、107、111、113 ソース/ドレイン、114、116 低抵抗IGZO膜、115、117、122、415、417 ゲート絶縁膜、118、134 絶縁膜、119、121、133、421、419、421 層間絶縁膜、120 シリコン窒化膜、123、125、126、423、425 ゲート、130、142 ビア、141、144 金属膜、303 IGZO膜、405、407、411、413 ソース/ドレイン、127、129、427、429 電極、150、151、153、155、450 接続部、M1、M2、M3、M4 金属層、SiO_1、SiO_2、SiO_3、SiO_4 シリコン酸化物層、510、512、514、516、518、520、522、524、526、528 低温ポリシリコンTFT、560、562、564、568、570、572、574、576、578 酸化物半導体TFT
図1
図2A
図2B
図2C
図3
図4
図5
図6A
図6B
図7
図8
図9
図10
図11A
図11B
図12A
図12B
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28