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(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】2024-09-06
(45)【発行日】2024-09-17
(54)【発明の名称】半導体装置及び表示装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/336 20060101AFI20240909BHJP
H01L 29/786 20060101ALI20240909BHJP
H10K 50/10 20230101ALI20240909BHJP
G02F 1/1368 20060101ALI20240909BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240909BHJP
【ＦＩ】
H01L29/78 616A
H01L29/78 612B
H01L29/78 616L
H01L29/78 616V
H01L29/78 618B
H05B33/14 A
G02F1/1368
G09F9/30 338
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021001469
(22)【出願日】2021-01-07
(65)【公開番号】P2022106457
(43)【公開日】2022-07-20
【審査請求日】2023-12-05
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】花田 明紘
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 俊成
(72)【発明者】
【氏名】小野寺 涼
【審査官】市川 武宜
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１３０６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０７７８１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１３０５１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０７４０７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３３６
Ｈ０１Ｌ ２９／７８６
Ｈ１０Ｋ ５０／１０
Ｇ０２Ｆ １／１３６８
Ｇ０９Ｆ ９／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に接する絶縁層と、
前記酸化物半導体層に重畳するゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、
を備え、
前記酸化物半導体層は、
前記ゲート電極に重畳するチャネル形成領域と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に接する高濃度不純物領域と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に重畳し、前記高濃度不純物領域とは異なる第１不純物領域と、
前記チャネル形成領域と前記第１不純物領域との間に設けられる、第２不純物領域と、
前記第１不純物領域と前記第２不純物領域との間に設けられる、第３不純物領域と、
を備え、
前記高濃度不純物領域と、前記第１不純物領域と、前記第２不純物領域と、前記第３不純物領域とは、同じ不純物元素を含み、
前記第１不純物領域に含まれる前記不純物元素の第１濃度と、前記第２不純物領域に含まれる前記不純物元素の第２濃度と、前記第３不純物領域に含まれる前記不純物元素の第３濃度と、前記高濃度不純物領域に含まれる前記不純物元素の第４濃度は、前記第３濃度と前記第４濃度が等しく、前記第３濃度は前記第１濃度より高く、前記第１濃度は前記第２濃度より高い、半導体装置。
【請求項2】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記不純物元素を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記ゲート電極は、前記不純物元素を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記絶縁層は、酸化珪素で形成される、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項5】
複数の画素を備える表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられる非表示領域と、
前記画素に設けられる、請求項１に記載の半導体装置と、
前記非表示領域に設けられ、多結晶シリコン層を活性層として有するトランジスタと、
表示機能層と、
を備える、表示装置。
【請求項6】
酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に接する絶縁層と、
前記酸化物半導体層に重畳するゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、
を備え、
前記酸化物半導体層は、
前記ゲート電極に重畳するチャネル形成領域と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に、少なくとも一部が接して重畳する高濃度不純物領域と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極に重畳し、前記高濃度不純物領域とは異なる第１領域と、
前記チャネル形成領域と前記第１領域との間に設けられる、第２不純物領域と、
を備え、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極のそれぞれは、第１金属層及び第２金属層の積層構造であり、
前記高濃度不純物領域と、前記第２不純物領域とは、同じ不純物元素を含み、
前記高濃度不純物領域に含まれる前記不純物元素の第１濃度は、前記第２不純物領域に含まれる前記不純物元素の第２濃度より低い、または同等である、半導体装置。
【請求項7】
前記高濃度不純物領域の全部が前記ソース電極及び前記ドレイン電極に接して重畳する、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記高濃度不純物領域の前記一部が前記ソース電極及び前記ドレイン電極に接して重畳し、前記高濃度不純物領域の他の部分は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に重畳しない、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第２金属層の膜厚は、前記第１金属層の膜厚より厚い、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記不純物元素を含む、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記ゲート電極は、前記不純物元素を含む、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記絶縁層は、酸化珪素で形成される、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項13】
複数の画素を備える表示領域と、前記表示領域の周囲に設けられる非表示領域と、
前記画素に設けられる、請求項６に記載の半導体装置と、
前記非表示領域に設けられ、多結晶シリコン層を活性層として有するトランジスタと、
表示機能層と、
を備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置において、表示領域の画素回路に酸化物半導体を備えたトランジスタが設けられ、且つ、周辺領域の駆動回路にシリコン半導体を備えたトランジスタが設けられる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－２５４９５０号公報
【文献】特開２０２０－１２９６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本実施形態は、信頼性が向上した半導体装置及び表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態に係る半導体装置は、酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に接する絶縁層と、前記酸化物半導体層に重畳するゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、を備え、前記酸化物半導体層は、前記ゲート電極に重畳するチャネル形成領域と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に接する高濃度不純物領域と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に重畳し、前記高濃度不純物領域とは異なる第１不純物領域と、前記チャネル形成領域と前記第１不純物領域との間に設けられる、第２不純物領域と、前記第１不純物領域と前記第２不純物領域との間に設けられる、第３不純物領域と、を備え、前記高濃度不純物領域と、前記第１不純物領域と、前記第２不純物領域と、前記第３不純物領域とは、同じ不純物元素を含み、前記第１不純物領域に含まれる前記不純物元素の第１濃度と、前記第２不純物領域に含まれる前記不純物元素の第２濃度と、前記第３不純物領域に含まれる前記不純物元素の第３濃度と、前記高濃度不純物領域に含まれる前記不純物元素の第４濃度は、前記第３濃度と前記第４濃度が等しく、前記第３濃度は前記第１濃度より高く、前記第１濃度は前記第２濃度より高い。
【0006】
また、一実施形態に係る半導体装置は、酸化物半導体層と、前記酸化物半導体層に接する絶縁層と、前記酸化物半導体層に重畳するゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、を備え、前記酸化物半導体層は、前記ゲート電極に重畳するチャネル形成領域と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に、少なくとも一部が接して重畳する高濃度不純物領域と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極に重畳し、前記高濃度不純物領域とは異なる第１領域と、前記チャネル形成領域と前記第１不純物領域との間に設けられる、第２不純物領域と、を備え、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のそれぞれは、第１金属層及び第２金属層の積層構造であり、前記高濃度不純物領域と、前記第２不純物領域とは、同じ不純物元素を含み、前記高濃度不純物領域に含まれる前記不純物元素の第１濃度は、前記第２不純物領域に含まれる前記不純物元素の第２濃度より低い、または同等である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る半導体装置について詳細に説明する。
以下、図面を参照しながら一実施形態に係る半導体装置について詳細に説明する。
【0009】
本実施形態においては、第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していてもよい。第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向を上又は上方と定義し、第３方向Ｚの矢印の先端に向かう方向とは反対側の方向を下又は下方と定義する。
【0010】
また、「第１部材の上方の第２部材」及び「第１部材の下方の第２部材」とした場合、第２部材は、第１部材に接していてもよく、又は第１部材から離れて位置していてもよい。後者の場合、第１部材と第２部材との間に、第３の部材が介在していてもよい。一方、「第１部材の上の第２部材」及び「第１部材の下の第２部材」とした場合、第２部材は第１部材に接している。
【0011】
また、第３方向Ｚの矢印の先端側に半導体装置を観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面に向かって見ることを平面視という。第１方向Ｘ及び第３方向Ｚによって規定されるＸ－Ｚ平面、あるいは第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における半導体装置の断面を見ることを断面視という。
【0012】
図１は、本実施形態に係る半導体装置を備えた表示装置の構成を示す平面図である。表示装置ＤＳＰは、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周囲の周辺領域（非表示領域）ＮＤＡと、を備えている。図１に示す例では、周辺領域ＮＤＡは、表示領域ＤＡを囲む額縁状に形成されている。周辺領域ＮＤＡを額縁領域ＦＡともいう。
【0013】
表示装置ＤＳＰは、周辺領域ＮＤＡにおいて、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２と、ソースドライバＳＤと、を備えている。ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２の各々は、トランジスタＴｒ１を備えている。このように、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２は、表示領域ＤＡの各要素とともに、同一基板上に形成される。
【0014】
表示装置ＤＳＰは、表示領域ＤＡにおいて、複数の画素ＰＸと、複数の走査線ＧＬと、複数の信号線ＳＬと、を備えている。複数の画素ＰＸは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにおいて、マトリクス状に配列されている。
複数の走査線ＧＬは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延出し、間隔をおいて第２方向Ｙに並んでいる。走査線ＧＬは、ゲート線と称する場合がある。走査線ＧＬは、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２と電気的に接続されている。例えば、奇数番目の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤ１に接続され、偶数番目の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤ２に接続されている。走査線ＧＬの各々は、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２によって駆動される。
複数の走査線ＧＬは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延出し、間隔をおいて第２方向Ｙに並んでいる。走査線ＧＬは、ゲート線と称する場合がある。走査線ＧＬは、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２と電気的に接続されている。例えば、奇数番目の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤ１に接続され、偶数番目の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤ２に接続されている。走査線ＧＬの各々は、ゲートドライバＧＤ１及びＧＤ２によって駆動される。
【0015】
複数の信号線ＳＬは、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出し、間隔をおいて第１方向Ｘに並んでいる。信号線ＳＬは、ソース線と称する場合がある。表示領域ＤＡにおいて、複数の信号線ＳＬは、複数の走査線ＧＬと交差している。信号線ＳＬは、ソースドライバＳＤと電気的に接続されている。信号線ＳＬの各々は、ソースドライバＳＤによって駆動される。
【0016】
各画素ＰＸは、後述するトランジスタＴｒ２及び画素電極ＰＥを備えている。詳細は後述するが、トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。トランジスタＴｒ２は、走査線ＧＬ及び信号線ＳＬと電気的に接続されている。走査線ＧＬは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるトランジスタＴｒ２と電気的に接続されている。信号線ＳＬは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるトランジスタＴｒ２と電気的に接続されている。
本実施形態では、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のそれぞれを半導体装置と称することもある。トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２、各種配線、及び、各種電極を備えた基板を半導体装置と称することもある。
本実施形態では、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のそれぞれを半導体装置と称することもある。トランジスタＴｒ１及びトランジスタＴｒ２、各種配線、及び、各種電極を備えた基板を半導体装置と称することもある。
【0017】
図２は、実施形態の表示装置の概念断面図である。図面を見易くするために、一部の構成要素のハッチングは省略している。図２に示す表示装置ＤＳＰは、基材ＢＡ１、絶縁層ＵＣ１、遮光層ＬＳ１、絶縁層ＵＣ２、トランジスタＴｒ１、絶縁層ＩＬＩ１、絶縁層ＩＬＩ２、遮光層ＬＳ２、トランジスタＴｒ２、絶縁層ＩＬＩ３、絶縁層ＩＬＩ４、絶縁層ＰＡＳ１、絶縁層ＰＬＮ１、接続電極ＮＥ、絶縁層ＰＬＮ２、画素電極ＰＥ、有機ＥＬ層ＥＬＹ、共通電極ＣＥ、絶縁層ＰＡＳ２を有している。
【0018】
基材ＢＡ１の材料は、ガラスや樹脂である。このような樹脂として、例えば、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂が挙げられる。
絶縁層ＵＣ１は、ガラス等からの不純物をブロックするもので、例えば、酸化珪素や窒化珪素の単層又は積層で形成されている。
遮光層ＬＳ１は、トランジスタＴｒ１の半導体層を遮光する機能を有する。遮光層ＬＳ１が、金属層である場合は、トランジスタＴｒ１のバックゲートとしての機能を有していてもよい。その場合は、遮光層ＬＳ１は、トランジスタＴｒ１に含まれるといえる。
絶縁層ＵＣ１は、ガラス等からの不純物をブロックするもので、例えば、酸化珪素や窒化珪素の単層又は積層で形成されている。
遮光層ＬＳ１は、トランジスタＴｒ１の半導体層を遮光する機能を有する。遮光層ＬＳ１が、金属層である場合は、トランジスタＴｒ１のバックゲートとしての機能を有していてもよい。その場合は、遮光層ＬＳ１は、トランジスタＴｒ１に含まれるといえる。
【0019】
遮光層ＬＳ１及び絶縁層ＵＣ１上に、絶縁層ＵＣ２が設けられている。絶縁層ＵＣ２は、絶縁層ＵＣ１と同様の材料で形成されていればよい。
絶縁層ＵＣ２上に、トランジスタＴｒ１の活性層である半導体層ＳＣ１が設けられている。半導体層ＳＣ１は、多結晶シリコンで形成されている。半導体層ＳＣ１を、第１半導体層又は多結晶シリコン層と呼ぶこともある。
半導体層ＳＣ１には、ゲート電極ＧＥ１と重畳するチャネル形成領域、ソース電極ＳＥ１と重畳するソース領域、ドレイン電極ＤＥ１と重畳するドレイン領域を有している。
絶縁層ＵＣ２上に、トランジスタＴｒ１の活性層である半導体層ＳＣ１が設けられている。半導体層ＳＣ１は、多結晶シリコンで形成されている。半導体層ＳＣ１を、第１半導体層又は多結晶シリコン層と呼ぶこともある。
半導体層ＳＣ１には、ゲート電極ＧＥ１と重畳するチャネル形成領域、ソース電極ＳＥ１と重畳するソース領域、ドレイン電極ＤＥ１と重畳するドレイン領域を有している。
【0020】
半導体層ＳＣ１及び絶縁層ＵＣ２上に、絶縁層ＧＩ１が設けられている。絶縁層ＧＩ１は、例えば酸化珪素で形成されている。絶縁層ＧＩ１は、トランジスタＴｒ１のゲート絶縁層である。
絶縁層ＧＩ１上には、トランジスタＴｒ１のゲート電極ＧＥ１、電極ＬＥ１、遮光層ＬＳ２が設けられている。換言すると、絶縁層ＧＩ１は、半導体層ＳＣ１及びゲート電極ＧＥ１との間に設けられている。ゲート電極ＧＥ１、電極ＬＥ１、遮光層ＬＳ２は、例えば、モリブデンタングステン合金（ＭｏＷ）や、アルミニウム合金をチタンで挟んだ積層体で形成される。
絶縁層ＧＩ１上には、トランジスタＴｒ１のゲート電極ＧＥ１、電極ＬＥ１、遮光層ＬＳ２が設けられている。換言すると、絶縁層ＧＩ１は、半導体層ＳＣ１及びゲート電極ＧＥ１との間に設けられている。ゲート電極ＧＥ１、電極ＬＥ１、遮光層ＬＳ２は、例えば、モリブデンタングステン合金（ＭｏＷ）や、アルミニウム合金をチタンで挟んだ積層体で形成される。
【0021】
電極ＬＥ１は、絶縁層ＵＣ２及びＧＩ１に設けられたコンタクトホールを介して、遮光層ＬＳ１と接続されている。上述のように、遮光層ＬＳ１がトランジスタＴｒ１のバックゲートとして機能する場合は、電極ＬＥ１を介して信号が入力される。
遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２の活性層を遮光する。遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２のバックゲートとして機能してもよい。その場合は、遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２に含まれるといえる。
遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２の活性層を遮光する。遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２のバックゲートとして機能してもよい。その場合は、遮光層ＬＳ２は、トランジスタＴｒ２に含まれるといえる。
【0022】
ゲート電極ＧＥ１、電極ＬＥ１、遮光層ＬＳ２を覆って、絶縁層ＧＩ１上に、絶縁層ＩＬＩ１が設けられている。絶縁層ＩＬＩ１は、例えば、窒化珪素で形成されている。
絶縁層ＩＬＩ１上には、絶縁層ＩＬＩ２が設けられている。絶縁層ＩＬＩ２は、例えば、酸化珪素で形成されている。絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２は、トランジスタＴｒ１の層間絶縁層として機能する。絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２は、遮光層ＬＳ２と半導体層ＳＣ２の絶縁層としても機能する。
絶縁層ＩＬＩ１上には、絶縁層ＩＬＩ２が設けられている。絶縁層ＩＬＩ２は、例えば、酸化珪素で形成されている。絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２は、トランジスタＴｒ１の層間絶縁層として機能する。絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２は、遮光層ＬＳ２と半導体層ＳＣ２の絶縁層としても機能する。
【0023】
絶縁層ＩＬＩ２上に、遮光層ＬＳ２と重畳して、半導体層ＳＣ２が設けられる。半導体層ＳＣ２は、酸化物半導体で形成されている。半導体層ＳＣ２を、第２半導体層又は酸化物半導体層と呼ぶこともある。酸化物半導体には、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯＮ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）等がある。
半導体層ＳＣ２には、ゲート電極ＧＥ２と重畳するチャネル形成領域、ソース電極ＳＥ２と重畳するソース領域、ドレイン電極ＤＥ２と重畳するドレイン領域を有している。ゲート電極ＧＥ２は、走査線ＧＬと電気的に接続されている。ゲート電極ＧＥ２は、走査線ＧＬと一体形成されていてもよい。
半導体層ＳＣ２には、ゲート電極ＧＥ２と重畳するチャネル形成領域、ソース電極ＳＥ２と重畳するソース領域、ドレイン電極ＤＥ２と重畳するドレイン領域を有している。ゲート電極ＧＥ２は、走査線ＧＬと電気的に接続されている。ゲート電極ＧＥ２は、走査線ＧＬと一体形成されていてもよい。
【0024】
半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＩＬＩ２上に、半導体層ＳＣ２に接して絶縁層ＧＩ２が設けられている。絶縁層ＧＩ２は、例えば酸化珪素又は窒素を含む酸化珪素で形成される。絶縁層ＧＩ２は、トランジスタＴｒ２のゲート絶縁層として機能する。半導体層ＳＣ２は、絶縁層ＩＬＩ２及びＧＩ２との間に設けられているともいえる。
絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２のチャネル形成領域と重畳してゲート電極ＧＥ２、半導体層ＳＣ２のソース領域と重畳してソース電極ＳＥ２、半導体層ＳＣ２のドレイン領域と重畳してドレイン電極ＤＥ２、半導体層ＳＣ１のソース領域と重畳してソース電極ＳＥ１ａ、半導体層ＳＣ１のドレイン領域と重畳してドレイン電極ＤＥ１、電極ＬＥ１と接続する電極ＬＥ２、遮光層ＬＳ２と接続される電極ＬＥ３が設けられている。換言すると、絶縁層ＧＩ２は、半導体層ＳＣ２及びゲート電極ＧＥ２との間に設けられている。ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、ドレイン電極ＤＥ２、ソース電極ＳＥ１ａ、ドレイン電極ＤＥ１、電極ＬＥ２、電極ＬＥ３は、それぞれ、例えば、チタン層、アルミニウム合金層をチタン膜で挟持した積層膜、モリブデン層、又はモリブデンとタングステンの合金層で形成されている。後述するように、窒化チタン層とチタン層の積層膜であってもよい。
絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２のチャネル形成領域と重畳してゲート電極ＧＥ２、半導体層ＳＣ２のソース領域と重畳してソース電極ＳＥ２、半導体層ＳＣ２のドレイン領域と重畳してドレイン電極ＤＥ２、半導体層ＳＣ１のソース領域と重畳してソース電極ＳＥ１ａ、半導体層ＳＣ１のドレイン領域と重畳してドレイン電極ＤＥ１、電極ＬＥ１と接続する電極ＬＥ２、遮光層ＬＳ２と接続される電極ＬＥ３が設けられている。換言すると、絶縁層ＧＩ２は、半導体層ＳＣ２及びゲート電極ＧＥ２との間に設けられている。ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、ドレイン電極ＤＥ２、ソース電極ＳＥ１ａ、ドレイン電極ＤＥ１、電極ＬＥ２、電極ＬＥ３は、それぞれ、例えば、チタン層、アルミニウム合金層をチタン膜で挟持した積層膜、モリブデン層、又はモリブデンとタングステンの合金層で形成されている。後述するように、窒化チタン層とチタン層の積層膜であってもよい。
【0025】
絶縁層ＧＩ２、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、ドレイン電極ＤＥ２、ソース電極ＳＥ１ａ、ドレイン電極ＤＥ１、電極ＬＥ２、及び電極ＬＥ３を覆って、絶縁層ＩＬＩ３が設けられている。絶縁層ＩＬＩ３上に、絶縁層ＩＬＩ４が設けられている。絶縁層ＩＬＩ３及びＩＬＩ４は、それぞれ、窒化珪素及び酸化珪素で形成される。
【0026】
絶縁層ＩＬＩ４上に、ソース電極ＳＥ１ａと接続されるソース電極ＳＥ１ｂが設けられている。ソース電極ＳＥ１ｂは、金属材料、例えば、アルミニウム合金層をチタン膜で挟持した積層膜で形成される。
ソース電極ＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂを併せて、ソース電極ＳＥ１とする。ソース電極ＳＥ１ｂは、信号線ＳＬと一体形成されていてもよい。ソース電極ＳＥ１（ソース電極ＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂ）が信号線ＳＬと一体形成されていてもよい。
ソース電極ＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂを併せて、ソース電極ＳＥ１とする。ソース電極ＳＥ１ｂは、信号線ＳＬと一体形成されていてもよい。ソース電極ＳＥ１（ソース電極ＳＥ１ａ及びＳＥ１ｂ）が信号線ＳＬと一体形成されていてもよい。
【0027】
絶縁層ＩＬＩ４、ソース電極ＳＥ１ｂを覆って、絶縁層ＰＡＳ１が設けられている。絶縁層ＰＡＳ１は、例えば酸化珪素で形成されている。
絶縁層ＰＡＳ１を覆って、絶縁層ＰＬＮ１が設けられている。絶縁層ＰＬＮ１は、有機絶縁材料、例えばポリイミドで形成されている。
絶縁層ＰＬＮ１上には、ドレイン電極ＤＥ２に接続される接続電極ＮＥが設けられている。接続電極ＮＥは、例えば、アルミニウム合金層をチタン膜で挟持した積層膜で形成される。本実施形態では、接続電極ＮＥを設ける構成について説明したが、これに限定されない。接続電極ＮＥを設けず、後述する画素電極ＰＥを直接ドレイン電極ＤＥ２に接続する構成であってもよい。
絶縁層ＰＡＳ１を覆って、絶縁層ＰＬＮ１が設けられている。絶縁層ＰＬＮ１は、有機絶縁材料、例えばポリイミドで形成されている。
絶縁層ＰＬＮ１上には、ドレイン電極ＤＥ２に接続される接続電極ＮＥが設けられている。接続電極ＮＥは、例えば、アルミニウム合金層をチタン膜で挟持した積層膜で形成される。本実施形態では、接続電極ＮＥを設ける構成について説明したが、これに限定されない。接続電極ＮＥを設けず、後述する画素電極ＰＥを直接ドレイン電極ＤＥ２に接続する構成であってもよい。
【0028】
絶縁層ＰＬＮ１及び接続電極ＮＥを覆って、絶縁層ＰＬＮ２が設けられている。絶縁層ＰＬＮ２は、有機絶縁材料、例えばポリイミドで形成されている。絶縁層ＰＬＮ１及びＰＬＮ２は、トランジスタ等により生じる、基板ＳＵＢ１の凹凸を平坦化する機能を有する。
絶縁層ＰＬＮ２上には、接続電極ＮＥに接続する画素電極ＰＥが設けられている。画素電極ＰＥは、ドレイン電極ＤＥ２と接続されていてもよい。
画素電極ＰＥは、反射性を有する第１導電層、及び透光性を有する第２導電層の積層構造であってもよい。例えば、第１導電層の材料として、銀（Ａｇ）、第２導電層の材料として、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）を用い、画素電極ＰＥが、ＩＺＯ、Ａｇ、ＩＺＯがこの順に積層された積層構造で形成されていてもよい。
絶縁層ＰＬＮ２上には、接続電極ＮＥに接続する画素電極ＰＥが設けられている。画素電極ＰＥは、ドレイン電極ＤＥ２と接続されていてもよい。
画素電極ＰＥは、反射性を有する第１導電層、及び透光性を有する第２導電層の積層構造であってもよい。例えば、第１導電層の材料として、銀（Ａｇ）、第２導電層の材料として、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：ＩＺＯ）を用い、画素電極ＰＥが、ＩＺＯ、Ａｇ、ＩＺＯがこの順に積層された積層構造で形成されていてもよい。
【0029】
隣り合う画素電極ＰＥとの間に、バンクＢＫ（凸部、リブ、隔壁ともいう）が設けられる。バンクＢＫの材料として、絶縁層ＰＬＮ１及びＰＬＮ２の材料と同様の有機材料が用いられる。バンクＢＫは、画素電極ＰＥの一部を露出するように開口される。また、開口部ＯＰの端部は、なだらかなテーパ形状となることが好ましい。開口部ＯＰの端部が急峻な形状となっていると、後に形成される有機ＥＬ層ＥＬＹにカバレッジ不良が生じる。
【0030】
画素電極ＰＥと重畳して、隣り合うバンクＢＫとの間に、有機ＥＬ層ＥＬＹが設けられている。有機ＥＬ層ＥＬＹは、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を含んでいる。なお本明細書では、有機ＥＬ層ＥＬＹを有機材料層ともいう。有機ＥＬ層ＥＬＹは、少なくとも発光層を含んでおり、他の層は必要に応じて適宜設ければよい。
【0031】
有機ＥＬ層ＥＬＹ及びバンクＢＫを覆って、共通電極ＣＥが設けられる。共通電極ＣＥは、例えば、第１層及び第２層を含んでいてもよい。第２層は第１層よりも透過率が高くてもよい。例えば、第１層として、マグネシウム－銀合金（ＭｇＡｇ）やイッテルビウム－銀合金（ＹｂＡｇ）の薄膜を形成してもよい。第２層として、透明電極、例えばインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：ＩＴＯ）や、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）を形成する。
本実施形態では、画素電極ＰＥが陽極となり、共通電極ＣＥが陰極となる。有機ＥＬ層ＥＬＹで生じた発光は、上方に取り出される。すなわち表示装置ＤＳＰは、トップエミッション構造を有している。
本実施形態では、画素電極ＰＥが陽極となり、共通電極ＣＥが陰極となる。有機ＥＬ層ＥＬＹで生じた発光は、上方に取り出される。すなわち表示装置ＤＳＰは、トップエミッション構造を有している。
【0032】
共通電極ＣＥを覆って、絶縁層ＰＡＳ２が設けられる。絶縁層ＰＡＳ２は、外部から水分が有機ＥＬ層ＥＬＹに侵入することを防止する機能や光学調整機能を有している。絶縁層ＰＡＳ２としてはガスバリア性の高いものが好適である。絶縁層ＰＡＳ２として、例えば、有機絶縁層と窒素を含む無機絶縁層との積層であってもよい。あるいは絶縁層ＰＡＳ２として、例えば、有機絶縁層を、窒素を含む無機絶縁層２層で挟持した絶縁層が挙げられる。さらにあるいは、無機絶縁層を２層積層した構造であってもよい。当該有機絶縁層の材料としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。当該窒素を含む無機絶縁層の材料としては、例えば、窒化シリコン、窒化アルミニウムが挙げられる。
図示しないが、絶縁層ＰＡＳ２上に、さらに有機樹脂層や、基材ＢＡ１に対向する基材ＢＡ２を設けてもよい。
図示しないが、絶縁層ＰＡＳ２上に、さらに有機樹脂層や、基材ＢＡ１に対向する基材ＢＡ２を設けてもよい。
【0033】
本実施形態では、有機ＥＬ層ＥＬＹを有する有機ＥＬ表示装置について述べたが、これに限定されない。本実施形態は、液晶層を有する表示装置に適用可能である。本実施形態の表示装置ＤＳＰは、表示機能層として有機ＥＬ層又は液晶層を有していればよい。
【0034】
図３は、比較例のトランジスタの断面図である。図３に示すトランジスタＴｒ２は、基材ＢＡ１上に形成されているが、図２と同様に、絶縁層上に設けられていてもよい。
トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２には、チャネル形成領域ＲＣ２、ソース領域ＲＳ２、及びドレイン領域ＲＤ２が形成されている。酸化物半導体層である半導体層ＳＣ２のうち、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と直接接する領域を、それぞれ領域ＨＲｓ及びＨＲｄとする。上述の通り、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、金属材料で形成されている。領域ＨＲｓ及びＨＲｄを区別する必要がない場合は、いずれも領域ＨＲと呼ぶ。
トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２には、チャネル形成領域ＲＣ２、ソース領域ＲＳ２、及びドレイン領域ＲＤ２が形成されている。酸化物半導体層である半導体層ＳＣ２のうち、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と直接接する領域を、それぞれ領域ＨＲｓ及びＨＲｄとする。上述の通り、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、金属材料で形成されている。領域ＨＲｓ及びＨＲｄを区別する必要がない場合は、いずれも領域ＨＲと呼ぶ。
【0035】
酸化物半導体層と、金属配線が接触すると、金属配線は、酸化物半導体層から酸素を引き抜きことで、酸化物半導体層を還元し、自らは酸化される。これにより領域ＨＲｓ及びＨＲｄの抵抗値が減少することで、それぞれソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と電気的に接続される。しかし、この金属配線接触による酸化物半導体層からの酸素引き抜きだけでは領域ＨＲｓ及びＨＲｄの低抵抗化が不十分でコンタクト抵抗が高くなりやすい。よって、トランジスタＴｒ２の信頼性が低下する恐れが生じる。
【0036】
本実施形態では、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通してイオン注入することにより、半導体層ＳＣ２を低抵抗化する。これによりトランジスタＴｒ２の信頼性を向上させることが可能である。
【0037】
図４は、トランジスタＴｒ２の製造工程を示す断面図である。基材ＢＡ１上に、遮光層ＬＳ２を形成する。図４（Ａ）には表示しないが、基材ＢＡ１及び遮光層ＬＳ２との間には、図２と同様に絶縁層を設けてもよい。
遮光層ＬＳ２を覆って絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２を形成する。絶縁層ＩＬＩ２上に、酸化物半導体膜を形成し、島状に成型して、遮光層ＬＳ２に重畳する半導体層ＳＣ２を形成する。
遮光層ＬＳ２を覆って絶縁層ＩＬＩ１及びＩＬＩ２を形成する。絶縁層ＩＬＩ２上に、酸化物半導体膜を形成し、島状に成型して、遮光層ＬＳ２に重畳する半導体層ＳＣ２を形成する。
【0038】
半導体層ＳＣ２を覆って、絶縁層ＧＩ２を形成する。
絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２の一部と重畳して、マスクＭＳＫ１を形成する。
マスクＭＳＫ１を用い、絶縁層ＧＩ２を通して、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１を注入する（第１注入工程とする）（図４（Ａ）参照）。不純物元素ＩＭ１は、例えばホウ素（Ｂ）である。半導体層ＳＣ２のうちマスクＭＳＫ１に重畳する領域（領域ＲＩ１とする）には、マスクＭＳＫ１及び絶縁層ＧＩ２がマスクとなるので、不純物元素ＩＭ１は注入されない。
絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２の一部と重畳して、マスクＭＳＫ１を形成する。
マスクＭＳＫ１を用い、絶縁層ＧＩ２を通して、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１を注入する（第１注入工程とする）（図４（Ａ）参照）。不純物元素ＩＭ１は、例えばホウ素（Ｂ）である。半導体層ＳＣ２のうちマスクＭＳＫ１に重畳する領域（領域ＲＩ１とする）には、マスクＭＳＫ１及び絶縁層ＧＩ２がマスクとなるので、不純物元素ＩＭ１は注入されない。
【0039】
不純物元素ＩＭ１が注入された半導体層ＳＣ２の領域を領域ＲＩ２とする。領域ＲＩ２のうち、後述するソース電極ＳＥ２に近い領域をＲＩ２ｓ、ドレイン電極ＤＥ２に近い領域をＲＩ２ｄとする。領域ＲＩ２（ＲＩ２ｓ及びＲＩ２ｄ）における不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を、不純物濃度ＣＴ１とする。第１注入工程により、領域ＲＩ２が低抵抗化される。
領域ＲＩ１は、領域ＲＩ２ｓ及びＲＩ２ｄとの間に配置される。
領域ＲＩ１は、領域ＲＩ２ｓ及びＲＩ２ｄとの間に配置される。
【0040】
マスクＭＳＫ１を除去し、絶縁層ＧＩ２に、半導体層ＳＣ２に達するコンタクトホールＣＨを形成する。
絶縁層ＧＩ２上及びコンタクトホールＣＨを覆って、金属膜を成膜する。金属膜は、例えばチタン膜が用いられる。当該金属膜を成形し、絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ１の一部の領域に重畳するゲート電極ＧＥ２、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ２ｓの一部の領域と重畳するソース電極ＳＥ２、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ２ｄのうち一部の領域と重畳するドレイン電極ＤＥ２を形成する（図４（Ｂ）参照）。
絶縁層ＧＩ２上及びコンタクトホールＣＨを覆って、金属膜を成膜する。金属膜は、例えばチタン膜が用いられる。当該金属膜を成形し、絶縁層ＧＩ２上に、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ１の一部の領域に重畳するゲート電極ＧＥ２、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ２ｓの一部の領域と重畳するソース電極ＳＥ２、半導体層ＳＣ２のうち領域ＲＩ２ｄのうち一部の領域と重畳するドレイン電極ＤＥ２を形成する（図４（Ｂ）参照）。
【0041】
ソース電極ＳＥ２は、コンタクトホールＣＨを介して領域ＲＩ２ｓと接している。ドレイン電極ＤＥ２は、コンタクトホールＣＨを介して領域ＲＩ２ｄと接している。
ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２の膜厚は、後の注入工程で、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して、不純物元素ＩＭ１が半導体層ＳＣ２の高濃度不純物領域に注入されうる厚さであればよい。当該膜厚は、例えば５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍである。
ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２の膜厚は、後の注入工程で、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して、不純物元素ＩＭ１が半導体層ＳＣ２の高濃度不純物領域に注入されうる厚さであればよい。当該膜厚は、例えば５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍである。
【0042】
ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２を形成後、不純物元素ＩＭ１を注入する（第２注入工程）（図４（Ｃ）参照）。
第２注入工程において、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、当該電極及び絶縁層ＧＩ２の膜厚により、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かない。つまり半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。
半導体層ＳＣ２のうち、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳しない領域では、第２注入工程により低抵抗化される。
第２注入工程において、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、当該電極及び絶縁層ＧＩ２の膜厚により、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かない。つまり半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。
半導体層ＳＣ２のうち、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳しない領域では、第２注入工程により低抵抗化される。
【0043】
領域ＲＩ１のうちゲート電極ＧＥ２と重畳する領域には、チャネル形成領域ＲＣ２が形成される。上述のように、ゲート電極ＧＥ２と重畳しているチャネル形成領域ＲＣ２では、ゲート電極ＧＥ２及び絶縁層ＧＩ２がマスクとして機能し、不純物元素ＩＭ１は注入されない。
【0044】
領域ＲＩ１のうち、ゲート電極ＧＥ２と重畳しない領域には、不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄが形成される。不純物領域ＲＬｓは、チャネル形成領域ＲＣ２と後述する不純物領域ＲＨｓとの間に形成される。不純物領域ＲＬｄは、チャネル形成領域ＲＣ２と後述する不純物領域ＲＨｄとの間に形成される。不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄを区別する必要がない場合は、いずれも不純物領域ＲＬとする。不純物領域ＲＬは、ゲート電極ＧＥ２だけでなく、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２も重畳していないので、絶縁層ＧＩ２を通して、第２注入工程で不純物元素ＩＭ１が注入される。不純物領域ＲＬに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を、不純物濃度ＣＴ２とする。不純物濃度ＣＴ２は、不純物濃度ＣＴ１より低い。
【0045】
領域ＲＩ２ｓのうち、ソース電極ＳＥ２と重畳しない領域を、不純物領域ＲＨｓとする。不純物領域ＲＨｓは、不純物領域ＲＬｓ及び後述する不純物領域ＲＭｓとの間に形成されている。領域ＲＩ２ｄのうち、ドレイン電極ＤＥ２と重畳しない領域を、不純物領域ＲＨｄとする。不純物領域ＲＨｄは、不純物領域ＲＬｄ及び後述する不純物領域ＲＭｄとの間に形成されている。不純物領域ＲＨｓ及びＲＨｄを特に区別する必要がない場合は、いずれも不純物領域ＲＨとする。不純物領域ＲＨは、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２も重畳していないので、絶縁層ＧＩ２を通して、第２注入工程で不純物元素ＩＭ１が注入される。
【0046】
不純物領域ＲＨには、第１注入工程及び第２注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１が含まれる。不純物領域ＲＨに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を、不純物濃度ＣＴ３とする。不純物濃度ＣＴ３は、不純物濃度ＣＴ１及びＣＴ２より高い。
【0047】
領域ＲＩ２ｓのうち、ソース電極ＳＥ２と接する領域を、高濃度不純物領域ＨＩｓとする。ソース電極ＳＥ２と重畳し、高濃度不純物領域ＨＩｓとは異なる領域を、不純物領域ＲＭｓとする。
領域ＲＩ２ｓのうち、ドレイン電極ＤＥ２と接する領域を、高濃度不純物領域ＨＩｄとする。ドレイン電極ＤＥ２と重畳し、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、不純物領域ＲＭｄとする。
不純物領域ＲＭｓ及びＲＭｄを特に区別する必要がない場合は、いずれも不純物領域ＲＭとする。高濃度不純物領域ＨＩｓ及びＨＩｄは、特に区別する必要がない場合は、いずれも高濃度不純物領域ＨＩとする。
領域ＲＩ２ｓのうち、ドレイン電極ＤＥ２と接する領域を、高濃度不純物領域ＨＩｄとする。ドレイン電極ＤＥ２と重畳し、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、不純物領域ＲＭｄとする。
不純物領域ＲＭｓ及びＲＭｄを特に区別する必要がない場合は、いずれも不純物領域ＲＭとする。高濃度不純物領域ＨＩｓ及びＨＩｄは、特に区別する必要がない場合は、いずれも高濃度不純物領域ＨＩとする。
【0048】
不純物領域ＲＭは、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳しているので、第２注入工程において、ソース電極ＳＥ２、ドレイン電極ＤＥ２、及び絶縁層ＧＩ２がマスクとなり、不純物元素ＩＭ１が注入されない。
不純物領域ＲＭには、第１注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１が含まれている。不純物領域ＲＭにおいて、不純物元素ＩＭ１の不純物濃度は、不純物濃度ＣＴ１である。
不純物領域ＲＭには、第１注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１が含まれている。不純物領域ＲＭにおいて、不純物元素ＩＭ１の不純物濃度は、不純物濃度ＣＴ１である。
【0049】
高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２中であって、半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＧＩ２の界面近傍に位置する。コンタクトホールＣＨには絶縁層ＧＩ２は除去されているので、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２並びに、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２との界面近傍に位置するともいえる。高濃度不純物領域ＨＩの全部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と接し、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。
【0050】
高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２に電気的なコンタクトを得るためのコンタクトホールＣＨにおいて、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して、第２注入工程で不純物元素ＩＭ１が半導体層ＳＣ２に注入されることにより形成される。高濃度不純物領域ＨＩに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を、不純物濃度ＣＴ４とする。不純物濃度ＣＴ４は、不純物濃度ＣＴ３と同等であればよい。不純物濃度ＣＴ４は、不純物濃度ＣＴ１及びＣＴ２より高い。
第２注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１は、第３方向Ｚ（厚さ方向）において、高濃度不純物領域ＨＩに濃度の極大が位置する。不純物元素ＩＭ１がこのような濃度分布をとるためには、注入時の印加電圧を調整すればよい。
第２注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１は、第３方向Ｚ（厚さ方向）において、高濃度不純物領域ＨＩに濃度の極大が位置する。不純物元素ＩＭ１がこのような濃度分布をとるためには、注入時の印加電圧を調整すればよい。
【0051】
上述のように、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２と、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２が接する領域である。上述のように、金属配線であるソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と、酸化物半導体層である半導体層ＳＣ２との接触のみでは、コンタクト抵抗が高い恐れがある。
しかしながら、本実施形態では、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して不純物元素ＩＭ１を注入することにより、半導体層ＳＣ２、特に高濃度不純物領域ＨＩを低抵抗化することが可能である。
しかしながら、本実施形態では、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して不純物元素ＩＭ１を注入することにより、半導体層ＳＣ２、特に高濃度不純物領域ＨＩを低抵抗化することが可能である。
【0052】
上述した注入工程は、酸化珪素で形成された絶縁層ＧＩ２の終端化処理を兼ねている。半導体層ＳＣ２は、絶縁層ＧＩ２中に存在する欠陥準位のために、信頼性が低下する恐れがある。欠陥準位は主として酸化珪素中の余剰酸素に起因する。当該欠陥は、トランジスタＴｒ２が駆動中に、電子トラップとして機能してしまう。これによりトランジスタＴｒ２の信頼性が低下してしまう。
【0053】
絶縁層ＧＩ２中の欠陥修復には、水素の終端化を利用することも可能である。しかしながら、酸化物半導体トランジスタたるトランジスタＴｒ２では、過剰な水素によりしきい値Ｖｔｈが大きくディプリートする恐れが生じる。極端なＶｔｈシフト（ディプリート）はトランジスタＴｒ２及びそれを備える表示装置ＤＳＰの動作異常を引き起こす恐れがある。よって、表示装置ＤＳＰにおいては、水素による絶縁層ＧＩ２の終端化は好ましくない。
本実施形態においては、水素の代わりに不純物元素ＩＭ１、例えばホウ素により、絶縁層ＧＩ２の終端化を行っている。不純物元素ＩＭ１はこれに限定されず、例えばリンを用いてもよい。
本実施形態においては、水素の代わりに不純物元素ＩＭ１、例えばホウ素により、絶縁層ＧＩ２の終端化を行っている。不純物元素ＩＭ１はこれに限定されず、例えばリンを用いてもよい。
【0054】
図５は、トランジスタＴｒ２を説明する図である。図５（Ｂ）は、トランジスタＴｒ２の概略平面図である。図５（Ａ）は、図５（Ｂ）に示す線Ａ１－Ａ２に沿ったトランジスタＴｒ２の断面図である。図５（Ｃ）は、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２のうち、領域ごとの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を示す図である。
【0055】
図４（Ａ）から図４（Ｃ）に示す製造工程により、図５（Ａ）に示すトランジスタＴｒ２が形成される。半導体層ＳＣ２は、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。
図５（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただし、ゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図５（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
図５（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただし、ゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図５（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
【0056】
上述した通り、不純物領域ＲＨ（ＲＨｓ及びＲＨｄ）の不純物濃度ＣＴ３、不純物領域ＲＭ（領域ＲＭｓ及びＲＭｄ）の不純物濃度ＣＴ１、不純物領域ＲＬ（ＲＬｓ及びＲＬｄ）の不純物濃度ＣＴ２は、この順に小さい。すなわち、ＣＴ３＞ＣＴ１＞ＣＴ２である。高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）の不純物濃度ＣＴ４は、不純物領域ＲＨの不純物濃度ＣＴ３と同様である。すなわち、ＣＴ３＝ＣＴ４である。
なおチャネル形成領域ＲＣ２の不純物濃度をＣＴ５とすると、不純物濃度ＣＴ５は、不純物濃度ＣＴ１からＣＴ４までのどれよりも小さい。よって、不純物濃度ＣＴ１からＣＴ５までの関係は、ＣＴ３（＝ＣＴ４）＞ＣＴ１＞ＣＴ２＞ＣＴ５が成り立つ（図５（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＴ（ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３、ＣＴ４、及びＣＴ５）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
なおチャネル形成領域ＲＣ２の不純物濃度をＣＴ５とすると、不純物濃度ＣＴ５は、不純物濃度ＣＴ１からＣＴ４までのどれよりも小さい。よって、不純物濃度ＣＴ１からＣＴ５までの関係は、ＣＴ３（＝ＣＴ４）＞ＣＴ１＞ＣＴ２＞ＣＴ５が成り立つ（図５（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＴ（ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３、ＣＴ４、及びＣＴ５）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
【0057】
不純物領域ＲＭｓ、不純物領域ＲＨｓ、高濃度不純物領域ＨＩｓを併せて、トランジスタＴｒ２のソース領域ＲＳ２とみなすことができる。不純物領域ＲＭｄ、不純物領域ＲＨｄ、高濃度不純物領域ＨＩｄを併せて、トランジスタＴｒ２のドレイン領域ＲＤ２とみなすことができる。あるいは、本実施形態では、不純物領域ＲＭｓ及び不純物領域ＲＨｓをソース領域ＲＳ２、不純物領域ＲＭｄ及び不純物領域ＲＨｄをドレイン領域ＲＤ２と呼ぶこともある。
不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄは、低濃度不純物領域、いわゆる、Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ（ＬＤＤともいう）として機能する。
不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄは、低濃度不純物領域、いわゆる、Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ（ＬＤＤともいう）として機能する。
【0058】
図６は、実施形態の半導体装置の部分断面図である。図６では、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、ドレイン電極ＤＥ２を、総じて金属層ＧＭ２としている。なお図６は、半導体層ＳＣ２が設けられていない領域の断面図である。
第２注入工程で、金属層ＧＭ２が設けられた領域では、金属層ＧＭ２を通して不純物元素ＩＭ１が注入される。金属層ＧＭ２の一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩａ２、及び、絶縁層ＧＩ２中の金属層ＧＭ２と重畳した一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩａ１が形成される。
金属層ＧＭ２及び絶縁層ＧＩ２の界面をＩＦ１、絶縁層ＧＩ２及びＩＬＩ２の界面をＩＦ２とする。領域ＴＩａ２は、金属層ＧＭ２のうち界面ＩＦ１の近傍に位置する。領域ＴＩａ１は、絶縁層ＧＩ２のうち界面ＩＦ１の近傍に位置する。
第２注入工程で、金属層ＧＭ２が設けられた領域では、金属層ＧＭ２を通して不純物元素ＩＭ１が注入される。金属層ＧＭ２の一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩａ２、及び、絶縁層ＧＩ２中の金属層ＧＭ２と重畳した一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩａ１が形成される。
金属層ＧＭ２及び絶縁層ＧＩ２の界面をＩＦ１、絶縁層ＧＩ２及びＩＬＩ２の界面をＩＦ２とする。領域ＴＩａ２は、金属層ＧＭ２のうち界面ＩＦ１の近傍に位置する。領域ＴＩａ１は、絶縁層ＧＩ２のうち界面ＩＦ１の近傍に位置する。
【0059】
金属層ＧＭ２が設けられない領域では、絶縁層ＩＬＩ２の一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩｂ１、及び絶縁層ＧＩ２の一部に不純物元素ＩＭ１を含む領域ＴＩｂ２が形成される。領域ＴＩｂ１は、絶縁層ＩＬＩ２のうち界面ＩＦ２の近傍に位置する。領域ＴＩｂ２は、絶縁層ＧＩ２のうち界面ＩＦ２の近傍に位置する。
【0060】
図６には示さないが、絶縁層ＩＬＩ２及びＧＩ２との間に半導体層ＳＣ２が設けられている場合（図２、図５参照）、領域ＴＩｂ１は半導体層ＳＣ２中に形成される。その場合は、領域ＴＩｂ１及びＴＩｂ２についての説明は、絶縁層ＩＬＩ２を半導体層ＳＣ２に読み替えればよい。
ただし図４（Ａ）で説明した通り、領域ＲＩ２では、第１注入工程において既に不純物元素ＩＭ１が注入されている。一方、領域ＲＩ１では、第１注入工程では不純物元素ＩＭ１は注入されない。よって、領域ＲＩ１のうち領域ＴＩｂ１に相当する部分と、領域ＲＩ２のうち領域ＴＩｂ１に相当する部分では、不純物元素ＩＭ１の不純物濃度は異なる。
ただし図４（Ａ）で説明した通り、領域ＲＩ２では、第１注入工程において既に不純物元素ＩＭ１が注入されている。一方、領域ＲＩ１では、第１注入工程では不純物元素ＩＭ１は注入されない。よって、領域ＲＩ１のうち領域ＴＩｂ１に相当する部分と、領域ＲＩ２のうち領域ＴＩｂ１に相当する部分では、不純物元素ＩＭ１の不純物濃度は異なる。
【0061】
領域ＴＩａ１及びＴＩａ２を併せて領域ＴＩａと呼ぶ。領域ＴＩｂ１及びＴＩｂ２を併せて領域ＴＩｂと呼ぶ。領域ＴＩａ及びＴＩｂは、それぞれ、不純物元素ＩＭ１を含んでいる。不純物元素ＩＭ１は、例えばホウ素とする。ただし上記と同様に不純物元素ＩＭ１はリンであってもよい。
【0062】
金属層ＧＭ２を通して絶縁層ＧＩ２に不純物元素ＩＭ１を注入するには、金属層ＧＭ２の厚さを超えるような印加電圧で行う必要がある。このような印加電圧で不純物元素ＩＭ１を注入すると、金属層ＧＭ２が設けられない領域における絶縁層ＩＬＩ２及びＧＩ２では、第３方向Ｚと逆方向（深さ方向ともいう）において、金属層ＧＭ２及び絶縁層ＧＩ２の界面から離れた部分で、不純物元素ＩＭ１の濃度の極大が位置する。
【0063】
言い換えると、領域ＴＩａは界面ＩＦ１を含み、領域ＴＩｂは界面ＩＦ２を含んでいる。領域ＴＩａは、第３方向Ｚに対して、領域ＴＩｂよりも上方に位置している。
絶縁層ＧＩ２のうち、領域ＴＩｂの上方の領域であり、金属層ＧＭ２と重畳しない領域をＴＩｃとすると、領域ＴＩｃの不純物濃度は、領域ＴＩｂより低い。また領域ＴＩｃの不純物濃度は、領域ＴＩａより低い。
絶縁層ＧＩ２のうち、領域ＴＩｂの上方の領域であり、金属層ＧＭ２と重畳しない領域をＴＩｃとすると、領域ＴＩｃの不純物濃度は、領域ＴＩｂより低い。また領域ＴＩｃの不純物濃度は、領域ＴＩａより低い。
【0064】
以上説明した通り、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２、絶縁層ＧＩ２、及びゲート電極ＧＥ２、並びに、絶縁層ＩＬＩ２は、不純物元素ＩＭ１を含んでいる。
【0065】
本実施形態により、トランジスタＴｒ２の信頼性を向上させることができ、表示装置ＤＳＰの表示性能の向上を図ることができる。
【0066】
【0067】
図７（Ａ）から図７（Ｄ）は、本構成例のトランジスタＴｒ２の製造工程を示す断面図である。図４（Ａ）と同様に、基材ＢＡ１上に、遮光層ＬＳ２，絶縁層ＩＬＩ１、絶縁層ＩＬＩ２、半導体層ＳＣ２、絶縁層ＧＩ２を形成する。
絶縁層ＧＩ２に、半導体層ＳＣ２に達するコンタクトホールＣＨを形成する。
絶縁層ＧＩ２に、半導体層ＳＣ２に達するコンタクトホールＣＨを形成する。
【0068】
絶縁層ＧＩ２上及びコンタクトホールＣＨを覆って、金属膜ＭＬ１を形成する。金属膜ＭＬ１は、コンタクトホールＣＨにおいて半導体層ＳＣ２と接する。
金属膜ＭＬ１は、金属材料で形成された薄膜であり、例えば、膜厚５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍである。金属膜ＭＬ１の材料としては、例えばチタン（Ｔｉ）や窒化チタン（ＴｉＮ）が挙げられる。
金属膜ＭＬ１は、金属材料で形成された薄膜であり、例えば、膜厚５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍである。金属膜ＭＬ１の材料としては、例えばチタン（Ｔｉ）や窒化チタン（ＴｉＮ）が挙げられる。
【0069】
金属膜ＭＬ１を形成後、半導体層ＳＣ２に金属膜ＭＬ１を通して、不純物元素ＩＭ１を注入する（図７（Ａ）参照）。当該注入工程を、本構成例の第１注入工程とする。
半導体層ＳＣ２のうち、コンタクトホールＣＨで金属膜ＭＬ１に接する領域では、不純物元素ＩＭ１が、薄膜である金属膜ＭＬ１を突き抜けて注入される。第１注入工程により、高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）が形成される。第１注入工程により、高濃度不純物領域ＨＩは低抵抗化される。上記と同様に、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２中であって、半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＧＩ２の界面近傍に位置する。
半導体層ＳＣ２のうち、コンタクトホールＣＨで金属膜ＭＬ１に接する領域では、不純物元素ＩＭ１が、薄膜である金属膜ＭＬ１を突き抜けて注入される。第１注入工程により、高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）が形成される。第１注入工程により、高濃度不純物領域ＨＩは低抵抗化される。上記と同様に、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２中であって、半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＧＩ２の界面近傍に位置する。
【0070】
第１注入工程で注入された不純物元素ＩＭ１は、第３方向Ｚ（厚さ方向）において、高濃度不純物領域ＨＩに濃度の極大が位置する。不純物元素ＩＭ１がこのような濃度分布をとるためには、注入時の印加電圧を調整すればよい。 半導体層ＳＣ２のうち高濃度不純物領域ＨＩ以外の領域では、絶縁層ＧＩ２がマスクとなり、不純物元素ＩＭ１は届かない。
【0071】
第１注入工程後、金属膜ＭＬ１を覆って、金属膜ＭＬ２を形成する（図７（Ｂ）参照）。金属膜ＭＬ２の膜厚は、金属膜ＭＬ１の膜厚より厚い。金属膜ＭＬ２として、例えば、チタン膜やチタンとアルミニウム膜の積層膜を膜厚１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは３００ｎｍで形成する。
【0072】
金属膜ＭＬ１及びＭＬ２を成形して、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２を形成する（図７（Ｃ）参照）。ゲート電極ＧＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＧＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＧＥ２ｂを有している。ソース電極ＳＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＳＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＳＥ２ｂを有している。ドレイン電極ＤＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＤＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＤＥ２ｂを有している。
【0073】
ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２を形成後、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１を注入する（図７（Ｄ）参照）。当該注入工程を、本構成例の第２注入工程とする。
第２注入工程において、半導体層ＳＣ２のうち、絶縁層ＧＩ２を挟んで、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かず、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。第２注入工程により、不純物元素ＩＭ１が注入された領域が低抵抗化する。
第２注入工程において、半導体層ＳＣ２のうち、絶縁層ＧＩ２を挟んで、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かず、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。第２注入工程により、不純物元素ＩＭ１が注入された領域が低抵抗化する。
【0074】
半導体層ＳＣ２のうち、ゲート電極ＧＥ２と重畳する領域は、チャネル形成領域ＲＣ２となる。半導体層ＳＣ２のうち、ソース電極ＳＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｓと異なる領域を、領域ＲＵｓとする。
半導体層ＳＣ２のうち、ドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、領域ＲＵｄとする。
領域ＲＵｓ及びＲＵｄを特に区別する必要がない場合は、領域ＲＵとする。
上述のように、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２中であって、半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＧＩ２の界面近傍に位置する。コンタクトホールＣＨ１には絶縁層ＧＩ２は除去されているので、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２並びに、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２との界面近傍に位置するともいえる。高濃度不純物領域ＨＩの全部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と接し、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。高濃度不純物領域ＨＩの濃度を、不純物濃度ＣＮ１とする。
半導体層ＳＣ２のうち、ドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、領域ＲＵｄとする。
領域ＲＵｓ及びＲＵｄを特に区別する必要がない場合は、領域ＲＵとする。
上述のように、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２中であって、半導体層ＳＣ２及び絶縁層ＧＩ２の界面近傍に位置する。コンタクトホールＣＨ１には絶縁層ＧＩ２は除去されているので、高濃度不純物領域ＨＩは、半導体層ＳＣ２並びに、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２との界面近傍に位置するともいえる。高濃度不純物領域ＨＩの全部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と接し、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。高濃度不純物領域ＨＩの濃度を、不純物濃度ＣＮ１とする。
【0075】
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｓとの間の領域、並びに、チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｄとの間の領域を、それぞれ、不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄとする。不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄを特に区別する必要がない場合は、不純物領域ＲＫとする。不純物領域ＲＫの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度をＣＮ２とすると、不純物濃度ＣＮ２は不純物濃度ＣＮ１より大きい、または同等である。
【0076】
実施形態で述べたように、半導体層ＳＣ２と、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２が接する領域では、コンタクト抵抗が高い恐れがある。しかしながら、本構成例においても、金属膜ＭＬ１、並びに、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２を通して不純物元素ＩＭ１を半導体層ＳＣ２に注入することにより、低抵抗化することが可能である。
【0077】
図８は、トランジスタＴｒ２を説明する図である。図８（Ｂ）は、トランジスタＴｒ２の概略平面図である。図８（Ａ）は、図８（Ｂ）に示す線Ｂ１－Ｂ２に沿ったトランジスタＴｒ２の断面図である。図８（Ｃ）は、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２のうち、領域ごとの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を示す図である。
【0078】
図７（Ａ）から図７（Ｃ）に示す製造工程により、図８（Ａ）に示すトランジスタＴｒ２が形成される。半導体層ＳＣ２は、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。
図８（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただしゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図８（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
図８（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただしゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図８（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
【0079】
上述した通り、高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）の不純物濃度ＣＮ１は、不純物領域ＲＫ（ＲＫｓ及びＲＫｄ）の不純物濃度ＣＮ２より小さい、または同等である。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵ（ＲＵｓ及びＲＵｄ）の不純物濃度をＣＮ３とすると、不純物濃度ＣＮ３は、不純物濃度ＣＮ１及びＣＮ２より小さい。
よって不純物濃度ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３の関係は、ＣＮ２≧ＣＮ１＞ＣＮ３が成り立つ（図８（（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＮ（ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵ（ＲＵｓ及びＲＵｄ）の不純物濃度をＣＮ３とすると、不純物濃度ＣＮ３は、不純物濃度ＣＮ１及びＣＮ２より小さい。
よって不純物濃度ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３の関係は、ＣＮ２≧ＣＮ１＞ＣＮ３が成り立つ（図８（（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＮ（ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
【0080】
＜構成例２＞
図９は、実施形態における半導体装置の他の構成例を示す断面図である。図９に示した構成例では、図７に示した構成例と比較して、ソース電極及びドレイン電極の一部を除去するという点で異なっている。
図９（Ａ）から図９（Ｄ）は、本構成例のトランジスタＴｒ２の製造工程を示す断面図である。図９（Ａ）から図９（Ｂ）に示す製造工程は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す製造工程と同様である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の説明は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の説明を援用し、これを省略する。ただし図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の説明において、コンタクトホールＣＨは、コンタクトホールＣＨ１と読み替えるものとする。図９（Ａ）で示される注入工程を、本構成例の第１注入工程とする。
ただし、図９（Ａ）に示すコンタクトホールＣＨ１の幅（Ｘ－Ｙ平面における長さ）は、図７（Ａ）に示すコンタクトホールＣＨの幅より長いものとする。
図９は、実施形態における半導体装置の他の構成例を示す断面図である。図９に示した構成例では、図７に示した構成例と比較して、ソース電極及びドレイン電極の一部を除去するという点で異なっている。
図９（Ａ）から図９（Ｄ）は、本構成例のトランジスタＴｒ２の製造工程を示す断面図である。図９（Ａ）から図９（Ｂ）に示す製造工程は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す製造工程と同様である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の説明は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の説明を援用し、これを省略する。ただし図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の説明において、コンタクトホールＣＨは、コンタクトホールＣＨ１と読み替えるものとする。図９（Ａ）で示される注入工程を、本構成例の第１注入工程とする。
ただし、図９（Ａ）に示すコンタクトホールＣＨ１の幅（Ｘ－Ｙ平面における長さ）は、図７（Ａ）に示すコンタクトホールＣＨの幅より長いものとする。
【0081】
図９（Ｃ）に示すように、金属膜ＭＬ１及びＭＬ２を成形して、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２を形成する。ゲート電極ＧＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＧＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＧＥ２ｂを有している。ソース電極ＳＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＳＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＳＥ２ｂを有している。ドレイン電極ＤＥ２は、金属膜ＭＬ１から形成される金属層ＤＥ２ａ、及び、金属膜ＭＬ２から形成される金属層ＤＥ２ｂを有している。
【0082】
金属膜ＭＬ１及びＭＬ２を成形する際に、コンタクトホールＣＨ１内に設けられる金属膜ＭＬ１及びＭＬ２を部分的に除去し、コンタクトホールＣＨ２を形成する。コンタクトホールＣＨ２の底部では、半導体層ＳＣ２の高濃度不純物領域ＨＩが部分的に露出する。
コンタクトホールＣＨ２において、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、高濃度不純物領域ＨＩの一部と重畳し、他の部分には重畳しない。換言すると、高濃度不純物領域ＨＩは、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域と、重畳しない領域とを含んでいる。
コンタクトホールＣＨ２において、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、高濃度不純物領域ＨＩの一部と重畳し、他の部分には重畳しない。換言すると、高濃度不純物領域ＨＩは、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域と、重畳しない領域とを含んでいる。
【0083】
ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２を形成後、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１を注入する（図９（Ｄ）参照）。構成例１と同様に、当該注入工程を、本構成例の第２注入工程とする。
第２注入工程において、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かず、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。第２注入工程により、不純物元素ＩＭ１が注入された領域が低抵抗化する。
第２注入工程において、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域では、半導体層ＳＣ２の深さまで不純物元素ＩＭ１が届かず、半導体層ＳＣ２に不純物元素ＩＭ１が注入されない。第２注入工程により、不純物元素ＩＭ１が注入された領域が低抵抗化する。
【0084】
半導体層ＳＣ２のうち、ゲート電極ＧＥ２と重畳する領域は、チャネル形成領域ＲＣ２となる。半導体層ＳＣ２のうち、ソース電極ＳＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｓとは異なる領域を、領域ＲＵｓとする。
半導体層ＳＣ２のうち、ドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、領域ＲＵｄとする。
領域ＲＵｓ及びＲＵｄを特に区別する必要がない場合は、領域ＲＵとする。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｓとの間の領域、並びに、チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｄとの間の領域を、それぞれ、不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄとする。不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄを特に区別する必要がない場合は、不純物領域ＲＫとする。不純物領域ＲＫの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度をＣＮ２とすると、不純物濃度ＣＮ２は不純物濃度ＣＮ１より大きい、または同等である。
半導体層ＳＣ２のうち、ドレイン電極ＤＥ２と重畳する領域であって、高濃度不純物領域ＨＩｄとは異なる領域を、領域ＲＵｄとする。
領域ＲＵｓ及びＲＵｄを特に区別する必要がない場合は、領域ＲＵとする。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｓとの間の領域、並びに、チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵｄとの間の領域を、それぞれ、不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄとする。不純物領域ＲＫｓ及びＲＫｄを特に区別する必要がない場合は、不純物領域ＲＫとする。不純物領域ＲＫの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度をＣＮ２とすると、不純物濃度ＣＮ２は不純物濃度ＣＮ１より大きい、または同等である。
【0085】
図９（Ｃ）に示す製造工程では、コンタクトホールＣＨ２の底部において高濃度不純物領域ＨＩの一部が露出している。
図７（Ｄ）と比較して、図９（Ｄ）においては、半導体層ＳＣ２のうち、当該露出した高濃度不純物領域ＨＩの一部の下方の領域は、不純物領域ＲＫに含まれている。本構成例では、構成例１と比較して、不純物領域ＲＫの幅を広くすることができる。図７（Ｄ）では、不純物領域ＲＫと高濃度不純物領域ＨＩが領域ＲＵを介して接続されているのに対して、図９（Ｄ）では、不純物領域ＲＫと高濃度不純物領域ＨＩを直接接続させることができる。
図７（Ｄ）と比較して、図９（Ｄ）においては、半導体層ＳＣ２のうち、当該露出した高濃度不純物領域ＨＩの一部の下方の領域は、不純物領域ＲＫに含まれている。本構成例では、構成例１と比較して、不純物領域ＲＫの幅を広くすることができる。図７（Ｄ）では、不純物領域ＲＫと高濃度不純物領域ＨＩが領域ＲＵを介して接続されているのに対して、図９（Ｄ）では、不純物領域ＲＫと高濃度不純物領域ＨＩを直接接続させることができる。
【0086】
図１０は、トランジスタＴｒ２を説明する図である。図１０（Ｂ）は、トランジスタＴｒ２の概略平面図である。図１０（Ａ）は、図１０（Ｂ）に示す線Ｃ１－Ｃ２に沿ったトランジスタＴｒ２の断面図である。図８（Ｃ）は、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２のうち、領域ごとの不純物元素ＩＭ１の不純物濃度を示す図である。
【0087】
図９（Ａ）から図９（Ｃ）に示す製造工程により、図１０（Ａ）に示すトランジスタＴｒ２が形成される。半導体層ＳＣ２は、ゲート電極ＧＥ２、ソース電極ＳＥ２、及びドレイン電極ＤＥ２と重畳している。
図１０（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただしゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図１０（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
図１０（Ｂ）に示すトランジスタＴｒ２では、ゲート電極ＧＥ２の端部は、ソース電極ＳＥ２の端部及びドレイン電極ＤＥ２の端部から第２方向Ｙに沿って突出している。ただしゲート電極ＧＥ２の形状はこれに限定されない。ゲート電極ＧＥ２の端部、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部は一致していてもよく、または、ソース電極ＳＥ２の端部、及びドレイン電極ＤＥ２の端部がゲート電極ＧＥ２の端部よりも第２方向Ｙに沿って突出していてもよい。
遮光層ＬＳ２は、ゲート電極ＧＥ２と重畳している。図１０（Ｂ）では、遮光層ＬＳ２の第１方向Ｘに沿った長さ(幅)は、ゲート電極ＧＥ２より長い。
【0088】
上述した通り、高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）の不純物濃度ＣＮ１は、不純物領域ＲＫ（ＲＫｓ及びＲＫｄ）の不純物濃度ＣＮ２より小さい、または同等である。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵ（ＲＵｓ及びＲＵｄ）の不純物濃度をＣＮ３とすると、不純物濃度ＣＮ３は、不純物濃度ＣＮ１及びＣＮ２より小さい。
よって不純物濃度ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３の関係は、ＣＮ２≧ＣＮ１＞ＣＮ３が成り立つ（図１０（（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＮ（ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
チャネル形成領域ＲＣ２及び領域ＲＵ（ＲＵｓ及びＲＵｄ）の不純物濃度をＣＮ３とすると、不純物濃度ＣＮ３は、不純物濃度ＣＮ１及びＣＮ２より小さい。
よって不純物濃度ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３の関係は、ＣＮ２≧ＣＮ１＞ＣＮ３が成り立つ（図１０（（Ｃ）参照）。
不純物濃度ＣＮ（ＣＮ１、ＣＮ２、及びＣＮ３）が高いほど、不純物元素ＩＭ１が注入された領域の抵抗値は低い。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
【0089】
＜構成例３＞
図１１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図１１に示した構成例では、図２に示した構成例と比較して、遮光層の幅が半導体層の幅より短いという点で異なっている。
図１１は、表示装置ＤＳＰの部分拡大図である。図１１においては、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のみを示している。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２以外の構成要素の説明については、図２の説明を援用し、これを省略する。
トランジスタＴｒ２の積層構造については、図５（Ａ）の構造と同様とする。詳細は後述する。
図１１は、実施形態における表示装置の他の構成例を示す断面図である。図１１に示した構成例では、図２に示した構成例と比較して、遮光層の幅が半導体層の幅より短いという点で異なっている。
図１１は、表示装置ＤＳＰの部分拡大図である。図１１においては、トランジスタＴｒ１及びＴｒ２のみを示している。トランジスタＴｒ１及びＴｒ２以外の構成要素の説明については、図２の説明を援用し、これを省略する。
トランジスタＴｒ２の積層構造については、図５（Ａ）の構造と同様とする。詳細は後述する。
【0090】
トランジスタＴｒ１は、半導体層ＳＣ１中に、チャネル形成領域ＲＣ１、低濃度不純物領域ＬＤ１ｓ及びＬＤ１ｄ、ソース領域ＲＳ１、ドレイン領域ＲＤ１を有している。低濃度不純物領域ＬＤ１ｓは、チャネル形成領域ＲＣ１及びソース領域ＲＳ１との間に位置している。低濃度不純物領域ＬＤ１ｄは、チャネル形成領域ＲＣ１及びドレイン領域ＲＤ１との間に位置している。
【0091】
低濃度不純物領域ＬＤ１（ＬＤ１ｓ及びＬＤ１ｄ）に含まれる不純物元素の不純物濃度は、ソース領域ＲＳ１及びドレイン領域ＲＤ１に含まれる不純物元素の不純物濃度よりも小さい。
ソース領域ＲＳ１及びドレイン領域ＲＤ１、並びに、低濃度不純物領域ＬＤ１に含まれる不純物元素は、トランジスタＴｒ１に極性を付与する不純物元素であり、例えばリン又はホウ素である。当該不純物元素は、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２に含まれる不純物元素ＩＭ１と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
ソース領域ＲＳ１及びドレイン領域ＲＤ１、並びに、低濃度不純物領域ＬＤ１に含まれる不純物元素は、トランジスタＴｒ１に極性を付与する不純物元素であり、例えばリン又はホウ素である。当該不純物元素は、トランジスタＴｒ２の半導体層ＳＣ２に含まれる不純物元素ＩＭ１と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【0092】
トランジスタＴｒ２は、半導体層ＳＣ２中に、チャネル形成領域ＲＣ２、高濃度不純物領域ＨＩｓ及びＨＩｄ、低濃度不純物領域ＬＤ２ｓ及びＬＤ２ｄ、ソース領域ＲＳ２、並びに、ドレイン領域ＲＤ２を有している。低濃度不純物領域ＬＤ２ｓは、チャネル形成領域ＲＣ２及びソース領域ＲＳ２との間に位置している。低濃度不純物領域ＬＤ２ｄは、チャネル形成領域ＲＣ２及びドレイン領域ＲＤ２との間に位置している。
トランジスタＴｒ２の遮光層ＬＳ２において、第３方向Ｚに垂直な平面（Ｘ－Ｙ平面）での長さ（幅）は、半導体層ＳＣ２の長さより短い。遮光層ＬＳ２は、チャネル形成領域ＲＣ２に重畳していればよい。
トランジスタＴｒ２の遮光層ＬＳ２において、第３方向Ｚに垂直な平面（Ｘ－Ｙ平面）での長さ（幅）は、半導体層ＳＣ２の長さより短い。遮光層ＬＳ２は、チャネル形成領域ＲＣ２に重畳していればよい。
【0093】
図１１の高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）は、図５（Ａ）に示す高濃度不純物領域ＨＩ（ＨＩｓ及びＨＩｄ）と同様である。
ソース領域ＲＳ２は、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＭｓ及びＲＨｓを含んでいる。ドレイン領域ＲＤ２は、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＭｄ及びＲＨｄを含んでいる。
低濃度不純物領域ＬＤ２ｓ及びＬＤ２ｄは、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄに相当する。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
ソース領域ＲＳ２は、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＭｓ及びＲＨｓを含んでいる。ドレイン領域ＲＤ２は、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＭｄ及びＲＨｄを含んでいる。
低濃度不純物領域ＬＤ２ｓ及びＬＤ２ｄは、図５（Ａ）に示す不純物領域ＲＬｓ及びＲＬｄに相当する。
本構成例においても、実施形態と同様の効果を奏する。
【0094】
本開示においては、図４（Ａ）から図４（Ｃ）、及び図５（Ａ）から図５（Ｃ）に示す不純物領域ＲＭ、ＲＬ、及びＲＨを、それぞれ、第１不純物領域、第２不純物領域、及び第３不純物領域ともいう。不純物領域ＲＭ、ＲＬ、及びＲＨに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＴ１、ＣＴ２、及びＣＴ３を、それぞれ、第１濃度、第２濃度、及び第３濃度ともいう。高濃度不純物領域ＨＩに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＴ４、及び、チャネル形成領域ＲＣ２に含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＴ５を、それぞれ、第４濃度及び第５濃度ともいう。
【0095】
本開示においては、図７（Ａ）から図７（Ｃ）、及び図８（Ａ）に示されるように、高濃度不純物領域ＨＩの全部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２の全部と接して重畳している。図９（Ａ）から図９（Ｃ）及び図１０（Ａ）に示すように、高濃度不純物領域ＨＩの一部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と接して重畳している。つまり、高濃度不純物領域ＨＩの少なくとも一部は、ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２と接して重畳している。
【0096】
本開示において、図７（Ａ）から図７（Ｃ）、図８（Ａ）から図８（Ｃ）、図９（Ａ）から図９（Ｃ）、及び図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示す領域ＲＵ及び不純物領域ＲＫを、それぞれ、第１領域及び第２不純物領域ともいう。高濃度不純物領域ＨＩに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＮ１、不純物領域ＲＫに含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＮ２、並びに、領域ＲＵ及びチャネル形成領域ＲＣ２に含まれる不純物元素ＩＭ１の不純物濃度ＣＮ３を、それぞれ、第１濃度、第２濃度、及び第３濃度ともいう。
【0097】
本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0098】
ＣＨ…コンタクトホール、ＣＨ１…コンタクトホール、ＣＨ２…コンタクトホール、ＣＮ…不純物濃度、ＣＮ１…不純物濃度、ＣＮ２…不純物濃度、ＣＮ３…不純物濃度、ＣＴ１…不純物濃度、ＣＴ２…不純物濃度、ＣＴ３…不純物濃度、ＣＴ４…不純物濃度、ＣＴ５…不純物濃度、ＤＥ１…ドレイン電極、ＤＥ２…ドレイン電極、ＧＥ１…ゲート電極、ＧＥ２…ゲート電極、ＨＩ…高濃度不純物領域、ＩＭ１…不純物元素、ＭＬ１…金属膜、ＭＬ２…金属膜、ＲＣ１…チャネル形成領域、ＲＣ２…チャネル形成領域、ＲＤ１…ドレイン領域、ＲＤ２…ドレイン領域、ＲＨ…不純物領域、ＲＩ１…領域、ＲＩ２…領域、ＲＫ…不純物領域、ＲＬ…不純物領域、ＲＭ…不純物領域、ＲＳ１…ソース領域、ＲＳ２…ソース領域、ＲＵ…領域、ＳＣ１…半導体層、ＳＣ２…半導体層、ＳＥ１…ソース電極、ＳＥ２…ソース電極、Ｔｒ１…トランジスタ、Ｔｒ２…トランジスタ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】