层叠构造体、薄膜晶体管阵列以及它们的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种层叠构造体，尤其涉及一种在图像显示装置等中使用的薄膜晶体管。
【背景技术】
[0002]以将半导体自身作为基板的晶体管或集成电路技术为基础，在玻璃基板上制造非晶娃(a — Si)或多晶娃(poly — Si)的薄膜晶体管(Thin Film Transistor:TFT)，并应用在液晶显示器中(非专利文献I)。此处，TFT起到开关的作用，在利用向栅极配线施加的选择电压使TFT接通时，将向源极配线施加的信号电压写入与漏极连接的像素电极。所写入的电压被保持在由像素电极/栅极绝缘膜/电容器电极构成的储能电容器中。
[0003]此处，在TFT阵列的情况下，源极和漏极的动作根据写入的电压的极性而变化，因此不能以动作决定名称。因此，为了方便起见，将一方称为源极，将另一方称为漏极，而对称呼方法进行统一。在本发明中，将与配线连接的一方称为源极，将与像素电极连接的一方称为漏极。
[0004]近年来，有机半导体或氧化物半导体开始出现，表现出能够在小于或等于200°C的低温下制作TFT的特性，对使用塑料基板形成的柔性显示器的期待提高。除了柔软这一特长以外，也期待有能够实现轻量、不易损坏、薄型化这样的优点。此外，通过利用印刷形成TFT,从而期待低价且大面积的显示器。
[0005]非专利文献I 松本正一编著:「液晶T Λ 7,7° V ^技術一 7夕亍4 7'' Y卜1J夕Λ LCD - J産業図書，1996年11月”
【发明内容】
[0006]另外，对其它层的电极进行连接的工序在反复进行真空成膜和光刻+蚀刻的工序中，容易实现。其原因在于，例如在将第I电极2形成在基板I上，并将具有开口的第I绝缘膜3形成在第I电极2上所得到的样品上形成第2电极4的该情况下，如果利用如溅射或蒸镀这样的真空成膜法形成第2电极4，则容易对绝缘层3的台阶进行覆盖(另外，在本说明书中，将“光刻蚀”适当地简化记载为“光刻”)。然后，通过利用光刻以及蚀刻对第2电极4进行图案化，从而能够容易地得到图45(c)的构造。
[0007]然而，在如反转胶版印刷、柔版印刷这样的薄膜印刷法中，难以对台阶进行覆盖。例如在将第I电极2形成在基板I上，并将具有开口的第I绝缘层3形成在第I电极2上所得到的样品上对第2电极4进行印刷时，大多混合有如下所述的情况:如图45(a)所示，仅在绝缘层3上进行印刷的情况；如图45(b)所示，在绝缘层3上和孔的底部进行印刷，但将它们分割开的情况；以及如图45(c)所示，在绝缘层3上和孔的底部进行连续印刷的情况。图45 (a)、图45 (b)、图45 (c)的左侧的图表示剖视图，右侧的图表示俯视图。
[0008]如上所述，存在第I电极2和第2电极4的连接不稳定的问题。
[0009]本发明是鉴于该现有技术的的情况而提出的，其课题在于提供一种消除第I电极和第2电极的连接不稳定性，且将第I电极和第2电极可靠地连接的层叠构造体和薄膜晶体管阵列、以及层叠构造体和薄膜晶体管阵列的制造方法。
[0010]为了解决上述课题，第I发明是一种层叠构造体，其在绝缘基板上具有第I电极层，在第I电极层上具有第I绝缘膜，在第I绝缘膜上具有第2电极层，在第2电极层上具有第2绝缘膜，在第2绝缘膜上具有第3电极层，该层叠构造体的特征在于，具有对第I电极层和第2电极层进行连接的部分，该部分是第I电极层、第I绝缘膜的开口、第2电极层、第2绝缘膜的开口以及第3电极层的层叠构造，在第2绝缘膜的开口内，第3电极层对第I电极层、与第I绝缘膜上的第2电极层的连接进行中继或加强。
[0011]第2发明是一种薄膜晶体管阵列，其中，在绝缘基板上具有第I电极层，该第I电极层包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线以及与该电容器配线连接在内的电容器电极，在该第I电极层上具有栅极绝缘膜，在该栅极绝缘膜上具有第2电极层，该第2电极层包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、以及与该漏极电极连接的像素电极在内，在源极电极?漏极电极之间具有半导体，栅极电极隔着栅极绝缘膜与该半导体重叠，电容器电极隔着栅极绝缘膜与该像素电极重叠，在该像素电极上具有带有开口的层间绝缘膜，该薄膜晶体管阵列具有第3电极层，该第3电极层包含经由该开口与像素电极连接的上部像素电极，该薄膜晶体管阵列的特征在于，具有对第I电极层和第2电极层进行连接的部分，该部分是第I电极层、栅极绝缘膜的开口、第2电极层、层间绝缘膜的开口以及第3电极层的层叠构造，在层间绝缘膜的开口内，第3电极层对第I电极层、与栅极绝缘膜上的第2电极层的连接进行中继或加强。
[0012]第3发明在第2发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，在所述薄膜晶体管阵列的周围具有共用电极，共用电极由栅极侧共用电极和源极侧共用电极构成，在各栅极配线和栅极侧共用电极之间具有栅极保护元件，在各源极配线和源极侧共用电极之间具有源极保护元件，共用电极与接地电位直接连接，或者经由电阻与接地电位连接，栅极侧共用电极是第2电极层，源极侧共用电极是第I电极层，该栅极保护元件和/或源极保护元件是下述情况中的某一者，即，将2个被设置为二极管连接后的薄膜晶体管反向并联而得到的结构、将2个被设置为二极管连接后的薄膜晶体管反向串联而得到的结构、或者是I个浮动栅极晶体管，该栅极保护元件的栅极电极和漏极电极的短路部、源极保护元件的栅极电极和漏极电极的短路部、栅极配线和栅极保护元件的连接部、以及源极保护元件和源极侧共用电极的连接部的至少一者，是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0013]第4发明在第2发明或第3发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列的栅极连接电极以及源极连接电极均位于第I电极层中，对该源极连接电极和所述源极配线进行连接的部分是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0014]第5发明是在第2发明或第3发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列的栅极连接电极以及源极连接电极均位于第2电极层中，对所述栅极配线和该栅极连接电极进行连接的部分是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0015]第6发明是一种薄膜晶体管阵列，其中，在绝缘基板上具有第I电极层，该第I电极层包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、以及与该漏极电极连接的像素电极在内，在源极电极?漏极电极之间具有半导体，在该像素电极上具有带有开口的栅极绝缘膜，在该栅极绝缘膜上具有第2电极层，该第2电极层包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、以及与该电容器配线连接的电容器电极在内，该栅极电极隔着栅极绝缘膜与半导体重叠，该电容器电极隔着栅极绝缘膜与像素电极重叠，在该像素电极上的栅极绝缘膜开口上具有带有开口的层间绝缘膜，该薄膜晶体管阵列具有第3电极层，该第3电极层包含经由该开口与像素电极连接的上部像素电极，该薄膜晶体管阵列的特征在于，具有对第I电极层和第2电极层进行连接的部分，该部分是第I电极层、栅极绝缘膜的开口、第2电极层、层间绝缘膜的开口以及第3电极层的层叠构造，在层间绝缘膜的开口内，第3电极层对第I电极层、与栅极绝缘膜上的第2电极层的连接进行中继或加强。
[0016]第7发明是在第6发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，在所述薄膜晶体管阵列的周围具有共用电极，共用电极由栅极侧共用电极和源极侧共用电极构成，在各栅极配线和栅极侧共用电极之间具有栅极保护元件，在各源极配线和源极侧共用电极之间具有源极保护元件，共用电极与接地电位直接连接，或者经由电阻与接地电位连接，栅极侦烘用电极是第I电极层，源极侧共用电极是第2电极层，该栅极保护元件和/或源极保护元件是下述情况中的某一者，即，将2个被设置为二极管连接后的薄膜晶体管反向并联而得到的结构、将2个被设置为二极管连接后的薄膜晶体管反向串联而得到的结构、或者是I个浮动栅极晶体管，该栅极保护元件的漏极电极和栅极电极的短路部、源极保护元件的漏极电极和栅极电极的短路部、栅极保护元件和栅极配线的连接部、以及源极侧共用电极和源极保护元件的连接部的至少一者，是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0017]第8发明是在第6发明或第7发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列的栅极连接电极以及源极连接电极均位于第I电极层中，对该栅极连接电极和所述栅极配线进行连接的部分，是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0018]第9发明是在第6发明或第7发明所述的薄膜晶体管阵列的基础上，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列的栅极连接电极以及源极连接电极均位于第2电极层中，对所述源极配线和该源极连接电极进行连接的部分，是第3电极层对第I电极层和第2电极层的连接进行中继或加强的构造。
[0019]第10发明是一种层叠构造体的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成第I电极层的工序；形成至少对第I电极层的一部分进行开口的第I绝缘膜的工序；以至少与该第I绝缘膜开口部的一部分重叠或接近的方式形成第2电极层的工序；形成带有如下所述开口的第2绝缘膜的工序，其中，该开口至少包含该第I绝缘膜开口部内的第I电极层的一部分和第2电极层的一部分；以及以至少在第2绝缘膜开口内对第I绝缘膜开口内的第I电极层的一部分和第2绝缘膜开口内的第2电极层的一部分进行连接的方式形成第3电极层的工序，该层叠构造体的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0020]第11发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，即，在绝缘基板上形成包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、与该电容器配线连接的电容器电极、保护元件的栅极电极以及源极侧共用配线在内的第I电极层的工序；在形成有该第I电极层的基板上，形成在保护元件的栅极电极和源极侧共用电极处带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上，形成包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、与该漏极电极连接的像素电极、保护元件的源极电极?漏极电极、以及栅极侧共用配线在内的第2电极层的工序；在源极电极.漏极电极之间形成半导体的工序；在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上形成带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；按照栅极保护元件的栅极电极\栅极绝缘膜开口 \保护元件的漏极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；按照栅极配线\栅极绝缘膜开口 \保护元件的源极?漏极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；按照源极保护元件的栅极电极\栅极绝缘膜开口 \保护元件的漏极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；以及按照源极侧共用电极\栅极绝缘膜开口\保护元件的源极或漏极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0021]第12发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成包含栅极连接电极、栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、与该电容器配线连接的电容器电极、以及源极连接电极在内的第I电极层的工序；在源极连接电极上形成带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上形成包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、以及与该漏极电极连接的像素电极在内的第2电极层的工序；在源极电极?漏极电极之间形成半导体的工序；形成在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；以及按照源极连接电极\栅极绝缘膜开口\源极配线\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0022]第13发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、以及与该电容器配线连接的电容器电极在内的第I电极层的工序；形成在栅极配线上带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上形成包含源极连接电极、源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、与该漏极电极连接的像素电极、以及栅极连接电极在内的第2电极层的工序；在源极电极.漏极电极之间形成半导体的工序；形成在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；以及按照栅极配线\栅极绝缘膜开口\栅极连接电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0023]第14发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、与该漏极电极连接的像素电极、保护元件的源极电极.漏极电极、以及栅极侧共用配线在内的第I电极层的工序；在源极电极.漏极电极之间形成半导体的工序；在形成有该第I电极层以及该半导体的基板上，形成在保护元件的漏极电极和栅极侧共用电极处带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上，形成包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、与该电容器配线连接的电容器电极、保护元件的栅极电极、以及源极侧共用配线在内的第2电极层的工序；形成在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；按照栅极保护元件的漏极电极\栅极绝缘膜开口\栅极保护元件的栅极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；按照栅极保护元件的源极?漏极电极\栅极绝缘膜开口 \栅极侧共用电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；按照源极保护元件的漏极电极\栅极绝缘膜开口\源极保护元件的栅极电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极；以及按照源极保护元件的源极.漏极电极\栅极绝缘膜开口\源极侧共用电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0024]第15发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成包含源极连接电极、源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、与该漏极电极连接的像素电极、以及栅极连接电极在内的第I电极层的工序；形成在栅极连接电极上带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上形成包含栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、与该电容器配线连接的电容器电极在内的第2电极层的工序；在源极电极.漏极电极之间形成半导体的工序；形成在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；以及按照栅极连接电极\栅极绝缘膜开口\栅极配线\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0025]第16发明是一种薄膜晶体管阵列的制造方法，其具有下述工序，S卩，在绝缘基板上形成包含源极配线、与该源极配线连接的源极电极、漏极电极、以及与该漏极电极连接的像素电极在内的第I电极层的工序；在源极电极?漏极电极之间形成半导体的工序；形成在源极配线上带有开口的栅极绝缘膜的工序；在形成有该栅极绝缘膜的基板上形成包含栅极连接电极、栅极配线、与该栅极配线连接的栅极电极、电容器配线、与该电容器配线连接的电容器电极、以及源极连接电极在内的第2电极层的工序；形成在像素电极上以及栅极绝缘膜开口上带有开口的层间绝缘膜的工序；以及形成下述第3电极层的工序，其中，该第3电极层包含:经由像素电极上的层间绝缘膜开口与像素电极连接的上部像素电极；以及按照源极配线\栅极绝缘膜开口\源极连接电极\层间绝缘膜开口的顺序排列的层构造上的连接加强电极，该薄膜晶体管阵列的制造方法的特征在于，形成该第2电极层的工序是印刷。
[0026]第17发明在第10发明所述的层叠构造体的制造方法的基础上，其特征在于，至少形成第2电极层的工序是反转胶版印刷。第18发明是在第10发明或第17发明所述的层叠构造体的制造方法的基础上，其特征在于，至少形成第3电极层的工序是丝网印刷或凹版胶版印刷。
[0027]第19发明是在第11发明?第16发明中任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法的基础上，其特征在于，至少形成第2电极层的工序是反转胶版印刷。第20发明是在第11发明?第16发明、第19发明中任一项所述的薄膜晶体管阵列的制造方法的基础上，其特征在于，至少形成第3电极层的工序是丝网印刷或凹版胶版印刷。
[0028]根据第I发明，通过第3电极对第I电极和第2电极的连接进行中继或加强，从而能够得到稳定的连接状态的层叠构造体。
[0029]根据第2?5发明，通过第3电极对第I电极和第2电极的连接进行中继或加强，从而能够得到稳定的连接状态的底栅型薄膜晶体管。
[0030]根据第6?9的发明，通过第3电极对第I电极和第2电极的连接进行中继或加强，从而能够得到稳定的连接状态的顶栅型薄膜晶体管。
[0031]根据第10、17、18的发明，能够得到第3电极对第I电极和第2电极的连接进行加强后的、稳定的连接状态的层叠构造体的制造方法。
[0032]根据第11?16、19、20的发明，能够得到第3电极对第I电极和第2电极的连接进行加强后的、稳定的连接状态的薄膜晶体管的制造方法。
[0033]发明的效果
[0034]根据本发明，通过第3电极对第I电极和第2电极的连接进行加强，从而能够得到稳定的连接状态的层叠构造体，尤其能够得到稳定的连接状态的薄膜晶体管。
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的连接构造的一个例子的俯视图以及剖视图。
[0036]图2是表示本发明的连接构造的一个例子的俯视图以及剖视图。
[0037]图3是表示本发明的图，是表示带保护元件的薄膜晶体管阵列的例子的俯视图。
[0038]图4是表示本发明的图，是表示保护元件的例子的电路图。
[0039]图5是表示本发明的薄膜晶体管阵列的一个例子的俯视图。
[0040]图6是表示图5的薄膜晶体管阵列的制造工序的俯视图。
[0041]图7是表示图5的薄膜晶体管阵列的制造工序的俯视图。
[0042]图8是表示图5的薄膜晶体管阵列的制造工序的俯视图。
[0043]图9是表示本发明的薄膜晶体管阵列的一个例子的俯视图。
[0044]图10是表不图9的薄I旲晶体管阵列的制造工序的俯视图