[發(fā)明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910163621.0
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101645463A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設計）人: 山崎舜平;宮入秀和;宮永昭治;秋元健吾;白石康次郎
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L29/06;H01L29/36;H01L27/02;H01L21/34;G02F1/1368
• 代理公司: 北京信慧永光知識產(chǎn)權代理有限責任公司
• 代理人: 李雪春;武玉琴

技術領域

本發(fā)明涉及一種包括由將氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)的薄膜 晶體管（下面稱為TFT）構成的電路的半導體裝置及其制造方法。例如， 本發(fā)明的一個方式涉及將以液晶顯示面板為代表的電光裝置及具有有 機發(fā)光元件的發(fā)光顯示裝置用作部件而安裝的電子設備。

注意，在本說明書中，半導體裝置是指利用半導體特性來能夠發(fā) 揮功能的所有裝置。電光裝置、半導體電路及電子設備都是半導體裝 置。

背景技術

近年來，對一種有源矩陣型顯示裝置（液晶顯示裝置、發(fā)光顯示 裝置、電泳顯示裝置）正在進行積極的研究開發(fā)，在該有源矩陣型顯 示裝置中的配置為矩陣狀的每個顯示像素中設置由TFT構成的開關元 件。在有源矩陣型顯示裝置中，每個像素（或每一個點）設置有開關 元件，且在其像素密度與單純矩陣方式相比增加的情況下可以進行低 電壓驅動，所以是有利的。

此外，將氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)來制造薄膜晶體管（TFT） 等并應用于電子器件及光器件的技術受到關注。例如，可舉出將氧化 鋅（ZnO）用作氧化物半導體膜的TFT及將InGaO₃（ZnO）_m用作氧化物 半導體膜的TFT。在專利文獻1及專利文獻2等中公開將這種使用氧化 物半導體膜的TFT形成在具有透光性的襯底上并用作圖像顯示裝置的 開關元件等的技術。

[專利文獻1]日本專利申請公開2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報

對將氧化物半導體膜用于溝道形成區(qū)的薄膜晶體管，要求工作速 度高，制造工序較簡單，且具有充分的可靠性。

當形成薄膜晶體管時，作為源電極及漏電極使用低電阻的金屬材 料。尤其是，當制造進行大面積的顯示的顯示裝置時，明顯地出現(xiàn)布 線的電阻所引起的信號的延遲問題。因此，作為布線及電極的材料， 優(yōu)選使用電阻值低的金屬材料。另一方面，當采用由電阻值低的金屬 材料構成的源電極及漏電極和氧化物半導體膜直接接觸的薄膜晶體管 結構時，有接觸電阻增高的憂慮。在源電極及漏電極和氧化物半導體 膜的接觸面形成肖特基結的現(xiàn)象被認為是接觸電阻增高的原因之一。

再者，還有如下憂慮：在源電極及漏電極和氧化物半導體膜直接 接觸的部分形成電容，頻率特性（被稱為f特性）降低，因此阻礙薄 膜晶體管的高速工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個方式的課題之一在于：在使用包含銦（In）、鎵（Ga） 及鋅（Zn）的氧化物半導體膜的薄膜晶體管中，提供減少源電極及漏 電極的接觸電阻的薄膜晶體管及其制造方法。

此外，本發(fā)明的一個方式的課題之一還在于：提高使用包含In、 Ga及Zn的氧化物半導體膜的薄膜晶體管的工作特性及可靠性。

另外，本發(fā)明的一個方式的課題之一還在于：減少使用包含In、 Ga及Zn的氧化物半導體膜的薄膜晶體管的電特性的不均勻。尤其是， 在液晶顯示裝置中，當各個元件之間的不均勻大時，有發(fā)生起因于其 TFT特性的不均勻的顯示不均勻的憂慮。

此外，在具有發(fā)光元件的顯示裝置中，也有如下憂慮：當配置為 在像素電極中流過一定的電流的TFT（配置在驅動電路或像素中的向發(fā) 光元件供給電流的TFT）的導通電流（I_on）的不均勻大時，在顯示畫面 中產(chǎn)生亮度的不均勻。

如上所述，本發(fā)明的一個方式的目的在于解決上述課題中的至少 一個。

本發(fā)明的一個方式的要旨在于：使用包含In、Ga及Zn的氧化物 半導體膜作為半導體層，并包括在半導體層和源電極層及漏電極層之 間設置有緩沖層的薄膜晶體管。

在本說明書中，將使用包含In、Ga及Zn的氧化物半導體膜形成 的半導體層也表示為“IGZO半導體層”。

源電極層和IGZO半導體層需要實現(xiàn)歐姆接觸。再者，優(yōu)選盡量減 少該接觸電阻。同樣地，漏電極層和IGZO半導體層需要實現(xiàn)歐姆接觸。 再者，優(yōu)選盡量減少該接觸電阻。

于是，通過在源電極層及漏電極層和IGZO半導體層之間意圖性地 設置載流子濃度比IGZO半導體層高的緩沖層形成歐姆接觸。