[發(fā)明專利]晶體管、具有該晶體管的半導體裝置和它們的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010130051.8
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN101807600A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 坂田淳一郎;鄉(xiāng)戶宏充;島津貴志
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/34;H01L27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;徐予紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種使用氧化物半導體層的晶體管、具有該薄膜晶體 管的半導體裝置和它們的制造方法。

背景技術(shù)

世界上存在著各種各樣的金屬氧化物，并且它們用于各種各樣的 用途。氧化銦是為眾人所知的材料，它用作液晶顯示器等所需的透明 電極材料。

有的金屬氧化物呈現(xiàn)半導體特性。一般來說，金屬氧化物成為絕 緣體，但是有時會依構(gòu)成金屬氧化物的元素的組合而成為半導體。

例如，作為呈現(xiàn)半導體特性的金屬氧化物，可以舉出氧化鎢、氧 化錫、氧化銦、氧化鋅等，將該呈現(xiàn)半導體特性的金屬氧化物用于溝 道形成區(qū)域的薄膜晶體管是已知的(參照專利文獻1至4、非專利文獻 1)。

但是，作為金屬氧化物的種類，不僅有一元系氧化物，而且還有 多元系氧化物。例如，已知具有同系相(homologousseries)的InGaO₃(ZnO)_m(m為自然數(shù))作為具有In、Ga、Zn的多元系氧化物半導體 (參照非專利文獻2至4)。

另外，還已知：可以將上述由In-Ga-Zn系氧化物構(gòu)成的氧化物半 導體應(yīng)用于薄膜晶體管(也稱為TFT)的溝道層(參照專利文獻5、非 專利文獻5及6)。

但是，氧化物半導體的半導體特性因受到元件制造工序中的蝕刻 劑及等離子體的負面影響或混入有氫等元素而容易變動，因此發(fā)生元 件的電特性不均勻或退化的問題。

專利文獻1日本專利申請公開1985-198861號公報

專利文獻2日本專利申請公開1996-264794號公報

專利文獻3日本PCT國際申請翻譯1999-505377號公報

專利文獻4日本專利申請公開2000-150900號公報

專利文獻5日本專利申請公開2004-103957號公報

非專利文獻1M.W.Prins，K.O.Grosse-Holz，G.Muller，J. F.M.Cillessen，J.B.Giesbers，R.P.Weening，andR.M.Wolf， “Aferroelectrictransparentthin-filmtransistor”，Appl. Phys.Lett.，17June1996，Vol.68p.3650-3652

非專利文獻2M.Nakamura，N.Kimizuka，andT.Mohri，“The PhaseRelationsintheIn₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnOSystemat1350℃”，J. SolidStateChem.，1991，Vol.93，p.298-315

非專利文獻3N.Kimizuka，M.Isobe，andM.Nakamura， “SynthesesandSingle-CrystalDataofHomologousCompounds， In₂O₃(ZnO)_m(m＝3，4，and5)，InGaO₃(ZnO)₃，andGa₂O₃(ZnO)_m(m＝7，8，9， and16)intheIn₂O₃-ZnGa₂O₄-ZnOSystem”，J.SolidStateChem.， 1995，Vol.116，p.170-178

非專利文獻4中村真佐樹，君塚昇，毛利尚彥，磯部光正，“ホ モロガス相、InFeO₃(ZnO)_m(m：自然數(shù))とその同型化合物の合成お よび結(jié)晶槽造”，固體物理，1993年，Vol.28，No.5，p.317-327

非專利文獻5K.Nomura，H.Ohta，K.Ueda，T.Kamiya，M.Hirano， andH.Hosono，“Thin-filmtransistorfabricatedin single-crystallinetransparentoxidesemiconductor”，SCIENCE， 2003，Vol.300，p.1269-1272