[發明專利]半導體元件、半導體元件的制造方法以及使用半導體元件的半導體裝置

有效

• 申請號: 201210461422.X
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103123936B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 山崎舜平;本田達也;平石鈴之介;金村大志;太田將志
• 申請（專利權）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;H01L21/336
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 高科

1.一種半導體元件，包括：

第一氧化物膜；

所述第一氧化物膜上的第二氧化物膜，至少該第二氧化物膜的上表面具有結晶性；

所述第二氧化物膜上的具有結晶性的氧化物半導體膜；

所述氧化物半導體膜上的柵極絕緣膜；

所述柵極絕緣膜上的柵電極；以及

與所述氧化物半導體膜電連接的源電極和漏電極，

其中所述第一氧化物膜包含硅、氮、鋁、鎵、釔和鑭中的至少一種，

其中所述第二氧化物膜不包含阻礙所述氧化物半導體膜的晶化的元素；

其中所述第二氧化物膜包含銦和鋅，

其中所述氧化物半導體膜包含銦、鋅和鎵，

其中所述氧化物半導體膜、所述源電極和所述漏電極中的每一個的底面與所述第二氧化物膜的所述上表面直接接觸，以及

其中在從上方看時，所述氧化物半導體膜、所述源電極和所述漏電極中的每一個的整體與所述第二氧化物膜重疊。

2.根據權利要求1所述的半導體元件，其中所述第二氧化物膜除了銦和鋅以外還包含鋯、釔和鈰中的一種或多種。

3.一種半導體元件，包括：

第一氧化物膜；

所述第一氧化物膜上的第二氧化物膜，至少該第二氧化物膜的上表面具有結晶性；

所述第二氧化物膜上的具有結晶性的氧化物半導體膜；

所述氧化物半導體膜上的柵極絕緣膜；

所述柵極絕緣膜上的柵電極；以及

所述氧化物半導體膜上的且與所述氧化物半導體膜接觸的源電極和漏電極，

其中所述第一氧化物膜包含硅、氮、鋁、鎵、釔和鑭中的至少一種，

其中所述第二氧化物膜不包含阻礙所述氧化物半導體膜的晶化的元素；

其中所述第二氧化物膜包含銦和鋅，

其中所述氧化物半導體膜包含銦、鋅和鎵，

其中所述氧化物半導體膜、所述源電極和所述漏電極中的每一個的底面與所述第二氧化物膜的所述上表面直接接觸，以及

其中在從上方看時，所述氧化物半導體膜、所述源電極和所述漏電極中的每一個的整體與所述第二氧化物膜重疊。

4.根據權利要求3所述的半導體元件，其中所述第二氧化物膜除了銦和鋅以外還包含鋯、釔和鈰中的一種或多種。

5.根據權利要求1或3所述的半導體元件，

其中所述氧化物半導體膜具有在非晶相中包含結晶部的結晶-非晶混合相結構，并且

其中在每一個所述結晶部中，c軸與平行于形成所述氧化物半導體膜的表面的法線向量或所述氧化物半導體膜的表面的法線向量的方向一致，在從垂直于ab平面的方向看時形成有三角形或六角形的原子排列，在從垂直于所述c軸的方向看時金屬原子排列為層狀或所述金屬原子和氧原子排列為層狀。

6.根據權利要求1或3所述的半導體元件，

其中所述氧化物半導體膜具有雜質區，并且

其中所述雜質區與所述柵電極不重疊。

7.根據權利要求1或3所述的半導體元件，

其中所述氧化物半導體膜具有雜質區，

其中所述雜質區與所述柵電極不重疊，并且

其中所述雜質區包含下列中任意一種：氮、磷、砷、銻、硼、鋁、氬、氦、氖、銦、氟、氯、鈦和鋅。

8.根據權利要求1或3所述的半導體元件，

其中所述氧化物半導體膜具有在非晶相中包含結晶部的結晶-非晶混合相結構。

9.一種半導體裝置，包括根據權利要求1或3所述的半導體元件。