[發(fā)明專利]半導體裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380051313.3
• 申請日: 2013-09-19
• 公開（公告）號: CN104685635B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 美崎克紀
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;G02F1/1368;H01L21/28;H01L21/336
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發(fā)明涉及使用氧化物半導體形成的半導體裝置。

背景技術

液晶顯示裝置等中使用的有源矩陣基板按每像素形成有薄膜晶體管(Thin Film Transistor，以下，“TFT”)等開關元件。作為這樣的開關元件，歷來廣泛使用以非晶硅膜為活性層的TFT(以下，稱為“非晶硅TFT”)和以多晶硅膜為活性層的TFT(以下，稱為“多晶硅TFT”)。

近年來，作為TFT的活性層的材料，提案有代替非晶硅和多晶硅使用氧化物半導體的技術。將這樣的TFT稱為“氧化物半導體TFT”。氧化物半導體與非晶硅相比具有更高的遷移率，因此氧化物半導體TFT與非晶硅TFT相比能夠以更高速度動作。此外，氧化物半導體膜能夠利用比多晶硅膜更簡便的工藝形成，因此在需要大面積的裝置中也能夠應用。

在氧化物半導體TFT中，如果使用鋁(Al)層或銅(Cu)層形成源極和漏極電極，則存在在Al層或Cu層與氧化物半導體層之間接觸電阻變高的問題。為了解決該問題，公開有在Al層或Cu層與氧化物半導體層之間形成Ti層的技術(例如專利文獻1)。此外，在專利文獻2中公開有使用具有以Ti層夾持Al層的結構(Ti/Al/Ti)的源極和漏極電極的技術。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-123923號公報

專利文獻2：日本特開2010-123748號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明的發(fā)明人進行研究后發(fā)現(xiàn)，在使用在Cu或Al層的表面形成有Ti層的結構的源極和漏極電極的情況下，在形成源極和漏極電極之后進行的熱處理工序中存在源極、漏極電極和/或配線的電阻上升的問題。其結果是，存在難以實現(xiàn)所期望的TFT特性的可能性。此外，在代替Ti層使用Mo層的情況下也存在同樣的問題。詳細情況后述。

本發(fā)明的實施方式是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，在包括具有層疊結構的源極和漏極電極的氧化物半導體TFT中，抑制源極和漏極電極的電阻的上升，實現(xiàn)源極和漏極電極的TFT特性。

用于解決問題的方式

本發(fā)明的實施方式的半導體裝置包括基板和由上述基板支承的薄膜晶體管，上述薄膜晶體管包括：氧化物半導體層；柵極電極；在上述柵極電極與上述氧化物半導體層之間形成的柵極絕緣層；和與上述氧化物半導體層接觸的源極電極和漏極電極，上述源極電極和上述漏極電極分別具有：包含第一金屬的主層；下層，其配置在上述主層的上述基板側，從上述主層側起依次包括由第二金屬的氮化物構成的下部金屬氮化物層和由上述第二金屬構成的下部金屬層；和上層，其配置在上述主層的與上述基板相反的一側，從上述主層側起依次包括由上述第二金屬的氮化物構成的上部金屬氮化物層和由上述第二金屬構成的上部金屬層，上述第一金屬是鋁或銅，上述第二金屬是鈦或鉬。

在一個實施方式中，上述下部金屬氮化物層與上述主層的下表面接觸，上述上部金屬氮化物層與上述主層的上表面接觸。

在一個實施方式中，上述下部金屬層和上述上部金屬層中的任一方與上述氧化物半導體層接觸。

在一個實施方式中，上述源極電極和上述漏極電極的上述上層或上述下層還包括以與上述氧化物半導體層接觸的方式配置的、由上述第二金屬的氮化物構成的另一金屬氮化物層。

在一個實施方式中，還包括覆蓋上述薄膜晶體管的第一保護層，上述第一保護層為氧化硅膜，上述源極電極和上述漏極電極的上述上層還包括配置在上述上部金屬層與上述第一保護層之間的、由上述第二金屬的氮化物構成的另一金屬氮化物層，上述另一金屬氮化物層與上述第一保護層接觸。

在一個實施方式中，還包括覆蓋上述薄膜晶體管的第一保護層，上述第一保護層為氧化硅膜，上述柵極電極配置在上述基板與上述氧化物半導體層之間，上述源極電極和上述漏極電極的上述下層還包括配置在上述下部金屬層與上述氧化物半導體層之間的、由上述第二金屬的氮化物構成的下部金屬氮化物表面層，上述源極電極和上述漏極電極的上述上層還包括配置在上述上部金屬層與上述第一保護層之間的、由上述第二金屬的氮化物構成的上部金屬氮化物表面層，上述下部金屬氮化物表面層與上述氧化物半導體層接觸，上述上部金屬氮化物表面層與上述第一保護層接觸。

在一個實施方式中，還具有覆蓋上述氧化物半導體層的溝道區(qū)域的蝕刻阻擋層。

在一個實施方式中，上述氧化物半導體層是包含In-Ga-Zn-O類氧化物的層。

在一個實施方式中，上述氧化物半導體層是包含結晶In-Ga-Zn-O類氧化物的層。