[發明專利]薄膜晶體管及其制造方法

在審

• 申請號: 201380067811.7
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104885229A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 森田晉也;越智元隆;后藤裕史;釘宮敏洋;廣瀨研太
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;C01G19/00;H01L21/306;H01L21/316;H01L21/336
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張玉玲

1.一種薄膜晶體管，其特征在于，是在基板上至少依次具有柵電極、柵極絕緣膜、氧化物半導體層、源-漏電極以及保護所述源-漏電極的保護膜的薄膜晶體管，其中，

所述氧化物半導體層是具有

由Sn及In、以及選自Ga和Zn中的至少1種和O構成的第1氧化物半導體層；以及

由選自In、Zn、Sn及Ga中的1種以上的元素和O構成的第2氧化物半導體層的層疊體，

所述第2氧化物半導體層在所述柵極絕緣膜上形成，

并且，所述第1氧化物半導體層在所述第2氧化物半導體層與所述保護膜或所述源-漏電極之間形成，

且在薄膜晶體管的層疊方向截面中，通過[100×(源-漏電極端正下方的第1氧化物半導體層的膜厚-第1氧化物半導體層中央部的膜厚)/源-漏電極端正下方的第1氧化物半導體層的膜厚]求出的值為5％以下。

2.如權利要求1所述的薄膜晶體管，其中，用X射線光電子能譜法觀察所述第1氧化物半導體層的表面時，氧1s光譜的強度最高的峰的能量在529.0～531.3eV的范圍內。

3.如權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其中，所述第1氧化物半導體層滿足Sn的含量相對于全部金屬元素為5原子％以上且50原子％以下。

4.如權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其中，所述第1氧化物半導體層由In、Ga、Zn及Sn和O構成，且將In、Ga、Zn及Sn的合計量設為100原子％時，滿足

In的含量為15原子％以上且25原子％以下、

Ga的含量為5原子％以上且20原子％以下、

Zn含量為40原子％以上且60原子％以下、以及

Sn的含量為5原子％以上且25原子％以下。

5.如權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其中，所述第1氧化物半導體層包含Zn，且以原子％單位計，其表層的Zn濃度為該第1氧化物半導體層的Zn含量的1.0～1.6倍。

6.如權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其中，所述源-漏電極包含導電性氧化物層，且該導電性氧化物層與所述第1氧化物半導體層直接接合。

7.如權利要求6所述的薄膜晶體管，其中，所述源-漏電極具有如下層疊結構：

從氧化物半導體層側開始依次為導電性氧化物層；和

包含選自Al、Cu、Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素的1層以上的金屬層(X層，包含Al合金層)。

8.如權利要求7所述的薄膜晶體管，其中，所述金屬層(X層)具有如下層疊結構：

從氧化物半導體層側開始依次為包含選自Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素的金屬層(X2層)；和

選自純Al層、Al合金層、純Cu層及Cu合金層中的1個以上的金屬層(X1層)。

9.如權利要求7所述的薄膜晶體管，其中，所述金屬層(X層)具有如下層疊結構：

從氧化物半導體層側開始依次為選自純Al層、Al合金層、純Cu層及Cu合金層中的1個以上的金屬層(X1層)；和

包含選自Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素的金屬層(X2層)。

10.如權利要求7所述的薄膜晶體管，其中，所述金屬層(X層)具有如下層疊結構：

從氧化物半導體層側開始依次為包含選自Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素的金屬層(X2層)；

選自純Al層、Al合金層、純Cu層及Cu合金層中的1個以上的金屬層(X1層)；和

包含選自Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素的金屬層(X2層)。

11.如權利要求7所述的薄膜晶體管，其中，所述Al合金層包含0.1原子％以上的選自Ni、Co、Cu、Ge、Ta、Mo、Hf、Zr、Ti、Nb、W及稀土元素中的1種以上的元素。

12.如權利要求6所述的薄膜晶體管，其中，所述導電性氧化物層由O和選自In、Ga、Zn及Sn中的1種以上的元素構成。

13.如權利要求1或2所述的薄膜晶體管，其中，所述源-漏電極具有如下層疊結構：

從氧化物半導體層側開始依次為由選自Mo、Cr、Ti、Ta及W中的1種以上的元素構成的阻擋金屬層；和

Al合金層。