[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580054605.1
• 申請(qǐng)日: 2015-10-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106796959A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 齊藤貴翁;神崎庸輔;高丸泰;井手啟介;金子誠(chéng)二
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夏普株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L29/786
• 分類號(hào): H01L29/786;C23C16/42;H01L21/316;H01L21/336;H01L21/363
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳,楊藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

具有由氧化銦鎵鋅和氧化錫等氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層(溝道層)的TFT(薄膜晶體管)，與使用非晶硅層作為半導(dǎo)體層的TFT相比具有動(dòng)作速度變快的特征，與使用多晶硅層作為半導(dǎo)體層的TFT相比具有不需要結(jié)晶化工序的特征。因此，近年來(lái)，具有由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層(氧化物半導(dǎo)體層)的TFT的開(kāi)發(fā)在活躍地進(jìn)行。

使用氧化物半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體層的TFT與使用非晶硅層作為半導(dǎo)體層的TFT一樣，經(jīng)利用光刻法進(jìn)行的各種工序制作。光刻法的工序包括基板的清洗、成膜、抗蝕劑涂敷、預(yù)烘焙、曝光、顯影、后烘焙、蝕刻、抗蝕劑除去等工序。

在利用光刻法制作使用氧化物半導(dǎo)體層作為半導(dǎo)體層的TFT的情況下，存在產(chǎn)生TFT間的特性的參差不齊的情況。因此，在日本的特開(kāi)2009-099944號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了一種改善在形成保護(hù)層時(shí)半導(dǎo)體層受到的損傷的不均勻性所致的TFT間的特性的參差不齊的發(fā)明。根據(jù)該日本的特開(kāi)2009-099944號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的發(fā)明，半導(dǎo)體層由作為溝道層發(fā)揮作用的第一層和與第一層相比高電阻的第二層(第二層在半導(dǎo)體層中設(shè)置于保護(hù)層側(cè))構(gòu)成。因?yàn)橄襁@樣在作為溝道層發(fā)揮作用的第一層的上層設(shè)置有高電阻的第二層，所以形成保護(hù)層的工序?qū)FT的溝道區(qū)域的電傳導(dǎo)特性產(chǎn)生的影響小，TFT間的特性的參差不齊的產(chǎn)生受到抑制。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2009-099944號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

此外，在利用光刻法進(jìn)行的TFT的制作過(guò)程中，在形成半導(dǎo)體層的圖案時(shí)進(jìn)行濕式蝕刻。因此，半導(dǎo)體層的圖案的周緣部、上表面部暴露于蝕刻液。由此，半導(dǎo)體層的圖案的周緣部、上表面部成為膜質(zhì)容易發(fā)生變化的狀態(tài)。氧化物半導(dǎo)體層中，例如In(銦)、Ga(鎵)和Zn(鋅)以氧化物的狀態(tài)存在。但是，如上述那樣半導(dǎo)體層的圖案的周緣部、上表面部暴露于蝕刻液，因此成為組成比容易發(fā)生變化的狀態(tài)。其結(jié)果是，有在多個(gè)TFT間產(chǎn)生特性的參差不齊(例如，閾值電壓的大小的參差不齊)的情況。關(guān)于這一點(diǎn)，在日本的特開(kāi)2009-099944號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的發(fā)明中，僅采取針對(duì)半導(dǎo)體層的圖案的上面?zhèn)鹊拇胧?，因此，由于半?dǎo)體層的圖案的周緣部暴露于蝕刻液，該周緣部的膜質(zhì)發(fā)生變化。由此，成為在多個(gè)TFT間產(chǎn)生特性的參差不齊的結(jié)果。此外，認(rèn)為在混有不同形狀的TFT的情況下特性的參差不齊會(huì)進(jìn)一步變大。

因此，本發(fā)明的目的在于在包含由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體裝置中，抑制TFT間的特性的參差不齊的產(chǎn)生。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明的第一方面是一種以形成薄膜晶體管的方式層疊有包含由氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的半導(dǎo)體層的多個(gè)層的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置的特征在于：

在上述半導(dǎo)體層中，表示純金屬與上述氧化物半導(dǎo)體的所有構(gòu)成成分的比例的純金屬比率，與上述半導(dǎo)體層的主體中相比，在上述半導(dǎo)體層的與上述半導(dǎo)體層的上層的界面更高。

本發(fā)明的第二方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述界面中的上述半導(dǎo)體層的圖案的周緣部的純金屬比率比上述主體中的純金屬比率高。

本發(fā)明的第三方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述界面中的上述半導(dǎo)體層的圖案的上表面部的純金屬比率比上述主體中的純金屬比率高。

本發(fā)明的第四方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述界面中的上述半導(dǎo)體層的圖案的周緣部的純金屬比率和上述界面中的上述半導(dǎo)體層的圖案的上表面部的純金屬比率這兩者，比上述主體中的純金屬比率高。

本發(fā)明的第五方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

作為上述半導(dǎo)體層的上層，形成有用于保護(hù)上述半導(dǎo)體層的鈍化膜。

本發(fā)明的第六方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

作為上述半導(dǎo)體層的上層，形成有用于將上述薄膜晶體管的柵極電極與上述半導(dǎo)體層絕緣的絕緣膜。

本發(fā)明的第七方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述半導(dǎo)體層的上層由氧化硅膜構(gòu)成。

本發(fā)明的第八方面在本發(fā)明的第一方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述氧化物半導(dǎo)體為氧化銦鎵鋅。

本發(fā)明的第九方面在本發(fā)明的第八方面的基礎(chǔ)上，特征在于：

上述氧化銦鎵鋅具有結(jié)晶性。