[發明專利]半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201610175016.5
• 申請日: 2011-03-11
• 公開（公告）號: CN105789321B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 山崎舜平;鄉戶宏充
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H01L29/786
• 分類號: H01L29/786;H01L21/336;H01L21/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳晟;姜甜

本申請題為“半導體裝置的制造方法”。在包括氧化物半導體膜的晶體管中，形成與氧化物半導體膜接觸并且覆蓋源電極及漏電極的用來防止帶電的金屬氧化物膜，然后進行熱處理。通過該熱處理，從氧化物半導體膜中有意地去除氫、水分、羥基或者氫化物等雜質，以高度純化氧化物半導體膜。通過設置金屬氧化物膜，可以防止在晶體管中的氧化物半導體膜的背溝道側產生寄生溝道。

技術領域

本分案申請的母案申請日為2011年3月11日、申請號為201180016196.8、發明名稱為“半導體裝置的制造方法”。本發明的一個實施方式涉及一種半導體裝置及半導體裝置的制造方法。

在本說明書中，半導體裝置一般是指能夠通過利用半導體特性而工作的裝置，因此電光裝置、半導體電路以及電子裝置都是半導體裝置。

背景技術

通過利用形成在具有絕緣表面的襯底上的半導體薄膜來構成晶體管（也稱為薄膜晶體管（TFT））的技術引人注目。這種晶體管應用在諸如集成電路（IC）或圖像顯示裝置（顯示裝置）等各式各樣的電子裝置。作為可以應用于晶體管的半導體薄膜，硅類半導體材料是公知的。但是，作為其他材料，氧化物半導體受到關注。

例如，公開其有源層具有包括銦（In）、鎵（Ga）和鋅（Zn）并且其電子載流子濃度低于10¹⁸/cm³的非晶氧化物的晶體管（參照專利文獻1）。

[參考]

[專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利申請公開2006-165528

然而，當在形成薄膜的步驟中發生由于氧的過多或過少而引起的與化學計量組成的偏離或者形成電子施主的氫或水分進入氧化物半導體時，氧化物半導體的導電率變化。這種現象成為包括氧化物半導體的晶體管的電特性變動的一個因素。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的之一是提供包括氧化物半導體的半導體裝置，其具有穩定的電特性和高的可靠性。

此外，本發明的目的之一是防止在氧化物半導體膜的背溝道側產生寄生溝道。

為了抑制包括氧化物半導體膜的晶體管的電特性變動而從氧化物半導體膜中有意地去除引起變動的諸如氫、水分、羥基或者氫化物（也稱為氫化合物）等雜質。此外，供給在去除雜質的步驟中減少且作為氧化物半導體的主要成分的氧，因此使氧化物半導體膜高度純化且在電性上i型（本征）化。

i型（本征）的氧化物半導體是如下一種氧化物半導體，即通過以從氧化物半導體中去除作為n型雜質的氫以便盡可能少地包含氧化物半導體的主要成分以外的雜質的方式進行高度純化，實現i型（本征）或實質上i型（本征）。也就是說，特征是不通過添加雜質，而是通過盡可能多地去除諸如氫或水等雜質來獲得高度純化的i型（本征）氧化物半導體或與其接近的氧化物半導體。這使費密能級（Ef）能夠在與本征費密能級（Ei）相同的能級。

在包括氧化物半導體膜的晶體管中，具有防止帶電功能的金屬氧化物膜在氧化物半導體膜之上形成并且與氧化物半導體膜接觸，在金屬氧化物膜之上形成絕緣層，然后進行熱處理。

通過熱處理，有意地從氧化物半導體膜中去除氫、水分、羥基或者氫化物（也稱為氫化合物）等雜質，由此高度純氧化物半導體膜。通過該熱處理，可以使作為雜質的氫或羥基以水的形式被消除。

氧化物半導體膜與包含氧的金屬氧化物膜在接觸的狀態下進行熱處理，所以可以從包含氧的金屬氧化物膜中將作為氧化物半導體的主要成分材料之一且在去除雜質的步驟中減少的氧供給到氧化物半導體膜。因此，氧化物半導體膜被更高度純化，而在電性上成為i型（本征）。

在包括氧化物半導體膜的晶體管中，在氧化物半導體膜之上且與氧化物半導體膜接觸地形成具有帶電防止功能的氧化物層，然后進行熱處理。