半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置包括：晶体管，该晶体管包括绝缘膜、氧化物半导体膜、与氧化物半导体膜重叠的栅电极以及与氧化物半导体膜接触的一对电极；电容器，该电容器包括在绝缘膜上的第一透光导电膜、在第一透光导电膜上的介电膜以及在介电膜上的第二透光导电膜；在晶体管的一对电极上的氧化绝缘膜；以及在氧化绝缘膜上的氮化绝缘膜。介电膜是氮化绝缘膜，氧化绝缘膜在一对电极之一上包括第一开口，氮化绝缘膜在一对电极之一上包括第二开口，且第二开口与第一开口相比是在内侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及一种物品、过程(包括方法及制造方法)、机械(machine)、制品(manufacture)或组成物(compositionofmatter)。特别是，本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、它们的驱动方法、制造方法等。特别是，本专利技术的一个方式涉及一种包括氧化物半导体的半导体装置、显示装置、发光装置等。在本说明书中，半导体装置在其范畴中包括能够利用半导体的电子特性而发挥作用的所有装置，例如电光装置、半导体电路、电子设备都被包括在半导体装置中。
技术介绍
近年来，液晶显示器(LCD)等平板显示器逐渐普遍。在平板显示器等显示装置中，在行方向及列方向中配置的每一个像素中，提供了作为开关元件的晶体管、与该晶体管电连接的液晶元件以及与该液晶元件并联连接的电容器。作为用来形成该晶体管的半导体膜的半导体材料，通常使用硅半导体诸如非晶硅或多晶硅。可以将具有半导体特性的金属氧化物(以下也称为氧化物半导体)用于晶体管中的半导体膜。例如，已公开了一种使用氧化锌或In-Ga-Zn氧化物半导体形成晶体管的技术(参照专利文献1及2)。已公开了一种包括电容器的显示装置，在该电容器中为了提高孔径比而以具有规定的距离彼此隔开地设置了形成在与晶体管的氧化物半导体膜相同的表面上的氧化物半导体膜和与晶体管连接的像素电极(参照专利文献3)。[参考][专利文献][专利文献1]日本专利申请公开2007-123861号公报[专利文献2]日本专利申请公开2007-096055号公报[专利文献3]美国专利第8102476号说明书
技术实现思路
在电容器中，在一对电极之间设置有介电膜，且这一对电极中的至少一个在很多情况下是使用部分地用作晶体管的栅电极、源电极、漏电极等的遮光性导电膜而形成的。随着电容器的电荷容量增大，可以使在施加电场的情况下能够将液晶元件的液晶分子的对准保持恒定的期间更长。当在显示静态图像的显示装置中能够使该期间更长时，可以减少重写图像数据的次数，由此可以减少耗电量。然而，在电容器的一个电极是使用半导体膜而形成的情况下，有时根据施加到该半导体膜的电位，储存在电容器中的电容值可能低于预定值，由此液晶元件的液晶分子的对准保持恒定的期间就变短了。其结果，图像数据的重写次数增加了，因此耗电量增大了。增大电容器的电荷容量的方法之一是增大电容器的占有面积，具体而言，增大电容器的两个电极彼此重叠的部分的面积。然而，当增大遮光性导电膜的面积以增大一对电极彼此重叠的部分的面积时，像素的孔径比降低了，因此图像的显示质量也降低了。鉴于上述情况，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种具有高孔径比且包括能够增大电荷容量的电容器的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种可以减少耗电量的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种高分辨率的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提高包括氧化物半导体的半导体装置等的电特性。本专利技术的一个方式的其他目的是提高包括氧化物半导体的半导体装置等的可靠性。本专利技术的一个方式的其他目的是控制氧化物半导体中的含氧量。本专利技术的一个方式的其他目的是防止晶体管成为常导通的。本专利技术的一个方式的其他目的是控制晶体管的阈值电压的变动、不均匀或降低。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种具有低截止态电流(off-statecurrent)的晶体管。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种低截止态电流的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种低耗电量的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种对眼睛刺激少的显示装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种包括透光导电膜的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种使用高可靠性的半导体膜的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种使用透光电极的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种新颖的半导体装置等。本专利技术的一个方式的其他目的是提供一种具有优良的特性的半导体装置等。注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，在本专利技术的一个方式中，并不需要实现上述目的的全部。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并推导出其他目的。在本专利技术的一个方式中，包括了下列：晶体管，其包括栅极绝缘膜、栅极绝缘膜上的氧化物半导体膜、隔着栅极绝缘膜与氧化物半导体膜部分地重叠的栅电极以及与氧化物半导体膜接触的一对电极；电容器，该电容器包括栅极绝缘膜上的第一透光导电膜、第一透光导电膜上的介电膜以及介电膜上的第二透光导电膜；晶体管的一对电极上的氧化绝缘膜；以及氧化绝缘膜上的氮化绝缘膜。包括在电容器中的介电膜是氮化绝缘膜，氧化绝缘膜在一对电极之一上以及第一透光导电膜上包括第一开口，氮化绝缘膜在所述一对电极之一上包括第二开口，与第一开口相比第二开口是在内侧。在所述一对电极之一上的第二开口中，包括在电容器中的第二透光导电膜与包括在晶体管中的所述一对电极之一连接。在本专利技术的其他方式中，包括了下列：晶体管，其包括栅极绝缘膜、栅极绝缘膜上的氧化物半导体膜、隔着栅极绝缘膜与氧化物半导体膜部分地重叠的栅电极以及与氧化物半导体膜接触的一对电极；电容器，该电容器包括栅极绝缘膜上的第一透光导电膜、第一透光导电膜上的介电膜以及介电膜上的第二透光导电膜；晶体管的一对电极上的氧化绝缘膜；以及氧化绝缘膜上的氮化绝缘膜。包括在电容器中的介电膜是氮化绝缘膜，包括在电容器中的第二透光导电膜与包括在晶体管中的一对电极之一连接，并且，氧化物半导体膜的氢浓度和第一透光导电膜的氢浓度不同。注意，优选的是，第一透光导电膜的氢浓度高于氧化物半导体膜的氢浓度。在第一透光导电膜中，通过二次离子质谱分析法(SIMS)测量出的氢浓度为大于或等于8×1019原子/cm3，优选为大于或等于1×1020原子/cm3，更优选为大于或等于5×1020原子/cm3。在氧化物半导体膜中，通过SIMS测量出的氢浓度小于5×1019原子/cm3，优选小于5×1018原子/cm3，优选为小于或等于1×1018原子/cm3，更优选为小于或等于5×1017原子/cm3，进一步优选为小于或等于1×1016原子/cm3。第一透光导电膜具有比氧化物半导体膜低的电阻率。第一透光导电膜的电阻率优选为氧化物半导体膜的电阻率的大于或等于1×10-8倍且小于或等于1×10-1倍。该透光导电膜的电阻率典型地为大于或等于1×10-3Ωcm且小于1×104Ωcm，更优选为大于或等于1×10-3Ωcm且小于1×10-1Ωcm。氧化物半导体膜及第一透光导电膜都包括微晶区域。在该微晶区域中，在利用测量范围为大于或等于5nmφ且小于或等于10nmφ的电子衍射的电子衍射图案中观察到配置为圆周状的多个斑点，且在选定区域电子衍射图案中观察不到配置为圆周状的多个斑点。注意，测量范围为小于或等于10nmφ、优选为大于或等于5nmφ且小于或等于10nmφ的电子衍射是指纳米束电子衍射(NanobeamElectronDiffraction)。选定区域电子衍射的测量范围可以为大于或等于300nmφ。此外，微晶区域所包括的晶粒的粒径为小于或等于10nm。优选在氧化物半导体膜的厚度方向的所有区域中观察到配置为圆周状的斑点。此外，氧化物半导体膜及第一透光导电膜都包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：晶体管，该晶体管包括：第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜上的氧化物半导体膜；以及与所述氧化物半导体膜相邻的栅电极；电容器，该电容器包括：在所述第一绝缘膜上的第一透光导电膜；在所述第一透光导电膜上的氮化绝缘膜；以及在所述氮化绝缘膜上的第二透光导电膜；以及在所述氧化物半导体膜、所述栅电极以及所述第一透光导电膜上的氧化绝缘膜，其中，所述第二透光导电膜电连接到所述氧化物半导体膜，并且其中，所述氮化绝缘膜位于所述氧化绝缘膜上并与所述第一透光导电膜接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.25 JP 2012-2818741.一种半导体装置，包括：晶体管，该晶体管包括：第一绝缘膜；在所述第一绝缘膜上的氧化物半导体膜；以及与所述氧化物半导体膜相邻的栅电极；电容器，该电容器包括：在所述第一绝缘膜上的第一透光导电膜；在所述第一透光导电膜上的氮化绝缘膜；以及在所述氮化绝缘膜上的第二透光导电膜；以及在所述氧化物半导体膜、所述栅电极以及所述第一透光导电膜上的氧化绝缘膜，其中，所述氮化绝缘膜位于所述氧化绝缘膜上并与所述第一透光导电膜接触，其中所述第二透光导电膜通过所述氧化绝缘膜的开口及所述氮化绝缘膜的开口而电连接到所述氧化物半导体膜，并且其中所述氧化绝缘膜的所述开口的宽度大于所述氮化绝缘膜的所述开口的宽度。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述氧化物半导体膜包含In-Ga-Zn氧化物。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一透光导电膜包含In-Ga-Zn氧化物。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述氧化物半导体膜和所述第一透光导电膜中的每一个与所述第一绝缘膜的顶面接触。5.一种半导体装置，包括：晶体管，该晶体管包括：栅电极；在所述栅电极上的绝缘膜；在所述绝缘膜上的氧化物半导体膜；以及与所述氧化物半导体膜接触的一对电极；电容器，该电容器包括：在所述绝缘膜上的第一透光导电膜；在所述第一透光导电膜上的介电膜；以及在所述介电膜上的第二透光导电膜；在所述晶体管的一对电极上的氧化绝缘膜；以及在所述氧化绝缘膜上的氮化绝缘膜，其中，包括在所述电容器中的所述介电膜是所述氮化绝缘膜，其中，所述氧化绝缘膜具有在所述一对电极之一及所述第一透光导电膜中的每一个之上的第一开口，其中，所述氮化绝缘膜具有在所述一对电极之一上的第二开口，其中，在所述一对电极之一上与所述第一开口相比所述第二开口是在内侧，并且其中，在所述一对电极之一上的所述第二开口中，包括在所述电容器中的所述第二透光导电膜与包括在所述晶体管中的所述一对电极之一连接。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述氧化物半导体膜和所述第一透光导电膜分别包括微晶区域，并且其中在所述微晶区域中，在利用测量区域为10nmφ以下的电子衍射的电子衍射图案中观察到配置为圆周状的斑点，且在利用测量区域为300nmφ以上的电子衍射的电子衍射图案中观察不到配置为圆周状的斑点。7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中所述氧化物半导体膜和所述第一透光导电膜都包含铟或锌。8.根据权利要求5所述的半导体装置，还包括：在绝缘表面上的第一导电膜；在所述绝缘膜上的第二导电膜；以及在所述氮化绝缘膜上的使所述第一导电膜和所述第二导电膜连接的第三透光导电膜，其中所述栅电极设置在所述绝缘表面上，所述氧化绝缘膜包括在所述第一导电膜上的第三开口，所述氮化绝缘膜包括在所述第一导电膜上的第四开口，与所述第三开口相比所述第四开口是在内侧，并且所述第一导电膜在所述第四开口中与所述第三透光导电膜连接。9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中通过与所述栅电极相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，三宅博之，宍户英明，片山雅博，冈崎健一，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP