半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

半导体装置(1001)包括由基板(1)支承的氧化物半导体层(7)和导电体层(13a、13b、13c、13s)，该半导体装置中，氧化物半导体层(7)包含第一金属元素，导电体层(13a、13b、13c、13s)具有层叠构造，该层叠构造包括：包含第一金属元素的第一金属氧化物层(m1)；配置在第一金属氧化物层上且包含第二金属元素的氧化物的第二金属氧化物层(m2)；和配置在第二金属氧化物层上且包含第二金属元素的金属层(M)，第一金属氧化物层(m1)和氧化物半导体层(7)由同一氧化物膜形成，在从基板的法线方向看时，第一金属氧化物层(m1)与所述氧化物半导体层(7)不重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用氧化物半导体的。
技术介绍
在液晶显示装置等所使用的有源矩阵基板中，每个像素具有薄膜晶体管(Thinfilm Transistor ;以下称为“TFT”)等的开关元件。作为这样的开关元件，一直以来，广泛使用将非晶硅膜作为活性层的TFT (以下称为“非晶硅TFT” )、将多晶硅膜作为活性层的TFT (以下称为“多晶硅TFT”)。近年来提出了使用氧化物半导体代替非晶硅和多晶硅作为TFT活性层的材料的方案。将这样的TFT称为“氧化物半导体TFT”。氧化物半导体具有比非晶硅高的迀移率。因此，氧化物半导体TFT能够比非晶硅TFT高速地进行工作。另外，由于氧化物半导体膜由比多晶硅膜简便的工艺形成，所以也能够适用于需要大面积的装置。在专利文献I和专利文献2中，公开了使用氧化物半导体的底栅构造的TFT。在专利文献I中公开的TFT中，为了提高氧化物半导体层与源极漏极电极之间的接触性，在它们之间形成有金属氧化物层。另外，对比文件2中提出了使氧化物半导体层与源极漏极电极发生反应，在它们之间形成反应层的方案。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2010-156960号公报专利文献2:国际公开第2012/090794号
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在专利文献I和专利文献2中公开的现有的氧化物半导体TFT中，在氧化物半导体层与源极漏极电极的界面配置有金属氧化物层或者反应层。换言之，在金属氧化物层或者反应层之下存在氧化物半导体层。本专利技术的专利技术人进行研讨后发现，在具有如上所述的结构的氧化物半导体TFT中，存在不能充分抑制从基板侧入射的光被源极漏极电极反射的情况。被源极漏极电极等反射的光的一部分在半导体装置内反复进行反射，其结果是，有可能入射到氧化物半导体层的沟道部而对薄膜晶体管的长期可靠性造成影响。另外，在TFT形成基板配置于显示装置的显示面侧的情况下，外部光被源极漏极电极等反射，有可能使显示的对比度降低。进一步，本专利技术的专利技术人发现，如果想要在设置有专利文献I和专利文献2所公开氧化物半导体TFT的基板上形成电容元件，则产生由于构成电容元件的氧化物半导体层的电阻的变化，电容发生变化这样的问题。关于该问题将在后文中详述。本专利技术是鉴于上述的技术问题而完成的专利技术，本专利技术的一个实施方式提供一种新的电极构造，其在使用氧化物半导体的半导体装置中，能够减少入射到半导体装置的光的反射，并且能够抑制由氧化物半导体层的电阻的变化引起的问题。解决技术问题的技术手段本专利技术的实施方式的半导体装置包括:基板；和由上述基板支承的氧化物半导体层和导电体层，其中，上述氧化物半导体层包含第一金属元素，上述导电体层具有层叠构造，上述层叠构造包括:包含上述第一金属元素的第一金属氧化物层；配置在上述第一金属氧化物层上且包含第二金属元素的氧化物的第二金属氧化物层；和配置在上述第二金属氧化物层上且包含上述第二金属元素的金属层，上述第一金属氧化物层和上述氧化物半导体层由同一氧化物膜形成，在从上述基板的法线方向看时，上述第一金属氧化物层与上述氧化物半导体层不重叠。在一个实施方式中，上述同一氧化物膜为包含上述第一金属元素的氧化物半导体膜，上述第一金属氧化物层为上述氧化物半导体膜与上述金属层发生反应而被导体化的层，上述第二金属氧化物层为上述金属层的一部分与上述氧化物半导体膜发生反应而形成的层。在一个实施方式中，上述第一金属氧化物层中包含的氧相对于金属元素整体的原子比率，为根据上述氧化物半导体膜的化学计量组成算出的氧相对于金属元素整体的原子比率的95%以下。在一个实施方式中，上述第一金属氧化物层的电阻率为0.01 Ω ^cm以下。在一个实施方式中，还包括薄膜晶体管，上述导电体层包括:上述薄膜晶体管的源极电极；和与上述源极电极连接的源极配线。在一个实施方式中，上述氧化物半导体层作为上述薄膜晶体管的活性层发挥作用。在一个实施方式中，还包括电容元件，上述电容元件具有:下部电极；和以隔着绝缘膜与上述下部电极重叠的方式配置的上部电极，上述导电体层包含上述上部电极。在一个实施方式中，还包括薄膜晶体管，上述导电体层包括:上述薄膜晶体管的栅极电极；和与上述栅极电极连接的栅极配线。在一个实施方式中，还包括薄膜晶体管，上述薄膜晶体管具有形成在上述氧化物半导体层的上表面的蚀刻阻挡层，上述薄膜晶体管的源极电极的一部分位于上述蚀刻阻挡层上，上述源极电极中不位于上述蚀刻阻挡层上的部分具有上述层叠构造，位于上述蚀刻阻挡层上的部分仅由上述金属层构成。在一个实施方式中，上述第一金属氧化物层的厚度与上述氧化物半导体层的厚度大致相等。在一个实施方式中，上述导电体层包括用于对上述氧化物半导体层进行遮光的遮光层。在一个实施方式中，上述第二金属氧化物层和上述金属层的合计厚度为上述第一金属氧化物层的厚度的2倍以上。在一个实施方式中，上述第一金属元素为铟，上述第二金属元素为钛。在一个实施方式中，上述氧化物半导体层和上述第一金属氧化物层包含In-Ga-Zn-O类的氧化物。在一个实施方式中，上述第一金属氧化物层和第二金属氧化物层是通过对上述氧化物半导体膜和形成于上述氧化物半导体膜上的上述金属层以250°C以上400°C以下的温度进行热处理而形成的层。本专利技术的实施方式的半导体装置的制造方法，其包括:工序(a)，在基板上形成含有第一金属元素的氧化物半导体膜；工序(b)，在上述氧化物半导体膜的表面的一部分上形成包含第二金属元素的金属层；工序(C)，通过进行热处理使上述金属层与上述氧化物半导体膜发生反应，使上述氧化物半导体膜中与上述金属层接触的部分在整个厚度方向上导体化而形成包含上述第一金属元素的第一金属氧化物层，在上述第一金属氧化物层与上述金属层之间形成包含上述第二金属元素的氧化物的第二金属氧化物层，由此得到具有包括上述第一金属氧化物层、上述第二金属氧化物层和上述金属层的层叠构造的导电体层，并且上述氧化物半导体膜中不与上述金属层接触的部分作为半导体区域保留，成为氧化物半导体层。在一个实施方式中，上述半导体装置包括薄膜晶体管，在上述工序(a)之前，还包括准备具有上述薄膜晶体管的栅极电极和以覆盖上述栅极电极的方式形成的栅极绝缘层的基板的工序(d)，在上述工序(a)中，上述氧化物半导体膜形成在上述栅极绝缘层上，上述导电体层包括上述薄膜晶体管的源极电极和源极配线，上述氧化物半导体层包括上述薄膜晶体管的活性层。在一个实施方式中，上述半导体装置包括电容元件，上述工序(d)包括:通过在上述基板上形成导电膜并对上述导电膜进行图案化，形成上述栅极电极和上述电容元件的下部电极的工序(dl);和以覆盖上述栅极电极和上述下部电极的方式形成上述栅极绝缘层的工序(d2)，上述导电体层包括上述电容元件的上部电极，上述上部电极以隔着上述栅极绝缘层与上述下部电极重叠的方式配置。在一个实施方式中，在上述工序(a)与上述工序(b)之间，还包括形成覆盖上述氧化物半导体膜中成为活性层的部分的蚀刻阻挡层的工序。在一个实施方式中，在上述工序(b)中形成的上述金属层的厚度为上述氧化物半导体膜的厚度的2倍以上。在一个实施方式中，上述工序(b)包括:在上述氧化物半导体膜上形成金属膜的工序；在上述金属膜上，利用多灰度等级掩模形成具有第一部分和比上述第一部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其包括：基板；和由所述基板支承的氧化物半导体层和导电体层，所述半导体装置的特征在于：所述氧化物半导体层包含第一金属元素，所述导电体层具有层叠构造，所述层叠构造包括：包含所述第一金属元素的第一金属氧化物层；配置在所述第一金属氧化物层上且包含第二金属元素的氧化物的第二金属氧化物层；和配置在所述第二金属氧化物层上且包含所述第二金属元素的金属层，所述第一金属氧化物层和所述氧化物半导体层由同一氧化物膜形成，在从所述基板的法线方向看时，所述第一金属氧化物层与所述氧化物半导体层不重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：北角英人，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP