半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

提供一种包括晶体管和用于布线、信号线等的含有Cu的金属膜的新颖半导体装置。该半导体装置包括：第一布线、第二布线、第一晶体管和第二晶体管。第一布线电连接到第一晶体管的源极或漏极，第二布线电连接到第二晶体管的栅极。第一布线和第二布线每一都包括Cu‑X合金膜(X是Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti)。第一布线中的Cu‑X合金膜被连接到第二布线中的Cu‑X合金膜。

Semiconductor device and manufacturing method thereof

A novel semiconductor device including a transistor and a Cu containing metal film for wiring, signal lines, etc.. The semiconductor device includes a first wiring, a second wiring, a first transistor and a second transistor. The first wiring is electrically connected to the source or drain of the first transistor, and the second wiring is electrically connected to the gate of the second transistor. The first wiring and the second wiring each including Cu X alloy film (X Mn, Ni, Cr, Fe, Co, Mo, Ta or Ti). Cu X alloy film the first wiring is connected to the Cu X alloy film wiring in second.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的一个实施方式涉及一种包括氧化物半导体的半导体装置以及包括半导体装置的显示装置。需要注意的是，本专利技术的实施方式不限于上述的
本发明在本说明书等公开的一个实施方式的
涉及物体、方法或制造方法。此外，本专利技术的一个实施方式涉及工序、机器、制造或物质的组成。具体而言，在本说明书中公开了本专利技术的一个实施方式的
的实例包括半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、用于驱动它们中的任何一个的方法、和用于制造它们中的任何一个的方法。注意，在本说明书中，半导体装置是指半导体元件本身或包括半导体元件的装置。作为这种半导体元件的一个例子，例如，可以给出晶体管(薄膜晶体管等)。此外，显示装置(如液晶面板或有机EL面板)在某些情况下包括半导体装置。
技术介绍
在使用晶体管的显示装置(例如，液晶面板和有机EL面板)中有朝向更大的屏幕发展的趋势。随着屏幕尺寸变大，在显示装置使用有源元件如晶体管的情况下，施加到元件上的电压由于布线电阻而根据连接到该元件的布线的位置而变化，这造成显示质量劣化的问题，例如显示不均匀和在灰度缺陷。以往，铝膜已被广泛地使用作为用于布线、信号线等的材料；此外，使用铜(Cu)膜作为材料的研究和发展被广泛地进行，以进一步降低电阻。然而，Cu膜不利之处在于：它们对于基膜(basefilm)的粘合性低，并且晶体管的特性容易由于Cu膜中的Cu扩散到晶体管的半导体层中而劣化。需要注意的是，基于硅的半导体材料被广泛地作为适用于晶体管的半导体薄膜的材料，而作为另一种材料，氧化物半导体受到关注(参照专利文献1)。此外，Cu-Mn合金被公开作为形成在包括含有铟的氧化物半导体材料的半导体层上的欧姆电极(参照专利文献2)。[参考文献][专利文献][专利文献1]日本专利申请公开No.2007-123861号[专利文献2]PCT国际公开No.2012/002573号
技术实现思路
在铜(Cu)被用作为半导体装置的布线材料的情况下，通常已知这样一种方法：其中在Cu布线的侧表面或下表面上设置氮化钛、氮化钨或氮化钽等的阻挡层，以防止Cu扩散。该阻挡膜具有高的电阻，并且在布线之间的接触部分中的接触电阻是高的。因此，引起布线延迟。本专利技术的一个实施方式的一个目的是提供一种包括晶体管和使用含有Cu的金属膜而形成的布线、信号线等的新颖的半导体装置。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种，包括晶体管和使用含有Cu的金属膜而形成的布线、信号线等的半导体装置的制造方法。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种半导体装置，其包括晶体管，并且其中布线延迟被抑制。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种包括晶体管的可靠性高的半导体装置。本专利技术的一个实施方式的另一个目的是提供一种新颖的半导体装置和该新颖的半导体装置的制造方法。需要注意的是，这些目的的描述并不干扰其他目的的存在。在本专利技术的一个实施方式中，并不需要达到所有目的。从本说明书的描述、附图、权利要求书等将明了以及可以衍生得出上述目的以外的目的。本专利技术的一个实施方式是一种包括第一布线、第二布线、第一晶体管和第二晶体管的半导体装置。第一布线电连接到第一晶体管的源极或漏极，且第二布线电连接到第二晶体管的栅极。第一布线和第二布线各包括Cu-X合金膜(X是Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti)。第一布线被在Cu-X合金膜中连接到第二布线。在上述实施方式中，第一布线包括第一Cu-Mn合金膜、在第一Cu-Mn合金膜上的第一铜膜、及在第一铜膜上的第二Cu-Mn合金膜。在上述实施方式中，第二布线包括第三Cu-Mn合金膜、在第三Cu-Mn合金膜上的第二铜膜、和在第二铜膜上的第四Cu-Mn合金膜。在上述实施方式中，在其上形成第一布线的表面和第一布线的侧表面之间的倾斜角优选为大于或等于30°且小于或等于70°。在上述实施方式中，在其上形成第二布线的表面和第二布线的侧表面之间的倾斜角优选为大于或等于30°且小于或等于70°。在上述实施方式中，第一布线和第二布线通过氧化锰连接到含氧绝缘膜。本专利技术的一个实施方式是一种显示装置，其包括在上述实施方式中描述的半导体装置。本专利技术的一个实施方式是一种电子设备，其包括在上述实施方式中描述的显示装置和麦克风、扬声器和操作键中的至少一个。注意，在本说明书中，序数词如“第一”、“第二”和“第三”是用来以避免部件之间的混淆，并且因此不限制部件的数量。注意，在本说明书中，用于描述布置的术语，例如“在…上”、“在…上方”、“在…下”以及“在…下方”被用于方便参照附图描述部件之间的位置关系。此外，部件之间的位置关系可以按照描述各部件的方向进行适当地改变。因此，对本说明书中使用的术语没有限制，并且可以根据情况进行适当描述。在本说明书等中，晶体管是具有栅极、漏极和源极至少这三个端子的元件。此外，晶体管具有在漏极(漏极端子、漏极区域或漏电极层)和源极(源极端子、源区域或源电极层)之间的沟道区域，并且电流可流过漏极、沟道区域和源极。请注意，在本说明书等中，沟道区域是指电流主要从其流动通过的区域。此外，例如，当具有不同极性的晶体管被采用或者在电路操作中的电流流动的方向被改变时，源极和漏极的功能可能切换。因此，术语“源极”和“漏极”可以在本说明书等进行切换。注意，在本说明书等中，表述“电连接”包括其中部件通过“具有任何电子功能的物体”连接的情况下。对“具有任何电子功能的物体”没有特别的限制，只要在通过该物体连接的部件之间可发送和接收电信号即可。“具有任何电子功能的物体”的例子是开关元件，如晶体管、电阻器、电感器、电容器和具有多种多样功能的元件，以及电极和布线。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种包括晶体管和使用含有Cu的金属膜而形成的布线、信号线等的新颖的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置包括晶体管和使用含有Cu的金属膜而形成的布线、信号线等。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种半导体装置，其包括晶体管，并且其中布线延迟被抑制。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种包括晶体管的可靠性高的半导体装置。根据本专利技术的一个实施方式，可以提供一种新颖的半导体装置或用于制造该新颖的半导体装置的方法。需要注意的是，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包括：包括源极和漏极的第一晶体管；以及包括栅极的第二晶体管，该栅极直接连接到所述源极和所述漏极中的一个，其中，所述源极和所述漏极各包括第一Cu‑X合金膜，所述栅极包括第二Cu‑X合金膜，X是Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti，并且所述第一Cu‑X合金膜和所述第二Cu‑X合金膜覆盖有包括X的氧化物膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.03 JP 2013-2504491.一种半导体装置，包括：
包括源极和漏极的第一晶体管；以及
包括栅极的第二晶体管，该栅极直接连接到所述源极和所述漏极
中的一个，
其中，所述源极和所述漏极各包括第一Cu-X合金膜，
所述栅极包括第二Cu-X合金膜，
X是Mn、Ni、Cr、Fe、Co、Mo、Ta或Ti，并且
所述第一Cu-X合金膜和所述第二Cu-X合金膜覆盖有包括X的氧化
物膜。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述源极和所述漏极各
具有叠层结构，所述叠层结构包括所述第一Cu-X合金膜、在所述第一
Cu-X合金膜上的第一Cu膜和在所述第一Cu膜上的第三Cu-X合金膜。
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述栅极具有叠层结构，
该叠层结构包括所述第二Cu-X合金膜、在所述第二Cu-X合金膜上的第
二Cu膜和在所述第二Cu膜上的第四Cu-X合金膜。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，
其中所述源极和所述漏极各具有第一叠层结构，该第一叠层结构
包括所述第一Cu-X合金膜、在所述第一Cu-X合金膜上的第一Cu膜和在
所述第一Cu膜上的第三Cu-X合金膜，并且
所述栅极具有第二叠层结构，该第二叠层结构包括所述第二Cu-X
合金膜、在所述第二Cu-X合金膜上的第二Cu膜和在所述第二Cu膜上的
第四Cu-X合金膜。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中X是Mn。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中在其上形成有所述源极、
所述漏极和所述栅极中的一个的表面与所述源极、所述漏极和所述栅
极中的所述一个的侧表面之间的倾斜角度大于或等于30°且小于或等
于70°。
7.一种包括根据权利要求1所述的半导体装置的显示装置。
8.一种半导体装置，包括：
包括源极和漏极的第一晶体管；以及
包括栅极的第二晶体管，该栅极直接连接到所述源极和所述漏极
中的一个，
其中，所述源极和所述漏极各具有第一叠层结构，该第一叠层结
构包括第一Cu-X合金膜，
所述栅极包括第二Cu-X...

【专利技术属性】
技术研发人员：肥塚纯一，岛行德，神长正美，羽持贵士，日向野聪，山崎舜平，
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