半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种可靠性优异的半导体装置。另外，提供一种能够廉价地制造的半导体装置的制造方法。半导体装置包括基板、基板上的氧化物半导体层、氧化物半导体层上的栅极绝缘层、栅极绝缘层上的金属氧化物层和金属氧化物层上的栅极电极，金属氧化物层的第1侧面在俯视时从栅极电极的第2侧面突出。在基板上形成氧化物半导体层，在氧化物半导体层上形成栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜上形成金属氧化物膜，在金属氧化物膜上形成金属膜，在金属膜上形成抗蚀剂，通过将抗蚀剂作为掩模对金属膜和金属氧化物膜连续地进行湿蚀刻，来形成栅极电极和金属氧化物层。氧化物层。氧化物层。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法


[0001]本专利技术的一个实施方式涉及包含氧化物半导体的半导体装置。另外，本专利技术的一个实施方式涉及包含氧化物半导体的半导体装置的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，代替非晶硅、低温多晶硅或单晶硅，在半导体层中使用氧化物半导体的晶体管(半导体装置)的开发正在推进(例如，专利文献1)。使用有氧化物半导体的半导体装置与半导体层中使用非晶硅的半导体装置同样地，能够以简单的结构且低温工艺来制作。另外，已知使用有氧化物半导体的半导体装置具有比半导体层中使用非晶硅的半导体装置高的迁移率。另外，已知半导体层中使用氧化物半导体的半导体装置的截止电流非常低。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2016
‑
197708。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]在包含氧化物半导体的半导体装置中，侵入氧化物半导体的氢或水成为使氧化物半导体的性质变动的主要原因。因此，为了提高半导体装置的可靠性，需要提高覆盖氧化物半导体层的绝缘层的覆盖范围。另外，为了廉价地制造包含氧化物半导体的半导体装置，期望沿用包含非晶硅的半导体装置的生产线。即，在包含氧化物半导体的半导体装置中，也需要使用大面积基板对金属膜进行湿蚀刻。
[0008]本专利技术的一个实施方式的目的之一在于提供可靠性优异的半导体装置。另外，本专利技术的一个实施方式的目的之一在于提供一种能够廉价地制造的半导体装置的制造方法。
[0009]用于解决问题的技术手段
[0010]本专利技术的一个实施方式的半导体装置包含：基板；基板上的氧化物半导体层；氧化物半导体层上的栅极绝缘层；栅极绝缘层上的金属氧化物层；和金属氧化物层上的栅极电极，金属氧化物层的第1侧面在俯视时从栅极电极的第2侧面突出。
[0011]本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法中，在基板上形成氧化物半导体层，在氧化物半导体层上形成栅极绝缘膜，在栅极绝缘膜上形成金属氧化物膜，在金属氧化物膜上形成金属膜，在金属膜上形成抗蚀剂，通过将抗蚀剂作为掩模对金属膜和金属氧化物膜连续地进行湿蚀刻，来形成栅极电极和金属氧化物层。
附图说明
[0012]图1是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的结构的示意性的截面图。
[0013]图2是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的结构的示意性的放大截面图。
[0014]图3A是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0015]图3B是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0016]图3C是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0017]图3D是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0018]图3E是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0019]图3F是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0020]图3G是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0021]图4是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的结构的示意性的截面图。
[0022]图5A是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0023]图5B是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置的制造方法的示意性的截面图。
[0024]附图标记说明
[0025]10、10A：半导体装置，100：基板，110：遮光层，120：第1绝缘层，130：氧化物半导体层，131：沟道区域，132、132A：高浓度杂质区域，140、140A：栅极绝缘层，150：金属氧化物层，160：栅极电极，170：第2绝缘层，180：源极电极，190：漏极电极，240：绝缘膜，250：金属氧化物膜，260：金属膜，310：抗蚀剂层。
具体实施方式
[0026]以下，参照附图等对本专利技术的各实施方式进行说明。不过，本专利技术能够在不脱离其主旨的范围内以各种各样的方式实施，不应限定于以下例示的实施方式的记载内容地解释。另外，关于附图，为了使说明更明确，与实际的方式相比，有时示意性地表示各部分的宽度、厚度、形状等，但这些示意图是一例，并不限定本专利技术的解释。进而，在本说明书和各图中，有时对与关于已出现的图说明过的要素相同或类似的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0027]在本专利技术中，在对某一个膜进行加工而形成多个膜的情况下，这些多个膜有时具有不同的功能或作用。然而，这些多个膜源自在相同工序中形成为相同层的膜，具有相同的层结构或者相同的材料。因此，这些多个膜被定义为存在于同一层中。
[0028]其中，在本说明书中，说明附图时的“上”、“下”等表述表示着眼的结构体与其他结构体的相对位置关系。在本说明书中，在侧视时，将从基板朝向电极的方向定义为“上”，将其相反的方向定义为“下”。在本说明书和技术方案内，在表达在一个结构体上配置其他结构体的情形时，仅记作“在
……
上”的情况下，只要没有特别禁止，就包括以与一个结构体相接的方式、在正上方配置其他结构体的情况，和在一个结构体的上方、再隔着另外的结构体的配置其他结构体的情况这两种情况。
[0029]＜第1实施方式＞
[0030][1.半导体装置10的结构][0031]参照图1和图2，对本专利技术的一个实施方式的半导体装置10的结构进行说明。
[0032]图1是表示本专利技术的一个实施方式的半导体装置10的结构的示意性的截面图。如图1所示，半导体装置10包括基板100、遮光层110、第1绝缘层120、氧化物半导体层130、栅极绝缘层140、金属氧化物层150、栅极电极160、第2绝缘层170、源极电极180和漏极电极190。
[0033]遮光层110设置在基板100上。第1绝缘层120覆盖遮光层110的侧面和上表面，设置在基板100和遮光层110上。氧化物半导体层130设置在第1绝缘层120上。另外，氧化物半导
体层130包含与栅极绝缘层140重叠的沟道区域131和不与栅极绝缘层140重叠的高浓度杂质区域132。栅极绝缘层140设置在氧化物半导体层130上。金属氧化物层150设置在栅极绝缘层140上。栅极电极160设置在金属氧化物层150上。第2绝缘层170覆盖栅极绝缘层140的侧面、金属氧化物层150的侧面以及栅极电极160的侧面和上表面，设置在第1绝缘层120、氧化物半导体层130、栅极绝缘层140、金属氧化物层150、和栅极电极160上。另外，在第2绝缘层170设置有使氧化物半导体层130(更具体而言，高浓度杂质区域132)的上表面的一部分露出的开口。源极电极180和漏极电极190设置在第2绝缘层170的开口之中和第2绝缘层170上。源极电极180和漏极电极190经由第2绝缘层170的开口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：基板；所述基板上的氧化物半导体层；所述氧化物半导体层上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的金属氧化物层；和所述金属氧化物层上的栅极电极，所述金属氧化物层的第1侧面在俯视时从所述栅极电极的第2侧面突出。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述第1侧面的第1锥角比所述第2侧面的第2锥角小。3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于：所述第1锥角为30
°
以上且70
°
以下。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述金属氧化物层的膜厚为10nm以上且100nm以下。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述金属氧化物层含有铟。6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述栅极电极包括：与所述金属氧化物层接触的第1金属层；和所述第1金属层上的第2金属层，所述第2金属层含有铝。7.如权利要求6所述的半导体装置，其特征在于：所述第1金属层含有钼。8.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述氧化物半导体层的侧面被所述栅极绝缘层覆盖。9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体装置，其特征在于：所述基板是挠性基板。10.一种制造半导体装置的方法，其特征在于：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金子寿辉，木村史哉，
申请(专利权)人：株式会社日本显示器，
类型：发明
国别省市：