本发明专利技术的目的之一在于提供具备使用氧化物半导体层并具有优良的电特性的薄膜晶体管的半导体装置。将包含ＳｉＯｘ的氧化物半导体层用于沟道形成区，在源电极层及漏电极层和上述包含ＳｉＯｘ的氧化物半导体层之间设置源区及漏区，以降低与由低电阻值的金属材料构成的源电极层及漏电极层的接触电阻。源区及漏区使用不包含ＳｉＯｘ的氧化物半导体层或氧氮化物膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有由薄膜晶体管(以下，称为TFT)构成的电路的半导体装置及 其制造方法。例如，本专利技术涉及一种电子设备，其中安装以液晶显示面板为代表的电光装置 或具有有机发光元件的发光显示装置作为部件。 另外，本说明书中，半导体装置是指通过利用半导体特性而能够发挥其功能的所 有装置，因此电光装置、半导体电路以及电子设备都是半导体装置。
技术介绍
金属氧化物的种类繁多且其用途广泛。氧化铟为较普遍的材料而被用作液晶显示 器等中所需要的透明电极材料。 在金属氧化物中存在呈现半导体特性的金属氧化物。呈现半导体特性的金属氧化 物是化合物半导体的一种。化合物半导体是指两种以上的原子进行结合而形成的半导体。 通常，金属氧化物成为绝缘体。但是，已知也存在如下情况即根据构成金属氧化物的元素 的组合金属氧化物会成为半导体。 例如，已知在金属氧化物中，氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等呈现半导体特性。 并且，已公开将由该种金属氧化物构成的透明半导体层用作沟道形成区的薄膜晶体管(专 利文献1至4、非专利文献1)。 另外，已知金属氧化物不仅有一元氧化物还有多元氧化物。例如，具有同系物 (homologous compound)的InGa03(Zn0)m(m :自然数)为公知的材料(非专利文献2至4)。 并且，已经确认可以将上述那样的In-Ga-Zn类氧化物用于薄膜晶体管的沟道层 (专利文献5、非专利文献5以及6)。 此外，通过使用氧化物半导体制造薄膜晶体管，并且将该薄膜晶体管应用于电子 器件和光器件的技术受到关注。例如，专利文献6及专利文献7公开作为氧化物半导体膜 使用氧化锌、In-Ga-Zn-0类氧化物半导体来制造薄膜晶体管，并将该薄膜晶体管用于图像 显示装置的开关元件等的技术。日本专利申请公开昭60-198861号公报 日本专利申请公开平8-264794号公报 日本PCT国际申请翻译平11-505377号公报 日本专利申请公开2000-150900号公报 日本专利申请公开2004-103957号公报 日本专利申请公开2007-123861号公报 日本专利申请公开2007-096055号公报 M. W. Prins， K. 0. Grosse-Holz， G. Muller， J. F. M. Cillessen， J.B.Giesbers，R. P. Weening，and R. M. Wolf， 〃 Aferroelectric transparent thin-film transistor" ， A卯l. Phys. Lett. ， 17 June 1996， Vol. 68 p. 3650-3652 M. Nakamura，N. Kimizuka，and T. Mohri， 〃 The PhaseRelations3in the In203-Ga2Zn04_ZnO System at 1350 °C 〃 ， J. Solid StateChem. ， 1991， Vol. 93， p. 298-315 N. Kimizuka， M. Isobe， and M. Nakamura， 〃 Synthesesand Single-Crystal Data of Homologous Compounds, ln203 (ZnO)m(m = 3，4， and 5)， InGa03 (ZnO) 3， and Ga203(ZnO)m(m = 7，8，9， and 16) in theIn203_ZnGa204_ZnO System"， J.Solid State Chem. ，1995， Vol. 116， p.170—178 M. Nakamura， N. Kimizuka， T. Mohri， and M. Isobe， 〃 Syntheses and crystal structures of new homologous compounds, indiumiron zinc oxides (InFe03 (ZnO) m) (m :natural number)and relatedcompounds 〃 ， K0TAI BUTSURI(SOLID STATE PHYSICS)，1993， Vol. 28， No. 5， p.317-327 K. Nomura, H. 0hta， K. Ueda， T. Kamiya， M. Hirano， and H. Hosono， 〃 Thin-film transistor fabricated insingle-crystalline transparent oxide semiconductor" ， SCIENCE, 2003， Vol. 300， p.1269-1272 K. Nomura, H. Ohta， A. Takagi， T. Kamiya， M. Hirano， and H. Hosono， 〃 Room-temperature fabrication of transparent flexiblethin_film transistors using amorphous oxide semiconductors 〃 ， NATURE,2004， Vol.432 p.488-49
技术实现思路
附图说明 本专利技术的一个方式的目的之一在于提供具备使用氧化物半导体层并具有优良的 电特性的薄膜晶体管的半导体装置。 为了实现非晶氧化物半导体层，采用使用包含氧化硅或氧氮化硅的氧化物半导体 层的薄膜晶体管。通过典型地使用包含O. lwt^以上且20wt^以下的Si02，优选使用包含 lwt%以上且6wt^以下的Si02的氧化物半导体靶材进行成膜，使在氧化物半导体层中含有 阻挡晶化的Si0x(X > 0)，可以实现以薄膜晶体管的栅电压尽量近于0V的正的阈值电压形 成沟道的薄膜晶体管。 包含Si0x的氧化物半导体层使用In-Ga-Zn-0类氧化物半导体、In-Zn-0类氧化 物半导体、Sn-Zn-0类氧化物半导体、In-Sn-0类氧化物半导体、Ga-Zn-0类氧化物半导体或 Zn-0类氧化物半导体。 此外，为了降低与由电阻低的金属材料构成的源电极层及漏电极层的接触电阻， 在源电极层及漏电极层和上述包含Si0x的氧化物半导体层之间形成源区及漏区。 源区及漏区使用不包含Si0x的氧化物半导体层，例如In-Ga-Zn-O类氧化物半 导体、In-Zn-0类氧化物半导体、Sn-Zn-0类氧化物半导体、In-Sn-0类氧化物半导体、 Ga-Zn-0类氧化物半导体或Zn-0类氧化物半导体。此外，源区及漏区也可以使用包含氮的 In-Ga-Zn-0类非单晶膜，即In-Ga-Zn-0-N类非单晶膜(也称为IGZ0N膜)。在包含氮气的 气氛中使用以包含铟、镓及锌的氧化物为成分的靶材进行成膜而得到包含铟、镓及锌的氧 氮化物膜，并对该包含铟、镓及锌的氧氮化物膜进行加热处理而得到上述In-Ga-Zn-0-N类4非单晶膜。此外，源区及漏区也可以使用包含氮的Ga-Zn-O类非单晶膜，即Ga-Zn-O-N类 非单晶膜(也称为GZ0N膜)、包含氮的Zn-0类非单晶膜，即Zn-O-N类非单本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括：绝缘表面上的栅电极；包含ＳｉＯ↓［ｘ］的氧化物半导体层；所述栅电极和所述包含ＳｉＯ↓［ｘ］的氧化物半导体层之间的绝缘层；以及所述包含ＳｉＯ↓［ｘ］的氧化物半导体层和源电极层及漏电极层之间的源区及漏区，其中，所述源区及漏区使用氧氮化物材料形成。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂田淳一郎，岛津贵志，大原宏树，佐佐木俊成，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：JP[日本]
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