本发明专利技术提供一种半导体装置、显示模块和电子设备，该半导体装置具有晶体管，所述晶体管包括：第一氧化物半导体层、在第一氧化物半导体层上的第二氧化物半导体层、在第二氧化物半导体层上的源电极、以及在第二氧化物半导体层上的漏电极，其中，第一氧化物半导体层包括作为沟道形成区的第一区域，第二氧化物半导体层包括与第一区域重叠的第二区域，第二氧化物半导体层包括与源电极接触的第三区域，第二氧化物半导体层包括与漏电极接触的第四区域，第一区域具有第一导电率，第二区域具有第二导电率，第三区域具有第三导电率，第四区域具有第四导电率，第二导电率低于第一导电率，第三导电率高于第二导电率，第四导电率高于第二导电率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种使用氧化物半导体制造的半导体装置及该半导体装置的制造方法。
技术介绍
金属氧化物的种类繁多且用途广泛。氧化铟为较普遍的材料，其被用作液晶显示器等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。作为呈现半导体特性的金属氧化物，例如有氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等，并且将这些呈现半导体特性的金属氧化物用作沟道形成区的薄膜晶体管已经是众所周知的(参照专利文献I至4、非专利文献I)。 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，作为包含In、Ga及Zn的多元氧化物,具有同系物(homologous series)的InGaO3 (ZnO)m (m:自然数)是周知的(参照非专利文献2至4)。并且，已经确认到可以将上述那样的由In-Ga-Zn类氧化物构成的氧化物半导体用作薄膜晶体管的沟道层(参照专利文献5、非专利文献5及6)。[专利文件I]日本专利申请公开昭60-198861号公报[专利文件2]日本专利申请公开平8-264794号公报[专利文件3]PCT国际申请日本公表平11-505377号公报[专利文件4]日本专利申请公开2000-150900号公报[专利文件5]日本专利申请公开2004-103957号公报[非专利文献 1]M. ff. Prins, K. O. Grosse-Holz, G. Muller, J. F. M. Ci I lessen, J.B. Giesbersj R. P. Weening, and R. M. Wolf, 〃A ferroelectric transparent thin-filmtransistor(透明铁电薄膜晶体管)，App1. Phys. Lett.，17Junel996，Vol. 68p. 3650-3652[非专利文献 2]Μ· Nakamura, Ν· Kimizukaj and Τ· Mohrij The Phase Relationsin the In2O3-Ga2ZnO4-ZnO System atl350° C〃(In2O3-Ga2ZnO4-ZnO 类在 1350° C 时的相位关系)，J. Solid State Chem.，1991，Vol. 93，p. 298-315[非专利文献 3]Ν· Kimizuka，Μ· Isobe，and Μ· Nakamura，Synthesesand Single-Crystal Data of Homologous Compounds, In2O3(ZnO)m (m=3，4，and5)，InGaO3 (ZnO) 3，and Ga2O3 (ZnO) m (m=7，8，9，andl6) in the In2O3-ZnGa2O4-ZnOSystem(同系物的合成和单晶数据，In2O3-ZnGa2O4-ZnO类的In2O3(ZnO)m (m=3，4，and5)，InGaO3 (ZnO) 3，and Ga2O3 (ZnO) m (m=7，8，9，and 16) )，J. Sol id StateChem.，1995，Vol. 116，p. 170-178[非专利文献4]中村真佐樹、君塚昇、毛利尚彦、磯部光正，〃^壬口力' ^相、InFeO3 (ZnO)m(m :自然数)i子O同型化合物合成杉太K結晶構造〃(同系物、铟铁锌氧化物(InFeO3(ZnO)m) (m为自然数)及其同型化合物的合成以及晶体结构)，固体物理(SOLIDSTATE PHYSICS)，1993，Vol. 28，No. 5，p. 317-327[非专利文献 5] K. Nomura, H. Ohta, K. Ueda, T. Kamiya, M. Hirano, andH. Hosono, 〃Thin-film transistor fabricated in single-crystalline transparentoxide semiconductor(由单晶透明氧化物半导体制造的薄膜晶体管)，SCIENCE, 2003, Vol.300，ρ· 1269-1272[非专利文献 6] K. Nomura, H. Ohta, A. Takagi, T. Kamiya, M. Hirano, andH.Hosono, 〃Room-temperature fabrication of transparent flexible thin-filmtransistors using amorphous oxide semiconductors(在室温下制造使用非晶氧化物半导体的透明柔性薄膜晶体管)，NATURE, 2004, Vol. 432p. 488-49
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有电特性稳定的薄膜晶体管的可靠性高的半导体装置。在包括作为半导体层采用氧化物半导体层的反交错型薄膜晶体管的半导体装置中，在氧化物半导体层上具有缓冲层。缓冲层接触于半导体层的沟道形成区与源电极层及漏电极层。缓冲层在其膜中具有电阻分布。在缓冲层中，设置在半导体层的沟道形成区上的区域的导电率低于半导体层的沟道形成区的导电率，并且接触于源电极层及漏电极层的区域的导电率高于半导体层的沟道形成区的导电率。另外，与栅极绝缘层相比，缓冲层及半导体层的导电率高(电阻低)。因此，按照导电率从高到低的排列顺序，其分别为缓冲层的低电阻区域(接触于源电极层及漏电极层的区域)、半导体层的沟道形成区、缓冲层的高电阻区域(设置在沟道形成区上的区域)、栅极绝缘层。 因为缓冲层中的接触于沟道形成区的区域为高电阻区域，所以薄膜晶体管的电特性稳定化，而可以防止截止电流的增加等。另一方面，因为缓冲层中的接触于源电极层及漏电极层的区域为低电阻区域，所以接触电阻低，而可以使导通电流增高。因此，可以制造具有电特性高且可靠性高的薄膜晶体管的半导体装置。作为缓冲层，可以使用包含钛、钥或锰的氧化物半导体层。当使氧化物半导体层包含钛、钥或锰的金属元素时，氧化物半导体层的电阻增大。另外，在本说明书中，当形成缓冲层时使缓冲层包含钛、钥或锰等的元素。例如，使用包含钛、钥或锰的靶通过溅射法形成缓冲层。作为用于缓冲层的氧化物半导体层，使用具有半导体特性的氧化物材料即可。例如，可以使用具有表示为InMO3 (ZnO)m (m>0)的结构的氧化物半导体，特别优选使用In-Ga-Zn-O类氧化物半导体。另外，M表示选自镓(Ga)、铁(Fe)、镍(Ni )、锰(Mn)及钴(Co)中的一种金属元素或多种金属元素。例如，作为M，除了有包含Ga的情况之外，还有包含Ga和Ni或Ga和Fe等的Ga以外的上述金属元素的情况。此外,在上述氧化物半导体中，有不仅包含作为M的金属元素,而且还包含作为杂质元素的Fe、Ni等其他过渡金属元素或该过渡金属的氧化物的氧化物半导体。在本说明书中，在具有表示为InMO3 (ZnO)m (m>0)的结构的氧化物半导体中，将具有作为M至少包含Ga的结构的氧化物半导体称为In-Ga-Zn-O类氧化物半导体，并且将该薄膜也称为In-Ga-Zn-O类非单晶膜。另外，作为用于缓冲层的氧化物半导体层所适用的氧化物半导体，除了可以使用上述材料之外，还可以使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，该半导体装置具有晶体管，所述晶体管包括：第一氧化物半导体层、在所述第一氧化物半导体层上的第二氧化物半导体层、在所述第二氧化物半导体层上的源电极、以及在所述第二氧化物半导体层上的漏电极，其中，所述第一氧化物半导体层包括作为沟道形成区的第一区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述第一区域重叠的第二区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述源电极接触的第三区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述漏电极接触的第四区域，所述第一区域具有第一导电率，所述第二区域具有第二导电率，所述第三区域具有第三导电率，所述第四区域具有第四导电率，所述第二导电率低于所述第一导电率，所述第三导电率高于所述第二导电率，所述第四导电率高于所述第二导电率。
【技术特征摘要】
2009.03.06 JP 2009-0533991.一种半导体装置，该半导体装置具有晶体管，所述晶体管包括第一氧化物半导体层、在所述第一氧化物半导体层上的第二氧化物半导体层、在所述第二氧化物半导体层上的源电极、以及在所述第二氧化物半导体层上的漏电极，其中，所述第一氧化物半导体层包括作为沟道形成区的第一区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述第一区域重叠的第二区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述源电极接触的第三区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述漏电极接触的第四区域，所述第一区域具有第一导电率，所述第二区域具有第二导电率，所述第三区域具有第三导电率，所述第四区域具有第四导电率，所述第二导电率低于所述第一导电率，所述第三导电率高于所述第二导电率，所述第四导电率高于所述第二导电率。2.—种半导体装置，该半导体装置具有晶体管，所述晶体管包括第一氧化物半导体层、在所述第一氧化物半导体层上的第二氧化物半导体层、在所述第二氧化物半导体层上的源电极、以及在所述第二氧化物半导体层上的漏电极，其中，所述第一氧化物半导体层包括作为沟道形成区的第一区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述第一区域重叠的第二区域，所述第二氧化物半导体层包括与所述源电极接触的第三区域，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：坂田淳一郎，广桥拓也，岸田英幸，
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：
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