本发明专利技术的目的之一在于提供一种具有能够充分降低布线间的寄生电容的结构的半导体装置。在与栅电极层重叠的氧化物半导体层的一部分上形成用作沟道保护层的氧化物绝缘层。在与该氧化物绝缘层的形成相同的步骤中，形成覆盖氧化物半导体层的边缘部的氧化物绝缘层。覆盖氧化物半导体层的边缘部的氧化物绝缘层将栅电极层与形成在该栅电极层上方或边缘的布线层之间的距离拉大，从而可以降低寄生电容。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的之一在于提供一种具有能够充分降低布线间的寄生电容的结构的半导体装置。在与栅电极层重叠的氧化物半导体层的一部分上形成用作沟道保护层的氧化物绝缘层。在与该氧化物绝缘层的形成相同的步骤中，形成覆盖氧化物半导体层的边缘部的氧化物绝缘层。覆盖氧化物半导体层的边缘部的氧化物绝缘层将栅电极层与形成在该栅电极层上方或边缘的布线层之间的距离拉大，从而可以降低寄生电容。【专利说明】本专利技术申请是国际申请号为PCT/JP2010/062287，国际申请日为2010年7月14日，进入中国国家阶段的申请号为201080034955.9，名称为“”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种使用氧化物半导体的半导体装置及制造该半导体装置的方法。本说明书中，半导体装置泛指能够通过利用半导体特性工作的装置，因此显示装置等电光装置、半导体电路及电子设备都是半导体装置。
技术介绍
近年来，一种利用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体薄膜(厚度大约为几nm至几百nm)来形成薄膜晶体管(TFT)的技术备受瞩目。薄膜晶体管被广泛地应用于如IC及电光装置之类的电子器件，尤其是对作为图像显示装置中的开关元件使用的薄膜晶体管的开发日益火热。金属氧化物的种类繁多且用途广。氧化铟作为较普遍的材料被用于液晶显示器等所需要的透明电极材料。一些金属氧化物具有半导体特性。作为具有半导体特性的金属氧化物，例如可以举出氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等，并且已知一种使用这种具有半导体特性的金属氧化物来形成沟道形成区的薄膜晶体管(专利文献I及专利文献2)。日本专利申请公开2007-123861号公报日本专利申请公开2007-96055号公报当在绝缘表面上形成多个薄膜晶体管时，例如存在栅极布线和源极布线交叉的部分。在该交叉部分中，栅极布线和其电位与该栅极布线不同的源极布线之间形成电容，其中用作电介质的绝缘层设置在上述布线之间。该电容也被称为布线间的寄生电容，其有可能导致信号波形产生畸变。此外，当寄生电容较大时，有可能导致信号的传达变慢。另外，寄生电容的增加会引起布线间的电信号泄漏即串扰现象，并使耗电量增大。另外，在有源矩阵型的显示装置中，尤其是当提供视频信号的信号布线与其他的布线或电极之间形成有较大的寄生电容时，有可能导致显示质量下降。另外，当谋求电路的微细化时，布线间隔变窄，而有可能导致布线间的寄生电容的增加。本专利技术的一个方式的目的之一在于提供一种具有能够充分降低布线间的寄生电容的结构的半导体装置。当在绝缘表面上形成驱动电路时，优选用于驱动电路的薄膜晶体管的工作速度较快。例如，当将薄膜晶体管的沟道长度(L)形成得较短或将沟道宽度W形成得较宽时工作速度提高。但是，当将沟道长度形成得较短时，存在开关特性例如导通截止比变小的问题。另外，当将沟道宽度W形成得较宽时，存在薄膜晶体管自身的电容负载上升的问题。另外，本专利技术的目的之一在于提供一种半导体装置，该半导体装置具备即使沟道长度较短也具有稳定的电特性的薄膜晶体管。当在绝缘表面上形成多个不同的电路时，例如，当将像素部和驱动电路形成在同一衬底上时，用作像素部的薄膜晶体管要求具有优越的开关特性，例如要求较大的导通截止比，而用作驱动电路的薄膜晶体管要求工作速度快。尤其是，显示装置的精细度越高显示图像的写入时间越短。所以优选用于驱动电路的薄膜晶体管的工作速度较快。另外，本专利技术的目的之一在于提供一种半导体装置，该半导体装置在同一衬底上形成多种电路并具备分别对应于上述多种电路的特性的多种薄膜晶体管。在底栅结构的薄膜晶体管中，在与栅电极层重叠的氧化物半导体层的一部分上形成用作沟道保护层的氧化物绝缘层。在形成该氧化物绝缘层的同一工序中形成覆盖氧化物半导体层的边缘部(包括侧面)的氧化物绝缘层。当设置了覆盖氧化物半导体层的边缘部(包括侧面)的氧化物绝缘层时，栅电极层与形成在栅电极层上方或周边的布线层(源极布线层或电容布线层等)之间的距离拉大，从而可以降低寄生电容。覆盖氧化物半导体层的边缘部的氧化物绝缘层与沟道保护层在同一工序中形成。所以可以在不增加工序数目的情况下降低寄生电容。覆盖氧化物半导体层的边缘部(包括侧面)的氧化物绝缘层可以降低寄生电容，从而可以抑制信号波形的畸变。为了降低寄生电容，优选使用介电常数小的绝缘材料形成夹在布线之间的氧化物绝缘层。当设置了覆盖氧化物半导体层的边缘部(包括侧面)的氧化物绝缘层时，可以尽可能地减小寄生电容，从而实现薄膜晶体管的高速工作。另外，通过采用工作速度快的薄膜晶体管，电路的集成度得到提闻。
技术实现思路
本说明书所公开的本专利技术的一个方式是一种半导体装置，该半导体装置包括:栅电极层；所述栅电极层上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的氧化物半导体层；所述氧化物半导体层上的氧化物绝缘层；以及所述氧化物绝缘层上的源电极层和漏电极层，其中，所述氧化物半导体层包括与所述氧化物绝缘层接触的第一区域和与所述源电极层或所述漏电极层接触的第二区域，所述第一区域包括隔着所述栅绝缘层与所述栅电极层重叠的沟道形成区和与覆盖所述氧化物半导体层的边缘及侧面的所述氧化物绝缘层重叠的区域，并且，所述氧化物半导体层的端面隔着所述氧化物绝缘层与所述源电极层或所述漏电极层重叠。上述结构至少解决上述课题之一。另外，为了实现上述结构，本专利技术的另一个方式是一种半导体装置，该半导体装置包括:栅电极层；所述栅电极层上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的氧化物半导体层；所述氧化物半导体层上的氧化物绝缘层；所述氧化物绝缘层上的源电极层和漏电极层；以及所述源电极层和所述漏电极层上的保护绝缘层，其中，所述氧化物半导体层包括与所述氧化物绝缘层接触的第一区域、与所述源电极层或所述漏电极层接触的第二区域以及与所述保护绝缘层接触的第三区域，所述第一区域中，沟道形成区为隔着所述栅极绝缘层与所述栅电极层重叠的区域，并且所述沟道形成区和所述第二区域之间设置有所述第三区域。另外，本说明书中使用的氧化物半导体被形成为由InMO3 (ZnO)m Cm > O)表示的薄膜，并制造将该薄膜用作半导体层的薄膜晶体管。另外，M表示从Ga、Fe、N1、Mn和Co中选择的一种金属兀素或多种金属兀素。例如，M可为Ga, M也可包含Ga以外的上述金属兀素，例如M为Ga和Ni或Ga和Fe。此外，在上述氧化物半导体中，除了作为M而包含的金属元素之外，有时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。在本说明书中，在具有由InMO3 (ZnO)m (m > O)表示的结构的氧化物半导体层中，将包含Ga以作为M的氧化物半导体称为In-Ga-Zn-O类氧化物半导体，并且将In-Ga-Zn-O类氧化物半导体的薄膜称为In-Ga-Zn-O类非单晶膜。作为用于氧化物半导体层的金属氧化物，除了可以使用上述材料之外，还可以使用In-Sn-Zn-O类金属氧化物、In-Al-Zn-O类金属氧化物、Sn-Ga-Zn-O类金属氧化物、Al-Ga-Zn-O类金属氧化物、Sn-Al-Zn-O类金属氧化物、In-Zn-O类金属氧化物、Sn-Zn-O类金属氧化物、Al-Zn-O类金属氧化物、In-O类金属氧化物、Sn-O类金属氧化物、Zn-O类金属氧化物。由上述金属氧化物本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，包括：绝缘表面上的栅电极层；所述栅电极层上的栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上的含铟的氧化物半导体层，该氧化物半导体层包括隔着所述栅极绝缘层与所述栅电极层重叠的沟道形成区；所述氧化物半导体层上的氧化物绝缘层，该氧化物绝缘层具有第一接触孔和第二接触孔，其中所述氧化物绝缘层覆盖所述氧化物半导体层的边缘；所述氧化物绝缘层上的源电极层，该源电极层通过所述氧化物绝缘层的所述第一接触孔与所述氧化物半导体层电接触；所述氧化物绝缘层上的漏电极层，该漏电极层通过所述氧化物绝缘层的所述第二接触孔与所述氧化物半导体层电接触；所述源电极层和所述漏电极层上的无机绝缘膜；以及所述无机绝缘膜上的像素电极层，该像素电极层与所述源电极层和所述漏电极层中的一方电接触，其中，所述源电极层隔着所述氧化物绝缘层与所述氧化物半导体层的第一端重叠，其中，所述漏电极层隔着所述氧化物绝缘层与所述氧化物半导体层的第二端重叠。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，大原宏树，佐佐木俊成，野田耕生，桑原秀明，
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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