[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有利用薄膜晶体管(下文称为TFT)形成的电路的半导 体器件及其制造方法。例如，本发明涉及其中安装了以液晶显示面板作为 代表的电光器件或包括有机发光元件的发光显示器件作为其部件的电子器 件。

注意此说明书中的半导体器件指的是可使用半导体特性操作的所有器 件，而且光电器件、半导体电路以及电子器件都是半导体器件。

背景技术

针对多种应用使用多种金属氧化物。氧化铟是众所周知的材料，且用 作液晶显示器等所必需的透明电极材料。

某些金属氧化物具有半导体特性。具有半导体特性的金属氧化物是一 种类型的化合物半导体。化合物半导体是利用结合到一起的两种或多种类 型的半导体形成的半导体。一般而言，金属氧化物变成绝缘体。然而，已 知金属氧化物根据金属氧化物中包括的元素的组合而变成半导体。

例如，已知氧化钨、氧化锡、氧化铟、氧化锌等是具有半导体特性的 金属氧化物。公开了其中利用这样的金属氧化物形成的透明半导体层作为 沟道形成区的一种薄膜晶体管(专利文献1到4与非专利文献1)。

此外，已知作为金属氧化物的不仅有单组分氧化物而且有多组分氧化 物。例如，作为同系化合物的InGaO₃(ZnO)_m(m为自然数)是已知的材料 (非专利文献2到4)。

而且，已经确认这样的In-Ga-Zn基氧化物可应用于薄膜晶体管的沟道 层(专利文献5和非专利文献5和6)。

此外，一种利用氧化物半导体制造薄膜晶体管、并将该薄膜晶体管应 用于电子器件或光学器件的技术已经引起人们的注意。例如，专利文献6 和专利文献7公开了使用氧化锌或In-Ga-Zn-O基氧化物半导体作为氧化物 半导体膜来制造薄膜晶体管的技术，而且用这样的晶体管作为图像显示器 件的开关元件等。

[专利文献]

[专利文献1]日本已公开专利申请No.S60-198861

[专利文献2]日本已公开专利申请No.H8-264794

[专利文献3]PCT国际申请No.H11-505377的日文译文

[专利文献4]日本已公开专利申请No.2000-150900

[专利文献5]日本已公开专利申请No.2004-103957

[专利文献6]日本已公开专利申请No.2007-123861

[专利文献7]日本已公开专利申请No.2007-096055

[非专利文献]

[非专利文献1]M.W.Prins、K.O.Grosse-Holz、G.Muller、J.F.M. Cillessen、J.B.Giesbers、R.P.Weening以及R.M.Wolf，“铁电透明薄膜 晶体管(A ferroelectric transparent thin-film transistor)”，应用物理快报(Appl. Phys.Lett.)，1996年6月17日第68卷第3650-3652页

[非专利文献2]M.Nakamura、N.Kimizuka以及T.Mohri， “In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO系统在1350℃下的相态关系(The Phase Relations in the In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO System at 1350℃)”，J.Solid State Chem.，1991， 第93卷第298-315页