[发明专利]半导体装置以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用半导体元件的半导体装置以及一种半导体装置的制造方法。

背景技术

多样地存在的金属氧化物用于各种各样的用途。

氧化铟是公知材料，它用作液晶显示器等所需要的透明电极材料。

有的金属氧化物呈现半导体特性。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，已知将这种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(专利文献1至4、非专利文献1)。

另外，作为金属氧化物不仅已知一元氧化物，还已知多元氧化物。例如，已知具有同系物(homologous compound)的InGaO₃(ZnO)m(m为自然数)作为具有In、Ga及Zn的多元氧化物半导体(非专利文献2至4)。

此外，已确认到可以将包括如上所述的In-Ga-Zn类氧化物的氧化物半导体用作薄膜晶体管的沟道层(专利文献5、非专利文献5和6)。

现有的设置在有源矩阵型液晶显示器的各像素中的薄膜晶体管(TFT)使用非晶硅或多晶硅，但是使用如上述那样的金属氧化物半导体代替这些硅材料来制造薄膜晶体管的技术引人瞩目。例如，在专利文献6至专利文献9中公开作为金属氧化物半导体使用氧化锌、In-Ga-Zn-O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。此外，已知包括硅以外的第14族元素的半导体或上述氧化物半导体以外的化合物半导体也可以用作薄膜晶体管的沟道层。

此外，通过溅射法等在300℃以下的温度中可以形成氧化物半导体膜，并且可以容易在大型衬底的广范围内形成使用氧化物半导体来形成沟道形成区的薄膜晶体管。因此，可以期待将氧化物半导体膜应用于有源矩阵型的显示装置。

[专利文献1]日本专利申请公开昭60-198861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开平8-264794号公报

[专利文献3]日本PCT国际申请翻译平11-505377号公报

[专利文献4]日本专利申请公开2000-150900号公报

[专利文献5]日本专利申请公开2004-103957号公报

[专利文献6]日本专利申请公开2007-123861号公报

[专利文献7]日本专利申请公开2007-96055号公报

[专利文献8]日本专利申请公开2007-81362号公报

[专利文献9]日本专利申请公开2007-123700号公报

[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，and R.M.Wolf，″A ferroelectrictransparent thin-film transistor″(透明铁电薄膜晶体管)，Appl.Phys.Lett.，17 June 1996，Vol.68 pp.3650-3652

[非专利文献2]M.Nakamura，N.Kimizuka，and T.Mohri，″The PhaseRelations in the In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO System at 1350℃″(In₂O₃-Ga₂ZnO₄-ZnO类在1350℃时的相位关系)，J.Solid State Chem.，1991，Vol.93，pp.298-315